UNIDAD 1                 MATERIA, ESTRUCTURA Y PERIDIOCIDAD1.1Materia, estructura y composición, estados de agregación    ...
El Protón:       Partícula nuclear con carga positiva igual en magnitud a la carga negativa del electrón;junto con el neut...
LUÍQUIDO: Cuando una porción de materia se encuentra en estado líquido las moletuelasque lo unen no se encuentran unidas t...
1.1.1 Sustancias puras, elementos y compuestos              Se denomina sustancias puras (llamada así para distinguirla de...
1.1.2 Dispersión de Mezclas       1) Destilación.       La destilación es el procedimiento más utilizado parala separación...
7) Cromatografía en Papel.        Se utiliza mucho en bioquímica, es un proceso donde el absorbente lo constituye un papel...
1.1.3 Caracterización de los estados de agregación: sólido,               cristalino, líquido, gas, vítreo y gel.         ...
GEL          Suspensión coloidal de partículas sólidas en un líquido, en el que éstas forman   una especie de red que le d...
1.1.4 Cambios de estado       Se denomina cambio de estado a la evolución de la materia entre varios estados deagregación ...
1.1.5 Clasificación de las sustancias naturales o semejanzas          en: Propiedades físicas, Propiedades químicas.      ...
1.1.6 Base experimental de la Teoría Cuántica y Estructura                           Atómica        La Teoría Cuántica es ...
1.1.7 Radiación del cuerpo       Consideremos una cavidad cuyas paredes están a una cierta temperatura. Los átomos quecomp...
1.1.8 Teoría Atómica de Bohr      El físico danés Niels Bohr (Premio Nobel de Física 1922), propuso un nuevo modeloatómico...
1.1.9 Estructura atómica: Principio de dualidad, Principio de incertidumbre, Principio         de Aufbau, Principio de exc...
PRINCIPIO DE AUFBAU        El principio de Aufbau contiene una serie de instrucciones relacionadas a la ubicación deelectr...
1.1.10 Configuraciones electrónicas: Regla de Hund       CONFIGURACIÓN ELECTRONICA        Puesto que los electrones en los...
1.2 Periodicidad Química        Los seres humanos siempre hemos estado tentados a encontrar una explicación a lacomplejida...
1.2.1 Desarrollo de la tabla periódica moderna       La tabla de Mendeleïev condujo a la tabla periódica actualmente utili...
1.2.2 Clasificación periódica de los elementosORGANIZACIÓN DE LA TABLA PERIÓDICA       Los elementos están distribuidos en...
1.2.3 Propiedades atómicas y sus variaciones periódicas:             Carga nuclear efectiva, Radio atómico, Radio iónico, ...
ENERGÍA DE IONIZACIÓN       El potencial de ionización o energía de ionización o EI es la mínima energía que hay quesumini...
ELECTRONEGATIVIDAD        La electronegatividad es una medida de fuerza de atracción que ejerce un átomo sobre loselectron...
1.2.4 Propiedades químicas y su variación periódica:                      Tendencias generales o por grupo.       La tabla...
1.3 Elementos de importancia económica, industrial y                 ambiental en la región o en el país.         ELEMENTO...
Antimonio, se utiliza, metal de imprenta, baterías y textiles.          Plata se emplea en la acuñación de monedas y manuf...
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MATERIA, ESTRUCTURA Y PERIDIOCIDAD

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  1. 1. UNIDAD 1 MATERIA, ESTRUCTURA Y PERIDIOCIDAD1.1Materia, estructura y composición, estados de agregación y clasificación. MATERIA Es todo lo que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio, llamada volumen. En el vacío nohay materia. Todo lo que podemos ver y tocar es materia. También son materia cosas que nopodemos ver, como el aire. Todos los cuerpos están formados por materia, cualquiera que sea su forma, tamaño oestado. Pero no todos están formados por el mismo tipo de materia, si no que están compuestospor sustancias diferentes. La manera más adecuada de definir materia es describiendo sus cualidades: a) Presenta dimensiones, es decir, ocupa un lugar en el espacio. b) Presenta inercia: la inercia se define como la resistencia que opone la materia a modificarsu estado de reposo o movimiento. c) La materia es la causa de la gravedad o gravitación, que consiste en la atracción queactúa siempre entre objetos materiales aunque estén separados por grandes distancias. ESTRUCTURA DE LA MATERIA La materia másica se organiza jerárquicamente en varios niveles. El nivel más complejo esla agrupación en moléculas y éstas a su vez son agrupaciones de átomos. Los constituyentes de losátomos, que sería el siguiente nivel son:  Electrones: partículas eptónicas con carga eléctrica negativa.  Protones: partículas bariónicas con carga eléctrica positiva.  Neutrones: partículas bariónicas sin carga eléctrica (pero con momento magnético). El Electrón: El electrón, comúnmente representado como e− es una partícula subatómica. En un átomolos electrones rodean el núcleo, compuesto de protones y neutrones. Los electrones tienen la cargaeléctrica más pequeña, y su movimiento genera corriente eléctrica. Dado que los electrones de lascapas más externas de un átomo definen las atracciones con otros átomos, estas partículas jueganun papel primordial en la química.
  2. 2. El Protón: Partícula nuclear con carga positiva igual en magnitud a la carga negativa del electrón;junto con el neutrón, está presente en todos los núcleos atómico. Los protones son parte esencialde la materia ordinaria, y son estables a lo largo de periodos de miles de millones, incluso billones,de años. El Neutrón: El Neutrón es una partícula eléctricamente neutra, de masa 1.838,4 veces mayor que la delelectrón y 1,00014 veces la del protón; juntamente con los protones, los neutrones son losconstitutivos fundamentales del núcleo atómico y se les considera como dos formas de una mismapartícula: el nucleón. COMPOSICION DE LA MATERIA La materia esta formada por partículas muy pequeñas llamadas átomos que son indivisiblesy no se pueden destruir. Molécula.- Parte pequeña en que se pude dividir a la materia sin que pueda cambiar suspropiedades. Átomo.- Parte más pequeña en que se puede dividir una molécula. ESTADO DE AGREGACIÓN La materia puede aparecer en tres estados de agregación dependiendo la temperatura y lapresión en: sólido, líquido y gaseoso. SÓLIDO: La materia esta en estado sólido cuando posee forma y volumen, propios, quetiende a recuperarse ha sido modificado por acción de alguna fuerza externa; posee un volumenconstante. Presenta las siguientes características:  Forma y volumen definidos  Cohesión (atracción)  Vibración  Tienen forma definida o rígida  No pueden comprimirse  Resistentes a fragmentarse  Poseen volumen definido  No fluyen  Algunos de ellos se subliman (yodo)
  3. 3. LUÍQUIDO: Cuando una porción de materia se encuentra en estado líquido las moletuelasque lo unen no se encuentran unidas tan fuertemente como en el estado sólido. Por ello loslíquidos conservan su volumen pero no su forma y adoptan las de recipiente que los contenga. Presenta las siguientes características:  Cohesión menor (regular)  Movimiento energía cinética.  No poseen forma definida.  Toma la forma de la superficie o el recipiente que lo contiene.  En el frío se comprime, excepto el agua.  Posee fluidez a través de pequeños orificios. GASEOSO: En el estado gaseoso las moléculas se encuentran separadas entre si por ellolos gases carecen de forma y volumen propios y si los colocamos en un recipiente cerrado sedistribuye por todo el interior Presenta las siguientes características:  Cohesión mínima.  Sin forma definida.  Su volumen sólo existe en recipientes que lo contengan.  Pueden comprimirse fácilmente. PLASMA: Se le llama a veces «el cuarto estado de la materia», es un estado en el que losátomos se han roto, y éste queda formado por electrones e iones positivos (átomos que han perdidoelectrones y que están moviéndose libremente). Es un Gas ionizado en que los átomos seencuentran disociados en electrones e iones positivos cuyo movimiento es libre. La mayor parte deluniverso está formado por plasma. Los plasmas conducen la electricidad y son fuertemente influidos por los camposmagnéticos. La lámpara fluorescente, muy usada en el hogar y en el trabajo, contiene plasma (sucomponente principal es vapor de mercurio) que calienta y agita la electricidad, mediante la líneade fuerza a la que está conectada la lámpara.
