Átomos, moléculas y Iones Unidad 1.2 Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc.  Química, R. Chang, Séptima Edición.

Teoría Atómica de Dalton (1808) Los elementos están formados por partículas extremadamente pequeñas llamadas átomos. Todos los átomos de un mismo elemento son idénticos, tienen igual tamaño, masa y propiedades químicas. Los átomos de un elemento son diferentes de los átomos de todos los demás elementos. Los compuestos están formados por átomos de más de un elemento. En cualquier compuesto, la relación del número de átomos entre dos de los elementos presentes siempre es un número entero o una fracción sencilla. Una reacción química incluye sólo la separación, combinación o reordenamiento de los átomos; nunca se crean o se destruyen. 2.1

TEORÍA ATÓMICA DE DALTÓN Átomos del elemento X Átomos del elemento Y Compuesto formado por los elementos X y Y 2.1

Ley de las Proporciones Multiples Ley de las Proporciones Multiples Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc.  Química, R. Chang, Séptima Edición. Relación de oxígeno en CO y CO2 Monóxido de carbono 2 2 Dióxido de carbono Ley de las Proporciones Multiples Ley de las Proporciones Multiples 2.1 2.1

TEORÍA ATÓMICA DE DALTÓN Ley de la Conservación de Masa Átomos del elemento X Átomos del elemento Y Compuesto formado por los elementos X y Y 16 X 8 Y + 8 X2Y Ley de la Conservación de Masa 2.1

Tubo de rayos catódicos Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc.  Química, R. Chang, Séptima Edición. Tubo de rayos catódicos Ánodo Cátodo Alto voltaje Pantalla fluorescente J.J. Thomson, determinó masa/carga del e- (Premio Nobel de Física en 1906) J.J. Thomson, determinó masa/carga del e- (Premio Nobel de Física en 1906) 2.2 2.2

relación carga/masa del e- = -1.76 x 108 C/g Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc.  Química, R. Chang, Séptima Edición. Diagrama esquemático del experimento de Millikan Placa cargada Gotas de aceite Atomizador Determinó la masa del e- (Premio Novel de Física en 1923) Orificio pequeño Visor del microscopio Placa cargada Gota de aceite en observación carga e- = -1.60 x 10-19 C relación carga/masa del e- = -1.76 x 108 C/g masa e- = 9.10 x 10-28 g 2.2

Los tres tipos de rayos emitidos por elementos radiactivos Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc.  Química, R. Chang, Séptima Edición. Los tres tipos de rayos emitidos por elementos radiactivos Cámara de plomo Sustancia radiactiva (compuesto de uranio) (Uranium compound) (Uranium compound) 2.2 2.2

Modelo atómico de Thomson La carga positiva está distribuida de manera uniforme en toda la esfera 2.2 2.2

Diseño experimental de Rutherford (Premio Nobel en Química en 1908) Lamina de oro Emisor de partículas a Ranura particle velocity ~ 1.4 x 107 m/s (~5% speed of light) Velocidad de las partículas a 1.4 x107 m/s 5% de la velocidad de la luz Pantalla de detección carga positiva de los átomos esta concentrada en el núcleo protón (p) tiene carga opuesta (+) de la del electrón (-) masa del p es 1840 x masa del e- (1.67 x 10-24 g) 2.2

Modelo del Átomo de Rutherford Si el átomo es el Estadio Azteca radio atómico ~ 100 pm = 1 x 10-10 m radio del núcleo ~ 5 x 10-3 pm = 5 x 10-15 m Si el átomo es el Estadio Azteca Entonces el núcleo es una canica en el centro del campo 2.2

Experimento de Chadwick (1932) Átomos H - 1 p; átomos He - 2 p masa He/masa H debe ser = 2 masa He/masa H medida = 4 a + 9Be 1n + 12C + energía neutron (n) es neutro (carga = 0) n masa ~ p masa = 1.67 x 10-24 g 2.2

Partículas Subatómicas masa p = masa n = 1840 x masa e- 2.2

X H H (D) H (T) U número atómico (Z) = número de protones en el núcleo número de masa (A) = # de protones + # de neutrones = número atómico (Z) + número de neutrones Isótopos átomos que tienen el mismo número atómico pero diferente número de masa Número de masa X A Z Símbolo del elemento Número atómico H 1 H (D) 2 H (T) 3 U 235 92 238 2.3

