quimica_s1_8

8/11/2019 Quimica_S1_8

1/90

1UNI 2014 - II QUMICA

LA QUMICA

QUMICA

DESARROLLODEL TEMA

Qu estudia la qumica?

La Qumica se conoce como la ciencia que analiza la

composicin, las propiedades y la estructura de los diferentes

tipos de materia, as como los cambios que experimenta y

la energa asociada a ellos. Los cambios qumicos y la energa

que producen son tan importantes que han encontrado

aplicacin en diversos campos profesionales como la ingeniera

(aceros inoxidables, pinturas), la arquitectura (ladrillos,

vidrios), en medicina (vacunas, sueros, antibiticos), en la

agricultura (fertilizantes e insecticidas)

En general, se puede decir que la mayor parte de las

actividades del gnero humano reciben apoyo de la qumica

para desarrollarse.

En la actualidad se conocen varias ciencias (ramas de la

qumica) que tienen una relacin ntima entre ellas. Algunos

ejemplos de estas ciencias son:

Qumica Inorgnica: estudio de los elementos qumicos y

sus compuestos, excepto el carbono (qumica de los

minerales)

Qumica Orgnica: estudia los compuestos del carbono

(derivados de seres vivos y del petrleo).

Qumica Analtica: tiene como fin la identificacin (anlisiscualitativo), separacin y determinacin cuantitativa (anlisis

cualitativo) de la composicin de las diferentes substancias.

Fisicoqumica:estudia, fundamentalmente, la estructura

de la materia, los cambios energticos, las leyes, los principios

y teoras que explican las transformaciones de una forma

de materia a otra.

Bioqumica:estudia a las substancias que forman parte de

los organismos vivos (metabolismos celulares).

Sin embargo, debido al desarrollo tan grande que ha tenido

la qumica en los siglos XIX y XX, ha sido necesario ampliar el

nmero de ramas, entre las que se encuentran: la

electroqumica, la qumica nuclear, la petroqumica, la

radioqumica, la nanotecnologa, la biotecnologa y otras ms.

EL MTODO CIENTFICO

Consiste en ?jar la atencinen un hecho o suceso denuestro entorno.

E s l a b s q u e d a d einformacin en libros yo t r a s f u e n t e s p a r aencontrar una base que nosp e r m i t a p r o p o n e rexplicaciones atinadas

S o n l a s p o s i b l e sexplicaciones al fenmenoobservado. La hiptesis esuna suposicin inteligenteq u e e s n e c e s a r i ocomprobar

Una ley cient?ca es una

generalizacin concisa, queresume los resultados deuna ampl ia gama deo b s e r v a c i o n e s yexperimentos

E n e s t e p a s o s ecomprueban las hiptesis,con las que no veri?can sesacan otras hiptesis. Lose x p e r i m e n t o s n o sproporcionan datos quesometemos a un anlisis. Enrealidad, la experimentacines una observacin mas,pero debidamente

Es una explicacin ampliaacerca de un hecho ofenmeno. Las teoraspueden ser rebatidas con eltiempo.

OBSERVACIN

RECOPILACION DE DATOS

PLANTEAMIENTO DE LEYES

HIPTESIS

EXPERIMENTO

TEOR A

8/11/2019 Quimica_S1_8

2/90


LA QUMICAExigimos ms!

I. MATERIAEs toda realidad objetiva que impresiona nuestros sen-

tidos, tiene masa y ocupa un lugar en el espacio.

A. Masa

Es la medida de la inercia de un

material, debido a la cantidad

de materia que posee.

B. Energa

Es la otra forma de existencia en el universo. Se

plantea la equivalencia siguiente:

m masa

2E mc= c Velocidad de la luz en el vaco.

E energa equivalente

Ejemplo del mtodo cientfico

Imagina que te sientas en el sof dispuesto a ver un rato la

televisin y al apretar el mando a distancia, no se enciendela tele. Repites la operacin tres veces y nada. Miras si elmando est bien, cambias las pilas y sigue sin encenderse latv. Te acercas a la tv y pruebas directamente con susmandos, pero siguen sin funcionar. Compruebas si est

desconectada, pero est conectada y sin embargo nofunciona. Buscas interruptores de la sala y no se enciendenlas luces. Compruebas en otras habitaciones y tampoco.Sospechas que el problema est en la caja de los plomos

central. Vas inspeccionarla y haba saltado. Reconectas ytodo funciona...

Este proceso sigue una estrategia que desarrollamos muchasveces de manera inconsciente en la vida cotidiana y que se

asemeja mucho al mtodo cientfico

1. Observacin: detectas el problema de que nofunciona la TV

2. Hiptesis

a) Primera hiptesis: quizs no he apretado bien losbotones del mando o no he apuntado bien a la TV.

b) Segunda hiptesis: no funcionan las pilas del mando.c) Tercera hiptesis: el problema est en los mandos

del televisor o en la conexin.

d) Cuarta hiptesis: la caja de plomos no funciona

3. Experimentacin: Se comprueba cada una de las

hiptesis

4. Teora: Se ha quemado el plomo de la caja de fusibles

La diferencia de este ejemplo con el mtodo cientfico

es que este es ms sistemtico y explicito que en

nuestra vida cotidiana y esto es necesario para que no

se pierda informacin importante en el anlisis que se

hace.

C. Estados de agregacin fsica de la materia

Se tienen las siguientes caractersticas

D. Plasma

Es el estado de la materia ms abundante del univer-

so, existe a temperaturas mayores de 10

4

C formadopor una mezcla de cationes y electrones, se encuen-

tra en una estrella viva (sol), supernova, pulsar.

E. Condensado de Bose - Einstein

Es el quinto estado de la materia a una temperatura

muy baja en la cual los slidos adoptan su mejor

cristalizacin y la impureza tiende a ser nula, en l la

sustancia estar en su estado ms puro.

8/11/2019 Quimica_S1_8

3/90


Exigimos ms!LA QUMICA

III. PROPIEDADES DE LA MATERIA

A. De acuerdo a su amplitud

1. Propiedades generales

Se cumple para cualquier clase de materia.

Extensin

La Tierra ocupa un lugar en el espacio.

Impenetrabilidad

Jams la Tierra y Marte podran ocupar el

mismo lugar a la vez.

Inercia

La Tierra respecto al Sol guarda una inercia

de movimiento y una mesa respecto a la Tierra

guarda una inercia de reposo.

Divisibilidad

Los diferentes tamaos de materia.

2. Propiedades particulares o especficas

a. Para slidos

Ductilidad:hilos metlicos: Ag, Au, etc.

Maleabilidad: lminas metlicas: Fe,

Al. Elasticidad: esponja, resortes, globos.

Plasticidad: jabn, plomo, estao, etc.

Dureza:Resistencia al rayado.

