Presentación de PowerPoint

La geosfera
Los elementos
químicos
Física y Química
La
geosfera
Los
elementos químicos
Las primeras clasificaciones de los
elementos
© Oxford University Press España, S. A.
Física y Química 3º ESO
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La
geosfera
Los
elementos químicos
Un elemento químico es un tipo de materia constituido por átomos de la
misma clase.
La clasificación más sencilla de los elementos es en metales y no metales.
Metales y no metales
Metales
No metales
• Son opacos y poseen un brillo
característico (brillo metálico).
• Son buenos conductores del calor y la
corriente eléctrica.
• Son maleables y dúctiles.
• Excepto el mercurio, que es líquido,
son sólidos a temperatura ambiente.
• La mayoría tienen elevados puntos de
fusión y ebullición.
• No poseen brillo metálico.
• Son malos conductores del calor y la
electricidad.
• A temperatura ambiente pueden ser
sólidos, líquidos o gaseosos.
• En general tienen puntos de fusión y
ebullición muy bajos.
• En estado sólido son frágiles y se
rompen con facilidad.
Ejemplos de metales: hierro, cobre, cinc,
mercurio, oro, plata, níquel, plomo, etc.
Ejemplos de no metales: hidrógeno, oxígeno,
cloro, nitrógeno, carbono, flúor, helio, etc.
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Los
elementos químicos
Las primeras clasificaciones periódicas
Mendeleiev dispuso 63 elementos en orden creciente de masa atómica,
para situar en una misma fila aquellos con propiedades parecidas.
o Evitó colocar metales junto a no metales.
o Permutó el orden entre el telurio y el yodo, para
que el telurio estuviera junto al azufre y el
selenio, y el yodo junto al bromo y el cloro.
o Cuando las propiedades de un elemento no
guardaban relación alguna con la posición que le
correspondía según su masa atómica, dejaba ese
hueco, para que más adelante pudiera ocuparlo
un nuevo elemento, aún no descubierto.
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elementos químicos
¿Cómo se mide la masa de los
átomos?
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Los
elementos químicos
La unidad de masa atómica es la doceava parte de la masa de un átomo de
C-12 (12C).
La masa atómica relativa es la masa de un átomo
medida en relación con la doceava parte del átomo
de C-12 y es una magnitud adimensional.
Un espectrómetro de masas es un aparato que
permite medir la masa de un átomo en comparación
con la doceava parte del átomo de C-12.
La masa atómica relativa de un elemento se calcula como la masa media
ponderada de sus isótopos.
𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑎𝑡ó𝑚𝑖𝑐𝑎 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑎 =
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% 𝑖𝑠ó𝑡𝑜𝑝𝑜 1
% 𝑖𝑠ó𝑡𝑜𝑝𝑜 2
% 𝑖𝑠ó𝑡𝑜𝑝𝑜 3
· 𝑚1 +
· 𝑚2 +
· 𝑚3 …
100
100
100
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Los
elementos químicos
Clasificación actual de los elementos
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Los
elementos químicos
En la tabla periódica los elementos están ordenados de arriba abajo (grupos)
y de izquierda a derecha (períodos) en orden creciente de número atómico.
o Un grupo es cada una de las columnas verticales de la tabla periódica. Los
elementos de un mismo grupo tienen el mismo número de electrones en la
última capa (electrones de valencia). Existen 18 grupos, numerados del 1 al 18.
o Un período es cada una de las filas horizontales de la tabla periódica. Los
elementos de un mismo período tienen el mismo número de niveles electrónicos.
Hay 7 períodos formando filas y numerados del 1 al 7.
Metales y no metales en el sistema periódico
Las propiedades metálicas de los elementos se
acentúan a medida que nos desplazamos a la
izquierda y a medida que bajamos en la
tabla.
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elementos químicos
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elementos químicos
La tabla periódica y la configuración electrónica de los elementos
Grupo 18: helio, neón, argón, criptón, xenón y radón
o Los elementos del grupo 18 reciben el nombre de gases
nobles. Son elementos metálicos.
o La configuración electrónica del helio es 2 0.
o La configuración electrónica de la última capa del neón,
argón, criptón, xenón y radón es 2 6.
Grupo 17: flúor, cloro, bromo y yodo
o Los elementos del grupo 17 se denominan halógenos. Son
no metálicos.
o La configuración electrónica de su última capa es 2 5, es
decir, les falta un electrón para tener la configuración
electrónica de un gas noble.
o Tienden a formar iones con una carga negativa.
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Los
elementos químicos
Grupo 1: litio, sodio, potasio, rubidio y cesio
o A los elementos del grupo 1 se les llama alcalinos. Son
elementos metálicos.
o La configuración electrónica de su última capa es 1 0, es
decir, les sobra un electrón para tener la misma
configuración electrónica que la del gas noble más próximo.
o Estos elementos tienden a formar iones con una carga
positiva.
Los elementos representativos
o Son los elementos de los grupos 1, 2, 13, 14, 15, 16, 17 y
18.
o La configuración electrónica de su capa más externa varía
desde 1 0 hasta 2 6.
