El módulo Análisis de la materia y energía se imparte en el segundo y tercer semestre y corresponde al núcleo de formación básica de todas las carreras de Profesional Técnico y Profesional Técnico-Bachiller. Tiene como finalidad que el alumno interprete el comportamiento de la materia y la energía a través del análisis de sus propiedades y de sus compuestos con el enfoque ciencia-tecnología-sociedad.
Se calcula que en la actualidad se han identificado alrededor de 25 millones de compuestos químicos "mas los que se acumule". Cada uno de esos compuestos tiene un nombre, una fórmula y una estructura específicos, gracias a que se ha diseñado un método para sistematizarlos, nombrarlos y ordenarlos, La Nomenclatura.
Recuerda además que, como te mencionamos en el aula, los elementos químicos pueden formar infinidad de compuestos al enlazarse unos con otros.
La nomenclatura actual considera lo siguiente:
La mayoría de los átomos tienen la propiedad de unirse químicamente formando un enlace
La capacidad de los átomos de un elemento para reaccionar con los de otro elemento está determinada por sus electrones de valencia.
La valencia y el numero de oxidación de cada elemento proporcionan información sobre la manera en que se enlazan los átomos
Los compuesto se consideran eléctricamente neutros
Visita el siguiente enlace para que conozcas este lenguaje y realiza los ejercicios propuestos.
En esta tabla es posible consultar el último nivel
de energía de la configuración electrónica de cada elemento, si como sus
números cuánticos (ver configuración electrónica en este blog). Así mismo nos permite realizar la configuración electrónica de manera mas sencilla.
En la casilla de cada elemento se muestra el símbolo, el número
atómico (abajo a la izquierda) y el valor de la masa atómica (arriba del símbolo).
Los bloques s, p, d y f están señalados en la última fila de
la tabla
En el ángulo superior izquierdo se encuentran los números cuánticos:
·n con valores de 1 hasta 7. Los valores
correspondientes aparecen en la última columna del extremo derecho de la tabla.
·l con valores de 0 para s; 1 para p; 2 para d y
3 para f
·m con valores de 0 para l=0. Para l iguales o
mayores que 1, los valores van de -l a +l pasando por cero. Por ejemplo, para
l=2, los valores de me son -2, -1, 0, +1, +2
·s con valores de +1/2 y -1/2.
Observa la configuración electrónica del calcio y del escandio:
Ca20: 1s2
2s2 2p6 3s2 3p6 4s2
Sc21: 1s2
2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1
¿Cómo obtener la configuración utilizando la tabla cuántica?
Utiliza el siguiente enlace para enterarte como usarla
Realiza una presentación en PowerPoint o un vídeo en el que expliques como se realiza la configuración electrónica utilizando la tabla cuántica. Explica uno de los siguientes elementos P, Fe, Xe, Pt, As, Pd o Eu.
Envía tu presentación o vídeo al correo electrónico que les proporcione en clase.
La distribución de los electrones en diferentes orbitales atómicos
se conoce como configuración electrónica.
Los átomos con números atómicos menores que 20 tienen
configuraciones electrónicas más sencillas.
Los átomos con muchos protones tienen mayor dificultad para
retener a sus electrones más alejados del núcleo. Por esta razón, el tamaño del
átomo es mayor y la distribución de electrones en sus orbitales, es decir, su configuración
electrónica, es más compleja.
El orden en que los electrones ocupan los orbitales, es
decir, su configuración electrónica, está regido por tres reglas:
Los
electrones ocupan orbitales en orden creciente de energía, es decir, primero se
llenan los orbitales de menor energía y después los orbitales con más energía. Este
es el principio de Aufbau.
Un
orbital puede ser ocupado solo por dos electrones con spin de signo contrario. Este
es el principio de exclusión de Pauli.
Cuando
varios electrones ocupan sus diferentes orbitales pero con más de un subnivel
de energético l, los electrones ocupan sus diferentes orbitales pero con diferente spin. Por ejemplo, en el caso de los
orbitales p se van ocupando los x, y, y z con un solo electrón y después, si
hay más electrones, se aparean. Esta es la regla
de Hund.
Observa la siguiente figura en ella se representan todos los
posibles orbitales que puede tener un átomo.
Los electrones, como ves, comienzan por llenar el nivel mas bajo
de energía, el más estable: el 1s. Al aumentar el nivel de energía, se ocupa el
siguiente orbital el 2s, 2p, 3s y si sucesivamente.
Para describir la configuración electrónica de un átomo, al símbolo del elemento se agrega la notación de los orbitales y un exponente que señale el numero de electrones en cada orbital.
El helio tiene un numero atómico de Z de 2. Posee dos electrones y por tanto, solo ocupa el orbital 1s. Su configuración electrónica se escribe:
He: 1s2
El lito tiene tres electrones. Su tercer electrón ya ocupa el
siguiente nivel de energía, el orbital 2s. Su configuración electrónica es:
Li: 1s2 2s1
La configuración electrónica de un elemento es igual que la del
elemento anterior, pero el último electrón
ocupa un lugar diferente. Hay excepciones, pero el orden de los
elementos según su número atómico permite encorar estas particularidades de la
configuración electrónica.
Por ejemplo, para escribir la configuración electrónica de Ca20,
observa la tabla de llenado de niveles y subniveles, y sabiendo que su número atómico
es 20 su notación quedaría así:
Ca: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
4s2
Capacidad máxima en cada tipo de orbital
s
1 orbital
2
electrones
p
3
orbitales
6
electrones (dos en cada uno)
d
5
orbitales
10
electrones (dos en cada uno)
f
7 orbitales
14
electrones (dos en cada uno)
ACTIVIDAD
Escribe en tu cuaderno la configuración electrónica de los siguientes elementos: K, N, Al, Sn, I, Ba, Mn, Cl, Au
Apóyate para este ejercicio del siguiente vídeo.
Y como evidencia en una hoja para entregar:
Realiza la configuración electrónica de los siguientes elementos: Na, Rb, Cl, Mo, Br, P y Xe.
Investiga lo siguiente:
¿Por qué la configuración electrónica tiene una relación directa con las propiedades químicas de los átomos de un elemento?
¿Qué son los electrones de valencia?
¿Qué relación hay entre los electrones de valencia y las características del elemento?
Durante el siglo XIX se realizaron varios intentos para clasificar a los elementos descubiertos hasta entonces, aproximadamente 40.
Entre los primeros intentos de clasificación están las Tríadas de Döbereiner y las Octavas de Newlands. Sin embargo, la clasificación que dio origen a la tabla periódica actual se debe a dos científicos: Lothar Meyer y Dimitre I. Mendeléiev.
Cada uno por su cuenta, sin saber que alguien mas estaba trabajando con el mismo propósito, se dedico a reunir la información existente sobre los elementos y a encontrar la manera de relacionar las masas atómicas con las propiedades de los elementos. La tabla de Mendeléiev se publico un años antes que la de Meyer.
ACTIVIDADES
¿Cuáles fueron los criterios de la clasificación de los elementos realizados por Döbereiner y Newlands?
