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Estructura de la Materia
Facultad de Química - UNAM
6 créditos
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Sitio Web del curso
http://cea.quimicae.unam.mx/Estru/
(Liga: Estructura de la Materia)
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Programa
(Ver liga en la página)
1. Fundamentos de Mecánica
Cuántica.
2. Estructura Atómica.
3. Estructura Molecular.
4. Fuerzas Intermoleculares.
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Bibliografía
• No existe ningún texto que cubra
todos los temas a la profundidad
que requiere el curso.
• Algunos que se acercan:
– Casabó i Gispert, J.; Estructura
Atómica y Enlace Químico. Ed.
Reverté 1996.
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Bibliografía (2)
• Brown, T.L., Le May, H.E. Jr. Y
Bursten, B.E.. Química, la Ciencia
Central. Ed. Prentice Hall, 1998.
• Cruz, Chamizo, Garritz; Estructura
Atómica (Un enfoque químico). Ed.
Adisson-Wesley Iberoamericana,
1987 (Solamente temas 1 y 2).
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Bibliografía (3)
• Chang, R., Química, McGraw-Hill
Interamericana, 1999.
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Evaluación
• Promedio: Tres exámenes parciales
+ departamental
• Más las tareas. Son obligatorias, se
promedian con el examen
correspondiente.
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Conocimientos previos
Todo lo que debía saber antes de
llevar Estructura de la Materia y
no me atreví a preguntar
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Conocimientos previos
• Primeras ideas acerca de la
constitución de la materia.
• Modelo atómico de Dalton.
• Modelo atómico de Thomson.
• Modelo atómico de Rutherford.
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Primeras ideas acerca de
la constitución de la
materia
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Tarea
1. Leer la sección “Elementos y Átomos”
del Capítulo 1 de “La Tabla Periódica”
en la dirección:
http://cea.quimicae.unam.mx/Estru/tabla
/02_Elementos.htm
Y hacer un comentario en un máximo
de una cuartilla.
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¿De qué está hecho el
universo?
Elementos
•Tales de Mileto
(624-546 ane).
Asimov, I. La Búsqueda
de los elementos. Plaza
& Janés. México, 1987.
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Elementos
• Origen de la palabra elemento.
– Del latín: Elementum.
– Algo simple con lo que están hechas las cosas
complejas.
• Grecia clásica.
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El agua
Tales de Mileto :
• “Todo el Universo es agua, es el
origen de todas las cosas”
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El Aire
• Anaxímenes de
Mileto (588-524
ane)
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El fuego
• Heráclito de Efeso
(~540- ~480 ane).
• “Todo es fuego,
elemento creador
y destructor”
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Homeomerías
• ὁμοιομέρεια
• Anaxágoras de Clazómene (500-428 ane).
• Todo está formados por “semillas” y en ellas están contenidas todas las sustancias de la realidad”
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La Apeiron
• Anaximandro de Mileto (611-545 ane).
• “Lo sin fronteras, lo infinito, lo indeterminado es lo que contiene todo y a la vez está contenido en todo”.
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Los elementos de
Empédocles
• Empédocles de
Acragas (611-545
ane).
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Los elementos de
Empédocles (2)
• Agua
• Aire
• Tierra
• Fuego
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Boyle (The Sceptical Chymist,
1661)• “Ahora entendemos por elementos...
ciertos cuerpos primitivos, simples y sin
mezcla; que no se hacen de ningún otro
cuerpo, son los ingredientes de todos los
llamados cuerpos perfectamente
mezclados (compuestos químicos)…”
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El concepto de átomo
• Leucipo de
Mileto (siglo V
ane).
• Demócrito de
Abdera (~460-
~370 ane)
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Lo indivisible
• La materia es discontinua, es decir tiene
un límite de división.
• A las unidades indivisibles se les llamó
átomos. Del griego, que es un prefijo
negativo y que significa cortar.
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Modelo Atómico de Dalton
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Antecedentes
• Leyes ponderales.
– Ley de conservación de la materia.
– Ley de proporciones constantes.
– Ley de proporciones equivalentes.
– Ley de proporciones múltiples.
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Ley de conservación de la
materia
• Mikhail
Vasilyevich
Lomonosov
(1711-1765).
• Antoine Laurent
de Lavoisier
(1743-1794).
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Ley de proporciones
constantes
• Joseph-Louis Proust (1754 - 1826).
• Cuando dos substancias se combinan para dar una tercera los hacen siempre en una proporción constante en peso.
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Ley de proporciones
equivalentes
• Henry
Cavendish
(1731-1810).
• Jeremias
Benjamin
Richter (1762-
1807).
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Ley de proporciones
equivalentes (2)
• Cuando dos substancias se combinan
para dar una tercera lo hacen en una
proporción equivalente en peso.
1g de H
8g de O
79.9 g de
Br3g de C
35.5 g de
Cl
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Ley de proporciones
equivalentes (3)
• Peso equivalente: Cantidad en gramos
que contiene, se combina o desaloja 1
gramo (1.0078 g) de Hidrógeno.
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Ley de proporciones
múltiples
• John Dalton
(1766-1844).
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Ley de proporciones
múltiples (2)
• Cuando dos elementos se combinan para
dar más de un compuesto lo hacen
siempre en una relación de números
enteros (pequeños).
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Óxidos del N
Dalton
• NO
• NO2
• NO3
• NO4
• NO5
Actual
• N2O
• N2O2 (NO)
• N2O3
• N2O4 (NO2)
• N2O5
• N2O7
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Modelo atómico de Dalton
(1808)
1. Toda la materia está formada por átomos.
2. Los átomos de un elemento son idénticos en todas sus propiedades, incluyendo el peso.
3. Diferentes elementos están hechos a partir de átomos distintos.
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Modelo atómico de Dalton (2)
4. Los compuestos están formados por átomos de diferente tipo.
5. Los átomos son indivisibles.
6. Los átomos se combinan en las proporciones numéricas más simples: 1:1, 2:1, etc.
7. Los cambios químicos son cambios en las combinaciones de los átomos entre sí.
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Limitaciones
• Confundió lo que ahora conocemos como
“peso atómico” con el “peso
equivalente”.
• Y según su hipótesis de máxima
simplicidad si dos elementos forman un
sólo compuesto, éste tendrá un átomo de
cada elemento.
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Óxidos del N
Dalton
• NO
• NO2
• NO3
• NO4
• NO5
Actual
• N2O
• N2O2 (NO)
• N2O3
• N2O4 (NO2)
• N2O5
• N2O7
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Limitaciones (2)
• Entonces, no puede explicar la Ley de
Volúmenes de Combinación de Gay-
Lussac
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¿Y la Ley de Conservación de la Materia?
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Amadeo Avogadro (1776-1855)
Concepto de molécula - 1811