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La
Elgeosfera
Los
método
elementos
científico
químicos
Agrupaciones de los átomos en los
elementos: átomos, moléculas y cristales
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Elgeosfera
Los
método
elementos
científico
químicos
Los elementos químicos están formados por la unión de átomos iguales, y los
compuestos químicos por la unión de átomos de elementos diferentes.
Algunos elementos químicos se encuentran en la naturaleza como átomos
aislados, otros forman moléculas y muchos de ellos se presentan en forma de
cristales.
Átomos aislados: los elementos del grupo 18
o Los elementos del grupo 18, los gases nobles, se
encuentran en forma de átomos aislados.
o A temperatura ambiente son sustancias gaseosas que
no conducen la corriente eléctrica.
o Tienen su última capa electrónica completa, es decir,
poseen ocho electrones, excepto el helio, que cuenta
con dos. Esta configuración electrónica les proporciona
gran estabilidad.
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Elgeosfera
Los
método
elementos
científico
químicos
Formando moléculas: elementos no metálicos
o Elementos como el hidrógeno, el oxígeno, el nitrógeno,
el flúor, el cloro, el bromo, etc., se presentan en forma
de moléculas diatómicas, es decir, H2, O2, N2, F2, Cl2,
Br2…
o A temperatura ambiente son sustancias gaseosas que
no conducen la corriente eléctrica.
Un enlace químico es una atracción de tipo electrostático entre dos o más
átomos que permite que estos alcancen la estabilidad.
Si el enlace se produce por compartición de electrones decimos que se trata
de un enlace covalente.
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Los
método
elementos
científico
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Formando cristales covalentes: elementos no metálicos
El átomo de carbono tiene cuatro electrones en su última capa. Puede formar cuatro
enlaces covalentes. Forma un cristal covalente.
Un cristal es un sólido cuyas partículas se ordenan conforme a un patrón que se
repite en las tres direcciones del espacio
El carbono puede encontrarse en la naturaleza en dos variedades: diamante y grafito.
Cristal de diamante
Cristal de grafito
Cada átomo de carbono
está unido a cuatro
átomos de carbono. Esta
red hace que el diamante
sea un sólido muy duro,
con altos puntos de
fusión y ebullición. No
conduce la corriente
eléctrica.
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Cada átomo de carbono
está unido a tres átomos
de carbono en un mismo
plano y en planos
adyacentes a un cuarto
átomo de carbono. Es un
sólido blando y untuoso.
Conduce la corriente
eléctrica.
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Elgeosfera
Los
método
elementos
científico
químicos
Formando cristales metálicos: elementos metálicos
o Todos los metales conducen la corriente eléctrica.
o La mayor parte de los metales poseen uno, dos o tres
electrones en la capa más externa de sus átomos. En un
cristal metálico, las partículas que constituyen la red
son átomos (iones positivos) que han perdido esos
electrones externos, los cuales están deslocalizados por
todo el cristal (se dice que constituyen un «mar de
electrones»), es decir, no pertenecen a un átomo en
concreto.
o Los metales conducen la corriente eléctrica porque
estos electrones se pueden mover con facilidad por
todo el cristal.
o La mayoría de los metales son duros, porque sus
átomos forman uniones muy compactas, y son dúctiles
y maleables.
o Este tipo de unión recibe el nombre de enlace
metálico.
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La
Elgeosfera
Los
método
elementos
científico
químicos
Propiedades de algunas familias de
elementos químicos
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La
Elgeosfera
Los
método
elementos
científico
químicos
Una familia o grupo es un conjunto de elementos químicos que presentan
propiedades físicas y químicas parecidas. Estas propiedades varían de forma
periódica dentro de la columna que ocupa el grupo.
Dos de las familias más importantes son la de los alcalinos y la de los halógenos.
Grupo 1: Alcalinos
Propiedades
Reactividad
• La familia de los alcalinos está formada • Son los metales más reactivos que
por: litio, sodio, potasio, rubidio y
existen, por lo que no se encuentran
cesio.
en estado libre en la naturaleza, sino
• Son metales. Tienen brillo metálico.
combinados con otros elementos.
• Tienen un electrón en la última capa.
• Reaccionan violentamente con el
• Los puntos de fusión y ebullición
oxígeno y con el agua.
disminuyen al bajar en el grupo.
• Esta reactividad es mayor al bajar en
• Son sólidos blandos.
el grupo.
• Son buenos conductores de la
electricidad y del calor.
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Grupo 17: Halógenos
Propiedades
• La familia de los halógenos está
formada por: flúor, cloro, bromo y yodo.
• Son no metales.
• Tienen siete electrones en la última
capa.
• Los puntos de fusión y ebullición
aumentan al bajar en el grupo.
• A temperatura ambiente, el flúor y el
cloro son gases, el bromo es un líquido
y el yodo es un sólido.
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Reactividad
• Los halógenos son sustancias muy
reactivas que deben manejarse en el
laboratorio con mucha precaución.
Por ejemplo, el flúor y el cloro son
corrosivos y venenosos.
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