Portada » Física » ¿como estan distribuidos los electrones en el enlace metalico y como se comparten
La estructura de la materia: la materia es todo aquello como masa propia y que ocupa un lugar en el espacio. Toda la materia está formada por partículas pequeñísimas imposibles de ver. A simple vista una estructura parece maciza pero sin embargo está llena de agujeros. Muchas veces los materiales nos dan la sensación de ser macizos. Estructura de los átomos: cada porción de materia está formada por una enorme cantidad de átomos. Toda la materia de un átomo esta concentrada en la zona central o núcleo. Los protones tienen carga eléctrica positiva y los neutrones no tienen carga por lo que experimentan fuerzas electromagnéticas. Alrededor del núcleo hay una nube de electrones. Partículas con carga eléctrica negativa. Los electrones rotan a gran velocidad en torno al núcleo del cual no se alejan demasiado porque tienen carga eléctrica opuesta a los protones. En cada átomo hay tantos electrones como protones hay en el núcleo. Variedad de átomos: los átomos que existen se clasifican según el número atómico que indica el número de protones del núcleo y se simboliza con la letra Z. Entre todos los materiales que existen, algunos estás hechos solo por un tipo de átomo, esos materiales se denominan elementos químicos. Por su parte, los átomos reciben el nombre del elemento químico con el cual comparten el mismo número atómico, es decir, (C) Z= 6 y todos los elementos que sea Z= 6 van a ser llamados carbono. Otro componente de todos los átomos son los electrones su rotación en torno al núcleo ocupa regiones llamadas orbitas. Estas regiones tienen distintos tamaños y pueden ser esféricos y con forma de ocho. Isotopos: los elementos químicos se distinguen entre si según se número atómico y a su vez existen diferencias entre los átomos de u mismo elemento químico. Para diferencia los isotopos entre si se definió un número másico, se simboliza con la letra A, que representa a la suma de protones y neutrones del núcleo de un átomo. Iones: la intensidad de la fuerza existente entre dos partículas con carga eléctrica opuesta, disminuye en la medida en que se alejan entre sí. Cuando el electrón esté más alejado del núcleo más débil será su fuerza que lo vincula con un protón y debido a esto, más fácil será separar al electrón de su núcleo atómico. Los átomos pueden perder o ganar, fácilmente, algunos de sus electrones más externos, adquirir carga eléctrica positiva o negativa. Un átomo en estas condiciones posee defecto o exceso de electrones y se le llama ion.
Teoría de Dalton La materia no es continua sino discontinua (verdadera). –la materia está formada por pequeños esferas compactas indivisible e indestructible llamadas átomos. (Falso) es falsa porque los átomos no son compactos y si lo dividís no es hueco adentro. Lo podes separar y destruir) –los átomos de una misma sustancia pueden pesar diferente. –Los átomos de sustancias diferentes son distintos entre sí (verdadero) –cuando se combinan los átomos forman átomos complejos (falso) forman moléculas complejas. –cuando se combinan, los átomos lo hacen en número enteros y sencillos y en proporciones constante (verdadero).Teoría atómica de Bohr: Planteó que los electrones solo pueden tener un conjunto particular y discreto de valor de energía, llamadas niveles energéticos. Cada nivel de energía, se corresponde con una órbita en la que se encuentran los electrones alrededor del núcleo. Estos, se identifican con el numero cuántico principal (n). El modelo de Bohr Permite explicar los espectros de absorción de los gases. El modelo de Bohr ofrecía resultados excelentes con los espectros conocidos del átomo de hidrogeno, sin embargo fallaba para los átomos más complejos, es decir, con el numero Z más altos. La solución a este problema surgió con una propuesta elaborada por sommerfeld. Thomson (budín con pasas): Estudio la descarga eléctrica que se produce dentro de tubos, llamados rayos catódicos. El aire enrarecido sirve para que cuando una partícula se choca con una molécula de oxigeno o nitrógeno se produzca una iluminación, al aplicar un voltaje alto entre los electrodos, un rayo viajaba hacia el ánodo, por lo que dedujo que se trataba de partículas negativas que eran repelidas desde el cátodo. Las llamo electrones. – los rayos catódicos se producen en tubos de descarga a baja presión de aire. – los rayos catódicos son partículas con carga negativa pues proceden del electrodo negativo. – el modelo de Thomson, supone que el átomo el neutro. –los rayos catódicos permitieron descubrir las partículas llamadas electrones que tienen carga negativa y masa despreciable.