  4. 4. 1.1.1 Sustancias puras, elementos y compuestos Se denomina sustancias puras (llamada así para distinguirla de una mezcla) aquel sistema homogéneo que posea un solo componente. Las sustancias puras pueden ser elementos o compuestos si su composición es constante y definida. También se refiere a la unión de uno o más átomos iguales con interacción química, es decir, que se encuentran enlazados con fuertes lazos químicos, que no es posible separar de manera física. Las sustancias puras están formadas por uno o varios componentes y que presentan unaspecto homogéneo. Si solo existe un componente, de manera exclusiva. Son los llamadoselementos químicos (carbono, oro, nitrógeno, calcio, azufre, etc.) y si en cambio existen varioscomponentes, son los llamados compuestos químicos. Por ejemplo, el agua es una sustancia pura,no obstante está formada por dos elementos: hidrógeno y oxígeno. En cambio, el diamante estácompuesto exclusivamente de un elemento: carbono. Las sustancias puras están formadas por partículas (átomos o moléculas) iguales, tienen unacomposición fija, no pueden separase por medios físicos. Tienen propiedades específicas: densidad,la temperatura permanece constante en los cambios de estado temperatura de ebullición y fusión),solubilidad, conductividad térmica y eléctrica y numerosas propiedades más. Por ejemplo el alcohol etílico (componente de las bebidas alcohólicas) tiene, entre otras, lassiguientes propiedades específicas: densidad 0,79 g/ml, punto de fusión -144 ºC y punto deebullición 78,5 ºC. Además, es incoloro, de olor característico y totalmente miscible con el agua. Otro ejemplo:Cuando calentamos y evaporamos agua pura no queda ningún residuo y el líquido obtenido alcondensar el vapor agua sigue siendo agua pura. Para distinguir una sustancia pura de otra nos basamos en sus propiedades. Las sustancias puras a su vez se clasifican en sustancias simples y sustancias compuestas.En las sustancias simples encontramos a los elementos químicos, y en las sustancias compuestasencontramos a los compuestos químicos. Las sustancias simples pueden ser moleculares o atómicas, y no se descomponen en otrassustancias distintas. Ejemplo: oxígeno, nitrógeno. Los elementos son sustancias puras más simples. Están formados por el mismo tipoátomos, y no pueden descomponerse. Se representan mediante símbolos. El Ozono (O3) y el oxígeno molecular (O2) están formados por átomos de oxígeno.Ejemplo: el elemento oro estará formado solamente por átomos de oro. Los compuestos están formados por moléculas y éstas están formadas por unión de átomosde distintos elementos. Todas las moléculas del mismo compuesto son iguales entre sí. Loscompuestos químicos pueden separarse por medios químicos. Ejemplo: el agua pura estará formado solamente por moléculas de agua El agua puededescomponerse en sus elementos Hidrógeno y Oxígeno por un medio químico (la electrólisis).
  5. 5. 1.1.2 Dispersión de Mezclas 1) Destilación. La destilación es el procedimiento más utilizado parala separación y purificación de líquidos, y es el que se utilizasiempre que se pretende separar un líquido de sus impurezasno volátiles. La destilación, como proceso, consta de dos fases: en laprimera, el líquido pasa a vapor y en la segunda el vapor secondensa, pasando de nuevo a líquido en un matraz distinto alde destilación. 2) Evaporación. Consiste en calentar la mezcla hasta el punto de ebullición de uno de los componentes, ydejarlo hervir hasta que se evapore totalmente. Este método se emplea si no tenemos interés enutilizar el componente evaporado. Los otros componentes quedan en el envase. Un ejemplo de esto se encuentra en las Salinas. Allí se llenan enormes embalses con aguade mar, y los dejan por meses, hasta que se evapora el agua, quedando así un material sólido quecontiene numerosas sales tales como cloruro de sólido, de potasio, etc. 3) Centrifugación. Es un procedimiento que se utiliza cuando se quiere acelerar la sedimentación. Se coloca lamezcla dentro de una centrifuga, la cual tiene un movimiento de rotación constante y rápido,lográndose que las partículas de mayor densidad, se vayan al fondo y las más livianas queden en laparte superior. 4) Levigación. Se utiliza una corriente de agua que arrastra los materiales más livianos a través de unamayor distancia, mientras que los más pesados se van depositando; de esta manera hay unaseparación de los componentes de acuerdo a lo pesado que sean. 5) Imantación. Se fundamenta en la propiedad de algunos materiales de ser atraídos por un imán. El campomagnético del imán genera una fuente atractora, que si es suficientemente grande, logra que losmateriales se acerquen a él. Para poder usar este método es necesario que uno de los componentessea atraído y el resto no. 6) Cromatografía de Gases. La cromatografía es una técnica cuya base se encuentra en diferentes grados de absorción,que a nivel superficial, se pueden dar entre diferentes especies químicas. En la cromatografía degases, la mezcla, disuelta o no, es transportada por la primera especie química sobre la segunda,que se encuentran inmóvil formando un lecho o camino. Ambos materiales utilizarán las fuerzas deatracción disponibles, el fluido (transportados), para trasladarlos hasta el final del camino y elcompuesto inmóvil para que se queden adheridos a su superficie.
