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PARTÍCULAS SUBATÓMICAS
EL ELECTRÓN
EL ELECTRÓN
El electrón es una partícula subatómica que tiene carga negativa, su descubrimiento deriva de los experimentos realizados con Electricidad. Además Julius Plücker en 1859 realizó experimentos con Rayos Catódicos que consiste en lo siguiente: Dos Electrodos se encuentran dentro de un tubo sellado de vidrio al que se ha extraído casi completamente el aire. Cuando se aplica un Voltaje alto a través de los electrodos, emerge un haz de rayos desde el electrodo negativo llamadoCátodo hacia el electrodo positivo llamado Ánodo.
Estos rayos tienen naturaleza negativa, ya que son repelidos por el extremo negativo de campos eléctricos (Cátodo) y magnéticos (Sur Magnético). En 1891 Stoney les llamó electrones. Finalmente en 1897 Joseph J. Thomson determinó la relación carga/masa (e/m) del electrón estudiando la desviación de los rayos Catódicos por los campos eléctrico y magnético.
e/m = -1.75 x 108 coulomb/gramo
En 1909 Robert A. Millikan determinó la carga del electrón que resultó ser:
e = -1.602 x 10-19 Coulomb
Al contar con el valor de e/m y con el de e, fué posible obtener el valor de m (masa del electrón) que resultó ser:
me = 9.1096 x 10-28 g
El Protón
El Protón
El protón es una partícula cargada positivamente, su estudio se debe en gran parte a Eugene Goldstein quien realizó experimentos con Rayos Catódicos en los cuales se introdujo Hidrógeno gas a baja presión, observando la presencia de Rayos que viajaban en dirección opuesta a los Rayos Catódicos. El llamó a estos “Rayos Positivos” Protones. Se determinó la relación e/m para el protón resultando ser:
e/m = +9.5791 x 104 Coulomb/g
A los protones se les asignó el símbolo H+ y se determinó que la carga del protón es igual a la del electrón sólo que de signo contrario (+).
eH+ = +1.602 x 10-19 Coulomb
Así mismo, se determinó la masa del Protón siendo ésta de:
mH+ = 1.6726 x 10-24 g
El Neutrón
El Neutrón
En 1932 Chadwik determinó mediante el estudio de reacciones nucleares la masa del Neutrón, el cual no posee carga (Por eso le llamaron Neutrón) siendo ésta de:
mn = 1.6750 x 10-24 g
n = neutrón
El núcleo
El núcleo
Es la parte central del átomo cargada positivamente: esta compuesto principalmente de las partículas fundamentales llamadas protones y neutrones. Los electrones se mueven alrededor del núcleo. El núcleo contiene la mayor parte de la masa
NÚMERO ATÓMICO (Z)
Indica el número de protones que tiene un átomo en el núcleo, el cual es igual a la cantidad de electrones, ya que la materia es eléctricamente neutra. La cantidad de protones varía según el elemento.
EJEMPLO: EL Magnesio ( Mg) tiene Z= 12
NÚMERO DE MASA (A)
Es la suma del número de protones y neutrones contenidos en el núcleo.
A = Z + N
EJEMPLO: El Sodio (Na) tiene Z = 11 y A = 23, por lo tanto contiene 11 protones, 11 electrones y 12 neutrones.
ISÓTOPOS
Son átomos de un mismo elemento que contienen el mismo número de protones y electrones, pero diferente número de neutrones.
MASA ATÓMICA:
Es la masa de un átomo expresada en relación al átomo de carbono-12 (12C).
NÚMEROS CUÁNTICOS
Los números cuánticos determinan la región del espacio-energía de mayor probabilidad para encontrar a un electrón. El desarrollo de la Teoría Cuántica fue realizado por Plank, Maxwell, Schrödinger, Pauling, Heisenberg, Einstein, De Broglie y Boltzmann
Descripción de los Números Cuánticos:
Principio de Incertidumbre de Heisenberg:
“Es imposible determinar simultáneamente la posición exacta y el momento exacto del electrón”
Principio de Exclusión de Pauli:
“Dos electrones del mismo átomo no pueden tener los mismos números cuánticos idénticos y por lo tanto un orbital no puede tener más de dos electrones”.
El Número máximo de electrones por nivel es 2(n)2
CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA DE LOS ELEMENTOS
NOTACIÓN ESPECTRAL: Es la representación esquemática de la distribución de los electrones de un átomo, de acuerdo con el modelo atómico de Bohr. Los electrones tienden a ocupar orbítales de energía mínima. La siguiente figura muestra el orden de llenado de los orbítales.
NIVEL
ORBITALES
ELECTRONESMÁXIMOS POR NIVEL
EJEMPLO: La notación espectral del Calcio (Z = 20) es: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2
Conocido este orden se puede asegurar que el tercer electrón ira al orbital 2s. Por tanto, la configuración electrónica del litio es 1s2 2s.
