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Ministerio del Poder Popular para la Educación “Unidad Educativa Privada Colegio “San Martín de Porres” Departamento de Registro Control de Estudios y Evaluación
Salud, Ambiente y Tecnología
1er MOMENTO ACADÉMICO
AÑO ESCOLAR 2021- 2022
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TEMA
Guía Nº 2
Área de formación: Química Docente: Héctor Ferraro Año: 4 Sección: A,B y C
Ministerio del Poder Popular para la Educación “Unidad Educativa Privada Colegio “San Martín de Porres” Departamento de Registro Control de Estudios y Evaluación Salud, Ambiente y Tecnología La Configuración Electrónica se escribe ubicando la totalidad de los electrones de un átomo o ion en sus orbitales o subniveles de energía.Recordemos que existen 7 niveles de energía: 1, 2, 3, 4, 5, 6 y 7. Y cada uno de ellos tiene, a su vez, hasta 4 subniveles de energía denominados s, p, d y f. Así, el nivel 1 contiene solamente al subnivel s ; el nivel 2 contiene subniveles s y p; el nivel 3 contiene subniveles s, p y d; y los niveles 4 a 7 contienen subniveles s, p, d y f. Subnivel Numero máximo de electrones. s 2 p 6 d 10 f 14 DISTRIBUCIÓN ELECTRÓNICA UTILIZANDO DIAGRAMA DE MOELLER Esquema simplificado que ayuda a ubicar los electrones en niveles y Subniveles en orden de energía creciente. Se le conoce también como la regla de SARRUS y comúnmente denominada “regla del serrucho” ¿Cómo se utiliza el Diagrama de Moeller o Regla de las Diagonales? de llenado de los orbitales atómicos. El diagrama de Moeller o Regla de las diagonales se utiliza para recordar el orden ¿Cómo se utiliza el Diagrama de Moeller o Regla de las Diagonales? Para utilizar la regla de las diagonales simplemente debes seguir las líneas diagonales del diagrama desde arriba hacia abajo. Eso marcará el orden de llenado de los subniveles de energía.La cantidad de electrones se escribe como
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4. Dibuja el diagrama de Moller.Realiza la configuración electrónica de los siguientes elementos. Mg, Br, Fe. Elementos químicos Los elementos químicos son los bloques de construcción de la materia. Todas las sustancias que nos rodean son un elemento o un compuesto formado por elementos químicos. El elemento químico está compuesto de un único tipo de átomo. Recordemos que un átomo es la partícula más pequeña de un elemento que conserva las propiedades del mismo. Los elementos monoatómicos son aquellos elementos conformados por un elemento. Por ejemplo: el hierro Fe. Existen elementos diatómicos, es decir, están conformados por dos átomos iguales, como el hidrógeno H 2 y el oxígeno O 2. Se han descubierto 118 elementos de los cuales 98 ocurren naturalmente en la Tierra. De estos, 80 son elementos estables y 18 son radiactivos. Los elementos están ordenados en la tabla periódica en orden creciente de número atómico. El número atómico se refiere al número de protones que posee el átomo del elemento. Características de los elementos 1.Poseen los mismos átomos. 2.Poseen el mismo número de protones. 3.Los elementos se combinan para formar compuestos : el sodio Na y el cloro Cl se combinan para formar el cloruro de sodio NaCl, o la sal de mesa. 4.Los elementos no se pueden dividir en partes más pequeñas sin una gran cantidad de energía. 5.El comportamiento químico de los elementos está relacionado a la estructura del núcleo y la configuración de sus electrones. 6.Los elementos en el mismo grupo de la tabla periódica presentan comportamientos químicos similares. 7.Se pueden encontrar en los diferentes estados: sólido (como el hierro, Fe), gas (helio, He) y líquido (mercurio, Hg) a la temperatura ambiente. Clasificación de los elementos
Ministerio del Poder Popular para la Educación “Unidad Educativa Privada Colegio “San Martín de Porres” Departamento de Registro Control de Estudios y Evaluación Salud, Ambiente y Tecnología Los elementos químicos están divididos en metales, metaloides y no metales. La mayoría de ellos son metales, sólo 11 elementos no son metales y 8 son metaloides. Los no metales son: Hidrógeno H,carbono C,nitrógeno N .oxígeno O,fósforo P,azufre S,selenio Se,flúor F,cloro Clbromo Br,iodo I. Los metaloides son:boro B,silicio Si,germanio Ge, arsénico As bismuto Sb telurio, Te polonio Po, astatina, At. Los elementos más abundantes del universo son el hidrógeno y el helio. El hierro es el elemento más abundante en la composición de la Tierra. El oxígeno es el elemento más común en la corteza terrestre. ¿Cómo se representan los elementos químicos? La mayoría de los elementos se representan por su símbolo químico , que es la primera o las dos primeras letras de su nombre. Vienen a ser la forma abreviada de los nombres de los elementos químicos. Esto facilita enormemente el trabajo de los químicos cuando están escribiendo las fórmulas de los compuestos. Siempre la primera letra se escribe con mayúscula. Por ejemplo: para el hidrógeno es H, para el oxígeno es O y para el calcio es Ca. Ne es para neón y Se es selenio. Algunos símbolos de los elementos provienen de las palabras de origen griego, alemán o latín. Ejemplos:
- Mercurio es Hg por el griego hydragyrum que significa "agua plateada".
