LA FORMACIÓN DE NUEVOS MATERIALES
INTRODUCCIÓN
En
este bloque se estudia la obtención de nuevos materiales, y se introduce a las
propiedades de los ácidos y las bases de acuerdo con el modelo de Svante
Arrhenius, enfatizando sus alcances y limitaciones.
Asimismo,
se orienta al tratamiento de alimentos ácidos o que producen acidez y cuyo
consumo puede tener efectos en la salud; estos efectos se controlan con
sustancias químicas, sin embargo, pueden traer consecuencias negativas. Con
ello se promueve la toma de mejores decisiones respecto a la cantidad y la
manera de consumir los alimentos, así como la importancia de ingerir agua
simple potable.
A
partir de los dos tipos de reacción química: ácido-base y óxido-reducción, se plantea
la posibilidad de predecir los productos de los cambios químicos.
De
este modo, con los contenidos propuestos se avanza en el desarrollo de
habilidades, como la representación simbólica; la aplicación, interpretación y
diseño de modelos; la interpretación de experimentos, y el establecimiento de
generalizaciones.
En
los proyectos se sugieren formas de evitar la corrosión, así como la
contrastación de diferentes combustibles y su impacto en el ambiente, en el
marco del desarrollo sustentable. En ambos casos es importante la realización
de experimentos sencillos y la identificación de reacciones químicas.
OBJETIVOS
- Identifiquen las principales características del cambio químico, específicamente en las reacciones de ácido-base y óxido reducción, así como algunos ejemplos en su entorno.
- Registren e interpreten la información adquirida de diferentes fuentes y la apliquen en algunos tipos de reacciones que ocurren en su entorno.
- Apliquen e integren habilidades, actitudes y valores durante el desarrollo de proyectos, enfatizando la contribución del conocimiento químico para la satisfacción de necesidades en el marco del desarrollo sustentable.
- Caracteriza algunas de las propiedades macroscópicas de los ácidos y las bases.
- Valora la importancia de los ácidos y las bases en la vida cotidiana y en la industria química.
- Identifica la posibilidad de sintetizar nuevas sustancias (formación de sales) a partir de reacciones ácido-base.
- Valora la contribución de la química en la construcción de un mundo diseñado.
- Manifiesta una actitud crítica al distinguir las implicaciones éticas del uso del conocimiento químico.
- Identifica algunas de las características, alcances y limitaciones del modelo de Arrhenius.
- Explica el comportamiento de los ácidos y las bases apoyándose en el modelo propuesto por Arrhenius.
- Identifica la acidez de algunos alimentos de consumo humano.
- Valora la importancia de una dieta correcta y reconoce los riesgos del consumo frecuente de alimentos ácidos.
- Identifica sustancias para neutralizar la acidez estomacal considerando sus propiedades.
SIMBOLOGÍA DE ELEMENTOS
ANTECEDENTES HISTORICOS DE LA TABLA PERIODICA
1.- La primera tabla
de elementos de la que se tiene conocimiento fue elaborado por Antoine
Laurent Lavoisier en el año de 1780,
dentro de esa clasificación se incluía la luz, el calor y algunas sustancias
que hoy se conocen como compuestos. Para el año de 1800 solo se conocían 33
elementos
2.- En1803 Jonh
Dalton mide el peso atómico de todos los elementos conocidos en esa época y los
comparo con el peso del hidrogeno, siendo este el más ligero. Formula la
primera tabla periódica de pesos atómicos.
3.- En 1826, el
químico sueco Jakob Berzelius corrigió algunos pesos atómicos calculados por
Dalton, tomando como patrón el oxigeno formula una nueva tabla periódica de pesos atómicos.
4.- En 1629, Johann
Wolfgong Dobereiner, químico alemán que clasifico a los elementos en grupos de
3 “Ley de los triadas”, encontró y los organizo en base a la masa de los átomos.
5.- La primera
clasificación periódica la realiza A.E. Begoyer de Chapeourtois en 1862 en base
a sus masas atómicas sobre la superficie de un cilindro dividido en 16
secciones llamado “el tornillo telúrico”.
6.- En 1863 John
Alexander Newlands, químico ingles, agrupo a los elementos en grupos de 8
llamados “Ley de las octavas”, en forma ascendente de acuerdo a su masa
atómica.