Ejemplo: El diamante es el ms duro de

todas las sustancias existentes en la

Tierra, en cambio el talco es el menos

duro.

Tenacidad:resistencia a la rotura. Ejem-

plo: El hierro es tenaz, el diamante es

frgil.

b. Para lquidos

Viscosidad:resistencia de un lquido a

fluir. Ejemplo: El aceite es viscoso, mientras

que el agua es muy fluido.

Tensin superficial: resistencia de una

superficie lquida a la intromisin de un

cuerpo extrao. Ejemplo: Una araa cami-

nando sobre la superficie del agua.

c. Para gases

Compresibilidad

Facilidad con la que un gas puede ser

comprimido, lo que no sucede con l-

quidos o slidos.

Expansibilidad

Todo gas trata de ocupar el mximo vo-

lumen que le sea posible.

B. De acuerdo al tamao de la muestra

1. Propiedades extensivas

Depende del tamao de la muestra. Son aditivas

Ejemplo: El volumen, la fuerza, capacidad calorfica,

inercia, entropa.

2. Propiedades intensivas

No dependen de la masa. No son aditivas

Ejemplo: La ductilidad, temperatura de ebullicin,elasticidad, dureza, etctera.

IV. CLASIFICACIN DE LA MATERIA

A. Sistema

Porcin del Universo que es objeto de estudio.

Ejemplos:

Sistema Planetario Solar.

El motor de un carro.

Una casaca.

II. CAMBIOS DE ESTADO FSICO DE LA MATERIA

8/11/2019 Quimica_S1_8

4/90



B. Cuerpo

Forma limitada y geomtricamente definida de ma-

teria, formada por la unin de sustancias.

Ejemplo:

Cuerpos

Botn de plstico

Vaso de vidrio

Clavo de fierro

C. Sustancia

Es la unin de elementos de igual o diferente natu-

raleza, se representan por un smbolo o frmula,

hay 2 clases:

Sustancia simple

Formada por una sola clase de elemento.

Ejemplo:

Sustancia simple Frmula

Oxgeno O2Ozono O3Cloro

2CAzufre rmbico S

8Azufre monoclnico S

Sustancias alotrpicas

Son sustancias simples de un mismo elemento,

en el mismo estado fsico, pero con diferente

frmula o estructura cristalina.

Ejemplos:

O2(g) y O3(g)S8(s) y S(s)P4(s) y P(s)

D. Elemento

Conjunto de tomos con igual nmero de protones,

se reconocen por su smbolo.

Ejemplo: oxgeno: O; hidrgeno: H

V. FENMENOAcontecimiento que provoca cambios en la estructura

de la materia.

A. Fenmeno fsico

Cambia slo la estructura fsica (externa) de la ma-

teria.

Ejemplo:

Disolver azcar en agua.

Hervir el agua para que pase de lquido a vapor.

B. Fenmeno qumico

Cambia la identidad qumica de la materia, convierte

a una sustancia en otra.

Ejemplo:

Quemar papel.

Encostramiento de la sangre.

Digestin de los alimentos.

Cocer un huevo.

C. Fenmeno nuclear

Cambia la identidad nuclear de la materia, o sea

cambia la naturaleza de los elementos que consti-

tuyen la materia inicial, con gran desprendimiento

de energa.

Ejemplo:

Lo que ocurre en la bomba atmica

235 1 144 89 192 0 56 36 0U+ n Ba + Kr + 3 n+ energa

Un tomo de uranio al chocar con un neutrn,

su ncleo se rompe en 2 ncleos ms pequeos:

Bario y Kriptn y 3 neutrones, liberndose una

gran cantidad de energa.

Lo que ocurre en las entraas del Sol (el hidr-

geno se convierte en Helio).

2 3 41 1 2H H He Energa n+ + +

Sustancia compuesta o compuesto qumico:Formada por 2 ms clases de elementos.

8/11/2019 Quimica_S1_8

5/90



DIVISIN DE UN CUERPO

Se logra por diferentes medios cada vez ms sofisticados hasta un lmite de divisin, veamos:

I. UNIN DE SUSTANCIAS

A. Reaccin qumica de sustancias

Es la unin de 2 ms sustancias, en proporciones

fijas y definidas, tal que las propiedades qumicas

de los productos son diferentes a las de los reac-

tantes, se reconocen por una ecuacin qumica.

2 2 22H O 2H O+ : Formacin del agua. 2 2 32SO O 2SO+ : Formacin del anhdrido sul-

frico.

2 3 2 4H O SO H SO+ : Formacin del cido sulfrico.

B. Mezcla de sustancias

Es la unin de 2 ms sustancias en proporciones

variables, tal que las propiedades qumicas de stas

permanecen inalterables hasta el final del proceso;

no presentan ecuacin qumica; puede ser de 2 clases:

1. Mezcla homognea o solucin

Aquella donde un componente (soluto) se hadisuelto completamente en otro (solvente), tal

que no pueden ser diferenciados ni con la ayuda

del ultramicroscopio, presentan una sola fase.

Ejemplo:

Componentes:

* Soluto : NaC

* Solvente : H O2

Constituyentes son los elementos: Sodio,

Cloro, Hidrgeno y Oxgeno.

el agua salada es una solucin monofsica,

binaria y tetraelemental.

2. Mezcla heterognea

Aquella donde un componente (Fase Dispersa:

F.D.) no se puede disolver en otro (Medio Dis-

persante: M.D.) a lo ms se dispersar en dicho

medio, por lo que pueden ser observadas a sim-

ple vista, o con ayuda del microscopio (Mezcla

heterognea fina).

Ejemplo:

8/11/2019 Quimica_S1_8

6/90



Analizando

Componentes: (son las sustancias)

Fase dispersa (F.D.): SiO2

Medio dispersante (M.D.): H2O

Constituyentes: (son los elementos) Silicio

(Si); Oxgeno (O); Hidrgeno (H)

el sistema es heterogneo, difsico, binarioy trielemental.

II. ENERGA

Adems es capaz de realizar un trabajo. La energa

puede ser de diferentes clases, dependiendo de la

fuente que lo genera, as tenemos:

A. Relacin energa - masa (Einstein)

2E m c=

E: Energa liberada o absorvida.

m: Masa que se convierte en energa energa

que se convierte en masa.

c: Velocidad de la luz en el vaco.

5 8 10km m cmc = 3 10 = 3 10 = 3 10

s s s

B. Unidades de energa

1 Ergio2

2

g.cm(erg) =1

s

1 Joule = =2

72

m(J) 10 erg 1kg

s

1 calora (cal) = 4,186 J

1 electrn voltio (eV)

1 eV = 12 191,6 10 erg =1,6 10 J

II. MTODOS FSICOS DE SEPARACIONDE MEZCLASTAMIZADO.

Separacin de dos solidos por la diferencia de tamaos

Luego

FILTRACION.

