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UNIDAD I INTRODUCCION A LA QUIMICA INORGANICA

UNIDAD I INTRODUCCION A LA QUIMICA INORGANICA. CONTENIDO. 1.1 Conceptos básicos - Química - Aplicaciones de la química - Temperatura y calor - Medición – Masa - Volumen 1.2 Materia y energía - Propiedades de la materia

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UNIDAD I INTRODUCCION A LA QUIMICA INORGANICA

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  1. UNIDAD IINTRODUCCION A LA QUIMICA INORGANICA

  2. CONTENIDO 1.1 Conceptos básicos - Química - Aplicaciones de la química - Temperatura y calor - Medición – Masa - Volumen 1.2 Materia y energía - Propiedades de la materia - Transformaciones de la materia - Clases de materia - Separación de mezclas - La energía

  3. 1.1 CONCEPTOS BASICOSQueesQuimica? Esunaciencia de IMPACTO. Es la cienciaqueestudia: La estructura de la materia y la composicion de la materia, lasleyesquerigen los cambios de la materia y suinterrelacion con la energia. La QUIMICA es el estudio de las propiedades de los materiales y de los cambios que sufren éstos. Uno de los atractivos de aprender química es ver cómo los principios químicos operan en todos los aspectos de nuestra vida, desde las actividades cotidianas como encender un fósforo hasta cuestiones más trascendentes como el desarrollo de medicamentos para curar el cáncer y otras enfermedades. La química permite obtener un entendimiento importante de nuestro mundo y su funcionamiento. Se trata de una ciencia eminentemente práctica que tiene una influencia enorme sobre nuestra vida diaria. De hecho, la química está en el centro de muchas cuestiones que preocupan a casi todo mundo………. ¿Por qué tantos temas diversos tienen un vínculo esencial con la química?  La respuesta es que la química, por su misma naturaleza, es la ciencia central. (Brown Theodore I, 2004)

  4. APLICACIONES DE LA QUIMICA

  5. TEMPERATURA Y CALOR Temperatura Sentimos la temperatura como una medida de la calidez o frialdad de un objeto. En realidad, la temperatura determina la dirección de flujo del calor. El calor siempre fluye espontáneamente de una sustancia que está a una temperatura más alta hacia una que está a una temperatura más baja. Por ello, sentimos la entrada de energía cuando tocamos un objeto caliente, y sabemos que ese objeto está a una temperatura más alta que nuestra mano. Las escalas de temperatura que comúnmente se emplean en los estudios científicos son las escalas Celsius y Kelvin. La escala Celsius también es la escala de temperatura cotidiana en la mayor parte de los países, y se basó originalmente en la asignación de 0ºC al punto de congelación del agua y 100ºC a su punto de ebullición en el nivel del mar. Fig. Comparacion de lasescalas de temperatura: kelvin, Celsius y Fahrenheit

  6. TEMPERATURA Y CALOR La escala Kelvin es la escala de temperatura SI, y la unidad SI de temperatura es el kelvin (K). Históricamente, la escala Kelvin se basó en las propiedades de los gases. El cero en esta escala es la temperatura más baja que puede alcanzarse, 273.15ºC, a la cual llamamos cero absoluto. Ambas escalas, Celsius y Kelvin, tienen unidades del mismo tamaño; es decir, un kelvin tiene el mismo tamaño que un grado Celsius. Por tanto, la relación entre las escalas Kelvin y Celsius es la siguiente: K = °C + 273.15 (1) El punto de congelación del agua, 0ºC, es 273.15 K. Adviértase que no usamos un signo de grado (º) con temperaturas en la escala Kelvin. La escala de temperatura común en Estados Unidos es la escala Fahrenheit, que no se emplea generalmente en estudios científicos. En esa escala, el agua se congela a 32ºF y hierve a 212ºF. Las escalas Fahrenheit y Celsius están relacionadas como sigue: °C = 5/9 (°F – 32) o bien °F =9/5 (°C + 32) (2)