7.- Lothor Meyer en
1864 una tabla periódica incompleta, pero a su vez, una de las más acertadas
que amplio en 1869 para incluir un total de 56 elementos
8.- La tabla periódica
que tubo más éxito la propuso Dimitri Ivanovich Medeleiev, químico ruso que en
1869 publico su tabla con 55 elementos conocidos, ordenados de acuerdo a sus
pesos atómicos.
- Fue tan acertado que pudo predecir características de los elementos faltantes, dejando huecos que posteriormente se fueron llenando, además se comprobó que encajaban perfectamente
- Fue la 1 tabla que acepto la comunidad científica.
- Estableció “La ley periódica Moderna “la cual establece que las propiedades físicas y químicas de los elementos son una función periódica de sus números atómicos.
- Fue el primero en descubrir la estructura atómica de los elementos en 1913.
- Le dio a la tabla periódica la apariencia que actualmente conocemos.
10.- Los gases nobles
se descubrieron entre 1894 y 1900 por William Ramsay, además estudio los
elementos radiactivos.
LOS
ELEMENTOS QUÍMICOS QUE CONFORMAN NUESTRO CUERPO HUMANO Y SUS
FUNCIONES SON:
ELEMENTO:
|
SÍMBOLO:
|
FUNCIÓN
QUE REALIZA:
|
Carbono
|
C
|
Elemento muy energético que proporciona grandes
cantidades de energía.
|
Hidrogeno
|
H
|
Ayuda a los líquidos, tejidos y los huesos
del cuerpo.
|
Oxigeno
|
O
|
Es el
elemento de mayor presencia o abundancia. El más importante
a nivel de la respiración celular.
|
Nitrógeno
|
N
|
Permite,
la liberación de energía que hay dentro de nuestro cuerpo.
|
Fósforo
|
P
|
Está presente en La orina, ayuda a la
Formación de los huesos y dientes. Ayuda a lasfunciones metabólicas del
sistema nervioso y del cerebro. Interviene en el equilibrio del P.H.
|
Azufre
|
S
|
Presente
en aminoácidos
|
Calcio
|
Ca
|
Regula
la contracción muscular. Está presente en: los pulmones, riñones, hígado, tiroides, cerebro,
músculos, corazón, huesos.
Representa el 2,45% en el conjunto de los seres vivos. |
Sodio
|
Na
|
Llamada
también Sal
Regula el metabolismo celular. Mantiene los niveles apropiados de la sangre. Esta presente en Todos los líquidos y tejidos. |
Potasio
|
K
|
Regula
los Enzimas.
Es importante porque interviene en la contracción muscular y en los procesos relacionados con la ósmosis (bomba de potasio) y en la transmisión del impulso nervioso. |
Cobre
|
Cu
|
Estimula
el sistema inmunitario.
|
Cloro
|
Cl
|
Interviene
en la ósmosis y la transmisión del impulso nervioso y también en los líquidos corporales
|
Aluminio
|
Al
|
Actúa sobre el sistema nervioso central. Aumenta
la vitalidad cerebral y nerviosa. Regula el sueño.
En caso de carencia: Produce alteraciones análogas e insuficiencia renal. |
Magnesio
|
Mg
|
Produce
muchas enzimas.
También está presente en la molécula de clorofila.
Esta
presente en los
pulmones, riñones, hígado, tiroides, cerebro, músculos y corazón.
|
Manganeso
|
Mn
|
Produce
los enzimas.
|
Hierro
|
Fe
|
Forma
parte de la hemoglobina. Produce los enzimas. Su carencia produce
anemia.
|
Zinc
|
Zn
|
Interviene en el metabolismo
de proteínas y ácidos nucleídos, buen funcionamiento del sistema inmunitario, necesario para la cicatrización de las heridas, interviene en las percepciones del gusto y el olfato y en la síntesis del ADN. |
Yodo
|
I
|
Su carencia influye
en el metabolismo celular
|
Boro
|
B
|
Mantenimiento
de la estructura de la pared celular.
|
Cromo
|
Cr
|
Junto
con la insulina interviene en el paso de la glucosa hacia el interior de las
células.
