Semana 1 Ccnn Clase Virtual 2l3r5u

PROGRAMA PRE-PAES Asignatura: Ciencias Naturales (Contenido Virtual) TEMA: “EL ATOMO Y TABLA PERIODICA” Profesor: LIC.Alexsir Evenor Arguera E-mail: [email protected] Tiempo estimado del Material Virtual: 2 Horas .

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EL ÁTOMO Y TABLA PERIODICA OBJETIVO: APLICAR LOS CONOCIMIENTOS DE LA TABLA PERIÓDICA A LOS DIVERSOS ASPECTOS DE LA CIENCIA El átomo se define como la partícula más pequeña que conforma la materia, que en griego significa “no divisible”. CARACTERÍSTICAS DEL ÁTOMO Con el desarrollo científico y tecnológico se han diseñado diversas formas para calcular el tamaño y masa de los diferentes tipos de átomos que se encuentran en la naturaleza. El átomo más ligero, es el del hidrógeno, el cual tiene un diámetro de aproximadamente de 10-10 m (0,0000000001 m) y una masa alrededor de 1.7 × 10-27 kg El átomo está formado por: a) Quartz, que forman los protones y los neutrones, encontrándose ambos en el núcleo, recibiendo el nombre de NUCLEONES. b) Los Leptones que forman los Electrones y se encuentran en los niveles de energía. Los átomos se caracterizan por su número atómico, numero masico, isótopos, iones y nomenclatura química. Fundamentos de la teoría atómica de Dalton. a) La materia es discontinua, formada por partículas materiales independientes llamadas Átomo y son indestructibles. b) Todos los átomos de un elemento son iguales y tienen las mismas propiedades. c) Los átomos no pueden ser transformados en otros tipos de átomos ni pueden ser creados ni destruidos. d) Los compuestos se forman cuando los átomos de un elemento se combinan y forman moléculas. e) El número y clase de átomos de un compuesto químico siempre son los mismos, si cambian formarían un compuesto diferente. Los modelos atómicos son representaciones de los átomos y sirven para explicar el comportamiento del átomo y están sujetos a modificaciones de acuerdo con nuevos descubrimientos y teorías. Las principales partículas sub-atómicas que forman el átomo son: a) El electrón, se simboliza por e- y se encuentra en los niveles de energía. b) El protón, se simboliza por P+ y se encuentra en el núcleo del átomo. c) El neutrón, se simboliza por nº y se encuentra en el núcleo del átomo.

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Programa PRE-PAES Universidad Francisco Gavidia El electrón fue descubierto por John Thompson; El protón por Ernest Rutherford y el neutrón por James Chadwick. El físico danés Niels Bohr, propuso el modelo atómico a principios del siglo XX considerándolo como un pequeño sistema solar en el cual los protones se encuentra en la zona llamado núcleo y los electrones giran alrededor del núcleo describiendo orbitas estacionarias bien definidas y con energía determinada a semejanza de los planetas, por lo que a éste modelo se le dio el nombre de “minúsculo sistema solar”. El modelo atómico actual presenta a los protones y neutrones en el núcleo del átomo, recibiendo el nombre de NUCLEONES y alrededor de este giran los electrones en una zona o nube electrónica llamada orbital atómico. NÚMERO ATÓMICO Se representa con Z, e indica el número de protones que se encuentran en el núcleo del átomo (carga nuclear) y es la característica por la cual están ordenados los elementos de la tabla periódica. NÚMERO MÁSICO El número másico, está conformado por la suma de las partículas que se encuentran en el núcleo del átomo (protones y neutrones). El número másico de un mismo elemento puede variar, según el número de isótopos que contenga. Se representa con la letra A y su fórmula es

A = Z + nº donde:

por lo tanto nº = A - Z

P+ = protones nº = neutrones e- = electrones

ISÓTOPO Son los elementos que tienen la misma cantidad de protones y electrones, pero diferente número de neutrones. El número de protones en un átomo es constante para cada elemento. Sin embargo, el número de neutrones puede variar, lo que da lugar a isótopos, que tienen el mismo comportamiento químico pero diferente masa. Por ejemplo, los isótopos del hidrógeno son el protio (sin neutrones), el deuterio (un neutrón) y el tritio (dos neutrones). El hidrógeno siempre tiene un protón en su núcleo, cuya carga está equilibrada por un electrón.