- El oro es Au por el latín aurum.
- Un elemento cuyo símbolo deriva del árabe es el potasio o K, de kalium que significa "alkali". Elementos químicos importantes para los seres vivos De todos los elementos químicos conocidos en la naturaleza, apenas una docena son relevantes para el mantenimiento de la vida sobre la Tierra. Veamos algunos de los elementos más importantes para los seres vivos y su función. Oxígeno O 1.Número atómico 8, peso atómico 16. 2.El oxígeno es el elemento esencial para la vida. El ozono es la combinación de tres átomos de oxígeno que predomina en la capa superior de la atmósfera. El oxígeno gaseoso de la atmósfera, representa el 25% de la misma.
Ministerio del Poder Popular para la Educación “Unidad Educativa Privada Colegio “San Martín de Porres” Departamento de Registro Control de Estudios y Evaluación Salud, Ambiente y Tecnología Fósforo P 1.Número atómico 15, peso atómico 31. 2.El fósforo, cuyo símbolo químico es P, forma parte de los ácidos nucleicos y de las moléculas que proporcionan energía en la célula. Se encuentra en la leche, el queso, las carnes y los granos. Su deficiencia conduce a debilidad y deformaciones de los huesos. 3.El primer elemento descubierto científicamente fue el fósforo P en 1669 por Hennig Brand Zinc Zn 1.Número atómico 30, peso atómico 65. 2.El símbolo del zinc es Zn. Las mejores fuentes de zinc son las carnes, los mariscos y las aves. EL Zn se encuentra unido a enzimas, y participa en las reacciones bioquímicas. También forma parte de proteínas de unión al ADN. Las deficiencias de Zn son raras pero se manifiestan como problemas en las funciones del sistema inmunológico. El nombre de los elementos No hay una regla fija para ponerle nombre a los elementos. Algunos tienen el nombre de científicos como Mendelevio Md , de lugares, como Americio Am (95), Europio Eu , o nombre de planetas Uranio U, Plutonio Pu, y Mercurio Hg. Ag deriva del latín argentum que significa "plata ". Isótopo de un elemento químico Los isótopos son formas diferentes de un elemento que tienen el mismo número de protones, pero cambia el número de neutrones. La forma de llamarlos es con el nombre del elemento seguido de la suma de protones y neutrones. Por ejemplo: el carbono 12 tiene 6 protones y seis neutrones; el carbono 14 tiene seis protones y 8 neutrones. Diferencias entre compuestos y elementos Un compuesto está hecho de uno o más elementos en una proporción predeterminada. Por ejemplo, el agua H 2 O es un compuesto hecho de dos elementos: el hidrógeno H y el oxígeno CLASIFICACION PERIODICA DE LOS ELEMENTOS: LA TABLA PERIÓDICA Después de conocer diferentes clasificaciones que existen sobre las distintas sustancias, resulta de gran interés y de singular importancia para una buena NOMENCLATURA de los compuestos, el conocer ciertas características de los elementos de acuerdo al acomodo que guardan en la TABLA PERIÓDICA .El ordenamiento de los elementos en la tabla periódica no fue hecho al azar, sino más bien es el fruto de un gran número de intentos por agruparlos en función de sus propiedades y ese orden seguido es en base a un NÚMERO ATÓMICO que viene
Ministerio del Poder Popular para la Educación “Unidad Educativa Privada Colegio “San Martín de Porres” Departamento de Registro Control de Estudios y Evaluación Salud, Ambiente y Tecnología siendo la cantidad de protones existentes en el NUCLEO del átomo. Tal vez la tabla periódica que resulte más común sea la conocida como de : DIECIOCHO COLUMNAS " en esta podemos apreciar 7 renglones horizontales llamados PERÍODOS , además de 18 columnas verticales llamadas GRUPOS. El nombre de TABLA PERIÓDICA la recibe precisamente porque cada cierto número de elementos las propiedades químicas se repiten; quedando colocados uno bajo el otro todos aquellos elementos que presentan propiedades con similitud para formarse así un GRUPO. Los PERIÓDOS están formados por un conjunto de elementos que teniendo propiedades químicas diferentes, mantienen en común el presentar igual número de niveles con electrones en su envoltura, correspondiendo el número de PERIÓDO al total de niveles. Las propiedades químicas de los elementos dependen de la distribución electrónica en los diferentes niveles, por ello; todos aquellos que tienen igual número de electrones en su último nivel presentan propiedades químicas similares, correspondiendo el número de período en que se encuentra ubicado, al del último nivel con electrones y el número de grupo guarda relación con la cantidad de electrones en la última capa.