Su contenido en los órganos del cuerpo decrece con la edad. El hígado y los riñones son excelentes proveedores de cromo |
Cobalto
|
Co
|
Tiene
utilidad como anti cancerígeno. Su carencia produce anemia y trastornos en el
crecimiento
|
Silicio
|
Si
|
Presente
en algunos tejidos conjuntivos y en las paredes celulares
|
Selenio
|
Se
|
Ayuda a
producir proteínasespeciales,
llamadas enzimasantioxidantes, las cuales juegan un papel en la prevención del
daño celular.
|
Flúor
|
F
|
Relacionado
con el esmalte de los dientes y ayuda a la formación de los huesos dándoles
una mayor resistencia.
|
Molibdeno
|
Mo
|
Tiene
la función de
transferir átomos de oxígeno al agua que se encuentra dentro e nuestro cuerpo. |
Litio
|
Li
|
Se
considera Antidepresivo
|
A C T I V I D A D "TABLA PERIÓDICA"
NOTA: para esta actividad es necesario que sacaran 6 copias del
esqueleto de la tabla periódica recortar el contorno, pegarla,
colocar su titulo correspondiente, e
iluminar según la instrucción
NOTA 2.- en cada instrucción debes colocar
los símbolos y nombre según lo que pida cada tabla
(ejemplo;) si la instrucción te pide iluminar a las familias
"A" solo debes colocar el nombre y símbolo de las familias
"A" ademas de colorearlas
1.- "TABLA DE "METALES, NO METALES Y GASES RAROS"
*ilumina de color amarillo los metales, de verde a os no metales y
morado a los gases nobles
2.- "TABLA DE "FAMILIAS A"
* Ilumina cada familia de un color diferente (8) y anota el nombre
de cada una
3.- " TABLA DE "FAMILIAS B"
* Escribe e ilumina cada familias de un color diferente (8) y
anota el nombre
4.- TABLA DE "NIVELES O PERIODOS"
¨* ilumina cada nivel de un color diferente y anota el nombre y
numero que corresponda
5.- TABLA DE "LANTÁNIDOS Y ACTINIDOS"
* Ilumina de color rojo a la serie de Lantanidos y azul a la serie
de Actinidos
6.- TABLA DE "METALOIDES O SEMIMETALES"
* Ilumina de un color "X" a los semimetales
SIMBOLOGIA
DE ELEMENTOS
La representación de
los elementos químicos y una forma fácil y sencillo de recordar fue ideado por
Berzelius en 1814.
Los elementos eran
representados en la antigüedad por medio de dibujos que debían la idea de sus características.
La comunidad científica
toma la decisión de utilizar como símbolo de sus elementos la primera letra de
su nombre en mayúscula, y para las cosas de elementos que indicaban con la
misma letra. Se tomaba una letra adicional con minúscula
Hidrogeno=H Helio=He Hafnio=Hf
ACTIVIDADES ÁTOMOS Y MOLÉCULAS
( )
Los animales no contiene átomos y la materia inerte sí.
( )
Tanto la materia viva como la materia inerte están constituidos por átomos
( )
El gato y la mesa están constituidos por átomos
( )
Los elementos que constituyen a los seres vivos son diferentes a los que
constituyen a la materia inerte
( )
Los átomos de hierro presentes en un cereal enriquecido con hierro son iguales
a los átomos de hierro de un tornillo
( )
Los elementos químicos de una molécula e glucosa de un ser vivo son los mismos
de las moléculas de glucosa sintetizada en el laboratorio.
ACTIVIDAD.-
según tu concepto de átomo y moléculas clasifica las siguientes sustancias.
Encierra en un círculo rojo los átomos y en un rectángulo azul las
moléculas
3.- observa los siguientes dibujos y escribe sobre las líneas elemento o compuesto según corresponda.
