TEORÍA ATÓMICO- MOLECULAR UNIDAD 4

Las primeras teorías atomistas Leucipo y Demócrito en el siglo IV a. C. pensaban la materia se dividía de forma sucesiva hasta que se llega a una porción que ya no se puede dividir , a esta materia indivisible le llamaron átomo. Aristóteles rechazó la teoría atomista de los filósofos griegos y postuló que la materia está formada por cuatro elementos: tierra, agua, aire y fuego, teoría que se conoce como continuista.

Los atomistas creían que… Los continuistas creían que…. Todo está hecho de pequeñas partículas llamadas átomos. Si dividimos una sustancia muchísimas veces, llegaremos a ellas. Las sustancias están formadas por diferentes clases de átomos. Las propiedades de la materia varían según el agrupamiento de los átomos. Los átomos no pueden verse porque son muy pequeños. Los átomos no existen. No hay límite para dividir la materia. Todas las sustancias están formadas por las mezclas o combinaciones de cuatro elementos: tierra, agua, aire y fuego. Estos elementos mantienen un orden: la tierra en el centro, el agua, el aire y el fuego,.. Nadie ha visto las partículas últimas de las que habla la teoría atomista, por tanto, no existen.

Reacciones entre sustancias Cuando mezclamos dos sustancias pueden ocurrir dos cosas: Ambas permanecen inalteradas y conservan sus propiedades. Pueden transformarse en otras sustancias diferentes. En el segundo caso estamos hablando de reacciones químicas. Una reacción química es un proceso mediante el cual una o más sustancias se transforman en otra u otras diferentes. Son ejemplos de procesos químicos: - La electrólisis del agua. - La descomposición térmica. - La descomposición por acción de la luz. Son ejemplos de procesos físicos: - Separación de componentes de mezclas heterogéneas. - Separación de componentes de una disolución. - Los cambios de estado.

Las leyes de las reacciones químicas ¿Qué sucede con la masa en una reacción química? En una reacción química, las sustancias que se ponen en contacto desaparecen y se transforman en otras diferentes. LA LEY DE CONSERVACIÓN DE LA MASA “ La masa en una reacción química permanece constante” En 1789, A. Lavoisier enunció la ley de conservación de la masa o ley de Lavoisier: “ La masa de un sistema permanece constante, cualquiera que sea la transformación que ocurra dentro de él. En cualquier transformación química que tenga lugar en un sistema cerrado, la masa total de las sustancias allí existentes se conserva”

La ley de las proporciones constantes ¿ Pueden reaccionar las sustancias entre sí en cualquier proporción? En 1799, L. J. Proust enunció la ley de las proporciones constantes, que también se conoce como ley de Proust: “ Cuando dos o más elementos se combinan para dar un mismo compuesto, lo hacen siempre en proporciones de masas definidas y constantes.” Esta ley permite distinguir de nuevo los compuestos de las mezclas homogéneas: Una mezcla homogénea puede estar formada por los mismos componentes que un compuesto, pero admite diferentes proporciones; un compuesto tiene una sola e invariable proporción

Cómo calcular la composición de un compuesto Veamos un ejemplo en qué proporción se combinan el oxígeno y el cobre para dar óxido de cobre. De acuerdo con la ley de la conservación de la masa: Masa de oxígeno = masa final de la lámina – masa inicial de la lámina Experiencia 1 Experiencia 2 Masa inicial de la lámina (g) 2,11 6,35 Masa final de la lámina (g) 2,64 7,90

Experiencia 1 Experiencia 2 Experiencia 1 Experiencia 2 Masa de oxígeno 0,53 1,55 Masa de cobre / masa de oxígeno 4,0 4,1 Vamos a calcular, a continuación, el porcentaje de cobre y de oxígeno que hay en el óxido de cobre. Experiencia 1 Experiencia 2 Masa de cobre ------------------- x 100 masa de óxido 79,9 % 80,4% Masa de oxígeno -------------------- x 100 Masa de óxido 20,1% 19,6%

La teoría atómica de Dalton Dalton fue el primer científico que intentó explicar y justificar las leyes de las reacciones químicas. En 1810 publicó lo que se conoce como la teoría atómica de Dalton: La materia está formada por átomos indivisibles. Los átomos son invariables. Los elementos están formados por átomos iguales: tienen la misma masa y las mismas propiedades químicas. Los átomos de diferentes elementos tienen masas y propiedades químicas distintas. Los compuestos químicos están formados por la combinación de átomos de dos o más elementos diferentes. Cuando dos o más átomos de distintos elementos se combinan para formar un mismo compuesto, lo hacen en una relación de números enteros sencillos. En las reacciones químicas, los átomos ni se crean ni se destruyen; solamente cambian su distribución en las sustancias.

De la teoría atómica de Dalton destacamos las siguientes definiciones: Un elemento es una sustancia formada por átomos iguales. Un compuesto es una sustancia formada por átomos distintos combinados en proporciones fijas. Una reacción química consiste en la reorganización de los átomos de las sustancias que intervienen en ella. Para Dalton, la materia no es continua, sino discontinua y los corpúsculos o partículas de los que habla la teoría cinética de la materia son los átomos o los agregados de átomos que actualmente denominamos moléculas.

Justificación de las leyes de las reacciones químicas La ley de la conservación de la masa El nº y el tipo de átomos de las sustancias iniciales coinciden con el nº y el tipo de átomos de las sustancias finales. Los átomos son indestructibles e indivisibles, y en una reacción química solo cambia la organización de los átomos; por lo tanto, la masa inicial es igual a la masa final. La ley de proporciones constantes Cuando dos o más átomos de elementos diferentes se combinan para dar un mismo compuesto, lo hacen en una relación de números enteros sencillo, es decir, este compuesto siempre tiene una composición cosntante.

Reacción entre sustancias gaseosas LEY DE GAY- LUSSAC PARA LOS VOLÚMENES DE LOS GASES. “Cuando los gases se combinan entre sí para formar otros compuestos gaseosos, sus volúmenes respectivos guardan una proporción de números enteros sencillos, siempre que estén medidos en las mismas condiciones de presión y temperatura.” LEY DE AVOGADRO “ Las partículas últimas de los gases no son átomos, sino agregados de átomos iguales a los que llamaremos moléculas.” “ Volúmenes iguales de gases medidos en las mismas condiciones de presión y temperatura, contienen un número idéntico de moléculas”

Cantidad de sustancia, mol y volumen molar CANTIDAD DE SUSTANCIA Y MOL La cantidad de sustancia, n , es una magnitud cuya unidad en el S.I. es el mol. El mol es un conjunto de 6,022. 1023 partículas idénticas. Estas pueden ser átomos, moléculas, iones, el electrones u otras partículas o agrupamientos específicos de ellas. Este número tan enorme recibe le nombre de número o constante de Avogadro, NA, en honor a l científico italiano Amedeo Avogadro.

VOLUMEN MOLAR Y MOL De acuerdo con la ley de Avogadro cuando los volúmenes de dos gases distintos se miden en las mismas condiciones de temperatura y presión, un mol de uno de los gases ocupa el mismo volumen que un mol del otro. El volumen molar es el volumen que ocupa un mol de un gas medido a 273k y 1 atm. Se ha calculado que el volumen molar de todos los gases a 273 k y 1 atm de presión es de 22, 4 L. En 22,4 L de cualquier gas, medido a 273 k y 1 atm, hay 6,022 . 10 23 átomos o moléculas.