Consiste en separar o retener partculas slidas de un

lquido por medio de una barrera, la cual puede consistir

de mallas, fibras, material poroso (papel filtro) o un

relleno slido.

CENTRIFUGACION.Consiste en separar slidos de lquidos donde el slido

es visible pero muy pequeo observndose el lquido

turbio, para lograr la separacin se utiliza una

centrifugadora, la cual imprime a la mezcla un movimiento

rotatorio con una fuerza de mayor intensidad que la

gravedad, provocando la sedimentacin del slido o de

las partculas de mayor densidad.

La centrifugacin es el mtodo usado para separar el

plasma de la sangre, para la fabricacin de azcar,

separacin de sustancias slidas de la leche y en anlisis

qumicos de laboratorio (sangre y orina).

CENTRIFUGACIN

CENTRIFUGACI N

Antes Despus

8/11/2019 Quimica_S1_8

7/90



DECANTACION.

Consiste en separar componentes que contienen diferentes

fases (por ejemplo, 2 lquidos que no se mezclan, slido y

lquido, etc.) siempre y cuando exista una diferencia

significativa entre las densidades de las fases.

La Separacin se efecta vertiendo la fase superior (menos

densa) o la inferior (ms densa).En el caso de separar dos lquidos inmiscibles, se usa para

esto la pera de decantacin

embudo de decantacin

aceite

agua

tubo estrecho de goteo

DESTILACION.

Consiste en separar dos liquidos miscibles basndose en las

diferencias en los puntos de ebullicin de los lquidos. Cabe

recordar que un compuesto de punto de ebullicin bajo se

considera voltil en relacin con los otros componentes

de puntos de ebullicin mayor y por lo tanto tendr una

presin de vapor alta.

CROMATOGRAFIA.

La cromatografa engloba a un conjunto de tcnicas de

anlisis basadas en la separacin de los componentes de

una mezcla y su posterior deteccin.

Las tcnicas cromatogrficas son muy variadas, pero en todas

ellas hay una fase mvilque consiste en un fluido (gas o

lquido) que arrastra a la muestra a travs de una fase

estacionariaque se trata de un slido o un lquido fijado

en un slido.

Los componentes de la mezcla interaccionan de distinta

forma con la fase estacionaria y con la fase mvil. De este

modo, los componentes atraviesan la fase estacionaria a

distintas velocidades y se van separando.

Por ejemplo, para separar los componentes de una mezcla

desconocida M que suponemos est formada por dos

sustancias A y B, se coloca una gota de esta muestra

sobre el papel a lo largo de la lnea tal como muestra la

figura

Papel filtro ofase

estacionaria

M

Se sumerge la parte inferior de este papel en una solucin

o fase mvil, esta atraer a uno o a los dos componentes

de la muestra al ir ascendiendo mojando el papel pero a

diferentes velocidades de arrastre, quedando separada la

mezcla.

Despus que se ha realizado la cromatografa de papel,

observamos lo siguiente:

Componente A

Componente B

Fase mvil que vaascendiendo mojando papel

CRISTALIZACION.

Este mtodo se utiliza para separar una mezcla de slidos

que sean solubles en el mismo disolvente pero con diferente

grado de solubilidad en el disolvente. Una vez que la mezcla

est disuelta, puede calentarse para evaporar parte de

disolvente y as concentrar la disolucin.

La eliminacin continua del solvente provocara que lasolucin se sature para el slido menos soluble, precipitando

o cristalizando este compuesto, con lo cual se logra su

separacin del lquido.

Solucin saturada deNaCl en proceso de

evaporacin del solvente

La parte oscurarepresenta el NaCl

slido que va precipitando

8/11/2019 Quimica_S1_8

8/90



Problema 1

Seale la alternativa que presenta la

secuencia correcta, despus de deter-

minar si las proposiciones son verda-

deras (V) o falsas (F):

I. El aire es una sustancia.

II. El grafito y el diamante son formas

alotrpicas del mismo elemento.

III. Una solucin es un sistema homo-

gneo.

UNI 2010-II

A) VVV B) VVF

C) VFV D) FVV

E) FFV

Resolucin:

Anlisis de los datos

I. Falso (F)

El aire es una mezcla homognea.

II. Verdadero (V)

El carbono en forma natural pre-

senta dos tomos que son el dia-

mante (cbico) y el grafito (hexa-

gonal).

III. Verdadero (V)

Toda solucin es un sistema ho-

mogneo, es decir, monofsico.

Respuesta: D)FVV

Problema 2

Las sustancias poseen propiedades y su-

fren cambios fsicos y qumicos. Al res-

pecto, marque la alternativa correcta.

UNI 2011-I

A) La temperatura de un sl ido es

una propiedad extensiva.

B) El volumen de un lquido es una

propiedad intensiva.

C) Al frer un huevo, en aceite calien-

te, ocurre un cambio qumico.

D) La erosin de las rocas es un fen-

meno qumico.

E) La disolucin de la sal de cocina en

agua es un cambio qumico.

Resolucin:

Ubicacin de incgnita

Veracidad de las proposiciones

A) Falso:

La temperatura es una propiedad

intensiva de la materia por que no

depende de la cantidad de materia.

B) Falso:

El volumen es una propiedad ex-

tensiva de la materia por que de-

pende de la cantidad de materia.

C) Verdadero:

Al freir un huevo existe un cambio

qumico.

D) Falso:

La erosin es el deterioro de la su-

perficie por friccin del viento y las

lluvias, siendo asi un cambio fsico.

E) Falso:

La dilucin es un cambio fsico.

Respuesta: C) Al frer un huevo, en

aceite caliente, ocurre un cambio

qumico.

problemas resueltos

8/11/2019 Quimica_S1_8

9/90


ESTRUCTURA ATMICAACTUAL

QUMICA

I. ESTRUCTURA DEL TOMO

A. En el ncleo

Se encuentran los nucleones positivos (protones) y nucleones neutros (neutrones), el ncleo posee cargapositiva y concentra el 99,99% de la masa del tomo, pero su dimetro es diez mil veces menor que el del tomo.

B. En la zona extranuclear

Se encuentran los electrones; la envoltura electrnica posee carga negativa y ocupa el 99,9% del volumen del

tomo, su dimetro es aproximadamente 104 veces mayor que el ncleo.

Los corpsculos o partculas fundamentales del tomo son:

Pro tones (p+). Neutrones (n). Electrones (e).Llamadas as porque con ellas se comprenden la mayora de los fenmenos atmicos e intraatmicos.

C. Caractersticas de los corpsculos subatmicos

II. NCLEO ATMICO (NCLIDO)

A. Nmero Atmico (Z)

Carga nuclear, identifica a los tomos de un ele-

mento.

