Físico
Química
Profesora: Handerson Antonella.
Alumno/a:
Institución educativa:
Energía
La energía es una medida de la cantidad de trabajo que un sistema puede llegar a
producir.
La cantidad de energía contenida en un cuerpo es una medida de su capacidad para
realizar un trabajo. A partir de esto, podemos decir que la materia actúa como un
contenedor o un reservorio de energía.
¿Qué es trabajo? En el estudio de la mecánica, el trabajo es “fuerza por distancia”.
Todas las formas de energía son capaces de hacer trabajo. Analizaremos algunas formas
de energía:
Energía radiante del Sol: La energía solar es la fuente primaria de energía de la Tierra y
es la responsable del calentamiento de la atmosfera y de la superficie del planeta, del
crecimiento de las plantas a través de un proceso denominado fotosíntesis y de los
patrones de clima.
Energía química: Es una forma de energía almacenada en las uniones químicas
presentes en la materia. Esta cantidad está determinada por el tipo y organización de los
átomos en la sustancia. Cuando las sustancias participan en reacciones químicas, esta
energía se libera, almacena o convierte en otras formas de energía.
Energía potencial: Es la energía que depende de la posición de un objeto y de su masa.
Por ejemplo, mientras mayor sea la altitud de un objeto respecto de la superficie
terrestre, mayor será su energía potencial gravitatoria.
Energía cinética: Es la energía debida al movimiento de un objeto y depende tanto de su
masa como de la velocidad del mismo. Por ejemplo, mientras mayor sea la velocidad de
un cuerpo, mayor será su energía cinética.
Energía térmica: Es la energía asociada con el movimiento aleatorio de los átomos y las
moléculas. En general, la energía térmica se puede calcular a partir de mediciones de
temperatura. Cuanto mayor sea la energía cinética de los átomos y moléculas en una
muestra de materia, mayor será su energía térmica.
Energía nuclear: Es una forma de energía almacenada entre las partículas elementales
que constituyen el núcleo del átomo (protones y neutrones).
Energía eléctrica: Es la energía asociada con la interacción entre partículas con carga
eléctrica. Como se mencionó anteriormente, todas las formas de energía pueden
intercambiarse. Se siente calor cuando se está bajo el sol porque su energía radiante se
convierte en energía térmica en la piel. Cuando se hace ejercicio, la energía química
almacenada en el cuerpo se utiliza para producir la energía cinética del movimiento.
Cuando una pelota comienza a rodar hacia abajo en una colina, su energía potencial se
convierte en cinética.
Los científicos han llegado a la conclusión de que a pesar de que la energía puede
asumir muchas formas que son mutuamente interconvertibles, la energía no se puede
destruir ni crear.
Cuando una forma de energía desaparece, alguna otra forma de energía de igual
magnitud debe aparecer. En consecuencia, es posible enunciar la ley de conservación de
la energía: La energía total del universo permanece constante
La materia
La materia es todo aquello que nos rodea, tiene volumen y masa.
•
La materia tiene volumen porque ocupa un lugar en el espacio. Esta propiedad
puede medirse y expresarse en diferentes unidades, como por ejemplo el litro, el
m3 (metro cúbico), etc.
•
La materia posee masa, es decir, es decir se presenta en una determinada
cantidad, que es la misma, aún en diferentes lugares del Universo. Así, un lápiz
tiene la misma masa en el fondo del océano, en la Luna o en la llanura
pampeana. La masa puede medirse y se expresa en unidades como el kilogramo,
el gramo, etc.
La materia se presenta en la naturaleza en tres estados de agregación: sólido, líquido y
gaseoso.
Toda porción limitada de materia recibe el nombre de cuerpo.
Las propiedades de la materia
Propiedades extensivas: son aquellas que dependen de la cantidad de materia del
sistema considerado. Algunas de ellas son, la masa y el volumen.
Propiedades intensivas: son aquellas que no dependen de la cantidad de materia del
sistema considerado. Sirven para caracterizar y diferenciar los distintos tipos de materia.
Por ejemplo: sabor, color, punto de ebullición, etc. Se clasifican en:
1. Propiedades físicas: son características constantes determinables por métodos físicos.
Algunas son:
•
La solubilidad: es la propiedad que tiene determinado tipo de materia de
disolverse en otro a cierta temperatura y presión. Por ejemplo, la sal se disuelve
en agua.