2.3

¿Es claro el concepto de isótopo? ¿Cuántos protones, neutrones y electrones tiene el C 14 6 ? 6 protones, 8 (14 - 6) neutrones, 6 electrones ¿Cuántos protones, neutrones y electrones hay en C 11 6 ? 6 protones, 5 (11 - 6) neutrones, 6 electrones 2.3

Tabla periódica moderna Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc.  Química, R. Chang, Séptima Edición. Tabla periódica moderna Metales alcalinotérreos Gases nobles Halógenos Metales alcalinos Periodos Grupos Metales Metaloides No metales 2.4

Una molécula diatómica contiene sólo dos átomos Una molécula es un agragado de, por lo menos, dos átomos en un arreglo definido que se mantienen unidos por medio de enlaces químicos H2 H2O NH3 CH4 Una molécula diatómica contiene sólo dos átomos H2, N2, O2, Br2, HCl, CO Una molécula poliatómica contiene mas de dos átomos O3, H2O, NH3, CH4 2.5

catión – ion con carga neta positiva Un ion es un átomo, o grupo de átomos, que tiene una carga neta positiva o negativa. catión – ion con carga neta positiva Si un átomo neutro pierde uno o mas electrones forma un catión. Na 11 protones 11 electrones Na+ 11 protones 10 electrones anión – ion con carga neta negativa Si un átomo neutro gana uno o mas electrones forma un anión. Cl- 17 protones 18 electrones Cl 17 protones 17 electrones 2.5

Un ion monoatómico contiene sólo un átomo Na+, Cl-, Ca2+, O2-, Al3+, N3- Un ion poliatómico contiene mas de un átomo OH-, CN-, NH4+, NO3- Un alótropo es una de dos o mas formas diferentes de un elemento Cgrafito, Cdiamante, O2, O3 2.5

¿Es claro el concepto de iones? ¿Cuántos protones y electrones hay en Al 27 13 ? 3+ 13 protones, 10 (13 – 3) electrones ¿Cuántos protones y electrones hay en Se 78 34 2- ? 34 protones, 36 (34 + 2) electrones 2.5

Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Química, R Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc.  Química, R. Chang, Séptima Edición. Iones monoatómicos 2.5

Fórmulas moleculares y estructurales Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc.  Química, R. Chang, Séptima Edición Fórmulas moleculares y estructurales y modelos moleculares Hidrógeno Agua Amoniaco Metano Fórmula molecular Fórmula estructural Modelo de esferas y barras Modelo espacial 2.6

El compuesto iónico de NaCl compuestos iónicos están formados de una combinación de cationes y aniones la suma de las cargas de los cationesy aniones de una fórmula debe ser igual a cero El compuesto iónico de NaCl 2.6

Mundo Micro átomos y moléculas Mundo Macro gramos Por definición: Masa atómica es la masa de un átomo en unidades de masa atómica (uma) Una unidad de masa atómica es una masa exactamente igual a un doceavo de la masa de un átomo de 12C Por definición: 1 átomo 12C “pesa” 12 uma A partir de esta escala 1H = 1.008 uma 16O = 16.00 uma 3.1

Masa atómica promedio de litio es: Abundancia natural de Li es: 7.42% 6Li (6.015 uma) 92.58% 7Li (7.016 uma) Masa atómica promedio de litio es: 7.42 x 6.015 + 92.58 x 7.016 100 = 6.941 uma 3.1

Masa atómica promedio (6.941)

Número de Avogadro (NA) Dozen = 12 Docena = 12 Pair = 2 Par = 2 El mol es la cantidad de una sustancia que contiene tantas entidades elementales (átomos, moléculas u otras partículas) como átomos hay exactamente en 12.00 g de 12C 1 mol = NA = 6.0221367 x 1023 Número de Avogadro (NA) 3.2

Para cualquier elemento masa atómica (uma) = masa molar (g) huevos zapatos Masa molar es la masa de un mol en gramos canícas átomos 1 mol átomos 12C = 6.022 x 1023 átomos = 12.00 g 1 átomo 12C = 12.00 uma 1 mol átomos 12C = 12.00 g 12C 1 mol átomos Li = 6.941 g of Li Para cualquier elemento masa atómica (uma) = masa molar (g) 3.2