  7. MEDICION-MASA-VOLUMEN La materiaademas de la masa tieneotrapropiedad general que se puedemedir: volumen

  8. LA MASA La inerciaesunapropiedad general de la material. Para medirla se utilizauna magnitude llamada masa, proporcional a lacantidad de material que hay en los cuerpos y tambienproporcionas a su peso, la masa no solo dependedeltamanosinotambien del material. Aunqueaparentemente lo tengamosclaro no debemosenganarnospor el ojo. Un objeto no tiene mayor masa cuanto mas grandees, sinocuanto mas pesa. La masa se mide en gramossiespequena, y siesgrande en Kilogramos. 1 Kiogramo (kg) = 1000 gramos (g) Como pasamos de Kilogramos a gramos y viceversa? Kg g (x 1000) g Kg (: 1000) El hecho de medir la masa de un objeto se llama pesar, para lo cualutilizamosbalanzas

  9. EL VOLUMEN Otrapropiedad general de la material es la extension. Una de las magnitudes utilizada para medirlaes el volume. Quees el volumen? Es la cantidad de espacioqueocupa. Ej: unapelota de baloncestotiene mayor volume queuna de tenis. Hay objetosquetienen mucho volume y poca masa, u objetosquetienenmucha masa y poco volume. En los liquidos el volume coincide con la capacidad del recipient queocupan. Si llenamosunabotellaquetienecapacidad de 1L, solo puedesontener 1l del liquido. Los liquidosadaptansu forma al recipient que los contiene. Los volumenesespecialmente en los liquidossueleexpresarse en mililitros (ml) si son volumenespequenos o, en litros (l) si son volumenesgrandes. 1 l = 1000 ml l ml (x 1000) ml l (: 1000) El volumende un cuerpodepende solo de sutamano y no de su material

  10. Como se mide el volumen de un solido?

  11. La densidad. La densidadrelaciona la masa con el volumen(las dos propiedades de la material). Segun el cociente entre la masa de un objeto y suvolumen. masa (Kg o g) Densidad = ----------------------- = kg/l o g/ml volume (l o ml) Densidad de algunassubstancias: Agua: 1 kg/ l Aceite: 0,92 kg / l Alcohol: 0,78 kg /l Hierro: 7,9 Kg / l Plomo: 11,3 kg / l Cuales de estassubstanciasflotaran en el agua y porque? La densidadesunapropiedadespecifica de la maeria, quenospermitedistinguirunosmateriales de otros. Se trata, de calcularque masa tendra un cuerpoqueocupa un volume de un centimetrocubico.

  12. 1.2 MATERIA Y ENERGIA

  13. CLASIFICACION DE LA MATERIA PROPIEDADES FISICAS: color, olor, densidad, punto de fusión, punto de ebullición y dureza); PROPIEDADES QUIMICAS: reacciones. PROPIEDADES INTENSIVAS: No dependen de la cantidad de muestra: ToC, punto fusión, densidad). PROPIEDADES EXTENSIVAS: Dependen de la cantidad de sustancia: volumen y masa. Fg: Esquema de clasificación de la materia. En el nivel químico, toda la materia se clasifica en última instancia como elementos o compuestos.

  14. http://www.authorstream.com/Presentation/loreluna-380463-conceptos-basicos-de-quimica-materia-atomo-molecula-modulo-1-taller2010-education-ppt-powerpoint/http://www.authorstream.com/Presentation/loreluna-380463-conceptos-basicos-de-quimica-materia-atomo-molecula-modulo-1-taller2010-education-ppt-powerpoint/

  15. UNIDAD IIESTRUCTURA ATÓMICA YPERIODICIDAD QUÍMICA

  16. CONTENIDO 2.1 El átomo Estructura del átomo Propiedades del átomo 2.2 Mecánica cuántica Modelo atómico actual Arquitectura electrónica 2.3 Periodicidad química Tabla periódica moderna Propiedades físicas y químicas de los elementos químicos.

  17. Descubrimientos fundamentales que respaldan la existencia del átomo y su estructura John Dalton 1808. La imagen del atomoexpuestapor Dalton essuTeoriaatomica, Los principios fundamentals de estateoria son: • La material estaformadaporminusculasparticulas indivisibles llamadasatomos. • Hay distintasclases de atomosque se distinguenporsu masa y suspropiedades. Todos los atomos de un elementoposeenlasmismaspropiedadesquimicas. Los atomos de elementosdistintostienenpropiedadesdiferentes. • Los compuestos se forman al combinarse los atomos de dos o mas alementos en proporcionesfijas y sencillas. De modoque en un compuesto los atomos de cadatipoestan en unarelacion de numerous enteros o fraccionessencillas. • En lasreaccionesquimicaslos atomos, los atomos se intercambian de una a otrasustanciaperoningunatomo de un elementodesapareceni se transforma en un atomo de otroelemento.

