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    ELEMENTOS YCOMPUESTOS

     Tiago Martínez 4B

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    ÍNDICE1. Las partículas del átomo.1.1. El electrón

    1.2. El protón1.3. El neutrón1.4. Nmero atómico ! nmero

    másico2. Modelos atómicos

      2.1. Modelo atómico de T"omson  2.2. Modelo atómico de #ut"er$ord  2.3. Modelo atómico de Bo"r  2.4. Modelo atómico actual  2.%. &on'guración electrónica de loselementos

    3. El (istema )eriódico de los elementos  3.1. *rupos ! períodos  3.2. #egularidades en el (istema)eriódico4. Enlaces +uímicos  4.1. Enlace iónico

      4.2. Enlace co,alente  4.3 Enlace metálico

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    1. Las partículas del átomo

    Principios fundamentales de la teoríaatómica de Dalton

    1. La materia está $ormada por pe+ue-aspartículas separadas e indi,isiles llamadasátomos.

    2. La sustancia +ue tiene todos sus átomosiguales es un elemento.

    3. Los átomos de los di$erentes elementos sedistinguen por su masa y sus propiedades.

    4. Los átomos de elementos dst!tos pueden unirse en cantidades jas paraoriginar compuestos.

    %. Los átomos compuestos /mol0culas de undeterminado compuesto son tami0n

    iguales en masa ! propiedades

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    1.1 El electrón

    Los electrones son partículas de carga negati,a ! de mu!

    poca masa +ue constitu!en los rayos catódicos.

    1.2 El

     protónLos rayos canales en

    el caso del hidrógeno están$ormados por partículas de carga positi,a ! de masa 18!,eces ma!or +ue la de los electrones denominadas

     protones.

    1. ElneutrónLos neutrones son partículas cu!a masa es semejante a ladel protón ! sin carga el"ctrica.

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    1.# $%mero atómico y n%meromásico

    &El n%mero atómico ' 

     es el nmero de protones +ue tienen losncleos de los átomos de un elemento.

    El n%mero másico ( es la suma del nmero de protones !neutrones +ue tiene el ncleo de un átomo.

    "# $% ! "# !&mero másco!# " ' $ !# !&mero de !eutro!es$# ! ' " $# !&mero at(mco

    El !&mero at(mco $) * el !&mero másco ") suele!

    represe!tarse +u!to co! el sím,olo del átomocorrespo!de!te de esta -orma  "

      /  $

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    IS0TOPOS)sótopos son las distintasformas atómicas de unmismo elemento +uedieren en su nmeromásico.1 2 3

      1 1 1

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    . Modelos at(mcos

    2.1 *odelo atómico de+homsonEn 1564 T"omson propuso un modelo mu!

    elemental 7 el átomo está constituido por una es$erade materia con carga positi,a en la +ue seencuentran enca8ados los electrones en nmerosu'ciente para neutrali,ar  su carga.

    2.2 *odelo atómico de-utherford 

    9La ma!or parte de la masa del átomo ! toda su cargapositi,a se encuentran reunidas  en una zona centralminscula llamada n%cleo.9:uera del ncleo los electrones en igual nmero +uelas unidades de carga positia/  giran en óritascirculares alrededor de este.

    2. *odelo atómico de 0ohr 1. ;entro de los átomos los electrones se mue,enalrededor del ncleo en óritas circulares o ni,elesde energía.2. La energía del electrón depende de la órita enla +ue est0 situado< cuanto más ale8ado del ncleo

    est0 ma!or es su energía.

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    3. Los radios  de las (r,tas  ! las energías  de loselectrones situados en ellas no pueden sercuales+uiera sino solo ciertos ,alores muy denidos.

    4. ada órita o niel admite un nmero má=imo deelectrones +ue ,iene dado por la e=presión 2n> donde ndesigna el niel  /1 2 3?

    Caracterís

    tca

    T2OMSO

    N

    3UT2E34O3

    D

    5O23

    E=istenciade ncleo

    N@ (A (A

    Mo,imientode los

    electrones

    N@ (A (A

    Ni,eles deenergía de

    loselectrones

    N@ N@ (A

    Característcas de los modelos at(mcos

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    2.# *odelo atómico actual 

    9El electrón  se comporta como una onda en su mo,imiento

    alrededor del ncleo.9No es posile predecir  la tra!ectoria e=acta del electrón. )or eso"a! +ue aandonar la idea de óritas de'nidas del modelo de Bo"r! "alar en su lugar de oritales atómicos.

    n orital atómico es una región del espacio en

    torno al n%cleo donde la proailidad deencontrar el electrón con una determinadaenergía es mu! grande.

    En cada orital no puede "aer más de dos electrones7

    9Los oritales se agrupan en C ni,eles energ0ticos. En cada ni,el"a! un nmero determinado de sunieles  +ue se denominan s, p, d o  f ! +ue se di$erencian por su forma y orientación en elespacio.