Z #p+=

Para un tomo neutro: #p #e z+ = =

B. Nmero de masa (A)

Es el nmero de nucleones fundamentales.

A z n= +

III. CORPSCULOS ELEMENTALESSon aquellas partculas que no se dividen en otras.

Los Quarks. Los Leptones.

DESARROLLODEL TEMA

8/11/2019 Quimica_S1_8

10/90


ESTRUCTURA ATMICA ACTUALExigimos ms!

En 1990 los fsicos norteamericanos Fridman, Kendal yel canadiense Taylor establecieron que los "Quarks" sonlas mnimas expresiones de materia hasta ahora en-

contrados.

A. Un protn

B. Un neutrn

C. Partculas subatmicas

En la actualidad se conocen la existencia de msde 232 partculas subatmicas, de las cuales men-

cionaremos algunas.

1. Fotn

No tiene Quark (masa en reposo es cero).

2. Leptones

Son partculas de masa muy pequea, estas son:

Electrn (e)Neutrino ( 0 , t , u ) t TAUN u MUN

3. Hadrones

Son partculas constituidas por Quarks, se agru-pan en:

Mesones, son partculas de masa ligera yestn constituidas por un Quark y un anti-quark (q q) as tenemos:

PIN +( ; ; ) MESON KAN (K)

Bariones, son partculas pesadas y estnconstitudas por tres Quarks, as tenemos:Protn (p+) Alfa ( )

Neutrn (n) Sigma ( )Lambda ( ) Omega ( )

C. Representacin de un nclido

EA

z EA

z

x E

A

z

x

EA

z

x+

Catin

EA

z

x

tomo neutro In

E = Smbolo qumico del tomo del elementoqumico.

X = carga inica del tomo.

D. Especies atmicas

Se llaman as al conjunto de nclidos que poseen

igual nmero de nucleones positivos o neutros, de-

pendiendo ello de su naturaleza.

Especies Ejemplo

Istopos

(Hlidos)

Isbaro

Istonos

Z

A

n

Cl35

17 Cl37

17

Cd114

48 In114

49

K39

19 Ca40

20

Fsicas

Qumicas

Algunas

FsicasQumicas

FsicasQumicas

8/11/2019 Quimica_S1_8

11/90


Exigimos ms!ESTRUCTURA ATMICA ACTUAL

1. Istopos del hidrgeno

Catin

Problema 1

El nmero de masa de un elementoes 238 y su nmero atmico es 92. Elnmero de protones que existe en el

ncleo de este elemento es:

UNI 70

UNI 2010-I

A) 238 B) 92 C) 146

D) 330 E) Faltan datos

Resolucin:Definicin:

El nmero atmico (Z) nos indica lacantidad de protones que existe en el

ncleo del tomo.

Z 92 # p 92+ = =

Respuesta: B) 92

Problema 2

De las siguientes configuraciones

electrnicas indique la incorrecta:

UNI 84

UNI 2010-I

A) F (Z = 9) 1s22s22p6

B) 2 2 6 2 2 2 1x y zC (Z 17)1s 2s 2p 3s 3p 3p 3p

=

C) Ca (Z = 20) 1s22s22p63s23p64s2

D) Ar (Z = 18) 1s22s22p63s23p6

E) 2 2 6 2 6 2 10 2 2 1x y zBr(Z 35)1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 4p 4p=

Resolucin:

El 117C

posee 18

1 2 2 6 2 617

2 2 6 2 2 2 2x y z

C 1s 2s 2p 3s 3p

1s 2s 2p 3s 3p 3p 3p

Respuesta: B) 2 2 6 2 2 2 1x yC (Z 17)1s 2s 2p 3s 3p 3p 3p=

problemas resueltos

Problema 3

El cloro natural tiene nmero atmico17 y su masa atmica 35,5. Cuntos

protones tiene en su ncleo?

UNI 84

UNI 2010-I

A) 7B) 17C) 18,5D) 23E) 35,3

Resolucin:Definicin: El nmero atmico (Z) nos

indica la cantidad de protones.

Z = #p+ = 17

#p = 17

Respuesta: B) 17

8/11/2019 Quimica_S1_8

12/90

8/11/2019 Quimica_S1_8

13/90

UNI 2014 - II QUMICA

NMEROS CUNTICOSExigimos ms!

B. Nmero cuntico secundario azimutal o de mo-

mento angular (l)

Indica la forma del orbital; para el electrn nos indica

el subnivel donde se encuentra.

0, 1, 2, ....(n 1)=

= 0 s= 1 p

= 2 d

= 3 f

C. Nmero cuntico magntico (ml)

Indica la orientacin que tiene el orbital en el espacio.

m ;........; 0; ........= +

D. Nmero cuntico espin o giro (ms)

Indica la rotacin del electrn alrededor de su eje

magntico.

m = / m = -s +1 2 1 2/s

Ejemplo:Los N.C. del ltimo electrn del subnivel 6d7.

12n 6 2 m 1 m= = = = s

(6, 2, 1, 1/2)

Principio de exclusin de Pauli

En un mismo tomo jams pueden existir 2 econ los

4 N.C. iguales por lo menos se diferencian en su espn.

Ejemplo:

4Be 1S 2S2 2

2S

Observemos

13

8/11/2019 Quimica_S1_8

14/90



III. CONFIGURACIN ELECTRNICAEscribir la configuracin electrnica de un tomo consiste

en indicar cmo se distribuyen sus electrones entre los

diferentes orbitales en las capas principales y las

subcapas. Muchas de las propiedades fsicas y qumicas

de los elementos pueden relacionarse con las

configuraciones electrnicas.

Esta distribucin se realiza apoyndonos en tres reglas:

energa de los orbitales (Principio de Construccin),

principio de exclusin de Pauli y regla de Hund.

1. Principio de construccin progresiva o

aufbau

Aufbau es una palabra en alemn que significa

construccin progresiva; utilizaremos este principio

para asignar las configuraciones electrnicas a los

elementos es decir el orden energtico creciente

como se colocan los electrones en el tomo.

Entonces para distribuir a los electrones alrededor

del ncleo en un tomo mult ielectrnico,

considerando para esto la energa relativa creciente

(ER = n + ), los electrones van ocupando los

orbitales de forma que se minimice la energa del

tomo. El orden exacto de llenado de los orbitales

se estableci en forma experimental, principalmente

mediante estudios espectroscpicos y magnticos,

y es el orden que debemos seguir al asignar las

configuraciones electrnicas a los elementos.

En un determinado tomo los electrones van

ocupando, y llenando, los orbitales de menor energa;cuando se da esta circunstancia el tomo se

encuentra en su estado fundamentalo basal. Si

el tomo recibe energa, alguno de sus electrones

ms externos pueden saltar a orbitales de mayor

energa, pasando el tomo a un estado excitado.