•
La densidad: es la cantidad de materia por unidad de volumen.
•
La dureza: se refiere a la resistencia a la penetración o al rayado que posee un
material.
•
La elasticidad: es la capacidad que tiene un material de recuperar su forma
cuando cesa la fuerza que lo deforma.
•
La ductilidad: es la capacidad que posee un material de ser estirado y formar
hilos.
•
La maleabilidad: se refiere a la capacidad de ciertos materiales de formar
láminas y chapas.
•
El punto de fusión: es la temperatura a la cual un determinado tipo de materia
pasa del estado sólido al estado líquido. Por ejemplo, el punto de fusión del agua
es 0ºC (a presión normal).
•
El punto de ebullición: es la temperatura a la cual un determinado tipo de
materia pasa del estado líquido al gaseoso. Por ejemplo, el punto de ebullición
del agua es de 100 ºC.
2. Propiedades organolépticas o sensoriales: son aquellas que se pueden percibir por
medio de los sentidos. Por ejemplo, el color, el sabor, la textura, la sonoridad, etc.
3. Propiedades químicas: son características constantes que involucran cambios
“permanentes” en la materia. Por ejemplo, por qué se usan recipientes de metal, y no de
madera, para cocinar; esto se debe a que si calentamos la madera en la hornalla,
aumenta su temperatura y se quema, o sea reacciona con el oxígeno del aire y, se
produce la combustión. Otro ejemplo… por qué los autos están pintados; para proteger
de la oxidación la chapa de hierro con que está hecho el vehículo. Así se evita que el
material reaccione con el oxígeno del aire y la capa de óxido termine “picando” la
chapa.
La densidad
La densidad es una propiedad intensiva, que indica la cantidad de masa por unidad de
volumen.
Su expresión matemática es la siguiente: 𝑑 =𝑚/𝑣 donde, d= densidad, m= masa y v=
volumen.
La densidad depende sólo de la sustancia en cuestión y de las condiciones de presión y
temperatura. Sin embargo, se debe tener en cuenta que, para los sólidos y líquidos, la
variación con la temperatura y presión de la densidad es prácticamente despreciable
mientras que los gases muestran variaciones enormes en los valores de esta propiedad
cuando la temperatura y la presión cambian. Por ejemplo: Un cuerpo cuya masa es de
20 g posee un volumen de 30 cm3
¿Cuál es su densidad?
En primer lugar sacamos los datos del problema:
m= 20 g
v= 30 cm3
d= ? (debo calcular la densidad, ¿cuál es la fórmula para hacerlo?)
𝑑 =𝑚/𝑣
Luego, reemplazo los datos que tengo en la fórmula:
𝑑 =20 𝑔 / 30 𝑐𝑚3
Después divido los valores correspondientes: 20 g dividido 30 cm3, y así obtengo el
valor:
d= 0,67 g/cm3
Actividades
1. Al examinar un objeto hemos podido observar que:
Presenta brillo metálico.
Su volumen es de 120 cm3
Se raya con facilidad.
Es corto y ancho.
Hierve a 1976 ºC.
Su color es gris oscuro.
a) Indicar cuáles de las mencionadas son propiedades intensivas.
b) Clasificar las propiedades intensivas anteriores en físicas, químicas y organolépticas.
2. ¿A qué propiedad física se hace referencia en cada uno de los siguientes casos?
a) Una tira de goma se puede alargar mucho tirando de sus extremos pero, al soltarla,
vuelve a recuperar su longitud inicial.
b) El cobre empleado en los conductores eléctricos se puede estirar formando hilo finos.
c) Del aluminio se pueden obtener láminas finas, como el conocido papel de aluminio.
3. El diamante es un material transparente. Un diamante de 2 g de masa tiene un
volumen de 1 cm3. Es frágil y al ser tallado adquiere mucho brillo, lo que le da una
extraordinaria belleza. Además, se lo utiliza para cortar vidrio, debido a su gran dureza.
a) ¿Cuáles de las citadas son propiedades intensivas y cuáles extensivas?