  6. 6. 7) Cromatografía en Papel. Se utiliza mucho en bioquímica, es un proceso donde el absorbente lo constituye un papelde Filtro. Una vez corrido el disolvente se retira el papel y se deja secar, se trata con un reactivoquímico con el fin de poder revelar las manchas. En la cromatografía de gases, la mezcla, disuelta o no, es transportada por la primeraespecie química sobre la segunda, que se encuentran inmóvil formando un lecho o camino. Ambos materiales utilizarán las fuerzas de atracción disponibles, el fluido (transportados),para trasladarlos hasta el final del camino y el compuesto inmóvil para que se queden adheridos asu superficie. 8) Decantación. Consiste en separar materiales de distinta densidad. Su fundamento es que el material másdenso En la cromatografía de gases, la mezcla, disuelta o no, es transportada por la primeraespecie química sobre la segunda, que se encuentran inmóvil formando un lecho o camino. Ambos materiales utilizarán las fuerzas de atracción disponibles, el fluido (transportados),para trasladarlos hasta el final del camino y el compuesto inmóvil para que se queden adheridos asu superficie. 9) Tamizado. Consiste en separar partículas sólidas de acuerdo a su tamaño. Prácticamente es utilizarcoladores de diferentes tamaños en los orificios, colocados en forma consecutiva, en ordendecreciente, de acuerdo al tamaño de los orificios. Es decir, los de orificios más grandes seencuentran en la parte superior y los más pequeños en la inferior. Los coladores reciben el nombrede tamiz y están elaborados en telas metálicas. 10) Filtración. Se fundamenta en que alguno de los componentes de la mezcla no es soluble en el otro, seencuentra uno sólido y otro líquido. Se hace pasar la mezcla a través de una placa porosa o unpapel de filtro, el sólido se quedará en la superficie y el otro componente pasará. Se pueden separar sólidos de partículas sumamente pequeñas, utilizando papeles con el tamaño de los poros adecuados.
  7. 7. 1.1.3 Caracterización de los estados de agregación: sólido, cristalino, líquido, gas, vítreo y gel. LÍQUIDO Presenta las siguientes características:  Cohesión menor (regular)  Movimiento energía cinética.  No poseen forma definida.  Toma la forma de la superficie o el recipiente que lo contiene.  En el frío se comprime, excepto el agua.  Posee fluidez a través de pequeños orificios.  Puede presentar difusión. SÓLIDO Presenta las siguientes características:  Forma y volumen definidos  Cohesión (atracción)  Vibración  Tienen forma definida o rígida  No pueden comprimirse  Resistentes a fragmentarse  Poseen volumen definido  No fluyen  Algunos de ellos se subliman (yodo)  VITREO Es un líquido de alta viscosidad que ha perdido su capacidad de fluir. Estado vítreomateriales amorfos, tanto orgánicos como inorgánicos. Muchas de las substancias que utilizamosen nuestra vida diaria son estructuralmente materiales vítreos; tal es el caso de polímeros,semiconductores y azúcares. En términos generales, podemos definir a un vidrio como un líquido que ha perdido suhabilidad para fluir, o bien, como un material sólido amorfo con características estructurales delíquido y que presenta una transición vítrea. La manera más fácil de formar un vidrio es enfriandoun líquido lo suficientemente rápido para evitar que la cristalización ocurra. Para entender el proceso de transformación de líquido a vidrio se pueden monitorear loscambios de entalpía o volumen en función de la temperatura. La figura 1 muestra cómo, al bajar latemperatura de un líquido, dos cosas pueden ocurrir: 1) Si el líquido cristaliza, se observa unadiscontinuidad en la propiedad observada a la temperatura de fusión (línea punteada),correspondiente a una transformación de primer orden. 2) Si la cristalización es “ignorada”, ellíquido pasa a un estado metaestable superenfriado (línea gris obscuro) y la curva permanece con lamisma pendiente. Al continuar enfriando llega un momento en que la pendiente de la curva sufre un cambio ya esta temperatura se le conoce como temperatura de transición vítrea (Tg) y es a la temperatura ala cual el vidrio es formado.
  8. 8. GEL Suspensión coloidal de partículas sólidas en un líquido, en el que éstas forman una especie de red que le da a la suspensión cierto grado de firmeza elástica. GASPresenta las siguientes características:  Cohesión mínima.  Sin forma definida.  Su volumen sólo existe en recipientes que lo contengan.  Pueden comprimirse fácilmente.
  9. 9. 1.1.4 Cambios de estado Se denomina cambio de estado a la evolución de la materia entre varios estados deagregación sin que ocurra un cambio en su composición. Los tres estados básicos son el sólido, ellíquido y el gaseoso.  Un cambio de estado es un proceso en el que una sustancia pasa de un estado físico a otro.  Los cambios de estado que se producen en la naturaleza tienen las siguientes características:  Son cambios reversibles. Es decir, pueden producirse tanto en un sentido como en el opuesto.  La masa se conserva en el proceso. Sin embargo, el volumen no siempre se conserva. FusiónSólido Liquido Solidificación VolatilizaciónSólido Gas Sublimación Volatilización Los dos parámetros de los que depende que unaSólido Vapor sustancia o mezcla se encuentre en un estado o en otro son Sublimación temperatura y presión. La temperatura es una medida de la energía cinética de las moléculas y átomos de un cuerpo. Un aumento de temperatura o una reducción de la presión favorecen la fusión, la evaporación y la sublimación, mientras Gasificación que un descenso de temperatura o un aumento de presiónLiquido Gas favorecen los cambios opuestos. Licuación VaporizaciónLiquido Vapor Condensación
  10. 10. 1.1.5 Clasificación de las sustancias naturales o semejanzas en: Propiedades físicas, Propiedades químicas. Clasificar las sustancias según se consideren naturales o artificiales es una tarea difícilporque las fronteras entre unas y otras son difusas. Está claro que hay sustancias que son naturalesporque existen en la naturaleza, como es el caso del agua. Pero, al lado de todas ellas, hoy se fabrican muchas sustancias en el laboratorio. Son lassustancias sintéticas. Algunas de estas, aunque ya existan en la naturaleza, las sintetizamos en ellaboratorio. Otras son sustancias totalmente nuevas que no tienen referente igual en la naturaleza,como ocurre con algunos plásticos o medicamentos. Sustancias puras: son aquellas que tienen propiedades constantes clasificadas en elementoscomo metales y no metales que forman compuestos como óxidos, ácidos, sales, bases y compuestosorgánicos. Propiedades de las sustancias puras: Las sustancias puras están formadas por partículas(átomos o moléculas) iguales, tienen una composición fija, no pueden separase por medios físicos.Tienen propiedades específicas: densidad, la temperatura permanece constante en los cambios deestado temperatura de ebullición y fusión), solubilidad, conductividad térmica y eléctrica ynumerosas propiedades más. Por ejemplo el alcohol etílico (componente de las bebidas alcohólicas) tiene, entre otras, lassiguientes propiedades específicas:- densidad 0,79 g/ml- punto de fusión -114ºC- punto de ebullición 78,5ºC Además, es incoloro, de olor característico y totalmente miscible con el agua. Otro ejemplo:Cuando calentamos y evaporamos agua pura no queda ningún residuo y el líquido obtenido alcondensar el vapor agua sigue siendo agua pura. Para distinguir una sustancia pura de otra nos basamos en sus propiedades. Clasificación de las sustancias puras: las sustancias puras son de dos tipos: elementos ycompuestos. Ambos materiales son opticamente homogéneos y mantienen sus propiedadescaracterísticas. Las sustancias puras pueden cambiar de estado físico sin alterar la naturaleza ocomposición.