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    2.3 onguración electrónica de los elementos

    La conguración o estructura electrónica de un elemento esla distriución de los electrones de sus átomos en los oritales delos distintos ni,eles de energía.

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    6. El Sstema Per(dco de loseleme!tos

    El (istema )eriódico actual o Tala )eriódica7

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    .1 4rupos y períodos

    *uchas propiedades físicas y 5uímicas de los elementos ,arían

    con regularidad periódica cuando estos se sitan por orden crecientede su nmero atómico.

    En cada  período  aparecen los elementos para los +ue el ltimoni,el de su con'guración electrónica coincide con el n%mero de período situados por orden creciente de nmero atómico.

    Na Na7$#118

    1s9 s9 p:6s;

    P P7$#1 2s> 2pF3s> ( ( /D1G 1s> 2s> 2pF 3s>3pH

    Il Il /D13 1s> 2s> 2pF3s> 3pJ

    &l &l/D1C

    1s> 2s> 2pF 3s>3pK

    (i (i /D14 1s> 2s> 2pF3s> 3p>

    Ir Ir/D1

    1s> 2s> 2pF 3s>3pF

    &@N:*#I&@NE( ELE&T#N&I( ;E L@( ELEMENT@( ;EL)E#A@;@

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    La Tala )eriódica presenta C períodos numerados del 1 al C. Elnmero de elementos +ue contiene cada período es ,ariale7

    9El período 1 contiene 2 elementos.96os períodos 2 y contienen elementos cada uno.96os períodos # y 3 contienen 1 elementos cada uno.96os períodos 7 y ! contienen 32 elementos cada uno !a +ue

    inclu!en respecti,amente los lantánidos ! los actínidos.

    En cada grupo aparecen los elementos +ue presentan el mismonmero de electrones en el ltimo ni,el ocupado o capa dealencia.Los elementos del grupo 1% contienen % electrones en su capa máseterna7

    N N

    7$#>8

    1s9 s9 p=

    ) )/D1%

    1s> 2s> 2pF 3s> 3pO

    Is Is/D33

    1s> 2s> 2pF 3s> 3pF 4s> 3dPQ 4pO

    ( (

    1s> 2s> 2pF 3s> 3pF 4s> 3dPQ 4pF %s> 4dPQ %pO

    Co!?@uraco!es electr(!cas de los eleme!tos del@rupo 1<

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    A3UPOSE=isten 1 grupos algunos de ellos con

    nomres especiales7 alcalinos /grupo1 alcalinot0rreos /grupo 2 t0rreos ooroideos /grupo 11 caronoideos

    /grupo 14 nitrogenoideos /grupo 1%

    calcógenos o an$ígenos /grupo 1G"alógenos /grupo 1C ! gases noles/grupo 1

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    .2 -egularidades en el 9istema Periódico

    19;entro de un mismo período79Los elementos situados más a la iz+uierda tienen en general ma!ortendencia a perder los electrones de su ni,el más e=terno. (on losmetales.

    9Los elementos situados más a la derec"a por el contrario tienenma!or tendencia a capturar electrones e incorporarlos a su ni,el

    más e=terno. (on los no metales.

      Este comportamiento e=plica la tendencia de algunos elementos a

    unirse ! $ormar compuestos.29 En un mismo grupo los elementos presentan la mismaconguración electrónica en su ni,el más e=terno o ni,el de ,alencia.Esta similitud en la misma capa de ,alencia es la razón por la cual loselementos de un mismo grupo presentan un comportamiento +uímicosimilar.

    :En general dentro de un mismo período el tama-a de los átomosdisminu!e a medida +ue aumenta el nmero atómico deido a +ue loselementos tienen los electrones de ,alencia en el mismo ni,el ! seincremente la carga positi,a del ncleo por lo +ue crece la $ueraatracti,a sore los electrones de estos ni,eles.Il descender dentro de un grupo en general el tama-o de los átomosaumenta !a +ue los elementos ,an teniendo más ni,eles con electrones

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    49 Los elementos gaseosos se sitan a la derec"a de latala con la e=cepción del "idrógeno.%9Los elementos sint0ticos se otienen arti'cialmente en

    el laoratorio mediante reacciones nucleares ! no e=istenen la naturaleza. (e encuentran a partir del uranio /D52 e=cepto el tecnecio Tc /D43 ! el prometio )m/DG1.

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    B. E!laces uímcos

    Los átomos de los elementos no suelen aparecer aislados en lanaturaleza sino +ue normalmente se unen $ormando agrupacionesestales +ue dan origen a las innumerales sustancias +ueconocemos. Estas agrupaciones pueden ser redes cristalinas !a

    sean de átomos o de iones ! mol0culas.

    Los e!laces uímcos so! las dst!tas clasesde -ueras ue ma!te!e! esta,leme!teu!dos los átomos e! la susta!cas.

    El análisis de las propiedades de las sustancias permite deducir lae=istencia de distintas $ormas de enlace7 iónico co,alente !metálico.