4. Las siguientes propiedades fueron determinadas sobre trozo de oro. Indique cuáles
son propiedades intensivas y cuáles extensivas.
a- Masa: 3 g
b- Densidad: 19,3 g/cm3
c- Volumen: 0,16 cm3
d- Insoluble en agua.
e- Color: amarillo
De las propiedades mencionadas, ¿cuáles les servirían para identificar si un anillo es del
mismo material? ¿Por qué?
5. Se construye un cubo de hierro de 125 cm3 de volumen, cuya masa es de 896 g.
¿Cuál es la densidad del hierro utilizado?
6. Averiguar la densidad del mercurio (Hg) sabiendo que una masa de 6,8 kg ocupa un
volumen de 500 cm3.
7. ¿Cuál es la masa de 10000 cm3 de arena, si su densidad es de 1,8 g/cm3?
8. ¿Cuál es el volumen de una estatua de mármol cuya masa es de 1500 kg? Densidad =
2,5 g/cm3
9. La masa de un cubo de 3 cm de lado es de 100 g. ¿Cuál es la densidad del cubo?
10. Un trozo de hierro ocupa un volumen de 30 cm3 y tiene una masa de 200 g. ¿Qué
densidad tendrá este trozo de hierro?
a) ¿Qué densidad tendrá un trozo de hierro de masa 2000Kg?
b) ¿Qué densidad tendrá un trozo de hierro de volumen 4.000 cm
Transformaciones físicas y químicas
Una transformación es un proceso que conecta un estado inicial o previo de la materia
con un estado final o posterior.
Las transformaciones pueden clasificarse en físicas y químicas. En las transformaciones
físicas no cambia la identidad o naturaleza química de la materia, mientras que en las
transformaciones químicas ocurre un cambio en la naturaleza química de la materia.
Ejemplos: Transformación física: la fusión del agua (se derrite un cubito)
Transformación química: una hoja quemándose.
Estados de agregación de la materia
La gran cantidad de sustancias diferentes que existen en el Universo pueden encontrarse
en tres estados de agregación: solido, líquido y gaseoso. Las características de cada uno
se resumen en la siguiente tabla.
Estado
Características de las sustancias
Sólido
Presentan forma propia y volumen constante.
Liquido
Tienen volumen constante, pero no forma propia, sino que adaptan
la forma del recipiente que los contenga.
Gaseoso
Carecen de forma y volumen propio, se adaptan a la forma y
volumen del recipiente que los contiene. En libertad se expanden
rápidamente y de lo contrario se pueden comprimir con facilidad.
El modelo de partículas, que presenta los siguientes postulados:
La materia está formada por partículas (átomos, moléculas o iones).
Entre las partículas existen fuerzas de atracción.
Las partículas están en movimiento, es decir poseen energía cinética.
El movimiento de las partículas depende las condiciones de presión y temperatura.
Teniendo en cuenta el modelo de partículas, se puede concluir:
Sólido
Liquido
Gaseoso
Intensas
Intermedias
Débiles.
Espacios entre las partículas
Pequeños.
Medianos.
Grandes.
Movimiento de las partículas
Vibración.
Rototraslación.
Rotación y traslación
Fuerzas de atracción entre las
partículas
rectilínea
Algunas propiedades de los estados de agregación de la materia
• Expansión: capacidad de un material de ocupar todo el volumen disponible.
• Compresibilidad: capacidad de reducir el volumen de un sistema cuando se ejerce
presión externa.
• Difusión: proceso por el cual se mezclan de forma homogénea dos sustancias debido
al movimiento aleatorio de sus partículas.
• Fluidez: propiedad que implica que un sistema se derrama modificando su forma. Los
líquidos y los gases son considerados fluidos.
Sólidos
Líquidos
Gaseosos
Expansión
No se expanden
No se expanden
Se expanden
Compresibilidad
Incompresibles
Prácticamente
Compresibles
incompresibles
Difusión
No se difunden
Se difunden
Se difunden
Fluidez
No fluyen
Fluyen
Fluyen
Variables que afectan a los estados de agregación de la materia
✓ Temperatura: es una medida de la velocidad promedio con que se mueven las
partículas que constituyen un sistema. Es importante, tener en cuenta que cuanto
mayor es la temperatura a la que se encuentra una sustancia más velozmente se
mueven las partículas que la constituyen.
✓ Presión: es la fuerza ejercida por unidad de superficie.