  18. J. J. Thomsom1897: Demostroquedentro de los atomos hay unasparticulasdiminutas, con cargaelectricanegativea, a lasquellamoelectrones. De estedescubrimientodedujoque el atomodebia de serunaesfera de material cargada (+), en cuyo interior estabanincrustados los electrones. Al quellamo “budin de pasa”. Tambiendescubre los isotopos. Thomson construyó un tubo de rayos catódicos con una pantalla fluorescente, para poder medir cuantitativamente los efectos de los campos magnético y eléctrico sobre el delgado haz de electrones que pasaban por un agujero en el electrodo positivo. Tales mediciones le permitieron calcular un valor de 1.76 10Λ8 coulombs por gramo para la relación carga eléctrica-masa del electrón.* Al conocerse la relación carga-masa del electrón, si se pudiera medir ya sea la carga o la masa de un electrón se podría calcular el valor de la otra cantidad. En 1909, Robert Millikan (1868-1953) de la University of Chicago logró medir la carga de un electrón realizando lo que se conoce como “experimento de la gota de aceite de Millikan” (Figura 2.5 \). Luego, Millikan calculó la masa del electrón usando su valor experimental para la carga, 1.6 1019 C, y la relación carga-masa de Thomson, 1.76 108 C/g: Masa del electrón = 1.60 * 10Λ-19 C/1.76 * 10Λ8 C/g=9.10 * 10Λ-28 g. Empleando valores un poco más exactos, obtenemos el valor que se acepta actualmente para la masa del electrón, 9.10939 10Λ-28 g. Esta masa es unas 2000 veces más pequeña que la del hidrógeno, el átomo más pequeño. Brown pg 37-..

  19. E. Rutherford 1911: Demostroque los atomos no eranmacizos, como se creia, sinoqueestanvacios en su mayor parte y en sucentro hay un diminutonucleo. Dedujoque el atomodebiaestarformadoporunacorteza con los electrons girandoalrededor de un nucleo central cargadopositivamente. Descubre el neutron que no tienecargaperoposee un alto contenido de energia.

  20. Niels Bohr 1913: Propuso un Nuevo modeloatomicosegun el cual los electronesgiranalrededor del nucleo en unosnivelesdefinidos. Espectrosatomicosdiscontinuosoriginadospor la radiacionemitidapor los atomosexcitados de los elementos en estadogaseoso. Modeloatomico del Hidrogenopropuestopor Bohr. Postulados de la teoria del quantum: • Los e se mueven en orbitas de energiadefinidos. • Mientrasconservensuorbita, no absorbennidesprendenenergia. • Los e puedenpasar a un nivelmenor o mayor, siempre y cuandoabsorban o desprendanenergianecesaria. • Cuando los e desprenden o absorvenenergia lo hacen en cantidadesunitariasllamadas “cuantos” • Represento a los niveles de energia con la letra “n”, quetomavaloresenteros de 1, 2, 3…

  21. ModeloAtomico de Schrodinguer: En 1926, Schrodinger, partiendo de ideas de Plank y Luis Broglie y lasmatematicas de William Rowam Hamilton, desarrollo un modelomatematico en dondeaparecentresparlamentos: n, l y m

  22. En 1916, Arnold Sommerfeldcon la ayuda de la relatividad de Albert Einsteinmhizolassiguientesmodificaciones al modelo de Bohr: • Los electrones se muevenalrededor del nucleo en orbitascirculares o elipticas. • A partir del segundonivelenergeticoexisten dos o mas subniveles en el mismonivel. • El electron esunacorrienteelectricaminuscula.