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    #.1 Enlace iónico

    Este tipo de enlace se produce cuando se cominan los elementos

    metálicos situados a la iz+uierda ! en el centro de la Tala )eriódicacon los elementos no metálicos situados a la derec"a de la Tala.

    )ropiedades de los compuestos iónicos7

    Propedad1. I temperatura amiente son sólidos de ele,adopunto de $usión

    2. (on $rágiles. Il golpearlos se rompen en cristales demenor tama-o.

    3. (on solules en agua.

    4. No conducen electricidad en estado sólido.

    %. (on conductores el0ctricos en disolución o $undidos.

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    #.2 Enlace coalente

    La cominación de dos átomos pertenecientes a elementos no

    metálicos los situados a la derec"a de la Tala )eriódica no seproduce mediante trans$erencia de electrones de uno a otro átomocomo sucede en el enlace iónico sino mediante otra $orma de unióndenominada enlace co,alente.

    El e!lace coale!te es la unión de dos átomos+ue comparten uno o más pares de electrones.

    TIPO DESC3IPCI0N

    Enlace simple Los dos átomos comparten un par de electrones.)or e8emplo las mol0culas de R &lR ! R@.

    Enlace dole Los átomos enlazados comparten dos pares de

    electrones. )or e8emplo las mol0culas de @R !R@.

    Enlace triple Los átomos enlazados comparten tres pares deelectrones. )or e8emplo las mol0culas de NR !&RR /etino

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    Estructuras de LeFs(e denominan así en "onor del +uímico norteamericano*.N LeSis /1C%9154G +ue en 151G propuso su teoría del

    enlace co,alente.Las estructuras de LeSis contienen7

    9Los símolos de los elementos enlazados por enlacesco,alentes.

    9Los pares de electrones +ue se comparten. )uedenrepresentarse mediante pares de puntos o medianteguiones.9Los enlaces de ,alencia no enlazantes.

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    Gale!ca coale!te

    Es el nmero de electrones +ue un átomo aporta paracompartir con otro átomo.

    ;e acuerdo con los e8emplos propuestos se deducen

    estas ,alencias co,alentes7

    idrógeno7 1 &arono7 4

    :lor7 1 Nitrógeno7 3

    @=ígeno7 2

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    1. Susta!cas coale!tesmoleculares

    (us átomos se agrupan $ormando mol0culas. En estado lí+uido o sólidolas mol0culas se unen a su ,ez mediante d0iles $uerzasintermoleculares.

    I este tipo pertenece la ma!oría de la sustancias conocidas. Entre ellasse encuentran por e8emplo o=ígeno @R< nitrógeno NR< agua R@<

    dió=ido de carono &@R< utano &JJ< ácido sul$rico R(@U?

    Propedad

    1. En condiciones ordinarias son gases lí+uidos osólidos de a8o punto de $usión ! de eullición.

    2. La ma!oría son insolules en agua ! mássolules en disol,entes orgánicos.

    3. No conducen la electricidad ni en estado puro nien disolución.

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    . Susta!cas coale!tes

    at(mcasEstán constituidas por átomos +ue no $orman mol0culas sinoestructuras tridimensionales.

    E8emplos7 carono en sus ,ariedades7 diamante ! gra'todió=ido de silicio caruro de silicio?

    Propedad

    1. (on sólidos de alto punto de $usión ! mu! duros.

    2. (on insolules en agua ! en casi todos losdisol,entes.

    3. No conducen la corriente el0ctrica

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    6. 4ueras !termoleculares

    Las $uerzas intermoleculares son las $uerzas atracti,as e=istentes

    entre las mol0culas de las sustancias co,alentes moleculares.

    )ueden ser de dos tipos7 $uerzas de Van der Waals ! enlace"idrógeno o enlace por puente de "idrógeno.

    TIPO DESC3IPCI0N

    4ueras de Ga! der Haals Estas $uerzas intermoleculares sond0iles ! de naturaleza electrostática.(u intensidad aumenta con el tama-ode la mol0cula.(e da por e8emplo en las mol0culas

    del cloruro de "idrógeno &l elo=ígeno o el !odo.

    E!lace de dr(@e!o Es un enlace intermolecular másintenso +ue las $uerzas de Van derWaals lo +ue "ace +ue las sustancias+ue lo presentan tengan puntos de$usión ! de eullición más ele,ados.

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    #. Enlace metálico

    9Los átomos de los metales no $orman mol0culas sino +ue se colocanordenadamente constitu!endo una estructura cristalina lo máscompacta posile.9&ada átomo se desprende de sus electrones de ,alencia con,irti0ndoseen un ion positi,o.9Los electrones de ,alencia de todos los átomos $orman una nueelectrónica capaz de desplazarse entre los "uecos de la estructura.

    La interacción entre la nue de electrones ! los iones positi,os asegurala estailidad del metal. Esta unión constitu!e el enlace metálico.

    El e!lace metálco es la -uera atracta eJste!te e! losmetales e!tre los o!es postos * los electro!es m(lesde ale!ca ue les rodea!.