Cambios de estado
Una misma sustancia puede encontrarse en cualquiera de los tres estados (sólido,
líquido y gaseoso). Los pasajes entre los distintos estados de la materia se denominan
cambios de estados de agregación. Los cambios de estado son transformaciones físicas,
es decir que en ellos no se altera la naturaleza interna de la materia.
Los cambios de estado se clasifican en:
Progresivos: son aquellos en los que el sistema absorbe energía.
Regresivos: son aquellos en que el sistema libera energía
¡ACLARACIÓN!
El pasaje general del estado líquido al estado gaseoso se llama vaporización, y la misma puede ser:
• Evaporación: se produce a cualquier temperatura y en la superficie del líquido, principalmente.
• Ebullición: se produce a una determinada temperatura y en toda la superficie del líquido. La
temperatura a la cual se produce la ebullición se llama punto de ebullición y es una propiedad
intensiva.
Actividades
1. Clasificar los siguientes cambios en químicos y físicos.
a) Ebullición del agua.
b) Oxidación del hierro.
c) Combustión de la leña.
d) Calentamiento del hierro.
e) Putrefacción de una fruta.
2. Si el punto de fusión del oxígeno (O2) es -219 ºC y el punto de ebullición es -183 ºC,
¿en qué estado de agregación se encontrará a -200 ºC? Indicar las características
correspondientes a este estado de agregación.
3. Explicar, desde el punto de vista del modelo de partículas o cinético- molecular, las
siguientes afirmaciones:
a) Los líquidos se derraman modificando su forma, pero los sólidos no.
b) Al colocar el contenido de una botella de 500 cm3 de agua en una jarra, cambia la
forma del líquido, pero no su volumen.
4. Responder las siguientes preguntas:
a) ¿Qué sucede con las fuerzas de atracción entre las partículas al aumentar la
temperatura de una sustancia?
b) ¿Por qué los líquidos fluyen (cambiando su forma)?
5. Indicar el cambio de estado correspondiente en cada una de las siguientes situaciones.
Proyectamos el aliento sobre un vidrio y se empaña.
Se congela un vaso con agua.
Se derrite un cubito de hielo.
Lavamos la vereda y, luego de un rato se seca.
Se forma el rocío.
6. Si un trozo de hielo se funde:
a) ¿Se produce un cambio físico o químico? ¿Por qué?
b) ¿La masa del sistema cambia? ¿Por qué?
c) Representar, desde el modelo de partículas, la situación antes y después del cambio.
7. Explicar las siguiente situación:
✓ En primavera, y en algunas mañanas de verano, podemos ver unas gotas de agua
en las plantas del campo, aún en los días que no llueve; le llamamos rocío. ¿por
qué existe el rocío por la mañana y desaparece a lo largo del día?
8. Observar el siguiente gráfico y responder:
a) ¿A qué temperaturas se producen cambios de estado?
b) ¿Cómo se llaman los cambios de estado representados?
c) ¿En qué estado de agregación se encontrará la sustancia a – 60 ºC?
d) ¿Qué sucede con el movimiento molecular entre los 20 ºC y los 80 ºC?
Sistemas materiales
Se llama sistema material a cualquier porción del universo que se aísla real o
imaginariamente para su estudio. Por ejemplo un sistema puede ser un vaso con agua
salada y arena o simplemente el agua y la arena contenida en el vaso.
Clasificación
Los sistemas materiales se pueden clasificar de acurdo a diferentes criterios.
Según el intercambio de materia y energía con el medio
Sistema Abierto: En los mismos se produce transferencia de materia y de energía
entre el sistema y el medio o viceversa.
Sistema Cerrado: En estos sistemas solo se produce el intercambio de energía entre el
sistema y el medio o viceversa.
Sistema Aislado: En este caso, no hay pasaje ni de masa ni de energía del sistema al
medio y viceversa
Según el número de fases
Se clasifican en homogéneos y heterogéneos.
Vale la pena aclarar que se denomina fase a la parte físicamente homogénea de un
sistema.
Sistema homogéneo: Sistema formado por una sola fase (monofásico). Sus
propiedades intensivas son iguales en diferentes puntos de su masa. Por ejemplo: agua
con sal disuelta-oxígeno.
Sistema Heterogéneo: Es un sistema formado por dos o más fases. Las propiedades
intensivas varían dentro del sistema.