Modelo de Rutherford (plancha de oro): Resultados: la mayoría de las partículas alfa+ no se desviaban, pasaban por espacio vacíos, las que desviaban pasaban cerca de los núcleos+ y los que rebotaban chocaban contra núcleos+ conclusión: el átomo se forma por un núcleo central con carga+ -los electrones giran alrededor del núcleo sin chocar con él. –el número de electrones compensa la carga+ del núcleo. –los electrones tiene masa despreciable. Problema: decía que los electrones giraban alrededor del núcleo, para contrarrestar la atracción del núcleo. Pero, toda carga eléctrica en movimiento genera energía y la perdida de energía reduciría la velocidad y al final sería atraído por el núcleo. Mecánica cuántica: Rutherford no explicaba el comportamiento de los átomos electrones. La duda surgía porque era sabido que los electrones son cargos electicos que realizan un movimiento acelerado. Y en dicho movimiento emiten radiación electromagnética por lo cual pierden paulatinamente su EC. En los gases incandescentes, se pudo comprobar que al observar la luz que emiten sus átomos, se percibe un conjunto discreto de frecuencias, ósea, partes del espectro, no hay un espectro continuo. Una de las nuevas teorías fue la llamada mecánica cuántica. La idea fundamental de la física cuántica es que la energía puede estar empaquetada o cuantificada. Significa que, en ciertos sistemas, la energía solo puede cambiar de a saltos o cuantos de energía de un valor determinado a otro sin tomas valores intermedios. Planck había llegado a la conclusión que la energía de las radiaciones está cuantificada cuanto mayor es la frecuencia de una radiación mayor es la energía de sus fotones. Modelo atómico actual: Los orbitales atómicos tienen distintas formas geométricas. En la simulación que tienes a la derecha puedes elegir entre distintos tipos de orbitales y observar su forma geométrica, se simula mediante una nube de puntos, siendo la máxima probabilidad de encontrar al electrón en la zona en que la densidad de la nube electrónica es máxima.
Numero cuántico principal (N) para clasificar a los orbitales según la energía. Numero cuántico azimutal (l): designa la forma del orbital según el nivel N de energía de los electrones; L puede tener valores diferentes. Si N= 4 L= 0 1 2 3. Numero cuántico magnético: (M): los orbitales se orientan de diversas formas en el espacio. Si N= 3 L= 0 1 2 M= -3 -2 -10 1 2 3. Numero cuántico de spin (S): cuyo valor es independiente del resto de los números cuánticos. Solo toma los valores +1/2 y -1/2 según su rotación.Configuración electrónica de los átomos: según lo que establece el principio de exclusión de Pauli, en cada orbital habrá hasta dos electrones y el resto se ubicara en otros orbitales de niveles de energía superiores. Esta distribución se denomina configuración electrónica se los átomos, y se indica cada electrón superíndice o potencia en cada orbital, de acuerdo con la capacidad electrónica que posea cada subnivel. Regla de diagonales: existe una forma práctica para completar los subniveles y niveles de energía de un átomo. Se llama regla de las diagonales, y en ella las flechas diagonales indican cual es el orden de llenado de los orbitales de cada subnivel.Un enlace o unión química es la fuerza responsable de que dos o más átomos se mantengan unido entre sí; de esta manera forman una partícula cuya estabilidad es mayor a la que posee cada átomo por separado. Electronegatividad: Pauling propone que cada átomo posee distinta tendencia a atraer electrones para conformar un enlace químico. La electronegatividad es una propiedad relativa, se define en función de la que posee otro átomo, por lo cual carece de valores absolutos y unidades. Clasificación: iónico o covalente.
Enlace iónico: unión de átomos de metales con átomos de no metales. El enlace iónico se basa en la transferencia de uno o más electrones desde el átomo del elemento metálico hacia el elemento no metálico. Así, todos los compuestos iónicos se caracterizan porque los átomos del metal se transforman en cationes y los no metales en aniones. Sin embargo, TODO compuesto iónico debe ser eléctricamente neutro es decir debe ser igual al nº de electrones que pierden el o los átomos del no metal
. Enlace covalente: los elementos que tienen electronegatividad muy alta, como los átomos no metales, poseen tendencia a ganar electrones. Pero cuando estos átomos se unen entre si no ganarían ni perderían electrones, los compartirían. Así se forma la unión o encale covalente en la que los átomos comparten pares de electrones. Los impuestos formados por uniones covalentes se llaman moleculares.
Sustancias simples: con átomos del mismo elemento. Sustancias compuestas: con átomos de elementos diferentes. Si se comparten un par de electrones será simple, dos pares doble 3 pares triple. Los pares de electrones que forman con un electrón de cada átomo pero, en algunas sustancias compuestas, amos electrones provienen del mismo átomo. En esta casi la unión covalente se denomina dativa o coordinada. Reacciones químicas: ocurren cambios en la composición de la materia de forma tal que una o más sustancias, los reactivos, se transforman en una o más sustancias, los productos. Para que ocurra el cambio químico, lo átomos, iones y moléculas de los reactivos chocan entre sí. Debido a esto, se rompen los enlaces químicos que unes a las partículas de los reactivos, se forman nuevos enlaces y por lo tanto nuevas sustancias. Las ecuaciones químicas: las reacciones químicas se representan con ecuaciones químicas formadas por dos miembros relacionados y que forman parte de una igualdad. Los reactivos son el miembro izquierdo y los productos son el miembro derecho de dicha igualdad.
