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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!.