  11. 11. 1.1.6 Base experimental de la Teoría Cuántica y Estructura Atómica La Teoría Cuántica es una teoría física basada en la utilización del concepto de unidadcuántica para describir las propiedades dinámicas de las partículas subatómicas y las interaccionesentre la materia y la radiación. Las bases de la Teoría fueron sentadas por el físico alemán MaxPlanck, que en 1900 postuló que la materia sólo puede emitir o absorber energía en pequeñasunidades discretas llamadas cuantos. Otra contribución fundamental al desarrollo de la teoría fueel principio de incertidumbre, formulado por el físico alemán Werner Heisenberg en 1927, y queafirma que no es posible especificar con exactitud simultáneamente la posición y el momento linealde una partícula subatómica. Con la teoría cuántica se han podido explicar las propiedades de losátomos y moléculas, las reacciones entre ellos y sus consecuencias químicas. ¿Cómo pueden encontrarse los electrones en los átomos de forma que absorban y emitanenergía como cuantos? Para resolver esta pregunta, Bohr sugirió que los electrones deben hallarseen órbitas de cierto tamaño, moviéndose a cierta velocidad. Entonces, los electrones deben tenercierta energía. Si el electrón absorbe energía, se moverá en un orbital de mayor energía y másalejada del núcleo. Si pierde energía, el electrón se moverá en otra órbita más cercana al núcleo. Lateoría cuántica indujo la idea de que los electrones en las orbitas, tienen una cantidad de energía(se dice que los electrones se encuentran en ciertos niveles de energía). Bohr aplico estas ideas alátomo de hidrógeno y calculo matemáticamente cual seria la frecuencia de la radiación emitida porel hidrógeno, desafortunadamente, esa teoría no funciono también con elementos cuyos átomosson más complejos que los del hidrógeno. Como resultado del trabajo teórico y experimental, se hallegado a desarrollar una representación de la estructura atómica, que explica en formasatisfactoria los fenómenos químicos. Más que describir al electrón como si se encontrase en unorbital perfectamente definido, la nueva teoría cuántica sugiere que existen en regiones que seconocen como capas. Cada capa tiene la capacidad para contener a más de un electrón, aun cuandoexiste un límite superior, dependiendo de la capa que sé este considerando. A diferencia de laorbita, una capa tiene una ubicación menos definida alrededor del núcleo ESTRUCTURA ATÓMICA En el átomo distinguimos dos partes: el núcleo y la corteza. El núcleo es la parte central del átomo y contiene partículas con carga positiva, losprotones, y partículas que no poseen carga eléctrica, es decir son neutras, los neutrones. La masade un protón es aproximadamente igual a la de un neutrón.Todos los átomos de un elemento químico tienen en el núcleo el mismo número de protones. Estenúmero, que caracteriza a cada elemento y lo distingue de los demás, es el número atómico y serepresenta con la letra Z. La corteza es la parte exterior del átomo. En ella se encuentran los electrones, con carganegativa. Éstos, ordenados en distintos niveles, giran alrededor del núcleo. La masa de un electrónes unas 2000 veces menor que la de un protón.Los átomos son eléctricamente neutros, debido a que tienen igual número de protones que deelectrones. Así, el número atómico también coincide con el número de electrones.
  12. 12. 1.1.7 Radiación del cuerpo Consideremos una cavidad cuyas paredes están a una cierta temperatura. Los átomos quecomponen las paredes están emitiendo radiación electromagnética y al mismo tiempo absorben laradiación emitida por otros átomos de las paredes. Cuando la radiación encerrada dentro de lacavidad alcanza el equilibrio con los átomos de las paredes, la cantidad de energía que emiten losátomos en la unidad de tiempo es igual a la que absorben. En consecuencia, la densidad de energíadel campo electromagnético existente en la cavidad es constante. A cada frecuencia corresponde una densidad de energía que depende solamente de latemperatura de las paredes y es independiente del material del que están hechas. Si se abre un pequeño agujero en el recipiente, parte de la radiación se escapa y se puede analizar. El agujero se ve muy brillante cuando el cuerpo está a alta temperatura, y se ve completamente negro a bajas temperaturas. Históricamente, el nacimiento de la Mecánica Cuántica, se sitúa en el momento en el queMax Planck explica el mecanismo que hace que los átomos radiantes produzcan la distribución deenergía observada. Max Planck sugirió en 1900 que: 1. La radiación dentro de la cavidad está en equilibrio con los átomos de las paredes que se comportan como osciladores armónicos de frecuencia dada f. 2. Cada oscilador puede absorber o emitir energía de la radiación en una cantidad proporcional a f. Cuando un oscilador absorbe o emite radiación electromagnética, su energía aumenta o disminuye en una cantidad hf. La segunda hipótesis de Planck, establece que la energía de los osciladores está cuantizada.La energía de un oscilador de frecuencia f sólo puede tener ciertos valores que son 0, hf, 2hf,3hf...nhf. La distribución espectral de radiación es continua y tiene un máximo dependiente de latemperatura. La distribución espectral se puede expresar en términos de la longitud de onda o dela frecuencia de la radiación.
  13. 13. 1.1.8 Teoría Atómica de Bohr El físico danés Niels Bohr (Premio Nobel de Física 1922), propuso un nuevo modeloatómico que se basa en tres postulados: Primer Postulado: Los electrones giran alrededor del núcleo en órbitas estacionarias sin emitir energía Segundo Postulado:Los electrones solo pueden girar alrededor del núcleo en aquellas órbitas para las cuales el momento angular del electrón es un múltiplo entero de h/2p. Siendo "h" la constante de Planck, m la masa del electrón, v su velocidad, r el radio de laórbita y n un número entero (n=1, 2, 3, etc.) llamado número cuántico principal, que vale 1 para laprimera órbita, 2 para la segunda, etc. Tercer postulado: Cuando un electrón pasa de una órbita externa a una más interna, la diferencia de energía entre ambas órbitas se emite en forma de radiación electromagnética. Mientras el electrón se mueve en cualquiera de esas órbitas no radia energía, sólo lo hacecuando cambia de órbita. Si pasa de una órbita externa (de mayor energía) a otra más interna (demenor energía) emite energía, y la absorbe cuando pasa de una órbita interna a otra más externa.Por tanto, la energía absorbida o emitida será: En resumen podemos decir que los electrones se disponen en diversas órbitas circularesque determinan diferentes niveles de energía. Bohr describió el átomo de hidrógeno con un protón en el núcleo, y girando a su alrededor un electrón. En éste modelo los electrones giran en órbitas circulares alrededor del núcleo; ocupando la órbita de menor energía posible, o sea la órbita más cercana posible al núcleo. Cada órbita se corresponde con un nivel energético que recibe el nombre de númerocuántico principal, se representa con la letra " n " y toma valores desde 1 hasta 7.La teoría de Bohr predice los radios de las órbitas permitidas en un átomo de hidrógeno.