Balance de ecuaciones químicas: para transformar una reacción química en una ecuación química, deben incluirse números o coeficientes este quilométricos que permitan igualar, en ambos miembros de la ecuación, el número de átomos de los elementos presentes. Así, las ecuaciones químicas según la ley de la conservación de la masa conservaran la cantidad de materia tanto en los reactivos como en los productos.
Clasificación de la reacciones químicas: de síntesis: dos o más sustancias reacciones para formar un producto único A + B = C reacciones de descomposición si de un reactivo se obtienen dos o más productos A= B + C. reacciones de sustitución cuando uno o más átomos de los reactivos reemplazan a otros, al transformarse en productos. Sustitución simple: A +BC=AC +B sustitución doble AB+CD = AC + BD.
LA ENERGIA:
La idea de energía está asociada con la capacidad de producir cambios. Según la ley de conservación de la energía la cantidad de energía siempre es la misma. Esto se puede comprobar midiendo la cantidad total de energía de un sistema durante un proceso de cambio: será la misma cantidad al comienzo que al final del proceso. Podrá suceder que en un determinado momento una parte del sistema aumente su energía pero, al mismo tiempo en otra parte del sistema habrá disminuido la energía en la misma cantidad. ENERGIA CINETICA: un cuerpo moviéndose tiene energía y produce cambios al chocar contra otro cuerpo. La energía del movimiento se llama energía cintica y su valor depende de la rapidez con que se mueve un cuerpo y su masa EC= ½.M.v2. ENERGIA POTENCIAL: de acuerdo con la ley de conservación de la energía, si aumenta la energía cinética debe existir otro tipo de energía cuyo valor disminuyó durante el proceso. Esta energía, producida por la atracción magnética entre los cuerpos se denomina energía magnética. Para separar ambos objetos debe vencerse la atracción mutua y para ello hay que disponer energía. Cuanto más se separen los cuerpos más energía se habrá invertido para separarlos. Esta energía no desaparece y está guardada. El hecho de que los cuerpos ejercen fuerza unos sobre otros da origen a formas de energía de unión, también llamadas energías potenciales. Estas energías son potenciales u ocultas porque no son evidentes. ENERGIA POTENCIAL GRAVITATORIA: entre todos los cuerpos del universo se establece una fuerza de atracción mutua llamada fuerza gravitatoria. La atracción gravitatoria entre un cuerpo y la tierra se denomina peso del cuerpo. Esta energía está guardada entre el cuerpo y la tierra y es energía potencial gravitatoria. Cuanta más separación haya entre el cuerpo y la tierra más energía gravitatoria acumulan. Esta energía depende de la altura de elevación y del peso. ENERGIA POTENCIA ELASTICA: algunos cuerpos luego que deformarse tienden a recuperar su forma original y por este motivo se los llama cuerpo elástico. Mientras esta deformado todo cuerpo elástico acumula energía potencial elástica. Y cuanto mayor es la deformación mayor es la energía elástica acumulada.
ENERGIA POTENCIAL ELECTRICA: la fuerza eléctrica existe entre los cuerpos que tienen carga eléctrica. Puede ser atractiva, si los cuerpos tienen cargas de signo opuesto, o repulsiva si las cargas de ambos tienen el mismo signo. Si dos cargas eléctricas son opuestas para separarlas hay que ejercer una fuerza contraria a su atracción eléctrica. En este proceso hay que invertir energía que quedara acumulada entre las cargas. Si se liberan las cargas, se moverán y acercaran cada vez con mayor rapidez. La energía potencial eléctrica acumulada durante la separación se ira convirtiendo en energía cinética. ENERGIA POTENCIAL QUIMICA: la fuerza eléctrica en los átomos puede provocar que dos átomos se unan y formen conjuntos pequeños de átomos, llamados moléculas. Las uniones entre los átomos y las moléculas guardan energía potencial eléctrica también llamada energía química, la ruptura de estas uniones provocara la liberación de energia, es decir, la energia puede ser aprovechada. SISTEMAS CONSERVATIVOS Y NO CONSERVATIVOS: a la sua de la energías cinetica, y energia potencial se le llama energia macanica. Cuando el valos de la energia macanica de los cuerpos no cambia se dice que la energia mecánica se conserva y los cuerpos conforman un sistema conservativo. La energia mecánica del sistema se transformo en energia térmica, Se dice que se trata de un sistema no conservativo en el cual el valor de la energia mecánica se modifica a medida que el razonamiento actua. En física se llama razonamiento a la fuerza que transforma la energia mecánica de un sistema en energia térmica. En toda transformación la energia se conserva siempre hay una parte que se desordena y se desperdicia. Esto se conoce como la SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA O DE CONSERVACION DE LA ENERGIA.