  23. 1926, fisicoaleman Werner Heisenberg, despues de haberdisenadovariosexperimentoshipoteticos para determiner con precision la posicion y velocidad del electron, llego a la conclusion de queesadeterminacion era imposible.Esimposible determiner con precision y simultaneamente la posicion y velocidad de un electron yaque al precisarsuposicionsuvelocidad se altera y viceversa.Es [psiblededucirdonde se encuentra un electron, pormedio de los numerous cuanticos: n, l, m y s.El numerocuantico principal (n) describe el tamano del orbital, porejemplo: los orbitals para los cuales n= 2 son mas grandesqueaquellos para los cuales n=1. Puedetomarcualquier valor entero, empezandodesde 1: n=1, 2, 4, 4, etc.El numerocuantico del momento angular orbital (I) describe la forma del orbital atomico. Tomavaloresdesde 0 hasta n-1. Porejemplosi n=5, los valores de I puedenser: I= 0,1,2,3,4.I=0 orbital s (sharp)I=1 orbital p (principal)I=2 orbital d (diffuse)I=3 orbital f (fundamental)

  24. El numerocuanticomagnetico (mI), determina la orientacion especial del orbital. Se denominamagneticoporqueestaorientacion especial se acostumbra a definer en relacion a un campo magneticoexterno. Tomavaloresenterosdesde -1 hasta +1. Porejemplo, si I=2, los valoresposibles para m son: mI = -2, -1, 0, 1, 2. El numerocuantico de espin(s), solo puedetomarvalores: +1/2 y -1/2/ Principio de construccion de Auf Bau En un atomo los electrons buscansuacomodoprimero en aquellossubniveles de menorenergia, esdecir, aquellos en quesu valor de n+ l sea menor.

  25. PRINCIPIO DE EXCLUSION DE PAULIEn un atomo no puedehaber dos electrones con los cuatronumeroscuanticosiguales.REGLA DE HUND.Al llenarorbitales de igualenergia (los tres orbitals p, los cincoorbitalesd, o los sieteorbitalesf) los electrones se distribuyen, siempreque sea posible, con susespinesparalelos, esdecir, desapareados.

  26. EL ATOMO. Vision moderna de la estructuraatomicaUnatomoes la menorcantidad de un element quimicoquetieneexistenciapropia, y que no es possible divider medianteprocesosquimicos. El atomoestaformadoporprotones(carga +) y electrons (carga - ). Los protons y neutronesforman el nucleo, y los electrons la corteza. Un atomo se caracterizaporsunumeroatomico (numero de protones, Z), quees lo que distingue un elemento de otro, y sunumeromasico (numero de protones mas neutron, A). Los atomos de representanasi:

  27. ISOTOPOSSon atomos (nuclides) de un mismoelemento (con igualnumeroatomico), y distintonumeromasico (con diferentenumero de neutrones). También llamados hílidos.

  28. ISOTOPOS DE ALGUNOS ELEMENTOS

  29. ISOBAROSSon núclidos que pertenecen a elementos diferentes, poseen igual numero de masa, diferente numero atómico y diferente numero de neutrones, es decir igual numero de nucleones fundamentales.iso = igualbaro = masaSon núclidos con propiedades físicas y químicas diferentes.

  30. ISOTONOS Son núclidos pertenecientes a elementos diferentes. Poseen diferente numero de protonese igual numero de neutrones; por lo tanto tienen diferentes números de masa: También son núclidos con propiedades físicas y químicas diferentes.

  31. Distribucion electronica Es la distribucion de los electrons en los subnivelesorbitales y orbitals de un atomo. La configuracion electronica de Los elementos se rigesegun el diagrama de Moelli: Para encontrar la notacion electronica se escribelasnotaciones en forma diagonal de arribahaciaabajo y de derecha a izquierda: Se puederepresentar: Para encontrar la configuracion electronica se usa el mismoprocedimiento anterior incluyendoahora el No. maximo de e:, finalmentequeda la configracioncomosigue:

  32. En este sitio web: http://www.educaplus.org/play-73-Configuraci%C3%B3n-electr%C3%B3nica.html El estudiantepuedeescogercualquierelemento de la table periodica y observarlasrelaciones entre lasestructuras del Sistema periodico y la configuracion electronica.

  33. BIBLIOGRAFIA http://www.fisica-quimica-secundaria-bachillerato.es/quimica_interactiva.htm http://perso.wanadoo.es/oyederra/ http://www.educaplus.org/index.php?mcid=3&PHPSESSID=e041739339770b08da56ac7f3c26efbb http://blog.educastur.es/eureka/otros-cursos/

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