Los electrones que se sitan en la capa electrnica

del nmero cuntico principal ms alto, los ms

exteriores, se denominan electrones de valencia.

2. Regla de Moller o regla del serrucho

Es el mtodo utilizado para hacer una configuracin

electrnica. Consiste en ordenar a los electronesde un sistema atmico de acuerdo al principio de

formacin de AUFBAU (construccin) es decir de

menor a mayor energa.

Se debe observar que en este ordenamiento

energtico hay electrones que se encuentran mas

cerca al ncleo pero que tienen mayor energa que

electrones mas alejados del ncleo, por lo tanto la

configuracin electrnica no indica en muchos casos

el alejamiento del electrn respecto del ncleo.

Nivel 1 2 3 4 5 6 7 ...

K L M N O P ...S

U

B

N

I

VE

L

N de epor nivel(prctico)

2 8 18 32 32 18 8

Q

92

92

92

92

92

92

92

p6 p6 p6 p6 p6 p6

d10 d10 d10 d10

f14

f14

MTODO PRCTICOEl orden creciente de energa de los subniveles se puede

hacer considerando la primera letra de las siguientes palabras:

si sopa sopa se da pensin se da pensin se fue de paseose fue de paseo

Observar que:

Subnivel nivel donde comienzas 1p 2d 3f 4

Entonces, se coloca los niveles para cada subnivel de

izquierda a derecha de forma correlativa

1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d,

6p, 7s, 5f, 6d, 7p

Ejemplos

Hacer la configuracion de un element cuyo Z=15:

Primero se coloca los subniveles siguiendo la nemotecnia:s s p s p s d p

Luego se colocan los niveles:1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p

Finalmente se colocan los electrones en cada subnivel hasta

completar los 15 que indica el Z, los subniveles que sobran

se eliminan.

Z=15:1s2

2s2

2p6

3s2

3p3

Otros ejemplos:

Z= 26: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6

Z= 37: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1

Configuracin de LewisAl efectuar la configuracin electrnica de Lewis se debe

elegir el gas noble cuyo nmero atmico sea menor pero

ms cercano al nmero atmico del tomo del cual se va a

efectuar su configuracin electrnica

14

8/11/2019 Quimica_S1_8

15/90



Nivel del Config. del Config. que sique al

gas nobel gas noble gas noble

1er [2He] 2s 2p

2do [10

Ne] 3s 3p

3er [18Ar] 4s 3d 4p

4to [36Kr] 5s 4d 5p5to [

54Xe] 6s 4f 5d 6p

6to [86

Rn] 7s 5f 6d 7p

Ejemplos

Z= 46: . .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .

Z= 110: . .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..

OBSERVACIN:

Los subniveles que presentan todos sus orbitales llenos son

estables y tambin aquellos que tienen todos sus orbitalessemillenos. Una combinacin de orbitales llenos y semillenos

o semillenos y vacos son inestables.

Configuracin de ionesPara hacer la configuracin de un ion se recomienda primero

hacer la configuracin del tomo neutro y luego se quita o

agrega electrones del ultimo nivel.

Ejemplo:

Hacer la configuracin del21

Sc2+:

Primero se hace la configuracin del tomo neutro:

21Sc: [Ar] 4s2 3d6

Como pierde 2 electrones, estos salen del mximo nivel, es

decir del 4s, entonces:

21Sc2+: [Ar] 4s0 3d6, o tambin [Ar] 3d6

Especies isoelectrnicas

Dos o ms especies sern isoelectrnicas si tienen igual

configuracin electrnica y tambin igual cantidad deelectrones.

19K: [Ar] 4s1

21Sc2+: [Ar] 4s23d1 [Ar] 4s03d1

22Ti3+: [Ar] 4s23d2 [Ar] 4s03d1

Como el 21Sc2+ y el 22Ti

3+, tienen igual configuracin

electrnica, entonces son isoelectrnicos

tomos paramagnticosUna sustancia es paramagntica si es dbilmente atrado

por un campo magntico. Esto se debe a la presencia de

electrones desapareados

Ejemplo:

13Al: [Ne] 3s23p3, tiene 1 electrn desapareado

23V: [Ar] 4s23d3, tiene 3 electrones desapareados

Observacin:El tomo con mayor nmero de electrones desapareados

ser ms paramagntico, entonces el Vanadio es ms

paramagntico que el Aluminio.

tomos diamagnticosUna sustancia es diamagntica si es dbilmente rechazada

por un campo magntico. Esta propiedad se presenta

generalmente cuando todos los electrones estn apareados.

Ejemplo:

20Ca: [Ar] 4s2

Configuracin en estado basal o fundamentalEs la configuracin que se hace en base al principio de

construccin progresiva.

Ejemplo

11Na: 1s22s22p63s1

Configuracin en estado excitadoCuando un tomo absorbe energa, uno o ms electrones

del ltimo nivel pasan a niveles superiores, quedando el

tomo con mayor energa, entonces tendr en este

momento una estructura en estado excitado y por lo tanto

ser inestable.

Ejemplo:

11Na: 1s22s22p64s1

Observe que el electrn del 4s debi primero colocarse en

el 3s, este electrn absorbi energa colocndose en este

subnivel, entonces la configuracin est en estado excitado

quedando inestable.

Anomalas en la configuracin para tomos neutros1. Algunos elementos no pueden terminar su

configuracin electrnica en d4 o d9, esto se debe a

que siendo d5 y d10 las dos formas ms estables del

subnivel d, el tomo, y como todo en el universo,

busca ser estable, es decir tener mnima energa y

consigue estas formas ms estables liberando energa,

para esto pasa un electrn del ns al (n-1)d, con lo cual

est pasando 1 electrn de un nivel ms alejado hacia

un nivel ms cercano al ncleo, liberando energa en

este trnsito.

15

8/11/2019 Quimica_S1_8

16/90



Inestable estable

ns2(n 1)d4

pasa 1 e

ns1(n 1)d

5

ns2(n 1)d9

pasa 1 e

ns1(n 1)d10

Ejemplo:

Inestable estable

24Cr: [Ar] 4s23d4 [Ar] 4s13d5

47Ag: [Kr] 4s23d9 [Kr] 4s13d10

Hay algunos elementos pueden terminar en d4o d9:

41Nb: [Kr] 5s14d4

74W: [Xe] 6s24f145d4

78Pt: [Xe] 6s14f145d9

Observacin:

Para los iones no se aplica estas anomalas

Ejemplo: hacer la configuracin del 24Cr2+:

Primero hacemos la configuracin del tomo neutro: [Ar]

4s23d4

Luego estabilizamos: 24Cr: [Ar] 4s13d5

Finalmente sacamos los electrones del mximo nivel:24

Cr2+:

[Ar] 4s03d4

1. Hay otras anomalas como:

Segn el principio Realmente es:

de construccin

a) 44Ru: [Kr] 5s24d6 [Kr] 5s14d7

b) 45Rh: [Kr] 5s24d7 [Kr] 5s14d8

c) 46Pd: [Kr] 5s24d8 [Kr] 4d10

2. Hay algunos elementos que primero colocan 1 electrn

el subnivel d de un nivel antes de colocar electrones

en el subnivel f del anterior nivel.