TEMA 2.- SEGUNDA REVOLUCIÓN DE LA QUÍMICA
1.- En la naturaleza la mayoría de los
elementos se encuentran combinados
2.- En 1800 se descubrió el fenómeno de
la electrolisis la cual ayudo a descubrir nuevos elementos
3.-En 1830 se conocían ya 55 elementos,
los químicos empezaron a interesarse realmente en los elementos así como la
cantidad, sus propiedades y
características
4.- Se buscaba por primera vez una
clasificación de elementos
5.- La teoría atómica de Dalton seguía
vigente y los químicos seguían buscando nuevos elementos
6.- La lista era impresionante, había
amarillos, verdes, negros, blancos, trasparentes, además unos eran quebradizos
y otros flexibles
7.- Otros eran muy reactivos, otros
menos y otros mas
8.- En 1860 se conocían aproximadamente
60 elementos y ya tenían mucho parecido físico y químico
9.- Se empezaron a separar ya por
familias
10.- Actualmente se conocen 112 elementos, de los cuales 91 son naturales y
el resto son sintetizados en un laboratorio
APORTACIONES DE CANNIZAARO Y MENDELEIEV
PROPIEDADES PERIÓDICA
RADIO ATÓMICO
El radio atómico está
definido como la mitad de la distancia entre dos núcleos de dos átomos
adyacentes. Diferentes propiedades físicas, densidad, punto de fusión, punto de
ebullición, están relacionadas con el tamaño de los átomos. Identifica la
distancia que existe entre el núcleo y el orbital
más externo de un átomo. Por medio del radio atómico, es posible determinar el tamaño
del átomo.
En un grupo cualquiera, el radio
atómico aumenta de arriba a abajo con la cantidad de niveles de energía. Al ser mayor el nivel de
energía, el radio atómico es mayor.
En los períodos, el radio atómico
disminuye al aumentar el número atómico (Z), hacia la derecha, debido a
la atracción que ejerce el núcleo sobre los electrones
de los orbitales más externos, disminuyendo así la distancia entre el núcleo y
los electrones.
El radio atómico puede ser covalente
o metálico. La distancia entre núcleos de átomos
"vecinos" en una molécula es la suma de sus radios covalentes,
mientras que el radio metálico es la mitad de la distancia entre núcleos de
átomos "vecinos" en cristales metálicos. Usualmente, por radio
atómico se ha de entender radio covalente. Es inversamente proporcional con el
átomo
ENERGÍA DE IONIZACIÓN
El potencial
de ionización (PI)
es la energía mínima requerida para separar un electrón de un átomo o molécula
específica a una distancia tal que no exista interacción electrostática entre
el ion y el electrón.[2]
Inicialmente se definía como el potencial mínimo necesario para que un electrón
saliese de un átomo que queda ionizado. El potencial de ionización se medía en voltios. En la actualidad, sin embargo, se
mide en electronvoltios (aunque no es una unidad del SI) aunque está aceptada o en julios por mol. El sinónimo energía de ionización (EI)
se utiliza con frecuencia. La energía para separar el electrón unido más
débilmente al átomo es el primer potencial de ionización; sin embargo, hay
alguna ambigüedad en la terminología. Así, en química, el segundo
potencial de ionización del litio es la energía del proceso.
En física, el segundo
potencial de ionización es la energía requerida para separar un electrón del
nivel siguiente al nivel de energía más alto del átomo neutro o molécula, p.
Lo más
destacado de las propiedades periódicas de los elementos se observa en el
incremento de las energías de ionización cuando recorremos la tabla periódica de izquierda a derecha, lo que
se traduce en un incremento asociado de la electronegatividad,
contracción del tamaño atómico
y aumento del número de electrones de la capa de valencia. La causa de esto es
que la carga nuclear efectiva se incrementa a lo largo de un periodo,
generando, cada vez, más altas energías de ionización. Existen discontinuidades
en esta variación gradual tanto en las tendencias horizontales como en las
verticales, que se pueden razonar en función de las especificidades de las
configuraciones electrónicas.
Vamos a destacar algunos aspectos relacionados con la primera energía de ionización que se infieren por el bloque y puesto del elemento en la tabla periódica:
Vamos a destacar algunos aspectos relacionados con la primera energía de ionización que se infieren por el bloque y puesto del elemento en la tabla periódica:
ELECTRONEGATIVIDAD
La electronegatividad es la medida de la
capacidad de un átomo
(o de manera menos frecuente un grupo
funcional) para atraer a los electrones,
cuando forma un enlace químico en una molécula.[1]
También debemos considerar la distribución de densidad electrónica alrededor de un átomo determinado frente a
otros distintos, tanto en una especie molecular como en sistemas o especies no
moleculares. El flúor
es el elemento con más electronegatividad, el francio
es el elemento con menos electronegatividad.
