ݺߣ

ݺߣShare a Scribd company logo
Os átomos e a súa complexidade 4 FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. Xosé Manuel Besteiro Colexio Apostólico Mercedario VERÍN
A mestura de grava e area ten un volume inferior á  suma dos volúmenes orixinais. O volume da mestura de auga e alcol tamén é menor ca suma dos volúmes iniciais. PARTÍCULAS VISIBLES PARTÍCULAS INVISIBLES A materia está constituida por partículas denominadas átomos. GRAVA AREA AUGA ALCOL Probas da existencia dos átomos FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O.
FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. Na sublimación as partículas de gas esténdense por todo o espazo Nas disolucións as partículas de soluto  esténdense por toda a disolución A disolución de permanganato espándese por todo o recipiente Probas da existencia dos átomos A materia está constituida por partículas  moi pequenas denominadas  átomos  que só poden visualizarse con microscopios de efecto túnel
VISUALIZACIÓN DE ÁTOMOS POR EFECTO TÚNEL FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O.
ELEMENTOS QUÍMICOS E ÁTOMOS FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. SUBSTANCIA . Tipos de materia que se diferencian polas súas propiedades específicas (densidade,dureza, brillo, conductividade, etc) ÁTOMO: Parte máis pequena de cada elemento que pode intervir nunha combinación química (Dalton) A unión de átomos iguais orixina elementos A unión de átomos diferentes orixina compostos   MATERIA: é todo aquelo que ten masa e volume CLIC PARA CONTINUAR
ELEMENTOS QUÍMICOS E ÁTOMOS ELEMENTOS: Substancias puras que non se descompoñen noutras por procedementos físicos nen químicos. Están formados por átomos iguais.Ex: Au, O 2 , N 2 , Fe, C,… Elementos e átomos noméanse  co mesmo nome FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. COMPOSTO: Substancia pura que pode descompoñerse noutras por procedementos físicos ou químicos.(Electrólise, descomposición térmica,…) Están formados por átomos diferentes. Ex: H 2 O, H 2 SO 4 , NH 3, NaCl  Represéntanse por unha fórmula CLIC PARA CONTINUAR
DESCOMPOSICIÓN TÉRMICA DESCOMPOSICIÓN POR ELECTRÓLISE Descomposición mediante calor. Unha substancia descomponse pola acción dunha corrente eléctrica continua. FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. SEPARACIÓN DOS COMPOÑENTES DUN COMPOSTO H 2 O  H 2  + O 2 CuCO 3   CuO + C O 2
MODELOS ATÓMICOS FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. Dende a antigüidade o home tivo curiosidade pola composición da materia.  Os sucesivos avances levaron a aparición de novos modelos que permiten explicar as novas experiencias CLIC PARA CONTINUAR Demócrito   (S.Va.c.) introduce o termo de átomo como a parte máis pequena da materia. ÁTOMO sen   división Dividindo a materia en cachos cada vez máis pequenos chegaría un momento no que non poderíamos dividila máis.  A esa porción mínima e indivisible chamouna átomo(indivisible) A influenza de Aristóteles fixo que as ideas de Demócrito non fosen admitidas. Demócrito
MODELOS ATÓMICOS FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. Aristóteles ,  outro gran pensador grego, fixo que se impuxese a teoría dos cuatro elementos. Segúndo Aristóteles, a materia estaba formada por cantidades variabeis de  catro elementos:Terra ,  Auga, Aire ,e, lume . O predominio dun ou outro destes elementos facía que a materia fora: Húmida Fría Seca Quente ESQUEMA INTERNET CLIC PARA CONTINUAR ANIMACIONES INICIO
No mundo cristián, a teoría de Aristóteles foi adoptada polos alquimistas, precursores dos científicos, que desenrolaron a súa actividade durante toda a idade Media . FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. Aristóteles
FÍSICA E QUÍMCA 3º E.S.O. MODELO DE DALTON(1808) Tiveron que pasar vinte séculos para que un químico inglés chamado John Dalton retomara as ideas de Demócrito e publicase, en 1808,  a súa famosa teoría atómica:
FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. IDEAS FUNDAMENTAIS DA TEORÍA DE DALTON: Os átomos son indivisibles e non se modifican nas reaccións  .  .   químicas. A materia está constituida por átomos. Tódolos átomos dun mesmo elemento químico son iguais. Os átomos de elementos químicos diferentes son diferentes. Os compostos están formados pola unión de átomos de  .  diferentes elementos.
O modelo atómico de Dalton supón que a materia está formada por átomos que son partículas neutras e indivisibeis. Representación dos elementos e  compostos na teoría de Dalton . FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. IDEAS FUNDAMENTAIS DA TEORÍA DE DALTON:
CRITICAS Á TEORIA DE DALTON Átomos indivisíbeis ? ( protóns,neutróns,electróns…) Átomos dun mesmo elemento idénticos en masa e propiedades  (Isótopos) Non explica os fenómenos eléctricos  Os decubrimentos de finais do século XIX e comezo do XX deixaron en evidencia a teoría da indivisibilidade atómica. APORTACIÓNS DE DALTON Explica a lei de conservación da masa das reaccións químicas Interpreta a lei das proporcións definidas: dous elementos que se unen para formaren un composto fano sempre na mesma proporción FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. + + + +
Algúns corpos adquiren carga eléctrica ao fretalos con la ou seda Descomposición dalgúns compostos polo paso da corrente(electrolise) Produción de partículas cargadas ao someter a un gas a un elevado potencial eléctrico FENÓMENOS QUE RELACIONAN A MATERIA COA ELECTRICIDADE FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. Osíxeno Hidróxeno PILA
MODELO ATÓMICO DE THOMSON   FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. En 1897, O británico Joseph John Thomson descubriu unhas partículas con propiedades sorprendentes: prácticamente non tiñan masa e tiñan carga eléctrica negativa.  Chamounos  electróns. Baseouse na súa experiencia co  tubo de descarga. No interior existe un gas sometido a unha diferencia de potencial. Desde o polo negativo (cátodo)  emítese unha radiación cara o polo positivo (ánodo). A radiación é emitida polo gas. Joseph John Thomson (1856 – 1940)
Raios catódicos FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. Tubo de descarga gas cátodo ánodo Radiación=electróns 10.000 voltios Substancia fluorescente
O átomo posúe partículas negativas chamadas electróns. Intuía ,dada a neutralidade da materia, a existencia dunha carga positiva no  átomo. Anuncia que o átomo é “UNHA ESFERA MACIZA CARGADA POSITIVAMENTE  E NO SU INTERIOR  ESTÁN INCRUSTADOS OS ELECTRÓNS” Simil: sandía (Pepitas=electróns. Froito:átomo cargado positivamente) FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. MODELO DE THOMSON
En 1886, o físico alemán Eugen  Goldstein,  empregando un tubo catódico cun cátodo perforado, descubriu unha nova radiación, que fluía polos buracos do cátodo en dirección oposta á dos raios catódicos.  Chamouselle "raios canais". Posto que os raios canais se moven na dirección oposta aos raios catódicos de carga negativa , ésta era de natureza positiva. APORTACIÓNS DE THOMSON Explica os fenómenos eléctricos Acaba coa idea da indivisivilidade do átomo FALLOS DE THOMSON Non explica a desviación das partículas alfa cando se bombardean láminas de ouro   DESCUBRIMIENTO DO PROTÓN FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O.
FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. EXPERIMENTO  DE RUTHERFORD
FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. EXPERIMENTO  DE RUTHERFORD Fonte de partículas   Lámina de ouro Pantalla de centelleo
OBSERVACIÓNS DE RUTHERFORD Rutherford bombardeou unha fina lámina de oro con partículas alfa (núcleos de Helio, procedentes da desintegración do Polonio) Observou que a maioría das partículas que atravesaban a lámina seguían unha líña recta ou se desviaban un ángulo moi pequeno da dirección inicial.  Soamente, moi poucas partículas se desviaban grandes ángulos, o que contradecía ao modelo atómico proposto por Thomson.  Rutherford supuxo que ditas desviacións proviñan dunha única interacción entre a partícula proxectil  e o átomo CONCLUSIÓNS DE RUTHERFORD Rutherford  concluiu que o feito de que a maioría das partículas atravesaran a folla metálica, indica que gran parte do átomo está baleiro  O rebote das partículas indica un encontro directo cunha zona fortemente positiva do átomo e á vez moi densa de masa .  FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O.
O átomo está constituido por unha parte central á que se le chama   núcleo  e na  que se encontra concentrada case toda a masa do núcleo e  toda a carga positiva. Na parte externa do átomo( Codia ) encóntrase toda a carga negativa e a súa masa é moi pequena en comparación co resto do átomo, esta está formada polos electróns que conteña o átomo. Os  electróns xiran  a gran velocidade arredor do núcleo, en orbitas circulares. O tamaño do núcleo é moi pequeno en comparación co do átomo, aproximadamente 10.000 veces menor. FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. POSTULADOS DE RUTHERFORD .  Electrón Núcleo
FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. MODELO ATÓMICO SEGUNDO RUTHERFORD OBXECCIÓNS A RUTHERFORD O modelo sería inestable xa que os protóns repeleríanse .Tivo que descubrir os neutróns como as partículas que impedirían esas repulsións. Os electróns perderían enerxía ao xirar arredor do núcleo baixo unha aceleración centrípeta e acabarían caindo sobre o núcleo CODIA NÚCLEO electróns. protóns. neutróns. ÁTOMO
Nº ATÓMICO(Z) É o número de protóns que ten o átomo, coincide co lugar que ocupa  na taboa periódica e tamén co nº de electróns en átomos neutros. Nº MÁSICO(A) É a suma do nº de protóns e do nº de neutróns que ten un átomo FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. CUALIDADES QUE PERMITEN DIFERENCIAR DOUS ÁTOMOS A = Z + nº neutróns EL NÚMERO MÁSICO (A) EL NÚMERO ATÓMICO (Z) Tódolos átomos do mesmo elemento químico teñen o mesmo nº atómico X A Z
ISÓTOPOS :  Son  átomos do mesmo elemento (teñen igual nº atómico Z) ,  pero teñen distinto nº másico A por teren diferente nº de neutróns.  FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O CUALIDADES QUE PERMITEN DIFERENCIAR DOUS ÁTOMOS A = Z + nº neutróns Protio Deuterio Tritio ISÓTOPOS DO HIDRÓXENO
MASAS ATÓMICAS E MOLECULARES A  masa atómica  dun elemento  é a media dos números másicos de tódolos isótopos que o forman. Ex: Se un elemento ten tres isótopos FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. % 3 A 3 % 2 A 2 % 1 A 1 Abundancia  (%) Números másicos(A)
ISÓTOPOS.  FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. Calcula a masa atómica do Neón coñecidas as masas e a abundancia dos seus isótopos  :
IÓNS. Son átomos que perderon ou gañaron electróns para estabilizarse  ANIÓN :   Ión negativo   formado cando un átomo gana electróns, adquirindo un exceso de carga negativa. Represéntase como : X - Ex:   Cl  - CATIÓN:   ión positivo formado cando un átomo perde electróns , queda con defecto de carga negativa ou máis carga positiva que negativa.  Represéntase como :  X +TIÓN Ex: Na  +  FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O.
IÓNS. Fe 26 56 26 protóns 26   electróns 30 neutróns átomo de ferro Fe +2 26 56 26 protóns 24  electróns 30 neutróns catión ferro +2 FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O.
COMPLETA A SEGUINTE TABOA FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. 14 13 13 27 29 63 18 17 65 4 3 96 197 Cm 16 16 12 11 11 23 11 Nº NEUTRÓNS Nº ELECTRÓNS Nº PROTÓNS A Z SÍMBOLO
COMPLETA A SEGUINTE TABOA FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. 14 13 13 27 13 Al 34 32 29 63 29 Cu 18 18 17 35 17 20 18 20 40 20 35 30 30 65 30 4 3 3 7 3 Li 101 96 96 197 96 Cm 16 16 16 32 16 S 12 11 11 23 11 Nº NEUTRÓNS Nº ELECTRÓNS Nº PROTÓNS A Z SÍMBOLO
RESUMINDO: u.m.a. = unidade de masa atómica (masa dun átomo de hidróxeno) Núcleo Núcleo Codia 1 u.m.a. 1 u.m.a. 1/1840 u.m.a. Positiva Non ten Negativa FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. Electrón Neutrón Protón CARGA MASA LOCALIZACIÓN PARTÍCULA
FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. O Modelo de BOHR trata de explicalos espectros.  Cando a luz branca incide sobre un prisma , descomponse en cores formando un espectro. Cando a luz procede dun elemento o espectro está formado só por algunhas raias. Espectros de emisión MODELO ATÓMICO DE BOHR (1913) Litio Potasio
FÍSICA E QUÍMICA 4º E.S.O. FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. Espectro de emisión www.puc.cl / sw_educ /qda1106/ CAP2/2B/2B1/   Espectro de absorción © Ed. ECIR Química 2º Bachillerato
FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. ESPECTRO DE EMISIÓN DE DIFERENTES ÁTOMOS
FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. MODELO ATÓMICO DE BOHR (1913) Os electróns só se poden mover en determinadas órbitas chamadas  “ÓRBITAS ESTACIONARIAS  “nas cales non se absorbe nin emite enerxía. Nas órbitas estacionarias cúmprese: n = nº cuántico principal só pode tomar os valores 0 , 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6… A enerxía destas órbitas aumenta a medida que se apartan do núcleo. O salto dun electrón dunha órbita de maior enerxía a outra de menor enerxía dá lugar á emisión dunha radiación electromagnética en forma de luz.  Esta enerxía emitida non pode ser calquera (Está cuantizada) e vai cumprir que: h = constante de Planck = 6,63· 10 -34 J·s v = frecuencia da radiación
FALLOS DO MODELO DE BOHR: Supón que as órbitas son circulares Despreza a masa do electrón ( a masa do protón  é unhas 1840 veces a masa do electrón) Supón que o núcleo está fixo Explica o espectro do hidróxeno ,pero non o de átomos con máis dun electrón  FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O.
FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. . Absorción Emisión
FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. MODELO DE BOHR-SOMMERFELD(1916) ANTECEDENTES: Os modernos métodos de observación permitían comprobar o desdobramento das liñas espectrais de Bohr A presenza dun campo magnético ou eléctrico provocaba o desdobramento das liñas espectrais (EFECTO ZEEMAN 1896) SOMMERFELD modificou os potulados de Bohr para poder interpretar os  novos feitos As órbitas descritas polos electróns  dentro de cada nivel enerxético  poden ser circulares ou elípticas A excentricidade de cada órbita vén dada polo nº cuántico secundario “ l”  que sinala os os posíbeis subniveis de enerxía de cada nivel ” n” Valores que pode tomar “l” : 0, 1, 2, 3, 4…n-1.
FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. A orientación e a inclinación das órbitas no espazo non pode ser calquera. Un novo nº cuántico “m” chamado nº cuántico magnético controla a orientación  no espazo “ m” pode tomar os valores  que van desde – l …, 0,…+ l,  indo de un en un . Sommerfeld explicaba a complexidade das raias espectrais Nº CUÁNTICO DE SPIN (s) En 1925 Uhlembeck e Goldsmit explicaron o efecto Zeeman postulando que o electrón , ademáis de xirar arredor do núcleo, xiraba sobre si mesmo comportándose coma un pequeño imán s = +1/2 cando rotación e traslación teñen o mesmo sentido s = -1/2 cando rotación e traslación teñen sentidos contrarios .
En 1924 o físico francés Louis de Broglie considerando a teoría ondulatoria e corpuscular  da luz , propuxo que a materia, en certas condicións, podería mostrar propiedades de onda . De Broglie suxeriu que o electrón, na súa traxectoria arredor do núcleo, ten asociada unha lonxitude de onda particular. ANTECEDENTES DA TEORÍA CUÁNTICA DE  SCHRÖDINGER Hipótese de De Broglie Principio de incerteza de Heisenberg 1.- HIPÓTESE DE DE BROGLIE: FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O h  =6,63·10 -34  J·s = constante de Planck mv  para cualquera obxecto chámase  momento
En 1926 Werner Heisenberg (1901-1976) sostuvo que: “ É imposible coñecer simultaneamente a posición e o momento linear dunha partícula. Canto máis exacta sexa a determinación dunha delas , máis inexacta será a da outra”. ANTECEDENTES DA TEORÍA CUÁNTICA DE  SCHRÖDINGER 2.- PRINCIPIO DE INCERTEZA DE HEISENBERG: TEORÍA CUÁNTICA DE SCHRÖDINGER FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. En 1926, Erwin Schrödinger describiu o comportamento do electrón dun átomo dacordo a consideracións estatísticas. Schrödinger considerou que a traxectoria definida do electrón segundo  Bohr  (ÓRBITA)  debe sustituirse pola probabilidade de encontralo nunha zona do espazo atómico  (ORBITAL)
Baixo este plantexamento, os estados de enerxía permitidos para o electrón no átomo (chamados  orbitais  e onde cada un deles   ten unha enerxía característica e unha forma particular) quedan descritos por medio de catro números cuánticos:  O principal( n ) n= 1, 2 , 3 , 4 , 5, 6,  K, L, M, N ,O O secundario ( l ),l=  0,1, 2 , 3, 4…n-1 s, p , d, f, f, f,… O magnético ( m ) m= -l…0…+l O espín ( s ). S = +/- 1/2 TEORÍA CUÁNTICA DE SCHRÖDINGER ORBITAL: “ ZONA DO ESPAZO NA QUE EXISTE A MÁXIMA PROBABILIDADE DE  ENCONTRAR AO ELECTRÓN” FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O.
NÚMEROS CUÁNTICOS. Número cuántico principal ( n )   relaciónase directamente coa magnitude e a enerxía dun orbital atómico. Este número pode ter calquera valor enteiro e positivo  n : 1,2,3,4,.... Cando  n   aumenta, tamén aumenta a enerxía e a distancia do electrón ao núcleo.  Número cuántico secundario o azimutal ( l ) :  Para medir a excentricidade da órbita  definiuse un segundo número cuántico denominado secundario ou azimutal  Os valores que toma o número cuántico secundario dependen do valor de  n ,  segundo  l  = 0,1,2...( n -1). Se  n  = 3  entonces  l  toma os valores 0,1 y 2 Os valores de l teñen os seus equivalentes en letras, l  0 1 2 3 4 Nome s p d f f FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O.
Orbitais s FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O.
FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O.
FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O.
FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O.
Número cuántico magnético  m .  Está relacionado coa orientación espacial do orbital .Os seus valores dependen de  l   e pode tomar 2 l  + 1 valores enteiros, é decir  + l ,.....,0,.......- l Se  l  = 0  entonces  m  = 0 Se  l  = 1  entonces  m  =  +1, 0, -1 , de maneira que o subnivel p ( l =1) contén tres orbitais que se designan como p x , p y , p z   FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O.
O número cuántico de espín non deriva da ecuación de Schrödinger senón que se introduciu para que a teoría estivera dacordo cos datos experimentais FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. Número cuántico de espín (s).  Corresponde ao xiro do electrón sobre o seu propio eixe, o cal pode ter dous sentidos, na dirección das agullas do reloxo ou en sentido contrario. - O espín pode tomar os valores de +1/2  ,e, -1/2
Os niveis de enerxía para o átomo de hidróxeno dependen exclusivamente do número cuántico n, de maneira que tódolos subniveis teñen a mesma enerxía. Para os átomos polielectrónicos, depende dos números cuántico principal ( n ) e secundario ( l ). Variacións do nivel de enerxía 1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s<4d<5p<6s<4f<5d<6p<7s< ........ ENERXÍA E CAPACIDADE DOS ORBITAIS ATÓMICOS FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O.
FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. Incremento de enerxía n=1 n=2 n=3 n=4 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 5s 4d Nivel principal de enerxía Subnivel
CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA DOS ÁTOMOS Enténdese por configuración electrónica do átomo á distribución dos electróns nos diferentes orbitais atómicos. Para encontrar tal configuración débense seguir certas regras Os electróns sitúanse nos orbitais de menor enerxía. Según Pauli, cada electrón dun átomo ten os seus propios números cuánticos . (n , l , m , s) Un orbital ten un máximo de dous electróns con espín oposto, o que se traduce en que o subnivel  s  ten como capacidade máxima 2 electróns.  O subnivel  p  con tres orbitais, 6 electróns. O subnivel  d  con cinco orbitais, 10 electróns e o subnivel  f  con 7 orbitais, 14 electróns. Cando un subnivel ten máis dun orbital, os electróns van ocupando  o subnivel de maneira que cada  electrón adicional que entra, se ubica en orbitais diferentes co mesmo espín. Esta condición chámase  regra de Hund ou regra de máxima multiplicidade de espín. FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O.
7p 1s 2s 2p 3p 3s 3d 4d 5d 6d 6s 6p 5p 4p 5s 4s 7s 5f 4f REGRA DAS DIAGONAIS FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O.
“ Dous electróns nun átomo non poden ter o mesmo conxunto de números cuánticos”. Polo menos un dos catro números cuánticos debe ser diferente. Esta condición limita a capacidade de cada orbital , posto que dos electróns nun orbital poden ter igual  n,l  ,e,  m  pero deben ter diferente espín +1/2  ou -1/2 FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. PRINCIPIO DE EXCLUSIÓN DE PAULI.   Unha forma de sinxela de representar as configuracións é a través do diagrama de orbitais onde cada cadrado representa  un orbital. 1 H  1s 1 2 He  1s 2 3 Li  1s 2 2s 1
FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O.
Escribe a configuración electrónica para  fósforo, P: Z= 15 15 P  1s 2   2s 2   2p 6   3s 2   3p 3                          FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. EXEMPLOS DE CONFIGURACIÓNS ELECTRÓNICAS K L M Escribe a configuración electrónica para o ión  Na + Configuración para o  átomo neutro 11 Na :  (1s 2  2s 2 2p 6  3s 1 ) Configuración para o ión Na + 11 Na +  : (1s 2  2s 2 2p 6 ) perde o último electrón.