  14. 14. 1.1.9 Estructura atómica: Principio de dualidad, Principio de incertidumbre, Principio de Aufbau, Principio de exclusión de Paula. PRINCIPIO DE DUALIDAD El Principio de la dualidad onda-corpúsculo. El hecho de que la luz tenga propiedadestanto ondulatorias como de partículas sugirió a De Broglie que partículas muy pequeñas como elelectrón puedan tener propiedades ondulatorias en determinadas circunstancias. Él predijo que unapartícula de masa m y velocidad v debe tener asociada una onda cuya longitud es: Esa idea se extendió y generalizó a toda la materia y así se determinó que toda partícula enmovimiento lleva asociada una onda con una longitud de onda determinada según la ecuaciónanterior. Las partículas con masa muy grande tienen longitudes de onda muy pequeñas, mientrasque las partículas pequeñas, con una masa comparable a la constante de Plank, tienen longitudesde onda apreciables. PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE El Principio de incertidumbre de Heisemberg, uno de los principios fundamentales de lamecánica cuántica es la imposibilidad de conocer con exactitud la trayectoria de un electrón entorno a un núcleo.El principio enunciado en 1927 nos dice que es imposible saber con exactitud la posición y lacantidad de movimiento de una partícula. Consecuencia de este principio, es lógico pensar que lateoría de Bohr es incorrecta y debemos sustituir el concepto de órbita por el de orbital, que indicala probabilidad de hallar un electrón en una zona determinada. FUNCIÓN DE ONDA Una función de onda (Ψ) es una forma de describir el estado físico de un sistema departículas. Usualmente es una función compleja y de cuadrado integrable de las coordenadasespaciales de cada una de las partículas. Las propiedades mencionadas de la función de ondapermiten interpretarla como una función de cuadrado integrable. La ecuación de Schrödingerproporciona una ecuación determinista para explicar la evolución temporal de la función de onda y,por tanto, del estado físico del sistema en el intervalo comprendido entre dos medidas (cuando sehace una medida de acuerdo con el postulado IV la evolución no es determinista).
  15. 15. PRINCIPIO DE AUFBAU El principio de Aufbau contiene una serie de instrucciones relacionadas a la ubicación deelectrones en los orbitales de un átomo. El modelo, formulado por el erudito químico Niels Bohr,recibió el nombre de Aufbau (del alemán Aufbauprinzip: principio de construcción) en vez delnombre del científico. También llamado popularmente, regla del serrucho. La Regla del Serrucho es para llenar los orbitales correctamente, siga la dirección de laflecha tal como se muestra en la gráfica. Primero 1s, luego 2s, después sube a 2p y baja 3s, 3p ybaja a 4s. En este punto, el siguiente nivel de energía más bajo no es 4p, sino sube a 3d para luegobajar a 4p y 5s. Y así sucesivamente. Se le llama la regla del serrucho, pues la acción de subir y bajar del modo descrito PRINCIPIO DE EXCLUSIÓN DE PAULA No pueden existir dentro de un átomo dos electrones con sus 4 números cuánticos iguales. La consecuencia de esto es que en un orbital sólo puede haber 2 electrones con spines diferentes.
  16. 16. 1.1.10 Configuraciones electrónicas: Regla de Hund CONFIGURACIÓN ELECTRONICA Puesto que los electrones en los niveles de energía externos son responsables delcomportamiento químico de un elemento, es importante para la comprensión de la química conocerla distribución de los electrones del átomo. Los electrones se distribuyen en los orbitales en elorden que indica la edificación progresiva, según el principio de Pauli y obedeciendo la regla deHund. El número de electrones presentes en el átomo de un elemento es el número atómico y paraestablecer su configuración electrónico debe ser igual a la suma de los exponentes. REGLA DE HUND La regla de Hund es una regla empírica obtenida por Friedrich Hund en el estudio de losespectros atómicos que enuncia lo siguiente: Al llenar orbitales de igual energía (los tres orbitales p, los cinco d, o los siete f) loselectrones se distribuyen, siempre que sea posible, con sus spines paralelos, es decir, que no secruzan. La partícula mini atómica es mas estable (tiene menos energía) cuando tiene electronesdesapareados (spines paralelos) que cuando esos electrones están apareados (spines opuestos oantiparalelos). También se denomina así a la regla de máxima multiplicidad de Hund cuando varioselectrones están descritos por orbitales degenerados, la mayor estabilidad energética es aquella endonde los espines electrónicos están desapareados (correlación de espines). Para entender la regla de Hund, hay que saber que todos los orbitales en una subcapadeben estar ocupados por lo menos por un electrón antes de que se le asigne un segundo. Es decir,todos los orbitales deben estar llenos y todos los electrones en paralelo antes de que un orbitalgane un segundo electrón. Y cuando un orbital gana un segundo electrón, éste deberá estardesapareado del primero (espines opuestos o antiparalelos). Por ejemplo: 3 electrones en el orbital 2p; px1 py1 pz1 (vs) px2 py1 pz0 (px2 py1 pz0 = px0 py1 pz2 = px1 py0 pz2= px2 py0 pz1=....) Así, los electrones en un átomo son asignados progresivamente, usando una configuraciónordenada con el fin de asumir las condiciones energéticas más estables. El principio de Aufbauexplica las reglas para llenar orbitales de manera de no violar la Regla de Hund.
  17. 17. 1.2 Periodicidad Química Los seres humanos siempre hemos estado tentados a encontrar una explicación a lacomplejidad de la materia que nos rodea. Al principio se pensaba que los elementos de toda materiase resumían al agua, tierra, fuego y aire. Sin embargo al cabo del tiempo y gracias a la mejora delas técnicas de experimentación física y química, nos dimos cuenta de que la materia es en realidadmás compleja de lo que parece. Los químicos del siglo XIX encontraron entonces la necesidad deordenar los nuevos elementos descubiertos. La primera manera, la más natural, fue la declasificarlos por masas atómicas, pero esta clasificación no reflejaba las diferencias y similitudesentre los elementos. Muchas más clasificaciones fueron adoptadas antes de llegar a la tablaperiódica que es utilizada en nuestros días. Cronología de las diferentes clasificaciones de los elementos químicos DÖBEREINER Este químico alcanzó a elaborar un informe que mostraba una relación entre la masaatómica de ciertos elementos y sus propiedades en 1817. Él destaca la existencia de similitudesentre elementos agrupados en tríos que él denomina “tríadas”. La tríada del cloro, del bromo y delyodo es un ejemplo. Pone en evidencia que la masa de uno de los tres elementos de la triada esintermedia entre la de los otros dos. En 1850 pudimos contar con unas 20 tríadas para llegar a unaprimera clasificación coherente. CHANCOURTOIS Y NEWLANDS En 1862 Chancourtois, geólogo francés, pone en evidencia una cierta periodicidad entre loselementos de la tabla. En 1864 Chancourtois y Newlands, químico inglés, anuncian la Ley de lasoctavas: las propiedades se repiten cada ocho elementos. Pero esta ley no puede aplicarse a loselementos más allá del Calcio. Esta clasificación es por lo tanto insuficiente, pero la tabla periódicacomienza a ser diseñada. MEYER En 1869, Meyer, químico alemán, pone en evidencia una cierta periodicidad en el volumenatómico. Los elementos similares tienen un volumen atómico similar en relación con los otroselementos. Los metales alcalinos tienen por ejemplo un volumen atómico importante. MendeleïevEn 1869, Mendeleïev, químico ruso, presenta una primera versión de su tabla periódica en 1869.Esta tabla fue la primera presentación coherente de las semejanzas de los elementos. El se diocuenta de que clasificando los elementos según sus masas atómicas se veía aparecer unaperiodicidad en lo que concierne a ciertas propiedades de los elementos. La primera tabla contenía63 elementos. Esta tabla fue diseñada de manera que hiciera aparecer la periodicidad de los elementos. Deesta manera los elementos son clasificados verticalmente. Las agrupaciones horizontales sesuceden representando los elementos de la misma “familia”. Para poder aplicar la ley que él creía cierta, tuvo que dejar ciertos huecos vacíos. Él estabaconvencido de que un día esos lugares vacíos que correspondían a las masas atómicas 45, 68, 70 y180, no lo estarían más, y los descubrimientos futuros confirmaron esta convinción. El consiguióademás prever las propiedades químicas de tres de los elementos que faltaban a partir de laspropiedades de los cuatro elementos vecinos. Entre 1875 y 1886, estos tres elementos: galio,escandio y germanio, fueron descubiertos y ellos poseían las propiedades predecidas. Sin embargo aunque la clasificación de Mendeleïev marca un claro progreso, contieneciertas anomalías debidas a errores de determinación de masa atómica de la época.