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Programa PRE-PAES Universidad Francisco Gavidia IONES Los átomos son eléctricamente neutros, tienen el mismo número de protones y electrones (el número de cargas positivas es igual al número de cargas negativas), pero bajo ciertas condiciones pueden ceder o ganar electrones, formando partículas con carga eléctrica, proceso que recibe el nombre de Ionización. Cuando un átomo tiene un exceso de cargas ya sea positiva o negativa constituye un Ion. El ión positivo se llama catión y el negativo anión. TABLA PERIODICA Tabla periódica, también llamado Sistema Periódico, es el ordenamiento de los elementos químicos dispuestos por orden de número atómico creciente, reflejando la estructura de los elementos. Los elementos están ordenados en siete filas horizontales, llamadas periodos o series, y en 18 columnas verticales, llamadas grupos o familias. PERÍODO DESDE HASTA Nº DE ELEMENTOS TIPO DE PERÍODO 1 H He 2 Muy corto 2 Li Ne 8 Corto 3 Na Ar 8 Corto 4 K Kr 18 Largo 5 Rb Xe 18 Largo 6 Cs Rd 32 Largo 7 Fr On 32 Largo Los grupos o columnas verticales de la tabla periódica se ubican de izquierda a derecha utilizando números romanos seguidos de las letras “A” (llamados representativos) y “B” (también llamados elementos de transición). En la tabla periódica se observa que en el grupo VIIIB hay tres grupos o columnas (8, 9, 10). Algunos nombres que reciben los elementos de la serie A son: IA → Metales alcalinos → Valencia +1 IIA → Metales alcalinotérreos → Valencia +2 VIA → Anfígenos → Valencia -2 VII → Halógenos → Valencia -1 VIIIA → Gases nobles, raros o inertes. Es de aclarar que el Hidrógeno es el primer elemento de la tabla periódica y no pertenece a ningún grupo o familia. METALES ALCALINOS, serie de seis elementos químicos en el grupo 1 (o IA) del sistema periódico. Comparados con otros metales son blandos, tienen puntos de fusión (cambio del estado sólido al líquido, generalmente por la aplicación de calor) bajos, y son tan reactivos que nunca se encuentran en la naturaleza si no es combinado con otros elementos. Son poderosos agentes reductores, o sea, pierden fácilmente un electrón, y reaccionan violentamente con agua para formar hidrógeno gas e hidróxidos del metal, que son bases fuertes. Los metales alcalinos son, por orden de número atómico creciente: litio, sodio, potasio, rubidio, cesio y francio. Del francio existen solamente isótopos radiactivos.

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Programa PRE-PAES Universidad Francisco Gavidia METALES ALCALINOTÉRREOS, serie de seis elementos químicos que se encuentran en el grupo 2 (o IIA) del sistema periódico. Son poderosos agentes reductores, es decir, se desprenden fácilmente de los electrones. Son menos reactivos que los metales alcalinos, pero lo suficiente como para no existir libres en la naturaleza. Aunque son bastante frágiles, los metales alcalinotérreos son maleables y dúctiles. Conducen bien la electricidad y cuando se calientan arden fácilmente en el aire. Los metales alcalinotérreos son, por orden de número atómico creciente: berilio, magnesio, calcio, estroncio, bario y radio. Sus óxidos se llaman tierras alcalinas. ANFÍGENOS. El grupo de los anfígenos o calcógenos es el grupo 16 o VIA de la tabla periódica de los elementos, formado por los siguientes elementos: Oxígeno (O), Azufre (S), Selenio (Se), Telurio (Te) y Polonio (Po). El término anfígeno significa formador de ácidos y bases. Aunque todos ellos tienen seis electrones de valencia, sus propiedades varían de no metálicas a metálicas, en cierto grado conforme aumenta su número atómico. También varía su abundancia con el número atómico, pero inversamente, siendo el Oxígeno muy abundante (50% de la superficie del planeta) y el Polonio muy raro. Las combinaciones hidrogenadas de los elementos de este grupo, salvo el agua, son tóxicas. El Oxígeno y el Azufre se utilizan ampliamente en la industria y el Teluro y el Selenio en la fabricación de semiconductores. HALÓGENOS (del griego hals, 'sal'; genes, 'nacido'), en química, cinco elementos químicamente activos, estrechamente relacionados —flúor, cloro, bromo, yodo y astato—, que forman el grupo 17 (o VIIA) del sistema periódico. El nombre halógeno, o formador de sal, se refiere a la propiedad de cada uno de los halógenos de formar, con el sodio, una sal similar a la sal común (cloruro de sodio). Se combinan con los metales para formar halogenuros (también llamados haluros), así como con metales y no metales para formar iones complejos. LEY PERIÓDICA La ley periódica se enuncia así: “Entre los elementos químicos, las propiedades características son funciones periódicas de sus números atómicos”. Los elementos de un grupo o familia presentan semejanzas y, por lo general, difieren de los elementos de los demás grupos. RADIO ATÓMICO. Es la distancia de los electrones más externos al núcleo, y en la tabla periódica, en un mismo grupo o familia (columna), el radio atómico aumenta al aumentar Z, y en un mismo periodo (fila), disminuye a medida que aumenta el número atómico.