Ministerio del Poder Popular para la Educación “Unidad Educativa Privada Colegio “San Martín de Porres” Departamento de Registro Control de Estudios y Evaluación Salud, Ambiente y Tecnología En la clasificación periódica de DIECIOCHO columnas podemos apreciar a estos grupos de elementos claramente delimitados, lo cual nos parece razonable si pensamos que las características de ellos dependen de la distribución electrónica, entre más próximos estén los elementos, mayor semejanza tendrán en sus propiedades y esto se debe a que la distribución electrónica presenta también una gran semejanza. Si admitimos que las propiedades químicas de los elementos dependen de la ubicación de los electrones en su envoltura, tenemos una CLASIFICACION DE ELEMENTOS EN FUNCION DE SU DISTRIBUCION ELECTRÓNICA. En esta clasificación los elementos se agruparon en cuatro bloques según el tipo de orbital atómico en que se ubique su electrón diferencial.
Ministerio del Poder Popular para la Educación “Unidad Educativa Privada Colegio “San Martín de Porres” Departamento de Registro Control de Estudios y Evaluación Salud, Ambiente y Tecnología A los bloques s y p se les conoce como elementos REPRESENTATIVOS mientras que a los d y f se les denomina elementos de TRANSICION. El bloque S está formado por dos columnas, el P por seis, en el D se observan diez y el F presenta un total de 14. Como se puede observar, el número de columnas corresponde al máximo de electrones que se pueden acomodar en esos tipos de orbitales, los elementos colocados en una misma columna o grupo tendrán igual cantidad de electrones en el nivel más externo y su electrón diferencial estará en el mismo tipo de orbital. Otra clasificación que resulta importante conocer y es de gran utilidad en la NOMENCLATURA es la que nos brinda información sobre la capacidad de combinación de los elementos o sea su VALENCIA así como su ESTADO o NUMERO DE OXIDACIÓN
Ministerio del Poder Popular para la Educación “Unidad Educativa Privada Colegio “San Martín de Porres” Departamento de Registro Control de Estudios y Evaluación Salud, Ambiente y Tecnología Caso similar podemos observar en el Benceno cuya fórmula es C 6 H 6 y los estados de oxidación del Hidrógeno es +1 y para el carbono - 1. Aquí observamos que el carbono forma cuatro enlaces por lo que su VALENCIA es cuatro; su NÚMERO DE OXIDACIÓN es - 1 ya que sólo con un enlace se une a otro elemento diferente. LOS NUMEROS DE OXIDACION EN LA TABLA PERIÓDICA El conocer la posición del elemento en la Tabla Periódica nos resulta de gran utilidad para determinar su NÚMERO DE OXIDACIÓN; Los METALES presentan CARGAS POSITIVAS y los NO METALES suelen presentar NEGATIVAS aunque también pueden ser POSITIVOS dependiendo del compuesto que forme. ELEMENTOS REPRESENTATIVOS : estos elementos suelen presentar número de oxidación de acuerdo al grupo en que se ubican; el número de grupo nos dice el estado de oxidación máximo del elemento. Los elementos pueden presentar varios estados de oxidación y estos dependen del número de grupo; si el grupo es PAR, los elementos tendrán CARGAS POSITIVAS PARES desde el CERO hasta el NUMERO DE GRUPO. Si es IMPAR, las CARGAS serán IMPARES.