Configuración do ión cloruro Cl - Configuración do átomo de cloro neutro: Cl Z = 17 (1s 2  2s 2 2p 6  3s 2 3p 5 ) Configuración electrónica do ion cloruro Cl - Cl -  (1s 2  2s 2 2p 6  3s 2 3p 6 ) FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. EXEMPLOS DE CONFIGURACIÓNS ELECTRÓNICAS  K L M Configuración electrónica de iones Zn 2+  y Sn 2+ Configuración do Zn neutro: Z= 30 (.......3s 2 3p 6 3d 10  4s 2 )  Zn 2+  (.......3s 2 3p 6 3d 10 ) Configuración do Sn neutro :  Z = 50( ...4s 2 4p 6 4d 10  5s 2 5p 2 ) Sn 2+ (...4s 2 4p 6 4d 10  5s 2 )
Os químicos sempre sentiron a necesidade de clasificar aos elementos para facilitar o seu estudo e o dos compostos. Intentáronse varias clasificacións, case todas con defectos. LAVOISIER: finais do século XVIII clasifica aos elementos en metais e non metais DÖBEREINER: comezo do século XIX clasifica aos elementos en TRIADAS NEWLANDS : mediadas do século XIX “LEI DAS OCTAVAS” agrupa aos elementos en grupos e períodos. Despois de cada 7 repetíanse as propiedades MEYER E MENDELIEV : finais do século XIX. Ordenan aos elementos en orde crecente do  nº másico En 1914 HENRY MOSELEY propón a clasificación en orde crecente do nº atómico FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. CLASIFICACIÓN PERIÓDICA DOS ELEMENTOS: SISTEMA PÈRIÓDICO
FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. CLASIFICACIÓN PERIÓDICA DOS ELEMENTOS: SISTEMA PÈRIÓDICO WERNER  e PANETH contruiron a taboa actual de 18 columnas  e en orde crecente do nº atómico .
A TABOA PERIÓDICA Masa atómica (U) Símbolo Nome Número atómico Metais Non metais Gases nobres FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. Lantánidos Actínidos Alcalinos Alcalino-terreos Anfíxenos Halóxenos Gases nobres
FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. CLASIFICACIÓN PERIÓDICA DOS ELEMENTOS: SISTEMA PÈRIÓDICO A taboa periódica está formada por cadros , en cada un dos cales se coloca o nome dun elemento e o seu símbolo acompañado do nº atómico e da súa masa atómica PERIODO:  conxunto de elementos que ocupan unha líña horizontal .   Dentro de cada período os electróns máis externos están na mesma capa  Identifícanse cos números 1,2,3....7 ou coas letras K, L, M, N, O, P, Q. Son os niveis de enerxía dos átomos (número cuántico principal,  n ). Período 1 : ten 2 elementos Períodos 2 ,e, 3 : teñen 8 elementos cada un Períodos 4,e, 5 : teñen 18 elementos cada un  Períodos 6 , e , 7 : teñen 32 elementos cada un O hidróxeno colócase no 1º período pero non encaixa en ningún grupo polas súas propiedades.
FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. CLASIFICACIÓN PERIÓDICA DOS ELEMENTOS: SISTEMA PÈRIÓDICO GRUPO:  é cada unha das columnas do S.P. Son 18 en total Os elementos de cada grupo teñen o mesmo nº de electróns na última capa(Capa de Valencia). Os elementos de cada grupo teñen propiedades químicas semellantes CAPA DE VALENCIA:  é a capa na que se colocan os  últimos electróns cando se fai a configuración electrónica. Son, polo tanto, os electróns máis externos ,e, os principais responsábeis do comportamento químico e físico dese elemento.
1 .  Grupos longos(  Elementos Representativos) :Son 8   O electrón diferenciador acomódase en orbitais  s  ou  p .  Son os grupos : 1, 2,13,14,15,16,17,e,18 Reciben nomes específicos: Alcalinos(1) Alcalinotérreos(2) Térreos(13) Carbonoides(14) Nitroxenoides(15) Anfíxenos(16) Halóxenos(17) Gases Nobres(18) 2.  Grupos curtos ( Elementos de transición ): Son 10 Elementos de  Transición Curta :  O é diferenciador  acomódase en orbitais  d .  Elementos de  Transición Larga : O e diferenciador acomódase en orbitais  f .  A taboa períódica divídese en catro bloques que se representan por diferentes cores:  metais ,  non metais ,  semimetais  e  gases nobres .  Cada  bloque ten unhas propiedades características. FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. CLASIFICACIÓN DOS GRUPOS EN FUNCIÓN DAS SÚAS PROPIEDADES
METAIS, NON METAIS E GASES NOBRES Aluminio  Estaño  Cobre   Ouro  Xofre  Iodo  Bromo  Flúor F  FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. METAIS •  Representan case o 75 % de tódolos elementos. •  Teñen brillo metálico. •  Conducen ben a calor e a electricidade. •  Son dúctiles e maleábeis. •  Excepto o mercurio, que é líquido, son sólidos a temperatura ambiente e funden a alta temperatura. •  Tenden a perder electróns e formar ións positivos. •  Son malos condutores da calor e da electricidade. •  A temperatura ambiente poden ser sólidos, líquidos ou gases. •  A  maioría dos sólidos son brandos. •  A temperatura de fusión para a maioría dos sólidos é baixa, igual que a de ebulición para os líquidos. •  Solen captar electróns formando ións negativos. NON METAIS GASES NOBRES •  Encóntranse na natureza como átomos illados. •  Son gases a temperatura ambiente. •  Desde o punto de vista químico son moi estábeis: non forman compostos. Non ganan nin pierden electróns; é decir, non forman ións. •  As súas aplicacións están relacionadas coa súa estabilidade química.
OS ELEMENTOS QUÍMICOS MÁIS COMÚNS: BIOELEMENTOS Chámanse  bioelementos  os elementos químicos que forman parte dlos seres vivos. Os máis abundantes son: C, H, O, N, Ca, P, Mg, S, Na, K e Cl, constitúen máis do 99% destes seres. Leite, queixo, pan e verduras. CDR = 800 mg A  CDR é  a cantidade dun nutriente que unha persoa sa debe inxerir por termo medio cada día, a través da dieta, para mantener un bon estado de saude. Leite, aves, pescado, carne, legumes e froitos secos. CDR = 800 mg Leite, carne, verduras, legumes  noces.  CDR = 300 mg Carne, pescado  e ovos.  CDR = sen establecer Sal común. CDR = 500 mg Leite, chocolate, froita, verduras e cereais.  CDR = 2000 mg Sal común.  CDR = sen establecer FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. C Carbono 6 12 Na Sodio 11 23 Cl Cloro 17 35,5 S Azufre 16 32 O Oxígeno 8 16 H Hidrógeno 1 1 N Nitrógeno 7 14 K Potasio 19 39,1 P Fósforo 15 31 Mg Carbono 12 24,3 Ca Calcio 40,1 20
OS ELEMENTOS QUÍMICOS MÁIS COMÚNS: OLIGOELEMENTOS Son  oligoelementos  os elementos que están en menor proporción (aproximadamente o  0,1%) e que son indispensábeis para tódolos seres vivos, coma o Fe, o Zn, o  Mn, o F, o I , o Cu e ol Co. Fígado, legumes, carne e xema de ovo  CDR = 14 mg Carne, cereais integrais e legumes. CDR = 15 mg Té, arroz integral, froitos secos e legumes.  CDR = 2-5 mg Té, pescado e agua fluorada  CDR = sen establecer Sal iodado, marisco e algas CDR = 150 mg Fígado, noces e legumes.  CDR = 1,5-3 mg Carne, pescado,  lácteos e lentellas.  CDR = sin establecer FÍSICA E QUÍMICA 4º E.S.O. I Yodo 53 126,9 Co Cobalto 27 58,9 F Flúor 9 19 Cu Cobre 29 63,5 Zn Zinc 30 65,4 Mn Manganeso 25 54,9 Fe Hierrp 55,8 26
FÍSICA E QUÍMICA 4º E.S.O. FIN

More Related Content

Tema 4

  • 1. Os átomos e a súa complexidade 4 FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. Xosé Manuel Besteiro Colexio Apostólico Mercedario VERÍN
  • 2. A mestura de grava e area ten un volume inferior á suma dos volúmenes orixinais. O volume da mestura de auga e alcol tamén é menor ca suma dos volúmes iniciais. PARTÍCULAS VISIBLES PARTÍCULAS INVISIBLES A materia está constituida por partículas denominadas átomos. GRAVA AREA AUGA ALCOL Probas da existencia dos átomos FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O.