Segn el principio Realmente es:

de construccin[Xe] 6s25d1 57La: [Xe] 6s

24f1

[Xe] 6s24f15d1 58Ce: [Xe] 6s24f2

Problema 1

Qu puede afirmarse acerca del es-

tado fundamental o basal del in V3+?

UNI 2011-I

A) Hay 1 electrn no apareado por lo

que el in es paramagntico.B) Hay 3 electrones no apareados por

lo que el in es diamagntico.

C) Hay 2 electrones ni apareados por

lo que el in es paramagntico.

D) Hay 5 electrones apareados por lo

que el in es diamagntico.

E) Hay 5 electrones no apareados por

lo que el in es paramagntico.

Resolucin:

Anlisis de los datos o grficos

Se tiene el in 23V3+el cual se esta-blece su C.E. en su estado basal.

Operacin del problema

[ ] 2 323 : Ar 4s 3d

Conclusin y respuesta

Especie paramagntica

De las alternativas la clave C es la que

cumple.

Respuesta: C) Hay 2 electrones ni

apareados por lo que el in es

paramagntico

Problema 2

Cules de las siguientes especies qu-

micas son paramagnticas?

I. 440Zr +

II. 37Rb

III.4

32Ge +

UNI 2011-II

A) I y III

B) II y III

C) Solo I

D) Solo II

E ) Solo III

Resolucin:


Paramagnetismo y diamagnetismo


Las especies paramagnticas tienen

electrones desapareados y las diamag-

nticas no tienen electrones desapa-

reados, entonces de lo que se pide

hay que determinar que especies tie-nen electrones desapareados.


I. [ ]

[ ]

2 2 440 40Zr : Kr 5s 4p Zr :

Kr Diamagntico

+

II. [ ] 137Rb : Kr 5s Paramagntico

III. [ ]

[ ]

2 10 2 432 32

10

Ge : Ar 4s 3d 4p Ge :

Ar 3d Diamagntico

+

Conclusiones y respuesta

Solo el 37Rb es paramagntico.

Respuesta: D) Solo II

Problema 3

La configuracin electrnica del 358Ce +

es:

UNI 2011-II

A) [Xe] 5s2 B) [Xe] 6s1

C) [Xe] 5d1 D) [Xe] 4f 1

E) [Xe] 5p1

problemas resueltos

16

8/11/2019 Quimica_S1_8

17/90



Resolucin:


Del tema de configuracin electrnica


[ ] 2 1 158Ce : Xe 6s 4f 5d

Operacin del problemaLuego al perder 3es, estos salen del

ltimo nivel, entonces queda:

[ ]3 158Ce : Xe 4f +


En esta configuracin del Ce se debecolocar primero un electrn en el

subnivel "d" y luego se va completan-

do el subnivel "f"; la respuesta es:

Mtodo prctico

Respuesta: D) [Xe] 4f1

17

8/11/2019 Quimica_S1_8

18/90


TABLA PERIDICA

QUMICA

de propiedades semejantes quedaban ubicadas en la

misma lnea vertical efectivamente los elementos de

las triadas de Dobereiner se hallaban en dichas lneas.Su representacin no atrajo mucho la atencin de los

cientficos contemporneos.

IV.LEY DE OCTAVAS DE JOHN ALEXANDERREYNA NEWLANDS (1864)Este ingls (18371898); a los 62 elementos descubiertos

los clasific en orden creciente a su peso atmico y en

grupo de siete en siete, tal que el octavo elemento, a

partir de uno dado, era una especie de repeticin del primero,

como la nota ocho de una escala musical (Ley de Octavas).

Ejemplo:

H

1

F

8

Cl

15Co; Ni

22

Br

29

Pd

36

f

43

Pl; Ir

50

Li

2

Na

9

K

18Cu

23

Rb

30

Ag

37

Ca

44

Ti

51

Be

(3)

Mg

10

Ca

17Zn

24

Sr

31

Cd

38

Ba; V

45

Pb

52

B

(4)

Al

11

Cr

18Y

25

Ce; La

32

In

39

Ta

46

Th

53

C

5

Si

12

T

19In

26

Zr

33

Sn

40

W

47

Hg

54

l

N

6

P

13

Mn

20As

27

Di; Mo

34

Sb

41

Nb

48

Bi

55

Q

7

S

14

Fe

21Se

28

Ro; Ru

35

Te

42

Au

49

Ce

56

1

2

3

4

5

6

7

8

GRUPO

I. HIPTESIS DE PROUT (1815)Un punto clave para iniciar la clasificacin peridica de los

elementos lo constituy la determinacin de sus pesosatmicos, el primer intento lo hizo Prout quien propuso

que los pesos atmicos de todos los tomos eran ml-

tiplos enteros y sencillos del peso atmico del hidrgeno,

ya que este era la materia fundamental a partir del cual

se constituyen todos los dems elementos.

II. TRIADAS DE JOHAN W. DOBEREINER(1829)Luego de identificar algunos elementos con propiedades

parecidas, este alemn (1780-1849) coloc los

elementos con comportamiento similar en grupos de

tres en tres y observ que el peso atmico del elemento

intermedio era aproximadamente, el promedio de los

extremos.

Ejemplo: Elemento (P.A.)

III.HLICE TELRICO DE ALEXANDER BE-GUYER DE CHANCOURTOIS (1862)El gelogo francs (18191886) coloc los elementos

en orden creciente a su peso atmico; en un lnea en-

rollada helicoidalmente a un cilindro, e hizo notar que los

DESARROLLODEL TEMA

8/11/2019 Quimica_S1_8

19/90


TABLA PERIDICAExigimos ms!

V. LA CURVA DE JULIUS LOTHAR MEYER (1869)En su libro "Modernas Teoras de la Qumica" el alemn Meyer (1830-1895) se bas en el estudio de los llamados

volmenes atmicos (volumen ocupado por un mol de tomos en una muestra slida y lquida). Al componer estos

con los pesos atmicos obtuvo la ahora famosa curva de Lothar Meyer:

A. Curva de Lothar Meyer

El volumen tomo de las ordenas se ha calculado

dividiendo el peso atmico entre la densidad deuna muestra slida o lquida del elemento median-

te el empleo de valores modernos.