Ministerio del Poder Popular para la Educación “Unidad Educativa Privada Colegio “San Martín de Porres” Departamento de Registro Control de Estudios y Evaluación Salud, Ambiente y Tecnología Los elementos NO METALICOS al combinarse con elementos de menor electronegatividad tienden a adquirir CARGAS NEGATIVAS, y esta será en un número que permita completar OCHO, al sumar el número de grupo con la cantidad de carga. Así tenemos que: el grupo VII A adquieren - 1, en el VI A - 2, los del V A - 3 y algunos del IV A - 4. Los ELEMENTOS DE TRANSICION regularmente presentan estado de oxidación +3; los grupos I y II suelen tener +1 y +2 como ocurre en Cu+1, Ag+1, Au+1^ en el grupo I B y Zn+2, Cd+2^ y Hg+2^ del II B; también suele presentarse Cu+2, Au+3^ y Hg+1. Los elementos de transición pueden adquirir números de oxidación positivos de acuerdo también al número de grupo como máximo. LOS NÚMEROS DE OXIDACIÓN EN UN COMPUESTO Los elementos que integran un compuesto presentan un estado de oxidación que puede determinarse de acuerdo al conocimiento que tenemos de su colocación en la tabla, algunos elementos suelen presentar sólo un estado de oxidación, pero otros se comportan de manera diferente dependiendo de las características de los elementos con que se combinen o también de las condiciones de reacción o ambientales en que se encuentre. Lo anterior se toma en consideración para determinar que número de oxidación presenta cada elemento en un compuesto
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- Para los átomos neutros B, F y Mg:
- Escribe las configuraciones electrónicas ordenadas. Para escribir la configuración electrónica debemos de saber el número atómico(número de protones que en estado natural del átomo será igual al número de electrones) de los diferentes elementos de la tabla periódica, o bien se mira en ella o te los deberá de proporcionar el problema. Define energía de ionización y ordénalos, razonadamente, de menor a mayor E. I Cantidad de energía que hay que proporcionar para separar el electrón más externo de un átomo en estado fundamental, en fase gaseosa y temperatura y presión estándar. Las unidades de medida es el eV para un átomo y kJ/mol para un mol de átomos. Con mayor detalle lo encontramos explicado en el artículo propiedades periódicas. Ordenamos los elementos de menor a mayor E.I B < Mg < F Al boro hay que proporcionarle menor energía que al resto ya que quiere perder un electrón para tener las capas completas. Mientras que el Mg tendremos que proporcionarle mayor cantidad de energía ya que si pierde un electrón su última capa se encuentra incompleta. El fluor es elemento con mayor energía de ionización ya que no quiere perder electrones sino al contrario quiere ganar un electrón para conseguir la configuración de gas noble. Cuando las capas se encuentran completas más estable es el átomo. Además sabemos que la energía de ionización crece de la siguiente forma:
Ministerio del Poder Popular para la Educación “Unidad Educativa Privada Colegio “San Martín de Porres” Departamento de Registro Control de Estudios y Evaluación Salud, Ambiente y Tecnología 2.)) Define electronegatividad y explica la utilidadde dicho concepto. Cuatro elementos designados como A, B, C y D tienen electronegatividades 3,8; 3,3; 2,8 y 1,3 respectivamente. Dispón, razonadamente, los compuestos AB, AC y AD en orden creciente de carácter covalente. En orden creciente de carácter covalente será el siguiente: AB > AC> AD La electronegatividad es la atracción de un átomo sobre sí el par de electrones compartido con otro en un enlace covalente con él. Cuando la electronegatividad de los elementos A, B, C y D es parecida entonces compartirán los electrones teniendo un mayor carácter covalente el enlace. En cambio si la electronegatividad de los elementos es muy diferente en vez de compartir los electrones lo que pasará es que el de mayor electronegatividad cogerá los electrones y el otro casi los perderá produciéndose un enlace iónico.
- (Cuatro elementos A, B, C y D tienen números atómicos 2, 11, 17 y 25 respectivamente. Responde a las siguientes cuestiones:
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- () Considere los elementos Na, P, S, Cl, y explique, justificando la respuesta, si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones: Lo primero que debemos de hacer antes de contestar es colocar los disitintos elementos en la tabla periódica y así conoceremos también su configuración electrónica y su comportamiento. Todos pertenecen al periodo tres pero a diferentes grupos, el orden de izquierda a derecha es Na, P, S y Cl. El de mayor rádio atómico es el cloro. Falso, el de mayor radio atómico será el Na debido a que el número de carga positiva será menor que para el resto y por lo tanto la atracción a los electrones será menor consiguiendo un mayor tamaño. El radio atómico aumenta de la siguiente forma: El de mayor electronegatividad es el fósforo. Falso, el de mayor electronegatividad será el Cl ya que si toma un electrón se convierte en configuración de gas noble, por lo tanto atraerá con más fuerza al electrón. Recordemos como aumenta la electronegatividad:
Ministerio del Poder Popular para la Educación “Unidad Educativa Privada Colegio “San Martín de Porres” Departamento de Registro Control de Estudios y Evaluación Salud, Ambiente y Tecnología El de mayor afinidad electrónica es el sodio. Falso, el de mayor afinidad electrónica es el Cl ya que quiere coger el electrón para tener la configuración de gas noble. La afinidad electrónica crece en el siguiente sentido: El ión Na+ tiene la misma configuración electrónica que el ión Cl-. Falso Como puedes ver su configuración electrónica no es igual pero ambos tienen una configuración de gas noble.
- (Considera los elementos de números atómicos 9 y 11.