  • 3. FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. Na sublimación as partículas de gas esténdense por todo o espazo Nas disolucións as partículas de soluto esténdense por toda a disolución A disolución de permanganato espándese por todo o recipiente Probas da existencia dos átomos A materia está constituida por partículas moi pequenas denominadas átomos que só poden visualizarse con microscopios de efecto túnel
  • 4. VISUALIZACIÓN DE ÁTOMOS POR EFECTO TÚNEL FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O.
  • 5. ELEMENTOS QUÍMICOS E ÁTOMOS FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. SUBSTANCIA . Tipos de materia que se diferencian polas súas propiedades específicas (densidade,dureza, brillo, conductividade, etc) ÁTOMO: Parte máis pequena de cada elemento que pode intervir nunha combinación química (Dalton) A unión de átomos iguais orixina elementos A unión de átomos diferentes orixina compostos MATERIA: é todo aquelo que ten masa e volume CLIC PARA CONTINUAR
  • 6. ELEMENTOS QUÍMICOS E ÁTOMOS ELEMENTOS: Substancias puras que non se descompoñen noutras por procedementos físicos nen químicos. Están formados por átomos iguais.Ex: Au, O 2 , N 2 , Fe, C,… Elementos e átomos noméanse co mesmo nome FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. COMPOSTO: Substancia pura que pode descompoñerse noutras por procedementos físicos ou químicos.(Electrólise, descomposición térmica,…) Están formados por átomos diferentes. Ex: H 2 O, H 2 SO 4 , NH 3, NaCl Represéntanse por unha fórmula CLIC PARA CONTINUAR
  • 7. DESCOMPOSICIÓN TÉRMICA DESCOMPOSICIÓN POR ELECTRÓLISE Descomposición mediante calor. Unha substancia descomponse pola acción dunha corrente eléctrica continua. FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. SEPARACIÓN DOS COMPOÑENTES DUN COMPOSTO H 2 O H 2 + O 2 CuCO 3 CuO + C O 2
  • 8. MODELOS ATÓMICOS FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. Dende a antigüidade o home tivo curiosidade pola composición da materia. Os sucesivos avances levaron a aparición de novos modelos que permiten explicar as novas experiencias CLIC PARA CONTINUAR Demócrito (S.Va.c.) introduce o termo de átomo como a parte máis pequena da materia. ÁTOMO sen división Dividindo a materia en cachos cada vez máis pequenos chegaría un momento no que non poderíamos dividila máis. A esa porción mínima e indivisible chamouna átomo(indivisible) A influenza de Aristóteles fixo que as ideas de Demócrito non fosen admitidas. Demócrito
  • 9. MODELOS ATÓMICOS FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. Aristóteles , outro gran pensador grego, fixo que se impuxese a teoría dos cuatro elementos. Segúndo Aristóteles, a materia estaba formada por cantidades variabeis de catro elementos:Terra , Auga, Aire ,e, lume . O predominio dun ou outro destes elementos facía que a materia fora: Húmida Fría Seca Quente ESQUEMA INTERNET CLIC PARA CONTINUAR ANIMACIONES INICIO
  • 10. No mundo cristián, a teoría de Aristóteles foi adoptada polos alquimistas, precursores dos científicos, que desenrolaron a súa actividade durante toda a idade Media . FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. Aristóteles
  • 11. FÍSICA E QUÍMCA 3º E.S.O. MODELO DE DALTON(1808) Tiveron que pasar vinte séculos para que un químico inglés chamado John Dalton retomara as ideas de Demócrito e publicase, en 1808, a súa famosa teoría atómica:
  • 12. FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. IDEAS FUNDAMENTAIS DA TEORÍA DE DALTON: Os átomos son indivisibles e non se modifican nas reaccións . . químicas. A materia está constituida por átomos. Tódolos átomos dun mesmo elemento químico son iguais. Os átomos de elementos químicos diferentes son diferentes. Os compostos están formados pola unión de átomos de . diferentes elementos.
  • 13. O modelo atómico de Dalton supón que a materia está formada por átomos que son partículas neutras e indivisibeis. Representación dos elementos e compostos na teoría de Dalton . FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. IDEAS FUNDAMENTAIS DA TEORÍA DE DALTON:
  • 14. CRITICAS Á TEORIA DE DALTON Átomos indivisíbeis ? ( protóns,neutróns,electróns…) Átomos dun mesmo elemento idénticos en masa e propiedades (Isótopos) Non explica os fenómenos eléctricos Os decubrimentos de finais do século XIX e comezo do XX deixaron en evidencia a teoría da indivisibilidade atómica. APORTACIÓNS DE DALTON Explica a lei de conservación da masa das reaccións químicas Interpreta a lei das proporcións definidas: dous elementos que se unen para formaren un composto fano sempre na mesma proporción FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. + + + +
  • 15. Algúns corpos adquiren carga eléctrica ao fretalos con la ou seda Descomposición dalgúns compostos polo paso da corrente(electrolise) Produción de partículas cargadas ao someter a un gas a un elevado potencial eléctrico FENÓMENOS QUE RELACIONAN A MATERIA COA ELECTRICIDADE FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. Osíxeno Hidróxeno PILA
  • 16. MODELO ATÓMICO DE THOMSON FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. En 1897, O británico Joseph John Thomson descubriu unhas partículas con propiedades sorprendentes: prácticamente non tiñan masa e tiñan carga eléctrica negativa. Chamounos electróns. Baseouse na súa experiencia co tubo de descarga. No interior existe un gas sometido a unha diferencia de potencial. Desde o polo negativo (cátodo) emítese unha radiación cara o polo positivo (ánodo). A radiación é emitida polo gas. Joseph John Thomson (1856 – 1940)
  • 17. Raios catódicos FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. Tubo de descarga gas cátodo ánodo Radiación=electróns 10.000 voltios Substancia fluorescente
  • 18. O átomo posúe partículas negativas chamadas electróns. Intuía ,dada a neutralidade da materia, a existencia dunha carga positiva no átomo. Anuncia que o átomo é “UNHA ESFERA MACIZA CARGADA POSITIVAMENTE E NO SU INTERIOR ESTÁN INCRUSTADOS OS ELECTRÓNS” Simil: sandía (Pepitas=electróns. Froito:átomo cargado positivamente) FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. MODELO DE THOMSON
  • 19. En 1886, o físico alemán Eugen Goldstein, empregando un tubo catódico cun cátodo perforado, descubriu unha nova radiación, que fluía polos buracos do cátodo en dirección oposta á dos raios catódicos. Chamouselle &quot;raios canais&quot;. Posto que os raios canais se moven na dirección oposta aos raios catódicos de carga negativa , ésta era de natureza positiva. APORTACIÓNS DE THOMSON Explica os fenómenos eléctricos Acaba coa idea da indivisivilidade do átomo FALLOS DE THOMSON Non explica a desviación das partículas alfa cando se bombardean láminas de ouro DESCUBRIMIENTO DO PROTÓN FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O.