La
electronegatividad de un átomo determinado está afectada fundamentalmente por
dos magnitudes: su masa atómica y la distancia promedio de los electrones de valencia con respecto al núcleo atómico. Esta propiedad se ha podido
correlacionar con otras propiedades atómicas y moleculares. Fue Linus Pauling
el investigador que propuso esta magnitud por primera vez en el año 1932, como
un desarrollo más de su teoría del enlace de valencia.[2]
La electronegatividad no se puede medir experimentalmente de manera directa
como, por ejemplo, la energía de ionización, pero se puede
determinar de manera indirecta efectuando cálculos a partir de otras
propiedades atómicas o moleculares.
Se han
propuesto distintos métodos para su determinación y aunque hay pequeñas
diferencias entre los resultados obtenidos todos los métodos muestran la misma
tendencia periódica entre los elementos.
El
procedimiento de cálculo más común es el inicialmente propuesto por Pauling. El
resultado obtenido mediante este procedimiento es un número adimensional
que se incluye dentro de la escala de Pauling. Esta escala varía entre 0,7 para
el elemento menos electronegativo y 4,0 para el mayor.
ACTIVIDAD.- realiza los siguientes ejercicios en base a los temas vistos
1.- ¿Cuál es el grupo de elementos de la tabla periódica que presenta el
mayor tamaño atómico?
2.- ¿Cuál es el grupo de elementos de la tabla periódica que presenta el
menor tamaño atómico
3.- ¿Cuál es la tendencia en el tamaño de los átomos de la izquierda a
derecha en el periodo 2? Explica tu respuesta.
4.- ¿Cuál es la tendencia del tamaño de los átomos en el grupo II (al
aumentar el número atómico)? Explica tu respuesta
5.- ¿Cuál es más grande: un átomo de sodio o un ion sodio (Na)? Explica
tu respuesta
6.- ¿Cuál es más pequeño: un átomo de cloro o un ion cloruro (Cl)?
7.- utiliza la tabla periódica para indicar cuál de los elementos de los
siguientes pares tiene el radio atómico más grande:
A) flúor y bromo ___________________ B) carbono y silicio
___________________
C) azufre y oxigeno ___________________ D) plomo y
estaño ___________________
E) bario y magnesio ___________________ F) bario y estroncio
___________________
G) cobre y oro ___________________ H) zinc y
mercurio ___________________
8.- para cada uno de los siguientes grupos de 3 elementos, señala cual
tiene el átomo mas grande
A) N, O, F _______________________
B) Li, Na, K _______________________
C) P, S, Se _______________________
9.- ordena los siguientes elementos de acuerdo con los radios de sus
átomos, del menor al mayor.
Na, Mg, Cl, K, Rb
ACTIVIDAD.- realiza los siguientes ejercicios en base a los temas vistos
1.- ¿Qué familia de elementos
presenta la energía de ionización más baja?
2.- ¿Qué elemento de cada par tiene la energía de ionización más elevada?
A) sodio y cesio _______________ B) flúor o
litio _______________
C) sodio o silicio _______________ D) bario o
magnesio _______________
E) silicio o cloro _______________ F)
nitrógeno y aluminio _______________
G) magnesio o azufre _______________ H) berilio y oxigeno _______________
3.- para cada uno de los siguientes grupos de elementos, señala cual
tiene la energía de ionización mas baja
A) F, Ne, Na _________________________
B) S, Cl, Br _________________________
C) P, Au, Se _________________________
4.- ¿Cuál es el metal alcalinotérreo con la máxima energía de ionización?
ACTIVIDAD.- realiza los siguientes ejercicios en base a los temas vistos
ACTIVIDAD.- Consulta la tabla periódica y completa el siguiente cuadro.
Si encuentras que algún espacio no tiene respuesta, cancélalo
TEMA 3.- ¿CÓMO SE UNEN LOS ÁTOMOS?
ENLACE
QUÍMICO
·
Se
define como la fuerza e unión que existe entre dos o más átomos, debido a la
trasferencia total o parcial de electrones para adquirir la configuración
electrónica estable.