El Berilio, con cuatro electrones, colocara el cuarto electrón en el orbital 2s puesto que este puede aceptar hasta dos electrones. La configuración electrónica del berilio resulta ser 1s2 2s2. La forma que se ha usado hasta ahora para escribir la notación electrónica es la notación convencional; también se usa el diagrama orbital o notación orbital. Cuando se escribe un diagrama orbital, se usan flechas para indicar los electrones ( ↑para indicar, por ejemplo y↓spín +1/2 y spín -1/2). Por ejemplo, el diagrama orbital para los cinco primeros elementos será:
NOTACIÓN CONVENCIONAL
DIAGRAMA ORBITAL
11H
22He
33Li
44Be
55B
1s 1
1s 2
1s 2 2s 1
1s 2 2s 2
1s 2 2s 2 2p 1
Para representar una configuración electrónica por la notación convencional se usan dos métodos (a) la configuración total : que consiste en escribir todos los orbitales . (b) la configuración parcial : en donde los niveles totalmente llenos se abrevian con la letra mayúscula apropiada. si (K) significa 1s2; (K, L) significa1s2 2s2 2p6 3s1. Por ejemplo , para el átomo de sodio : 11Na configuración total : 1s2 2s2 2p6 3s1; configuración parcial : ( K,L) 3s1
Otra manera alterna de escribir la configuración parcial , es escribiendo el símbolo del gas noble que le precede entre corchetes, seguido de los electrones presentes por encima del gas noble, por ejemplo, para el sodio y calcio seria :
11Na
20Ca
configuración parcial
configuración parcial
[Ne] 3s1
[Ar] 4s2
REGLA DE HUND
Se aplica la regla de Hund de máxima multiplicidad cuando un orbital p, d, o f es ocupado por más de un electrón. Esta regla dice que los electrones permanecen sin aparear con espines paralelos en orbitales de igual energía, hasta que cada uno de estos orbitales tiene , cuando menos un electrón. Por ejemplo, el diagrama orbital para el fósforo:
15P
[Ne]
y no
[Ne]
Ningún orbital p puede poseer dos electrones hasta que todos los orbitales p tengan un electrón cada uno .
ELABORA EL CUESTIONARIO PARA COMENTAR EN CASE
MATERIA, ENERGÍA Y ENLACE QUÍMICO
MATERIA, ENERGÍA Y ENLACE QUÍMICO
1. En la escala Farenheit el punto de ebullición del agua equivale:
17. El número total de electrones no apareados en un átomo de nitrógeno en estado normal es:
A.
B.
C.
D.
E.
100 °F
150 °F
180 °F
212 °F
220°F
A.
B.
C.
D.
E.
5
2
3
4
8
2. Cuando la materia cambia de estado gaseoso al estado líquido, el fenómeno se llama:
18.Cuando los metales alcalinos reaccionan con el flúor se vuelven iones con una carga de:
A.
B.
C.
D.
E.
Sublimación
Evaporación
Solidificación
Condensación
Fusión
A.
B.
C.
D.
E.
1+
2+
1-
2-
No cambia
3.Los átomos del mismo elemento que se diferencian en su masa se llaman:
19. Emplee las siguientes opciones para responder las preguntas a hasta e
A.
B.
C.
D.
Iones
Isótopos
Moléculas
Positrones
A. Covalente coordinado
E. Puente de hidrógeno
B. Covalente C. Van der Waals
D. Iónico
4. Un fenómeno químico es:
a) Cuando la diferencia de electronegatividades entre dos átomos es 2, el tipo de enlace que se forma es ...
b) Si dos átomos están ligados de tal manera que uno de los miembros contribuye con la pareja de electrones que forman el enlace, este tipo de unión se llama...
c) Si las opciones anteriores se ordenaran del enlace más fuerte al más débil, el último sería ...
d) El enlace que explica el hecho de que el agua tenga un punto de ebullición alto es ...
e) Cuando un par de electrones es compartido igualmente entre dos átomos, el enlace se llama...
20 .Los elementos A, B y C tienen números atómicos Z, Z+1, Z+2; B es un gas noble o inerte. A y C forman un compuesto. La unión que debe tener dicho compuesto es:
A.
B.
C.
D.
E.
La oxidación del hierro con el aire
La dilatación de un metal por acción del calor
La destilación del alcohol
La mezcla de azúcar con agua
La evaporación del agua
A.
B.
C.
D.
E.
Enlace Covalente
Enlace iónico
Puente de Hidrogeno
Enlace metálico
Fuerzas de Van der Waals
5. 100 U.M.A. Es el peso molecular de:
A.
B.
C.
D.
E.
CaCO3
HNO3
H2SO4
H3PO4
H2O
21. Una forma de materia que tiene propiedades similares en todas sus partes es:
6. En gramos un átomo de hidrógeno pesa:
A.
B.
C.