  • 20. FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. EXPERIMENTO DE RUTHERFORD
  • 21. FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. EXPERIMENTO DE RUTHERFORD Fonte de partículas  Lámina de ouro Pantalla de centelleo
  • 22. OBSERVACIÓNS DE RUTHERFORD Rutherford bombardeou unha fina lámina de oro con partículas alfa (núcleos de Helio, procedentes da desintegración do Polonio) Observou que a maioría das partículas que atravesaban a lámina seguían unha líña recta ou se desviaban un ángulo moi pequeno da dirección inicial. Soamente, moi poucas partículas se desviaban grandes ángulos, o que contradecía ao modelo atómico proposto por Thomson. Rutherford supuxo que ditas desviacións proviñan dunha única interacción entre a partícula proxectil e o átomo CONCLUSIÓNS DE RUTHERFORD Rutherford concluiu que o feito de que a maioría das partículas atravesaran a folla metálica, indica que gran parte do átomo está baleiro O rebote das partículas indica un encontro directo cunha zona fortemente positiva do átomo e á vez moi densa de masa . FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O.
  • 23. O átomo está constituido por unha parte central á que se le chama núcleo e na que se encontra concentrada case toda a masa do núcleo e toda a carga positiva. Na parte externa do átomo( Codia ) encóntrase toda a carga negativa e a súa masa é moi pequena en comparación co resto do átomo, esta está formada polos electróns que conteña o átomo. Os electróns xiran a gran velocidade arredor do núcleo, en orbitas circulares. O tamaño do núcleo é moi pequeno en comparación co do átomo, aproximadamente 10.000 veces menor. FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. POSTULADOS DE RUTHERFORD . Electrón Núcleo
  • 24. FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. MODELO ATÓMICO SEGUNDO RUTHERFORD OBXECCIÓNS A RUTHERFORD O modelo sería inestable xa que os protóns repeleríanse .Tivo que descubrir os neutróns como as partículas que impedirían esas repulsións. Os electróns perderían enerxía ao xirar arredor do núcleo baixo unha aceleración centrípeta e acabarían caindo sobre o núcleo CODIA NÚCLEO electróns. protóns. neutróns. ÁTOMO
  • 25. Nº ATÓMICO(Z) É o número de protóns que ten o átomo, coincide co lugar que ocupa na taboa periódica e tamén co nº de electróns en átomos neutros. Nº MÁSICO(A) É a suma do nº de protóns e do nº de neutróns que ten un átomo FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. CUALIDADES QUE PERMITEN DIFERENCIAR DOUS ÁTOMOS A = Z + nº neutróns EL NÚMERO MÁSICO (A) EL NÚMERO ATÓMICO (Z) Tódolos átomos do mesmo elemento químico teñen o mesmo nº atómico X A Z
  • 26. ISÓTOPOS : Son átomos do mesmo elemento (teñen igual nº atómico Z) , pero teñen distinto nº másico A por teren diferente nº de neutróns. FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O CUALIDADES QUE PERMITEN DIFERENCIAR DOUS ÁTOMOS A = Z + nº neutróns Protio Deuterio Tritio ISÓTOPOS DO HIDRÓXENO
  • 27. MASAS ATÓMICAS E MOLECULARES A masa atómica dun elemento é a media dos números másicos de tódolos isótopos que o forman. Ex: Se un elemento ten tres isótopos FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. % 3 A 3 % 2 A 2 % 1 A 1 Abundancia (%) Números másicos(A)
  • 28. ISÓTOPOS. FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. Calcula a masa atómica do Neón coñecidas as masas e a abundancia dos seus isótopos :
  • 29. IÓNS. Son átomos que perderon ou gañaron electróns para estabilizarse ANIÓN : Ión negativo formado cando un átomo gana electróns, adquirindo un exceso de carga negativa. Represéntase como : X - Ex: Cl - CATIÓN: ión positivo formado cando un átomo perde electróns , queda con defecto de carga negativa ou máis carga positiva que negativa. Represéntase como : X +TIÓN Ex: Na + FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O.
  • 30. IÓNS. Fe 26 56 26 protóns 26 electróns 30 neutróns átomo de ferro Fe +2 26 56 26 protóns 24 electróns 30 neutróns catión ferro +2 FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O.
  • 31. COMPLETA A SEGUINTE TABOA FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. 14 13 13 27 29 63 18 17 65 4 3 96 197 Cm 16 16 12 11 11 23 11 Nº NEUTRÓNS Nº ELECTRÓNS Nº PROTÓNS A Z SÍMBOLO
  • 32. COMPLETA A SEGUINTE TABOA FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. 14 13 13 27 13 Al 34 32 29 63 29 Cu 18 18 17 35 17 20 18 20 40 20 35 30 30 65 30 4 3 3 7 3 Li 101 96 96 197 96 Cm 16 16 16 32 16 S 12 11 11 23 11 Nº NEUTRÓNS Nº ELECTRÓNS Nº PROTÓNS A Z SÍMBOLO
  • 33. RESUMINDO: u.m.a. = unidade de masa atómica (masa dun átomo de hidróxeno) Núcleo Núcleo Codia 1 u.m.a. 1 u.m.a. 1/1840 u.m.a. Positiva Non ten Negativa FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. Electrón Neutrón Protón CARGA MASA LOCALIZACIÓN PARTÍCULA
  • 34. FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. O Modelo de BOHR trata de explicalos espectros. Cando a luz branca incide sobre un prisma , descomponse en cores formando un espectro. Cando a luz procede dun elemento o espectro está formado só por algunhas raias. Espectros de emisión MODELO ATÓMICO DE BOHR (1913) Litio Potasio
  • 35. FÍSICA E QUÍMICA 4º E.S.O. FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. Espectro de emisión www.puc.cl / sw_educ /qda1106/ CAP2/2B/2B1/ Espectro de absorción © Ed. ECIR Química 2º Bachillerato
  • 36. FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. ESPECTRO DE EMISIÓN DE DIFERENTES ÁTOMOS
  • 37. FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. MODELO ATÓMICO DE BOHR (1913) Os electróns só se poden mover en determinadas órbitas chamadas “ÓRBITAS ESTACIONARIAS “nas cales non se absorbe nin emite enerxía. Nas órbitas estacionarias cúmprese: n = nº cuántico principal só pode tomar os valores 0 , 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6… A enerxía destas órbitas aumenta a medida que se apartan do núcleo. O salto dun electrón dunha órbita de maior enerxía a outra de menor enerxía dá lugar á emisión dunha radiación electromagnética en forma de luz. Esta enerxía emitida non pode ser calquera (Está cuantizada) e vai cumprir que: h = constante de Planck = 6,63· 10 -34 J·s v = frecuencia da radiación
  • 38. FALLOS DO MODELO DE BOHR: Supón que as órbitas son circulares Despreza a masa do electrón ( a masa do protón é unhas 1840 veces a masa do electrón) Supón que o núcleo está fixo Explica o espectro do hidróxeno ,pero non o de átomos con máis dun electrón FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O.
  • 39. FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. . Absorción Emisión
  • 40. FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. MODELO DE BOHR-SOMMERFELD(1916) ANTECEDENTES: Os modernos métodos de observación permitían comprobar o desdobramento das liñas espectrais de Bohr A presenza dun campo magnético ou eléctrico provocaba o desdobramento das liñas espectrais (EFECTO ZEEMAN 1896) SOMMERFELD modificou os potulados de Bohr para poder interpretar os novos feitos As órbitas descritas polos electróns dentro de cada nivel enerxético poden ser circulares ou elípticas A excentricidade de cada órbita vén dada polo nº cuántico secundario “ l” que sinala os os posíbeis subniveis de enerxía de cada nivel ” n” Valores que pode tomar “l” : 0, 1, 2, 3, 4…n-1.