  18. 18. 1.2.1 Desarrollo de la tabla periódica moderna La tabla de Mendeleïev condujo a la tabla periódica actualmente utilizada. Un grupo de la tabla periódica es una columna vertical de la tabla. Hay 18 grupos en latabla estándar. El hecho de que la mayoría de estos grupos correspondan directamente a una seriequímica no es fruto del azar. La tabla ha sido inventada para organizar las series químicasconocidas dentro de un esquema coherente. La distribución de los elementos en la tabla periódicaproviene del hecho de que los elementos de un mismo grupo poseen la misma configuraciónelectrónica en su capa más externa. Como el comportamiento químico está principalmente dictadopor las interacciones de estos electrones de la última capa, de aquí el hecho de que los elementos deun mismo grupo tengan similares propiedades físicas y químicas. La tabla periódica está ordenada en periodos y grupos o familias, en ella se ordenan los 118elementos conocidos en la actualidad. GRUPOS O FAMILIAS.- Los grupos se representan con las letras A y B, siendo el grupoAl de los llamados representativos y el grupo B el de los elementos metálicos de transición. GRUPO I A: Llamado de los metales alcalinos.• Son elementos de colores blancos como la plata, blandos y ligeros, se funden a bajastemperaturas, ocasionan quemaduras al tocarlos y reaccionan con el aire, además no se encuentranlibres en la naturaleza.• Son llamados alcalinos por su reacción con el agua formando bases.• Son agentes reductores fuertes.• Presentan un e- en su último nivel de energía. GRUPO II A: Llamados metales alcalino - térreos.• Entran en la composición de las rocas corrientes, todos sus isótopos son radioactivos.• Todos se pueden separar por electrólisis de sus sales fundidas.• El berilio es utilizado en la fabricación de transmisiones, muelles y otras partes de maquinaria. GRUPO III y IV A: Grupos del Boro y del Carbono.• Poseen elementos metálicos y No metálicos.• Presentan tres y cuatro e- en su último nivel de energía.• El Boro es considerado elemento puente. GRUPO V y VI A• Los elementos sólidos y gaseosos existen en la naturaleza en más de una forma (alotropía).• Presenta 5 o 6 e- en su último nivel de energía. GRUPO VII A: Halógenos.• El hidrógeno es único entre los elementos. Su núcleo consiste en un p+ alrededor del cual gira une-, se le agrupa con los metales alcalinos por su número atómico. Además es un gas activo.• Tienen siete e- en su último nivel de energía, el término halógeno significa que producen sales. GRUPO VIII A ó grupo cero. Gases nobles o inertes.• Son constituyentes de la atmósfera en menos del 1%.• Su configuración electrónica está totalmente saturada. No ceden ni absorben e-, debido a éstacaracterística.
  19. 19. 1.2.2 Clasificación periódica de los elementosORGANIZACIÓN DE LA TABLA PERIÓDICA Los elementos están distribuidos en filas (horizontales) denominadas períodos y seenumeran del 1 al 7 con números arábigos. Los elementos de propiedades similares están reunidosen columnas (verticales), que se denominan grupos o familias; los cuales están identificados connúmeros romanos y distinguidos como grupos A y grupos B. Los elementos de los grupos A seconocen como elementos representativos y los de los grupos B como elementos de transición.Los elementos de transición interna o tierras raras se colocan aparte en la tabla periódica en dosgrupos de 14 elementos, llamadas series lantánida y actínida.La tabla periódica permite clasificar a los elementos en metales, no metales y gases nobles. Unalínea diagonal quebrada ubica al lado izquierdo a los metales y al lado derecho a los no metales.Aquellos elementos que se encuentran cerca de la diagonal presentan propiedades de metales y nometales; reciben el nombre de metaloides. Los METALES, Son buenos conductores del calor y la electricidad, son maleables ydúctiles, tienen brillo característico. LOS NO METALES, Pobres conductores del calor y la electricidad, no poseen brillo, noson maleables ni dúctiles y son frágiles en estado sólido. LOS METALOIDES, intermedias entre Metales y No Metales. Algunos grupos representativos reciben los siguientes nombres: Grupo IA: Alcalinos Grupo IIA: Alcalinotérreos Grupo VIIA: Halógenos Grupo VIIIA: Gases nobles
  20. 20. 1.2.3 Propiedades atómicas y sus variaciones periódicas: Carga nuclear efectiva, Radio atómico, Radio iónico, Energía de ionización, Afinidad electrónica y Electronegatividad. CARGA NUCLEAR EFECTIVA La carga nuclear efectiva es la carga que debiera tener el núcleo ya que en ausencia de otrose- la atracción del núcleo sobre el e- considerado fuera de la misma que la atracción neta queexperimenta el - en el átomo real. Z*=Z-A. A lo largo de un periodo, la carga nuclear efectivasobre el e- + extorne aumenta con el nº atómico. A lo largo d un mismo grupo, la carga nuclearefectiva sobre e- + externo es la misma. La energía de ionización, I, es la mínima energía necesariaya que un átomo neutro de X, en estado gaseoso y en estado electrónico fundamental, ceda unelectrón de su nivel externo y de un lugar a un ion monopositivo X+, también en estado gaseoso yen su estado electrónico fundamental.( / ->) La afinidad electrónica, es la energía intercambiada enel proceso x el q n átomo neutro X, en estado gaseoso y electrón, fundamental, recibe un electrón yse transforma en un ion mononegativo X-, también gaseoso y estado electrónico, fundamental. Laelectronegatividad d un elemento se define como la tendencia relativa de sus átomos ya atraer la e-de otros átomos con los que están enlazados. (/ ->). RADIO ATÓMICO En función del tipo de enlace químico se definen también otros radios como el covalente(generalmente para elementos no metálicos) y el iónico (para elementos metálicos). Situados ahoraen la tabla periódica, una sencilla regla nemotécnica para recordar el modo en que aumenta el radioatómico es la siguiente: El radio atómico de un elemento aumenta de arriba a abajo y de derecha a izquierda en latabla periódica. Se define como la mitad de la distancia entre 2 núcleos de un mismo elemento unidos entresi. Es mayor al final de cada período, de manera que los electrones de los átomos de los elementosque se encuentran más a la derecha de la tabla se encuentran más atraídos por el núcleo, de modoque, como el número de niveles en el que se enlazan los átomos es el mismo, el radio disminuye.Paralelamente a esto, en cada período aumenta en una unidad el número de capas en el que sedistribuyen los electrones del átomo, de manera que los átomos de los elementos de mayor períodotienen mayor radio. Como conclusión a esto, el radio atómico de un elemento aumenta de arriba aabajo y de derecha a izquierda en la tabla periódica. RADIO IÓNICO El radio iónico es, al igual que el radio atómico, la distancia entre el centro del núcleo delátomo y el electrón estable más alejado del mismo, pero haciendo referencia no al átomo, sino alion. Se suele medir en picómetros (1 pm=10-12) m o Angstroms (1 Å=10-10 m). Éste vaaumentando en la tabla de izquierda a derecha por los periodos y de arriba hacia abajo por losgrupos. En el caso de cationes, la ausencia de uno o varios electrones disminuye la fuerza eléctricade repulsión mutua entre los electrones restantes, provocando el acercamiento de los mismos entresí y al núcleo positivo del átomo del que resulta un radio iónico menor que el atómico. En el caso de los aniones, el fenómeno es el contrario, el exceso de carga eléctrica negativaobliga a los electrones a alejarse unos de otros para restablecer el equilibrio de fuerzas eléctricas,de modo que el radio iónico es mayor que el atómico.