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Electrones de valencia La unión entre los átomos se realiza mediante los electrones de la última capa exterior, que reciben el nombre de electrones de valencia. La unión consiste en que uno o más electrones de valencia de algunos de los átomos se introducen en la esfera electrónica del otro. Los gases nobles, poseen ocho electrones en su última capa, salvo el helio que tiene dos. Esta configuración electrónica les comunica inactividad química y una gran estabilidad. Todos los átomos tienen tendencia a transformar su sistema electrónico y adquirir el que poseen los gases nobles, porque ésta es la estructura más estable. La electronegatividad La electronegatividad de un elemento es la capacidad que tiene un átomo de dicho elemento para atraer hacia sí los electrones, cuando forma parte de un compuesto. Si un átomo tiene una gran tendencia a atraer electrones se dice que es muy electronegativo (como los elementos próximos al flúor) y si su tendencia es a perder esos electrones se dice que es muy electropositivo (como los elementos alcalinos).

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Programa PRE-PAES Universidad Francisco Gavidia EJERCICIOS RESUELTOS 1) Elemento clasificado como Halógeno a) F b) Al c) Ne d) K Si revisamos la tabla periódica observamos que la respuesta es el literal “a” por que pertenece al grupo VII A llamados halógenos. 2) De los elementos que aparecen en el esquema, según su posición, el más electronegativo es: IA VIII A 1

H1

II A

III A

2

Li 3 Be 3

B5

3

Na11 Mg12 II B

4

K 19 Ca20 Sc 21

IV A V A VI A VII A He 2 C6

N7

Al 13 Si14 P15

O8

F9

S 16 Cl 17

Zn30 Ga31 Ge32 As33 Se34 Br 35

Ne10 Ar 18 Kr 36

a) Si. b) K. c) F d) Se. La respuesta es el literal “c” por que la electronegatividad aumenta hacia la derecha en los periodos y hacia arriba en los grupos, por lo tanto el elemento que está mas hacia la derecha y hacia arriba es F. (los gases nobles o grupo VIII A no se toman en cuenta por ser no reactivos) 3) La configuración electrónica de los átomos nos indica como están ubicados los electrones alrededor del núcleo, siguiendo el orden: 1s2, 2s2 2p6, 3s2 3p6, 4s2, 3d10, 4p6 El elemento cuya configuración electrónica termina en 3p5, tiene el siguiente número atómico: a) 5 b) 8 c) 18 d) 17 En este caso la respuesta es el literal “c” porque al sumar los exponentes de cada subnivel obtenemos el total de electrones de ese átomo.( 2 + 2 + 6 + 2 + 6 = 18 ) 4) Elemento con valencia positiva a) N b) I c) Rb d) Ne

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La respuesta es el literal c) ”Rb” por ser un elemento metálico EJERCICIOS PROPUESTOS: 1. Revisando la tabla periódica, se observa que el elemento con mayor radio atómico es a) Ca b) Ti c) K d) Cu 2. Si la afinidad electrónica presenta el comportamiento inverso al radio atómico, significa que el elemento con menor afinidad electrónica está representado por a) Mg b) Sr c) Be d) Br 3. Según la configuración electrónica 1s2, 2s2 2p6, 3s2 3p6. Corresponde al gas noble a) Ar b) Kr c) Ne d) Xe 4. Utilizando la tabla periódica, escriba los números atómicos de: Carbono, Fluor, Magnesio, Sodio, Bromo,Titanio, Azufre, Aluminio, Cloro, Nitrógeno, Berilio, Oxígeno. Complete el siguiente cuadro GRUPO

FAMILIA

ELEMENTOS ÚLTIMO QUE LO ELEMENTO FORMAN LA FAMILIA

DE

IA II A III A IV A V A VI A VII A VIII A

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Programa PRE-PAES Universidad Francisco Gavidia 5. Los elementos “no metales” se caracterizan por tener electronegatividades altas. En la tabla periódica la electronegatividad aumenta de izquierda a derecha: Li Ca

F

He

Al V

Cl

Rb

Cd Ra

Ir

Tomando como referencia el diagrama anterior, ¿Cuál literal contiene únicamente elementos metálicos? a) Li y F b) Al y Rb, c) Ca y Cl d) Li y Rb 6. Elemento que pertenece a metales alcalinos a) Be b) Ca c) Rb d) Ba 7. Nombre que recibe el grupo o familia III A a) Alcalinos b) Gases Nobles c) Térreos d) Anfígenos 8. Los elementos de un mismo periodo en la tabla periódica se caracterizan porque tienen el mismo: a) Número atómico. b) Número de electrones. c) Peso atómico. d) Número de niveles. 9. Es un elemento representativo a) Ba b) N c) Xe d) Fr 10. Es un elemento muy estable a) Rb b) Cl c) Mg d) Ne