·
El
enlace es el proceso por el cual se unen átomos iguales o diferentes para
adquirir la configuración estable de los gases raros
·
Es
la fuerza que existe de dos o más átomos que los mantiene unidos para formar
moléculas.
ENLACE
IÓNICO
·
Enlace
que se presenta entre un metal y un no metal
·
Se
manifiesta especialmente entre la unión de metales alcalinos y alcalinotérreos
·
Enlace
iónico: unión que se presenta cuando un elemento cede electrones y otro los
acepta.
·
Los
metales adquieren cationes y los no metales adquieren aniones
PROPIEDADES
DE LOS ENLACES IÓNICOS
·
Generalmente
se forman entre un metal y un no metal
·
Suelen
ser sólidos y muy estables a temperatura ambiente
·
Son
duros, quebradizos, malos conductores de calor y electricidad
·
Tienen
puntos de fusión y ebullición altos
·
Presentan
estructuras cristalinas y fuertemente enlazadas
ENLACES
COVALENTES
·
Los
átomos de los elementos no metálicos se unen mediante enlaces covalentes.
·
Este
tipo de enlace no se producen iones negativos ni positivos
·
Enlace
covalente: consiste en que los átomos al unirse comparten electrones, cada uno
de ellos conserva los propios para completar el octeto.
ENLACE
COVALENTE NO POLAR
·
Se
presenta entre los átomos de los elementos iguales.
ENLACES
COVALENTES POLARES
·
Se
presenta entre átomos de elementos diferentes
PROPIEDADES
DE LOS ENLACES COVALENTES.
·
Generalmente
se componen de elementos no metalicos
·
A
temperatura ambiente se encuentran en los tres estados de agregación.
·
Tienen
gran variedad de puntos de fusión y ebullición
·
Se
comportan como aislantes térmicos y eléctricos
·
Sus
moléculas adoptan formas geométricas.
ACTIVIDAD.- realiza e base al tema de enlaces la siguiente actividad
ACTIVIDAD DE REPASO “ENLACES QUIMICOS”
1.-
Escribe los símbolos de los iones con el siguiente número de protones y
electrones.
A)
53
protones y 54 electrones E)
88 protones y 86 electrones
B)
82
protones y 78 electrones F)
14 protones y 18 electrones
C)
13
protones y 10 electrones G)
8 protones y 10 electrones
D)
55
protones y 54 electrones H)
85 protones y 86 electrones
2.-
¿Cuántos protones y cuantos electrones hay en los siguientes iones?
A)
Si
-4 C)
In +4 E)
S -2 G)
Cl-1
B)
Ca
+2 D) Rb +1 F) Al +3
3.-
Escribe la fórmula del ion que forma cada uno de los siguientes elementos
A)
Iodo D) carbono G) azufre J) plomo
B)
Estaño E) cesio H) sodio K)
zinc
C)
Litio F) cobre I) oxigeno L)
potasio
4.-
En los siguientes compuestos iónicos , identifica el anión y el catión, y escribe su formula
A)
FeCl2 E) ZnF2 I) NiBr3
B)
CuO F)
AlP J) KI
C)
Ag2O G) Fe2O3
D)
GaCl3 H)
SnCl2
5.-
Escribe la configuración electrónica para cada uno de los siguientes elementos,
e indica si el elemento pierde o gana electrones o si se queda estable como
esta escrito.
A)
Argón
B) Iodo
C)
Francio
D) kriptón E)
Oro F)
Selenio
6.-
Establece el numero de electrones que deben de perder los átomos de cada uno de
los siguientes elementos para adquirir una configuración estable.
A)
Rb C) Ni C) Tl D) Pb
E) Li F) K G) Zn H) Sc
I) Ca J)
Na
7.-
Determina el numero de electrones que deben de ganar los átomos de cada uno de
los siguientes elementos para adquirir una configuración estable
A)
Sb B) Ti C) I D) At
E) As F) P G) C H) N
I) O J) F
8.-
Representa los siguientes compuestos mediante su enlace con el modelo de Lewis
A)
P D) Cl G) Se
B)
Ni
Br3 E) SnCl2 H)
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