B. Avances del grfico

1. Los volmenes atmicos mximos se alcanzan

para los metales alcalinos.

2. Entre el Li y Na, as como entre Na y K, existen

seis elementos, como indic la Ley de Octavas

de Newlands. Sin embargo entre Rb y Cs hay

ms de seis elementos, lo que explica la falla en

el trabajo de Newlands.

3. Los slidos con bajo punto de fusin, as como los

elementos gaseosos (en condiciones ambientales)se encuentran en las partes ascendentes de su

curva o en los mximos de esta.

4. Los elementos difciles de fundir se presentan

en los mnimos o en los parciales descendentes.

5. La curva tambin muestra la periodicidad de otraspropiedades como volumen molar, punto de

ebullicin, fragilidad, etctera.

VI.TABLA PERIDICA DE DIMITRI IVANO-VICH MENDELEIEV (1872)

Al igual que Meyer, el Ruso Mendeleiev (18341907) or-

den a los 63 elementos descubiertos secuencial-mente

de acuerdo al orden creciente de su peso atmico.

Su "Tabla corta" est dividida en ocho columnas o gru-

pos, tal que el orden de cada grupo indica la mxima

valencia del elemento, para formar xidos o hidruros.

As mismo su tabla est conformado por 12 f ilas o se-ries formando parte a su vez de 7 periodos; de la si-

guiente manera.

Clasificacin peridica de los elementos (Segn D.I. Mendeleiev)

19

8/11/2019 Quimica_S1_8

20/90



A. Ventajas de su tabla corta

1. En su tabla dej espacios vacos para los elementos

que todava no se descubran (44, 68, 72,

etctera) prediciendo con exactitud apreciable,

las propiedades y qumicas de los mismos.

2. A dichos elementos no descubrimientos los

bautiz con un nombre.

Ejemplo:

donde: Eka:primero o despus de Dvi:segundo

3. Los elementos de un mismo grupo coinciden

en sus propiedades qumicas, como en la valencia

para formar xidos o hidruros.

B. Desventajas de su tabla corta

1. El hidrgeno no tiene posicin definida.

2. No hay una clara forma de separar a los metales

y no metales.

3. Su principal error fue ordenar a los elementos

en orden creciente a sus pesos atmicos; en

dicha clasificacin hay algunos elementos con

el Te y Co, que poseen peso atmico, mayor

que el que sucede.

VII.TABLA PERIDICA ACTUAL O MODERNAEn 1914 el ingls Henry Moseley descubre el nmero

atmico de cada elemento con su experimento del

espectro de rayos X postulando la siguiente ley

peridica. Las propiedades fsicas y qumicas de los

elementos son funcin peridica de su nmero atmico.

Aos ms tarde Werner crea una tabla peridica larga

al agrupar a los elementos en orden creciente y

sucesivo y al nmero atmico, la que es considerada

hasta hoy como la Tabla Peridica Moderna (TPM).

La TPM est formada por 18 columnas agrupadas en

dos grandes familias A y B donde cada familia consta

de 8 grupos.El orden de cada grupo (en la familia A yB) nos indica la cantidad de electrones de la ltima

capa (e de valencia).

La TPM est formada por 7 filas o 7 periodos, el orden

de cada periodo nos indica la ltima capa o nmeros

de capas del elemento.

En la parte inferior de la TPM colocado en forma perpen-

dicular al grupo 3B se encuentran los lantnidos y

actnidos, llamados tambin tierras raras, en dicho blo-

que empiezan los elementos derivados del Uranio

(Transurnidos).

Representaciones(grupo principal)

Cdigo de colores de l os elementos a temperatura y presin normales.GasLquidoSlidoNo aparecen en la naturaleza

3

IIIB

4

IVB

5

VB

6

VIB

7

VIIB

8 11

IB

12

IIB

13IIIA

14IVA

1IA

2IIA

1H

1,0079

3Li

6,941

11Na

22,990

19K

39,098

37Rb

85,468

55Cs

132,905

87Fr

223

Be9,012

4

12Mg

24,305

20Ca

40,078

38Sr

87,62

56Ba

137,327

88Ra

226,025

21Sc

44,956

39Y

88,906

57La

138,906

89Ac

227,028

22Ti

47,88

40Zr

91,224

72Hf

178,49

104

Rf

261

23V

50,942

41Nb

92,906

73Ta

180,948

105Db

262

24Cr

51,996

42Mo

95,94

74W

183,84

106Sg

263

25Mn

54,938

43Tc

98

75Re

186,207

26Fe

55,845

44Ru

101,07

76Os

190,23

108Hs

265

107

Bh

262

9

27Co

58,933

45Rh

102,906

77Ir

192,22

109Mt

266

VIIIB 10

28Ni

58,69

46Pd

106,42

78Pt

195,08

110Uun

269

29Cu

63,546

47Ag

107,868

79Au

196,967

111Uun

272

30Zn

65,39

48Cd

112,411

80Hg

200,59

112

Uub

277

5

B

10,811

13Al

26,982

31Ga

69,723

49In

114,82

81Tl

204,383

6

C12,011

14Si

28,086

32Ge

72,61

50Sn

118,71

82Pb

207,2

114

15VA

7

N14,007

15P

30,974

33As

51Sb

121,76

83Bi

16VIA

17VIIA

74,922

208,980

8

O15,999

16S

32,066

34Se

78,96

52Te

127,60

84Po209

9

F

18,998

17Cl

35,453

35Br

79,904

53I

126,905

85At210

10

Ne

20,180

18Ar

39,948

36Kr

83,8

54Xe

131,29

86Rn222

18

VIIIA

58Ce

140,115

59Pr

140,908

60Nd

144,24

61Pm

145

62Sm

150,36

63Eu

151,964

64Gd

157,25

65Tb

158,925

97Bk

247

66Dy

162,5

98Cf

251

67Ho

164,93

99Es

252

68Er

167,26

100Fm

257

69Tm

168,934

101Md

258

70Yb

173,04

102No

259

71Lu

174,967

90Th

232,038

91Pa

231,036

92U

238,029

93Np

237,048

94Pu

244

95Am

243

96Cm

247

103Lr

262

1

2

3

4

5

6

7

Lantnidos(tierras raras)

Actnios

Metales de transicin

Representativas

2

He

4,003

20

8/11/2019 Quimica_S1_8

21/90



En la TPM se pueden observar solo 90 elementos naturales

desde el 1H hasta el 92U, en cambio los elementos 43Tc,

61Pm y del 93Np en adelante son artificiales.

Obtenidos mediante transmutaciones nucleares, a partir

del uranio razn por la que son llamadas elementos

transurnidos.