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Programa PRE-PAES Universidad Francisco Gavidia 11. Es uno de los elementos de transición a) Ca b) Ti c) O d) Sb

12. 12Es el elemento mas metálico de la tabla periódica a) F b) Na c) Li d) Fr 13. Elemento con mayor energía de ionización a) Sr b) Be c) Ca d) Ba 14. 14Elemento con carga negativa a) Na b) Sr c) Cs d) N 15. En el siguiente esquema : 16.

Ca

F

He

Al V

Cl

Rb

Cd Ra

Ir

El elemento clasificado como metaloide es: a) Cl b) V c) Al d) Ca

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16.

Completar el siguiente cuadro

Átomo

Símbolo

Cloro Bromo Yodo Cinc Hierro Titanio Argón Sodio Oxígeno Nitrógeno

Número atómico 17

Número Configuración de Electrónica niveles

Subniveles Valencia

-1 Zn

1s2,2s2 2p6,3s1 2 3

17.Es un elemento halógeno a) Al b) I c) Ar d) Li 18.Es el elemento mas electronegativo del periodo 3 es a) Na b) S c) Si d) Cl 19. Tipo de enlace que se forma entre los grupos I A y VII A a) b) c) d)

Electro Valente Covalente Metálico Polar

20. Cuando un elemento tiene completa su última capa de electrones, no reacciona con otros elementos para formar compuestos. ¿Cuál de las siguientes configuraciones representan a un elemento inactivo? a) 1s2, 2s2 2p6 3s2 3p4 b) 1s2, 2s2 2p6, 3s2 c) 1s2, 2s2 2p6, 3s2 3p6 d) 1s2, 2s2 2p6, 3s1

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Programa PRE-PAES Universidad Francisco Gavidia 20.En el siguiente diagrama, un ión positivo (o catión) esta correctamente representado por:

µ Electrón y Protón { Neutrón

A

C a) b) c) d)

B

D

C A B D

21. Una de las características de los elementos de un mismo grupo es que tienen igual número de a) Protones b) Electrones de valencia c) Neutrones d) Niveles de energía 22.los metales aumentan de derecha a izquierda en los periodos y de arriba hacia abajo en los grupos; de la siguiente serie ¿ Cuál es el mas metal de ellos? Ca, Ba, Be, Sr, Mg a) b) c) d)

Sr Ba Mg Ca

23.De la siguiente serie Sc, Mn, Ni, As, Ca.; El de menor carácter metálico es a) Ca b) Mn c) As d) Sc

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24. Los elementos químicos de un determinado periodo de la tabla periódica, tienen comportamientos químicos bastante diferentes. Tomando en cuenta lo anterior, el literal en el que se ha sombreado correctamente un período en la tabla periódica:

a)

b)

c) d) Todas las anteriores

25. El magnesio cuando forma compuestos, trabaja siempre con valencia positiva, tratando de adquirir la figura de un gas noble. La distribución de sus electrones en el modelo atómico es la siguiente:

Mg

Según el diagrama, el magnesio: a) b) c) d)

Sólo cede dos electrones. Acepta o comparte dos electrones. Sólo acepta dos electrones. Cede o comparte dos electrones

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Programa PRE-PAES Universidad Francisco Gavidia 26. Los elementos de un mismo grupo en la tabla periódica, se caracterizan porque tienen el mismo número de: a) Neutrones. b) Protones. c) Niveles. d) Electrones de valencia 27. El neón es un elemento que tiene 8 electrones en su última capa, por lo tanto cuando entra en o con el oxígeno: a) Forma un peróxido. b) Forma un óxido básico. c) Forma un óxido ácido. d) No reacciona 28. La siguiente tabla caracteriza al isótopo de carbono utilizado en paleontología para determinar la edad de los fósiles. ¿Qué valores toman X e Y? Símbolo protones numero masico electrones neutrones C X 14 12 Y a) b) c) d)

12 12 14 14

y 6 y 2 y 12 y 2

29. Del siguiente cuadro, el número que representa el átomo neutro del cloro es: Numero 1 2 3 4 a) b) c) d)

átomo Cloro Cloro Cloro Cloro

electrones

Masa atómica 38 30 33 35

17 17 17 17

neutrones 21 13 16 18

protones 17 17 17 17

1 2 3 4

30. Completa el cuadro, auxiliándote de la tabla periódica Numero atómico

átomo

electrones

Masa atómica

neutrones

6

protones 6 20

Calcio 23 17 19 38

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