Actividades
1. Clasificar los siguientes sistemas materiales, e indicar cuántas fases y componentes
poseen.
a) Agua, sal y alcohol.
b) Agua y un trozo de hielo.
c) Agua, aceite, vinagre y arena.
2. Indicar un ejemplo de cada uno de los siguientes sistemas materiales:
2 fases y 1 componente.
2fases y 3 componentes.
1 fase y 4 componentes.
3. Indicar verdadero o falso. Ejemplificar en el caso de que las afirmaciones sean falsas.
a) Los sistemas materiales heterogéneos siempre presentan más de dos componentes.
b) Los sistemas materiales de acuerdo al número de fases se clasifican en abiertos,
cerrados y aislados.
c) Se llama sistema material a la parte del mundo físico que se separa para ser estudiada.
d) Los sistemas materiales homogéneos siempre presentan dos o más componentes.
4. Dar el número de fases e indicar cuales son en cada uno de los sistemas siguientes:
a) Azufre, agua líquida, vapor de agua y hielo
b) Vapor de agua tres trozos de hielo y dos trozos de hierro
c) Aceite y agua liquida
d) Azúcar parcialmente disuelta en agua
e) Nitrógeno, oxígeno y virutas de hierro
f) Sal disuelta en agua
Separación de mezclas
¿Cómo separar las mezclas?
Las mezclas heterogéneas se separan mediante métodos de separación de fases, como
por ejemplo:
Imantación: permite separar las fases de un sistema donde una de ellas posee
propiedades magnéticas (ejemplo: hierro) y la/s otra/s no presenta dichas propiedades.
Decantación: se utiliza para separar dos líquidos no miscibles (que no se mezclan)
aprovechando sus distintas densidades. El menos denso sobrenada y el otro se deposita
en el fondo (sedimenta). También permite separar un líquido de un sólido, no disuelto
en él.
Filtración: sirve para separar un sólido insoluble disperso en un líquido.
Flotación: se usa para separar dos sólidos de diferentes densidades. Consiste en
agregar un líquido de densidad intermedia, el sólido menos denso flota y el otro queda
en el fondo.
Disolución: permite separar fases en donde una de ellas se disuelve en un
determinado solvente y la otra no.
Tamización: sirve para separar dos sólidos de diferente tamaño.
Mientras que las mezclas homogéneas se separan mediante métodos de
fraccionamiento, entre los cuales podemos mencionar:
Destilación simple: se utiliza para separar soluciones de un sólido en un líquido o de
dos líquidos con puntos de ebullición bien diferenciados. Se utiliza un aparato llamado
destilador que costa de un balón donde se calienta la solución hasta lograr que el líquido
se evapore; un refrigerante, conectado al primero, que consta de un tubo exterior por
donde se hace pasar agua fría y uno interior por donde pasan los vapores y se
condensan; un recipiente donde se recoge el líquido separado. También se utiliza para
separar dos líquidos con puntos de ebullición muy diferentes.
Destilación fraccionada: se emplea para separar los componentes de una solución
cuyos puntos de ebullición no son tan diferentes. Al aparato de destilación antes
descrito, se le agrega una columna rellena con un material que otorgue una gran
superficie de contacto (como bolitas muy pequeñas de vidrio) entre el recipiente que se
calienta y el refrigerante. De este modo, aunque se evapore más de un líquido al calentar
la solución, cuando pasan por la columna se condensarán los de mayor punto de
ebullición o menos volátiles. Estos últimos volverán al recipiente inicial y al
refrigerante llegará sólo el más volátil para seguir el proceso. Se debe calcular un largo
de columna adecuado para lograr una buena efectividad.
Cristalización por evaporación: sirve para purificar un sólido disuelto en un
líquido. Consiste en calentar la solución hasta que el líquido se evapore lo suficiente
como para que la concentración de soluto sea mayor que la solubilidad y se formen
cristales. El soluto precipitado se separa fácilmente del solvente remanente por
filtración.
Cromatografía: se coloca la solución sobre una fase estacionaria o fija y se hace
pasar por ella un líquido o un gas, la fase móvil. Esta fase arrastra en forma diferenciada
los distintos componentes de diferentes maneras.