  • 41. FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. A orientación e a inclinación das órbitas no espazo non pode ser calquera. Un novo nº cuántico “m” chamado nº cuántico magnético controla a orientación no espazo “ m” pode tomar os valores que van desde – l …, 0,…+ l, indo de un en un . Sommerfeld explicaba a complexidade das raias espectrais Nº CUÁNTICO DE SPIN (s) En 1925 Uhlembeck e Goldsmit explicaron o efecto Zeeman postulando que o electrón , ademáis de xirar arredor do núcleo, xiraba sobre si mesmo comportándose coma un pequeño imán s = +1/2 cando rotación e traslación teñen o mesmo sentido s = -1/2 cando rotación e traslación teñen sentidos contrarios .
  • 42. En 1924 o físico francés Louis de Broglie considerando a teoría ondulatoria e corpuscular da luz , propuxo que a materia, en certas condicións, podería mostrar propiedades de onda . De Broglie suxeriu que o electrón, na súa traxectoria arredor do núcleo, ten asociada unha lonxitude de onda particular. ANTECEDENTES DA TEORÍA CUÁNTICA DE SCHRÖDINGER Hipótese de De Broglie Principio de incerteza de Heisenberg 1.- HIPÓTESE DE DE BROGLIE: FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O h =6,63·10 -34 J·s = constante de Planck mv para cualquera obxecto chámase momento
  • 43. En 1926 Werner Heisenberg (1901-1976) sostuvo que: “ É imposible coñecer simultaneamente a posición e o momento linear dunha partícula. Canto máis exacta sexa a determinación dunha delas , máis inexacta será a da outra”. ANTECEDENTES DA TEORÍA CUÁNTICA DE SCHRÖDINGER 2.- PRINCIPIO DE INCERTEZA DE HEISENBERG: TEORÍA CUÁNTICA DE SCHRÖDINGER FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. En 1926, Erwin Schrödinger describiu o comportamento do electrón dun átomo dacordo a consideracións estatísticas. Schrödinger considerou que a traxectoria definida do electrón segundo Bohr (ÓRBITA) debe sustituirse pola probabilidade de encontralo nunha zona do espazo atómico (ORBITAL)
  • 44. Baixo este plantexamento, os estados de enerxía permitidos para o electrón no átomo (chamados orbitais e onde cada un deles ten unha enerxía característica e unha forma particular) quedan descritos por medio de catro números cuánticos: O principal( n ) n= 1, 2 , 3 , 4 , 5, 6, K, L, M, N ,O O secundario ( l ),l= 0,1, 2 , 3, 4…n-1 s, p , d, f, f, f,… O magnético ( m ) m= -l…0…+l O espín ( s ). S = +/- 1/2 TEORÍA CUÁNTICA DE SCHRÖDINGER ORBITAL: “ ZONA DO ESPAZO NA QUE EXISTE A MÁXIMA PROBABILIDADE DE ENCONTRAR AO ELECTRÓN” FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O.
  • 45. NÚMEROS CUÁNTICOS. Número cuántico principal ( n ) relaciónase directamente coa magnitude e a enerxía dun orbital atómico. Este número pode ter calquera valor enteiro e positivo n : 1,2,3,4,.... Cando n aumenta, tamén aumenta a enerxía e a distancia do electrón ao núcleo. Número cuántico secundario o azimutal ( l ) : Para medir a excentricidade da órbita definiuse un segundo número cuántico denominado secundario ou azimutal Os valores que toma o número cuántico secundario dependen do valor de n , segundo l = 0,1,2...( n -1). Se n = 3 entonces l toma os valores 0,1 y 2 Os valores de l teñen os seus equivalentes en letras, l 0 1 2 3 4 Nome s p d f f FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O.
  • 46. Orbitais s FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O.
  • 47. FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O.
  • 48. FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O.
  • 49. FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O.
  • 50. Número cuántico magnético m . Está relacionado coa orientación espacial do orbital .Os seus valores dependen de l e pode tomar 2 l + 1 valores enteiros, é decir + l ,.....,0,.......- l Se l = 0 entonces m = 0 Se l = 1 entonces m = +1, 0, -1 , de maneira que o subnivel p ( l =1) contén tres orbitais que se designan como p x , p y , p z FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O.
  • 51. O número cuántico de espín non deriva da ecuación de Schrödinger senón que se introduciu para que a teoría estivera dacordo cos datos experimentais FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. Número cuántico de espín (s). Corresponde ao xiro do electrón sobre o seu propio eixe, o cal pode ter dous sentidos, na dirección das agullas do reloxo ou en sentido contrario. - O espín pode tomar os valores de +1/2 ,e, -1/2
  • 52. Os niveis de enerxía para o átomo de hidróxeno dependen exclusivamente do número cuántico n, de maneira que tódolos subniveis teñen a mesma enerxía. Para os átomos polielectrónicos, depende dos números cuántico principal ( n ) e secundario ( l ). Variacións do nivel de enerxía 1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s<4d<5p<6s<4f<5d<6p<7s< ........ ENERXÍA E CAPACIDADE DOS ORBITAIS ATÓMICOS FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O.
  • 53. FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. Incremento de enerxía n=1 n=2 n=3 n=4 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 5s 4d Nivel principal de enerxía Subnivel
  • 54. CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA DOS ÁTOMOS Enténdese por configuración electrónica do átomo á distribución dos electróns nos diferentes orbitais atómicos. Para encontrar tal configuración débense seguir certas regras Os electróns sitúanse nos orbitais de menor enerxía. Según Pauli, cada electrón dun átomo ten os seus propios números cuánticos . (n , l , m , s) Un orbital ten un máximo de dous electróns con espín oposto, o que se traduce en que o subnivel s ten como capacidade máxima 2 electróns. O subnivel p con tres orbitais, 6 electróns. O subnivel d con cinco orbitais, 10 electróns e o subnivel f con 7 orbitais, 14 electróns. Cando un subnivel ten máis dun orbital, os electróns van ocupando o subnivel de maneira que cada electrón adicional que entra, se ubica en orbitais diferentes co mesmo espín. Esta condición chámase regra de Hund ou regra de máxima multiplicidade de espín. FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O.
  • 55. 7p 1s 2s 2p 3p 3s 3d 4d 5d 6d 6s 6p 5p 4p 5s 4s 7s 5f 4f REGRA DAS DIAGONAIS FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O.
  • 56. “ Dous electróns nun átomo non poden ter o mesmo conxunto de números cuánticos”. Polo menos un dos catro números cuánticos debe ser diferente. Esta condición limita a capacidade de cada orbital , posto que dos electróns nun orbital poden ter igual n,l ,e, m pero deben ter diferente espín +1/2 ou -1/2 FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. PRINCIPIO DE EXCLUSIÓN DE PAULI. Unha forma de sinxela de representar as configuracións é a través do diagrama de orbitais onde cada cadrado representa un orbital. 1 H 1s 1 2 He 1s 2 3 Li 1s 2 2s 1
  • 57. FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O.
  • 58. Escribe a configuración electrónica para fósforo, P: Z= 15 15 P 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3          FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. EXEMPLOS DE CONFIGURACIÓNS ELECTRÓNICAS K L M Escribe a configuración electrónica para o ión Na + Configuración para o átomo neutro 11 Na : (1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 ) Configuración para o ión Na + 11 Na + : (1s 2 2s 2 2p 6 ) perde o último electrón.