  21. 21. ENERGÍA DE IONIZACIÓN El potencial de ionización o energía de ionización o EI es la mínima energía que hay quesuministrar a un átomo neutro y en su estado fundamental, perteneciente a un elemento en estadogaseoso, para arrancarle un electrón. La reacción puede expresarse de la siguiente forma: Siendo A(g) los átomos neutros de una sustancia elemental en estado gaseoso; EI, la energíade ionización y un electrón. Esta energía corresponde a la primera ionización. El segundo potencial de ionizaciónrepresenta la energía precisa para sustraer el segundo electrón; este segundo potencial deionización es siempre mayor que el primero, pues el volumen de un ion positivo es menor que eldel átomo y la fuerza electrostática es mayor en el ion positivo que en el átomo, ya que se conservala misma carga nuclear. El potencial o energía de ionización se expresa en electrón-voltio, julios o en kilojulios pormol (kJ/mol). 1 eV = 1,6 × 10-19 C × 1 V = 1,6 × 10-19 JEn los elementos de una misma familia o grupo el potencial de ionización disminuye a medida queaumenta el número atómico, es decir, de arriba abajo. Sin embargo, el aumento no es continuo, pues en el caso del berilio y el nitrógeno seobtienen valores más altos que lo que podía esperarse por comparación con los otros elementos delmismo período. Este aumento se debe a la estabilidad que presentan las configuraciones s² y s² p³,respectivamente. La energía de ionización más elevada corresponde a los gases nobles, ya que suconfiguración electrónica es la más estable, y por tanto habrá que proporcionar más energía paraarrancar los electrones. AFINIDAD ELECTRÓNICA La afinidad electrónica es la energía que se absorbe o se libera cuando un átomo acepta unelectrón y se convierte en un anión. Esta energía tiene valores positivos, cuando la energía esabsorbida, o negativos cuando es liberada. Para elementos de un mismo periodo la afinidad electrónica depende de la carga nuclearefectiva, la cual depende principalmente de la carga nuclear ya que la variación del efecto depantalla se desprecia. A mayor carga nuclear mayor carga nuclear efectiva y mayor afinidadelectrónica. Para elementos que pertenecen a un mismo grupo la afinidad electrónica depende del efectode pantalla. La variación de la carga nuclear efectiva se desprecia pues la variación de la carganuclear y del efecto de pantalla es similar. A mayor efecto de pantalla menor es la afinidadelectrónica. La fórmula correspondiente es: Siendo A(g) un átomo neutro en estado gaseoso; un electrón y EA, la afinidad electrónica. Cuando la afinidad electrónica es mayor a cero, el proceso sería endotérmico y cuando laelectroafinidad es menor a cero, el proceso sería exotérmico. EA > 0 (proceso endotérmico); EA < 0 (proceso exotérmico)
  22. 22. ELECTRONEGATIVIDAD La electronegatividad es una medida de fuerza de atracción que ejerce un átomo sobre loselectrones de otro, en un enlace covalente. Los diferentes valores de electronegatividad seclasifican según diferentes escalas, entre ellas la escala de Pauling y la escala de Mulliken. En general, los diferentes valores de electronegatividad de los átomos determinan el tipo deenlace que se formará en la molécula que los combina. Así, según la diferencia entre laselectronegatividades de éstos se puede determinar (convencionalmente) si el enlace será, según laescala de Linus Pauling:  Iónico (diferencia superior o igual a 1,7)  Covalente polar (diferencia entre 1,7 y 0,4)  Covalente no polar (diferencia inferior a 0,4) → Disminución del radio atómico → Aumento de la energía de ionización → Aumento de electronegatividad → Según Linus Pauling, la electronegatividad es la tendencia o capacidad de un átomo, en unamolécula, para atraer hacia sí los electrones. La electronegatividad de un elemento depende de suestado de oxidación y, por lo tanto, no es una propiedad atómica invariable. Esto significa que unmismo elemento puede presentar distintas electronegatividades dependiendo del tipo de moléculaen la que se encuentre. Mulliken propuso que la electronegatividad de un elemento puededeterminarse promediando la energía de ionización de sus electrones de valencia y la afinidadelectrónica. Esta aproximación concuerda con la definición original de Pauling y daelectronegatividades de orbitales y no electronegatividades atómicas invariables. E. G. Rochow yA. L. Alfred definieron la electronegatividad como la fuerza de atracción entre un núcleo y unelectrón de un átomo enlazado.