Teoría atómica de Dalton
En el siglo XIX, con John Dalton, comenzaron a surgir las nuevas ideas acerca de la
composición de la materia, cuando propuso la teoría atómica y revolucionó el incipiente
mundo de la química. En el libro Un nuevo sistema de filosofía química (1808), Dalton
expuso su teoría atómica. El mérito de este autor fue el de incorporar al mundo físico un
concepto filosófico, como el de átomo.
La teoría atómica de Dalton se fundamentó en diversos hechos experimentales y puede
resumirse en los siguientes postulados:
1. La materia está formada por partículas muy pequeñas llamadas átomos, los cuales son
indivisibles.
2. Los átomos de un mismo elemento son idénticos entre sí y los de distintos elementos
son diferentes, fundamentalmente en lo que se refiere a su masa.
3. Los compuestos están formados por átomos de más de un elemento. En cualquier
compuesto la relación entre el número de átomos de cualquier par de elementos
presentes es un número entero o se puede expresar como una fracción simple.
(Explicación a la Ley de las proporciones definidas).
4. Una reacción química implica solo una separación, combinación o nueva disposición
de átomos, pero éstos no se crean ni se destruyen. (Explicación a la Ley de conservación
de la masa).
5. Volúmenes iguales de gases diferentes, en las mismas condiciones de presión y
temperatura, contienen igual número de átomos. Avogadro(1811): introduce el concepto
de molécula
Hipótesis molecular de Avogadro y Ampere
Amadeo Avogadro (1776-1856) y Andrés Ampere (1775-1836), independientemente
llegaron a enunciar la misma hipótesis: Volúmenes iguales de gases diferentes, medidos
en las mismas condiciones de presión y temperartura, tienen el mismo número de
partículas. Una vez establecida la diferencia entre átomos y moléculas, podemos
definirlos.
Átomo: es la menor porción de materia capaz de combinarse.
Molécula: es la menor porción de sustancia capaz de existir en estado libre conservando
sus propiedades.
Estructura atómica
El modelo actual del átomo postula que éste se encuentra formado por tres partículas
fundamentales: protones, neutrones y electrones. En la zona central o núcleo se
encuentran los protones y neutrones. La masa de los protones y los neutrones es similar.
Los protones poseen carga positiva (+) y los neutrones carecen de carga eléctrica. Los
electrones se encuentran en continuo movimiento en una zona, alrededor del núcleo,
llamada nube extranuclear. Tienen carga negativa y su masa es 1840 veces menor que la
de los protones.
Número atómico, número másico
En la tabla periódica los elementos se encuentran ordenados de acuerdo con un número
creciente, ese número recibe el nombre de número atómico o número de orden y se
representa con la letra Z. Identifica a los distintos elementos. Este número indica la
cantidad de protones que un átomo de un elemento tiene en su núcleo. Por lo tanto, en
los átomos (ya que son eléctricamente neutros) ese número indica también la cantidad
de electrones. En el núcleo además de protones hay neutrones. La suma del número de
protones y neutrones recibe el nombre de número másico y se simboliza con la letra A.
La forma aceptada para anotar el número atómico y el número de masa (másico) de un
elemento X es la siguiente:
Número másico = Número de protones + Número de neutrones
A = Z + Número de protones
El número de neutrones se puede calcular así:
Nº de neutrones = A – Z
Tabla periódica de los elementos
En el siglo XIX los químicos tenían una idea vaga de los átomos y moléculas y no
conocían como estaban formados los átomos. Las primeras tablas periódicas fueron
construidas usando como base las estimaciones hechas sobre los pesos atómicos (ahora
se denomina masa atómica).Johann Döbereiner (alemán, 1780-1849) descubrió
tendencias en ciertas propiedades de grupos seleccionados de elementos. Por ejemplo, la
masa atómica media de litio y potasio estaba cerca de la masa atómica de sodio. Un
patrón similar se encontró con el calcio, estroncio y bario, con azufre, selenio, y telurio,
y también con cloro, bromo, y yodo. Además, las densidades para algunas de estas
tríadas siguieron un patrón similar. Döbereiner intentó relacionar las propiedades
químicas de dichos elementos (y de sus compuestos) con los pesos atómicos,
observando una gran analogía entre ellos, y una variación gradual del primero al último,
dando a entender que los elementos de la tabla periódica tienen cierta relación entre sí
debido a la similitud entre sus propiedades y compuestos. En su clasificación de las
tríadas, Döbereiner explicaba que el peso atómico promedio de los pesos de los
elementos extremos, es parecido al peso atómico del elemento de en medio. Por
ejemplo, para la triada cloro, bromo, yodo, los pesos atómicos son aproximadamente 35,
80 y 126; si sumamos 35 + 126 y dividimos entre 2, obtenemos 80 (aproximadamente),
y si se busca en la tabla periódica de los elementos actual el elemento con el peso
atómico de 80 es el bromo, lo cual hace que concuerde un aparente ordenamiento de
triadas.