  • 59. Configuración do ión cloruro Cl - Configuración do átomo de cloro neutro: Cl Z = 17 (1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 ) Configuración electrónica do ion cloruro Cl - Cl - (1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 ) FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. EXEMPLOS DE CONFIGURACIÓNS ELECTRÓNICAS K L M Configuración electrónica de iones Zn 2+ y Sn 2+ Configuración do Zn neutro: Z= 30 (.......3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 ) Zn 2+ (.......3s 2 3p 6 3d 10 ) Configuración do Sn neutro : Z = 50( ...4s 2 4p 6 4d 10 5s 2 5p 2 ) Sn 2+ (...4s 2 4p 6 4d 10 5s 2 )
  • 60. Os químicos sempre sentiron a necesidade de clasificar aos elementos para facilitar o seu estudo e o dos compostos. Intentáronse varias clasificacións, case todas con defectos. LAVOISIER: finais do século XVIII clasifica aos elementos en metais e non metais DÖBEREINER: comezo do século XIX clasifica aos elementos en TRIADAS NEWLANDS : mediadas do século XIX “LEI DAS OCTAVAS” agrupa aos elementos en grupos e períodos. Despois de cada 7 repetíanse as propiedades MEYER E MENDELIEV : finais do século XIX. Ordenan aos elementos en orde crecente do nº másico En 1914 HENRY MOSELEY propón a clasificación en orde crecente do nº atómico FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. CLASIFICACIÓN PERIÓDICA DOS ELEMENTOS: SISTEMA PÈRIÓDICO
  • 61. FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. CLASIFICACIÓN PERIÓDICA DOS ELEMENTOS: SISTEMA PÈRIÓDICO WERNER e PANETH contruiron a taboa actual de 18 columnas e en orde crecente do nº atómico .
  • 62. A TABOA PERIÓDICA Masa atómica (U) Símbolo Nome Número atómico Metais Non metais Gases nobres FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. Lantánidos Actínidos Alcalinos Alcalino-terreos Anfíxenos Halóxenos Gases nobres
  • 63. FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. CLASIFICACIÓN PERIÓDICA DOS ELEMENTOS: SISTEMA PÈRIÓDICO A taboa periódica está formada por cadros , en cada un dos cales se coloca o nome dun elemento e o seu símbolo acompañado do nº atómico e da súa masa atómica PERIODO: conxunto de elementos que ocupan unha líña horizontal . Dentro de cada período os electróns máis externos están na mesma capa Identifícanse cos números 1,2,3....7 ou coas letras K, L, M, N, O, P, Q. Son os niveis de enerxía dos átomos (número cuántico principal, n ). Período 1 : ten 2 elementos Períodos 2 ,e, 3 : teñen 8 elementos cada un Períodos 4,e, 5 : teñen 18 elementos cada un Períodos 6 , e , 7 : teñen 32 elementos cada un O hidróxeno colócase no 1º período pero non encaixa en ningún grupo polas súas propiedades.
  • 64. FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. CLASIFICACIÓN PERIÓDICA DOS ELEMENTOS: SISTEMA PÈRIÓDICO GRUPO: é cada unha das columnas do S.P. Son 18 en total Os elementos de cada grupo teñen o mesmo nº de electróns na última capa(Capa de Valencia). Os elementos de cada grupo teñen propiedades químicas semellantes CAPA DE VALENCIA: é a capa na que se colocan os últimos electróns cando se fai a configuración electrónica. Son, polo tanto, os electróns máis externos ,e, os principais responsábeis do comportamento químico e físico dese elemento.
  • 65. 1 . Grupos longos( Elementos Representativos) :Son 8 O electrón diferenciador acomódase en orbitais s ou p . Son os grupos : 1, 2,13,14,15,16,17,e,18 Reciben nomes específicos: Alcalinos(1) Alcalinotérreos(2) Térreos(13) Carbonoides(14) Nitroxenoides(15) Anfíxenos(16) Halóxenos(17) Gases Nobres(18) 2. Grupos curtos ( Elementos de transición ): Son 10 Elementos de Transición Curta : O é diferenciador acomódase en orbitais d . Elementos de Transición Larga : O e diferenciador acomódase en orbitais f . A taboa períódica divídese en catro bloques que se representan por diferentes cores: metais , non metais , semimetais e gases nobres . Cada bloque ten unhas propiedades características. FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. CLASIFICACIÓN DOS GRUPOS EN FUNCIÓN DAS SÚAS PROPIEDADES
  • 66. METAIS, NON METAIS E GASES NOBRES Aluminio Estaño Cobre Ouro Xofre Iodo Bromo Flúor F FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. METAIS • Representan case o 75 % de tódolos elementos. • Teñen brillo metálico. • Conducen ben a calor e a electricidade. • Son dúctiles e maleábeis. • Excepto o mercurio, que é líquido, son sólidos a temperatura ambiente e funden a alta temperatura. • Tenden a perder electróns e formar ións positivos. • Son malos condutores da calor e da electricidade. • A temperatura ambiente poden ser sólidos, líquidos ou gases. • A maioría dos sólidos son brandos. • A temperatura de fusión para a maioría dos sólidos é baixa, igual que a de ebulición para os líquidos. • Solen captar electróns formando ións negativos. NON METAIS GASES NOBRES • Encóntranse na natureza como átomos illados. • Son gases a temperatura ambiente. • Desde o punto de vista químico son moi estábeis: non forman compostos. Non ganan nin pierden electróns; é decir, non forman ións. • As súas aplicacións están relacionadas coa súa estabilidade química.
  • 67. OS ELEMENTOS QUÍMICOS MÁIS COMÚNS: BIOELEMENTOS Chámanse bioelementos os elementos químicos que forman parte dlos seres vivos. Os máis abundantes son: C, H, O, N, Ca, P, Mg, S, Na, K e Cl, constitúen máis do 99% destes seres. Leite, queixo, pan e verduras. CDR = 800 mg A CDR é a cantidade dun nutriente que unha persoa sa debe inxerir por termo medio cada día, a través da dieta, para mantener un bon estado de saude. Leite, aves, pescado, carne, legumes e froitos secos. CDR = 800 mg Leite, carne, verduras, legumes noces. CDR = 300 mg Carne, pescado e ovos. CDR = sen establecer Sal común. CDR = 500 mg Leite, chocolate, froita, verduras e cereais. CDR = 2000 mg Sal común. CDR = sen establecer FÍSICA E QUÍMICA 3º E.S.O. C Carbono 6 12 Na Sodio 11 23 Cl Cloro 17 35,5 S Azufre 16 32 O Oxígeno 8 16 H Hidrógeno 1 1 N Nitrógeno 7 14 K Potasio 19 39,1 P Fósforo 15 31 Mg Carbono 12 24,3 Ca Calcio 40,1 20
  • 68. OS ELEMENTOS QUÍMICOS MÁIS COMÚNS: OLIGOELEMENTOS Son oligoelementos os elementos que están en menor proporción (aproximadamente o 0,1%) e que son indispensábeis para tódolos seres vivos, coma o Fe, o Zn, o Mn, o F, o I , o Cu e ol Co. Fígado, legumes, carne e xema de ovo CDR = 14 mg Carne, cereais integrais e legumes. CDR = 15 mg Té, arroz integral, froitos secos e legumes. CDR = 2-5 mg Té, pescado e agua fluorada CDR = sen establecer Sal iodado, marisco e algas CDR = 150 mg Fígado, noces e legumes. CDR = 1,5-3 mg Carne, pescado, lácteos e lentellas. CDR = sin establecer FÍSICA E QUÍMICA 4º E.S.O. I Yodo 53 126,9 Co Cobalto 27 58,9 F Flúor 9 19 Cu Cobre 29 63,5 Zn Zinc 30 65,4 Mn Manganeso 25 54,9 Fe Hierrp 55,8 26
  • 69. FÍSICA E QUÍMICA 4º E.S.O. FIN