  23. 23. 1.2.4 Propiedades químicas y su variación periódica: Tendencias generales o por grupo. La tabla periódica de los elementos fue propuesta por Dimitri Mendeleiev y Julius LotharMeyer quienes, trabajando por separado, prepararon una ordenación de todos los 64 elementosconocidos, basándose en la variación de las propiedades químicas (Mendeleiev) y físicas (Meyer)con la variación de sus masas atómicas. A diferencia de lo que había supuesto Newlands, en laTabla periódica de Mendeleiev los periodos (filas diagonales y oblicuas) no tenían siempre lamisma longitud, pero a lo largo de los mismos había una variación gradual de las propiedades, detal forma que los elementos de un mismo grupo o familia se correspondían en los diferentesperiodos. Esta tabla fue publicada en 1869, sobre la base de que las propiedades de los elementosson función periódica de sus pesos atómicos. La noción de número atómico y la mecánica cuántica La tabla periódica de Mendeléiev presentaba ciertas irregularidades y problemas. En lasdécadas posteriores tuvo que integrar los descubrimientos de los gases nobles, las “tierras raras” ylos elementos radioactivos. Otro problema adicional eran las irregularidades que existían paracompaginar el criterio de ordenación por peso atómico creciente y la agrupación por familias conpropiedades químicas comunes. Ejemplos de esta dificultad se encuentran en las parejas telurio-yodo, argon-potasio y cobalto-niquel, en las que se hace necesario alterar el criterio de pesosatómicos crecientes en favor de la agrupación en familias con propiedades químicas semejantes.Durante algún tiempo, esta cuestión no pudo resolverse satisfactoriamente hasta que HenryMoseley (1867–1919) realizó un estudio sobre los espectros de rayos X en 1913. Moseleycomprobó que al representar la raiz cuadrada de la frecuencia de la radiación en función delnúmero de orden en el sistema periódico se obtenía una recta, lo cual permitía pensar que esteorden no era casual sino reflejo de alguna propiedad de la estructura atómica. Hoy sabemos queesa propiedad es el número atómico (Z) o número de cargas positivas del núcleo. La explicaciónque aceptamos actualmente de la “ley periódica” descubierta por los químicos de mediados del siglopasado surgió tras los desarrollos teóricos producidos en el primer tercio del siglo XX. En elprimer tercio del siglo XX se construyó la mecánica cuántica. Gracias a estas investigaciones y alos desarrollos posteriores, hoy se acepta que la ordenación de los elementos en el sistemaperiódico está relacionada con la estructura electrónica de los átomos de los diversos elementos, apartir de la cual se pueden predecir sus diferentes propiedades químicas. VARIACIÓN DE LAS PROPIEDADES PERIÓDICAS
  24. 24. 1.3 Elementos de importancia económica, industrial y ambiental en la región o en el país. ELEMENTO DE IMPORTANCIA ECONÓMICA: Hidrogeno (H) los principales uso del hidrogeno son: a) para la producción de amoniaco (N3H) por el proceso (Haber). b) En la producción del ácido clorhídrico al combinarse con cloro, en la síntesis delalcohol metilito (CH3OH) al combinar con monóxido de carbono. c) Refinación de petróleo. d)Hidrogeno de aceite. Boro (B) este no metal se utiliza como fertilizante foliar y edáfico. Carbono (C) este metal es importante ya que forma parte de numerosos compuestos yson importantes para la vida cotidiana del ser humano. También forma parte de las estructuras delas grasas o lípidos de la cual la parte estructural esta formada por el glicerol y glicerina el cual esun alcohol. El carbono también forma parte de las estructuras de ácidos nucleicos, vitaminas. Nitrógeno (N) la mayor parte del nitrógeno se encuentra en el aire de la atmósfera y seusa para fabricar amoniaco al combinarse con el hidrogeno en su forma liquida, el nitrógeno seutiliza como congelante. Oxigeno (O) este elemento también se encuentra en el aire de la atmósfera y es muyimportante en la vida del ser humano ya que el depende de su respiración. También se utilizaampliamente en la industria y también se utiliza en la soldadura autógena o acetilénica. Flúor (F) los usos de los fluoruros principalmente el fluoruro de sodio se utiliza en lafluoración del agua potable y en las pastas dentales para prevenir las caries. Cloro (Cl) se utiliza para la elaboración de plástico disolvente, pesticidas, productofarmacéutico, refrigerante y colorante. También se utiliza en la desinfección y para blaquiartextiles. Bromo (Br) los compuestos orgánicos que contienen bromo se utilizan comointermediarios en las síntesis industriales de colorantes. Los bromuros inorgánicos se utilizancomo medicina en el blanqueo de tejidos y en fotografías bromuro de plata. Yodo (I) sus compuestos no se usan tan extensamente como las de otros halógenos delgrupo 7ª y sus principales usos: productos farmacéuticos, pinturas, para fotografía en su forma deyoduro de plata y también como desinfectantes. ELEMENTO DE IMPORTANCIA INDUSTRIAL: Aluminio, es resistente a la corrosión, se puede laminar e hilar por los que se emplea enla construcción de vehículos, aviones y utensilios domésticos. Se extrae de la bauxita por reducciónelectrolítica. Cobalto, se emplea en la elaboración de aceros especiales debido a su alta resistencia alcalor, corrosión y fricción. Se emplea en herramienta mecánica de alta velocidad, imanes ymotores. En forma de polvo, se emplea como pigmento azul para el vidrio. Su isótopo radiactivo seemplea en el Instituto Nacional de Investigación Nuclear (ININ) de México, por que produceradiaciones gamma. Mercurio, es resistente a la corrosión y un bueno conductor eléctrico. Se usa en lafabricación de instrumentos de presión, baterías, termómetro, barómetro, amalgamas dentales,sosa cáustica, medicamentos e insecticidas.
  25. 25. Antimonio, se utiliza, metal de imprenta, baterías y textiles. Plata se emplea en la acuñación de monedas y manufacturas de vajillas y joyas, enfotografías, aparatos eléctricos, aleaciones y soldaduras. Cobre, usado principalmente como conductor eléctrico, en la elaboración de monedas yaleaciones como el latón y bronce. Plomo, se emplea para la fabricación de de barias y acumuladores, de pinturas,soldaduras e investigaciones nucleares. Hierro, se utiliza en la industria, el arte y la medicina. Para fabricar acero, cemento,fundiciones de metales ferrosos, además es un componente importante de la sangre contenido en lahemoglobina. Oro, es el patrón monetario internacional, sus aleaciones se emplean en joyerías, yornamentos, piezas dentales y equipo científicos de elaboración. En la actualidad se hareemplazado por iridio y rutenio en la joyera, y en piezas dentales, por platino y paladio. ELEMENTOS DE IMPORTANCIA AMBIENTAL: Bromo, sus vapores contamina el aire, además sus compuestos derivados sololacrimógenos y venenosos. Azufre, sus óxidos (SO2 Y SO3) contaminan el aire y mezclados con agua producen lalluvia ácida. Algunas sustancias como los derivados clorados, sulfatos y ácidos son corrosivos, elgas H2S es sumamente toxico y contamina el aire. Cadmio, contamina el agua y el aire es constituyente de algunos fertilizantes quecontaminan el suelo. Mercurio, contamina el agua, el aire y causa envenenamiento. Las algas lo absorben,luego los peces y finalmente el hombre. Los granos lo retienen y como el hombre los ingiere, loincorpora a sus tejidos. También puede absorberse por la piel. Antimonio, el envenenamiento por antimonio se produce por ingestión, inhalación devapor y principalmente por un gas llamado estibina. Arsénico en general, todos sus compuestos y derivados son altamente tóxicos. Fósforo, debido a que se emplea en la síntesis de pinturas, plaguicidas y fertilizantes,contaminan el aire, el suelo y el agua. Plomo, contaminan el aire, el agua y el suelo (produce graves daños a la agricultura), ycuando se inhala o se ingiere como alimento, se acumula en el cuerpo y produce una enfermedadconocida como saturnismo. Cloro, sus vapores contaminan el aire y son corrosivos. En forma de clorato, contaminael agua, además de forma mezcla explosiva con compuestos orgánicos que dañan el hígado y elcerebro. Algunos medicamentos que contienen cloro afectan al sistema nervioso. Cromo, en su forma de cromato soluble contamina el agua. Sus compuestos sonperjudiciales para el organismo, pues destruyen todas las células. Manganeso, los polvos y humos que contienen manganeso causan envenenamientos yatrofian el cerebro, cuando se inhala, además de contaminar el agua.

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