John A. Newlands (británico, 1837-1898), ordenó los elementos de acuerdo con sus
pesos atómicos, y vio que cada ocho elementos se repetían las propiedades. Por
ejemplo, el octavo elemento, tenía propiedades similares al primero; el segundo al
noveno y así sucesivamente. Las octavas de Newlands, parecían indicar una relación
entre los elementos similar a la que se da entre las notas musicales. Este ordenamiento
resultó inadecuado para aquellos elementos que tenían peso atómico mayor que el del
calcio y esta investigación no fue aceptada por la comunidad científica.
En el año 1869, el químico ruso Dimitri Mendeléiev (1834-1907) y el químico alemán
Julius Lothar Meyer (1830-1895) propusieron cada uno por su cuenta un ordenamiento
de los elemento teniendo en cuenta sus pesos atómicos crecientes y dispuestos de tal
manera que sus propiedades químicas eran semejantes entre dichos elementos.
La confianza de Mendeleiev en su trabajo, lo llevó a predecir las propiedades de varios
elementos que aún no se habían descubierto. Éstos debían ocupar los huecos que
quedaban en su tabla luego de “acomodar” los elementos conocidos en su época. Por
ejemplo, propuso la existencia de un elemento llamado EKA SILICIO (eka significa
primero, proviene del sánscrito). Cuando se descubrió el germanio en 1866 sus
propiedades coincidían con las indicadas por Mendeleiev para el eka silicio. También
predijo las propiedades del escandio (Sc), al que llamó eka boro. Esta tabla fue
modificada en diversas oportunidades. A medida que se descubrían nuevos elementos,
debían irse incorporando. Pero hubo otras modificaciones mucho más trascendentes. En
un principio, los elementos se agrupaban de acuerdo con su peso atómico creciente.
La Tabla periódica actual ordena los elementos por número atómico (Z) creciente,
siendo Henry Moseley, quien los ordenó según este criterio en 1913.
Cada elemento difiere del que le sigue en su ubicación periódica en solo un protón, y
por lo tanto, en un electrón.
Propiedades de gases nobles
Se conoce como gases nobles o gases inertes al conjunto de elementos químicos que
constituyen el grupo 18 (VIIIA) de la Tabla Periódica de los elementos y que presentan
una serie de características en común, siendo la más importante su bajísimo grado de
reactividad, es decir, su poca capacidad para formar compuestos y estructurar moléculas
complejas. Existen apenas algunos compuestos con estos elementos, que se sepa. Los
gases nobles, en condiciones de temperatura y presión normales, son sustancias
gaseosas monoatómicas desprovistas de color, olor y sabor, que se hallan presentes en
diversa proporción en el aire de la atmósfera y en otras situaciones de la naturaleza.
Iones
Los iones son partículas con carga eléctrica. Es decir que el número de protones no es
igual al número de electrones. Esto puede deberse a una pérdida o ganancia de
electrones. Si un átomo pierde electrones, se transforma en ion positivo llamado catión,
y queda con tantas cargas positivas como electrones haya perdido. Si un átomo gana
electrones, se transforma en ión negativo llamado anión, y queda con tantas cargas
negativas como electrones haya ganado.
Actividad
1. Completar la siguiente tabla con los datos solicitados.
Elemento
Símbolo
Z
A
p+
e-
n
Grupo
Periodo Clasificación
químico
2. Indicar la estructura atómica según Bohr para los siguientes elementos químicos:
sodio, hierro, bromo, argón, mercurio.
3. Indicar la estructura según para los siguientes átomos y sus respectivos iones: bario,
selenio, nitrógeno, potasio, carbono. Nombrar cada ión.