D.
E.
Una mezcla
Una emulsión
Una suspensión
Homogénea
Heterogénea
A.
B.
C.
D.
E.
2 g
1g
6,02 x10-23 g
1,6x10-24 g
1,2x1024 g
22. La forma más conveniente de separar una mezcla homogénea líquido-líquido es:
7. La densidad de una muestra metálica cuyo volumen es de 50 cm3, es de 2 g/cm3. La densidad de una muestra de 100 cm3 del mismo metal es:
A.
B.
C.
D.
E.
4 g/cm3
2 g/cm3
2.5 g/cm3
1.5 g/cm3
Depende del peso
A.
B.
C.
D.
E.
Fusión.
Decantación.
Filtración.
Destilación
Tamizado.
8. La cantidad de calor requerido para elevar la temperatura de 800 g de agua desde 20 ºC hasta 80 ºC es:
.
23. Una mol de moléculas de una sustancia es:
A.
B.
C.
D.
E.
64000 cal
16000 cal
4800 cal
1600 cal
48000 cal
A.
B.
C.
D.
E.
La suma de protones y neutrones
El número de átomos expresado en gramos
La masa molecular expresada en gramos
La suma de electrones y neutrones
El número atómico expresado en gramos
9.En un día frío la temperatura de un lugar puede llegar hasta - 4 ºF. La temperatura del lugar en ºC y ºK es respectivamente:
24. La masa de una mol de Hierro pesa aproximadamente 55,84 g y una mol de níquel pesa 58.71 g. Si se tienen dos muestras de 27,92 g de hierro y 29,35 g de Níquel, estas tienen:
A.
B.
C.
D.
E.
15 y 288
-20 y 293
-20 y 253
258 y -15
20 y 253
A.
B.
C.
D.
E.
El mismo número de átomos de Fe y Ni.
La mitad de átomos de Fe que de Ni.
El doble de átomos de Fe y la mitad de Ni.
Diferente número de átomos de Fe y Ni
Fe más que Ni.
10. La oxidación del cobre es un cambio químico porque:
A.
B.
C.
D.
E.
Se forma una nueva sustancia
Se descompone
Desprende calor
Absorbe calor
El óxido de cobre tiene composición definida
25. Una mezcla difiere de un compuesto en que:
A.
B.
C.
D.
Su composición no es fija.
No se puede separar por medios químicos
Está formada por dos o más elementos.
Siempre es heterogénea
11.Un material que tiene propiedades similares en todas sus partes, tiene composición definida y no puede dividirse en partes más pequeñas es:
26. La siguiente pareja de elementos se unen por medio de un enlace covalente:
A.
B.
C.
D.
E.
Una mezcla heterogénea
Una solución
Un elemento
Un compuesto
Una mezcla homogénea
A.
B.
C.
D.
Plata y oxígeno
Potasio e hidrógeno
Sodio y cloro
Hidrógeno y azufre
12.
27.Cuando la electronegatividad de dos átomos diferentes que se van a combinar es menor que 1,7 el enlace es:
A.
B.
C.
D.
Metálico
Iónico
Covalente Polar
Covalente Apolar
En el esquema anterior la fusión y la sublimación están representados respectivamente por los números :
A.
B.
C.
D.
E.
2 y 3
1 y 5
2 y 5
1 y 6
1 y 2
28.Una muestra de 5 g de un hidrato se calienta hasta que el agua de hidratación se evapora. El compuesto anhidro que queda tiene una masa de 4 g. El porcentaje en peso de agua en el hidrato es:
14.Una mol de Nitrato de Potasio KNO3 contiene:
A.
B.
C.
D.
E.
50%
80%
20%
40%
10%
A.
B.
C.
D.
E.
3 gr de O
Un átomo de N
3 átomos de O
Una mol de K
6.02 x 1023 átomos de O
29. En el proceso de polimerización en emulsión se utiliza como catalizador un compuesto cuyo peso molecular es de 270 g/mol y su composición porcentual en peso es: 28.89% de K, 23.70% de S y 47.41% de O. Las fórmulas mínima y molecular del catalizador son:
15.Un compuesto contiene 50% de azufre y 50% de oxígeno en peso, la fórmula empírica de este compuesto es: ( S=32)
A.
B.
C.
D.
E.
SO
SO3
SO2
SO4
S2O
A.
B.
C.
D.
E.
KSO2 y K2S2O4
KSO2 y K2S2O8
KSO4 y K2S2O8
K2S2O8 y K2S2O
KSO y K2S2O2
16. El compuesto que contiene el máximo porcentaje en peso de oxígeno es: (O=16, Ba=137, Mg=24, Sr=87.6, C=12)
30. El porcentaje de azufre en el anhídrido sulfúrico es:
A.
B.
C.
D.
E.
BaO
CaO
MgO
SrO
CO
A.
B.
C.
D.
E.
32
20
50
5
40
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