La TPM tambin se puede clasificar en 4 grandes bloques

de acuerdo al subnivel donde termina su configuracin

electrnica ellos son:

Bloque "s" y Bloque "p"

Pertenecen a la familia "A" llamadas elementos tpicos

o representativos porque la ltima capa est incompleta

de electrones (del 1A al 7A excepto el 8A).

Bloque "d" pertenece a la familia "B"

Contiene a los metales de transicin, debido a que

su penltima y ltima capa estn incompletas de

electrones.

Del 3B al 1B excepto el 2B).

Bloque "f" pertenece a la familia "B"

Contiene a los metales de transicin interna, debido

a que su antepenltima; penltima y ltima capa

no estn llenas de electrones. Todos los del bloque"f", excepto: (n 2)f14.

Ejemplo:

A. Leyenda de la TPM

1. Metales, no metales y metaloides

21

8/11/2019 Quimica_S1_8

22/90

8/11/2019 Quimica_S1_8

23/90



Problema 1

Cierto elemento tiene 5 electrones en

el ltimo nivel y pertenece al 3.erperio-

do del sistema peridico, diga ud. Cul

es su nmero atmico?

UNI 83 - II

Nivel fcil

A) 10 B) 12 C) 14

D) 15 E) 19

Resolucin:

Se trata de un elemento representativo

del bloque "p". Haciendo la distribucinelectrnica:

1s22s22p63s23p3

El nmero atmico sera 15.

Respuesta:D) 15

Problema 2

Tres ejemplos de elementos no met-

licos gaseoso son:

UNI 82 - II

Nivel intermedio

A) Talio, Indio, Galio

B) Xenn, Fluor, Nen

C) Telurio, Yodo, Oxgeno

D) Calcio, Escandio, Titanio

E) Selenio, Bromo, Kriptn

Resolucin:

El fluor, xenn y nen son elementos

no metlicos que a condiciones ambien-tales se encuentran al estado gaseoso.

Respuesta:B) Xenn, Fluor, Nen

Problema 3

Indique Ud., qu afirmacin es correcta?

UNI 78

Nivel difcil

A) El cloro tiene poder decolorante por

su accin oxidante.

B) El diamante se usa como electrodos

en galvanoplasta en lugar de gra-

fito, por su mayor dureza.

C) Los iones sodio, calcio y potasio le

dan dureza al agua.

D) La mxima densidad del agua co-

rresponde al hielo.

E) El SiO2es un slido volatil.

Resolucin:

El cloro es un gas gran oxidante se uti-

liza como decolorante en forma de hipo-

clorito de sodio (NaC O ).

Respuesta: A)

problemas resueltos

Ubicacin de un elemento en la Tabla Peridica:

Periodo:

a. Es el ordenamiento de los elementos en filas, tienen

propiedades diferentes.

b. Los periodos indican el nmero de niveles de energa

que tienen los tomos de los elementos

Nmero de Perodo= mximo nivel en la configuracin

Grupo:

Es el ordenamiento de los elementos en columnas.

Generalmente tienen propiedades qumicas semejantes.

Elementos Representativos

Nmero del Grupo A Nmero de electrones mximo nivel

Ejemplos:

11Na: [Ne] 3s1 Periodo: 3 - Grupo: IA

17Cl : [Ne]3s23p5 Periodo: 3 - Grupo: VIIA

Elementos de Transicin

Nmero del Grupo B Nmero de electrones del

mximo nivel + nmero de electrones del subnivel d

incompleto

Observacin: si la suma resulta 9 o 10, entonces el

elemento pertenece al grupo VIIIB

Ejemplos:

22Ti: [Ar]4s23d2 Periodo: 4 - Grupo: IVB

29Cu: [Ar]4s13d10 Periodo: 4 - Grupo: IB

23

8/11/2019 Quimica_S1_8

24/90


PROPIEDADES PERIDICAS

QUMICA

PROPIEDADES PERIDICAS DE UN ELE-MENTO

Son cualidades fsicas o qumicas que caracterizan un ele-mento, asemejndolos o diferencindolos (ya sea en una

columna o fila) con otros elementos, dentro de la T.P.M.

Los ms importantes son:

A. Radio atmico (ra)

En la mitad de la distancia entre dos ncleos de dos

tomos adyacentes. Puede ser de 2 clases:

Radio metlico, es la mitad de la distancia entre

los ncleos de tomos adyacentes en un metal

slido.

Radio covalente, es la mitad de la distancia entre

los ncleos de 2 tomos unidos en una molcula.

DESARROLLODEL TEMA

Ejemplo:

D

a(Na)d

r2

= a(Cl)D

r2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18IA IIA IIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB IB IIB IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIA

Periodo

11H78

2He128

23Li

152

4Be112

5B88

6C77

7N74

8O66

9F64

10Ne

311Na191

12Mg160

13Al143

14Si

118

15P

110

16S

104

17Cl99

18Ar174

419K

235

20Ca197

21Sc164

22Ti

147

23V

135

24Cr

129

25Mn137

26Fe128

27Co125

28Ni

125

29Cu128

30Zn137

31Ga153

32Ge122

33As121

34Se119

35Br

114

36Kr

537Rb

250

38Sr

215

39Y

182

40Zr

160

41Nb

147

42Mo

140

43Tc

135

44Ru

134

45Rh

134

46Pd

137

47Ag

144

48Cd

152

49In

167

50Sn

158

51Sb

141

52Te

137

53I

133

54Xe

218

655Cs272

56Ba224

57 *La188

72Hf

159

73Ta147

74W

141

75Re137

76Os135

77Ir

136

78Pt

139

79Au144

80Hg155

81Tl

171

82Pb175

83Bi

182

84Po167

85At

86Rn

787Fr

270

88Ra223

89 *Ac188

104Rf

150

105Db139

106Sg132

107Bh128

108Hs126

109Mt

110Uun

111Uuu

112Uub

113Uut

114Uuq

115Uup

116Uuh

117Uus

118Uuo

Serie deLantnidos

58Ce183

59Pr

183

60Nd182

61Pm181

62Sm180

63Eu204

64Gd180

65Tb178

66Dy177

67Ho177

68Er

176

69Tm175

70Yb194

71Lu172

Serie deActnicos

90Th180

91Pa161

92U

138

93Np131

94Pu151

95Am184

96Cm174

97Bk170

98Cf

169

99Es203

100Fm

101Md

102No

103Lr

TABLA DE RADIOS ATOMICOS

8/11/2019 Quimica_S1_8

25/90


PROPIEDADES PERIDICASExigimos ms!

Grfica racontra Z

03

02

01

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

1periodo

periodo per iodo per iodo per iodo periodo2 3 4 5 6

RadioAtmiconm

Nmero Atmico Z

H

Li

F

Na

C

k

Br

Elementosde Transicin

Rb

I

Elementosde Transicin

Cs

At

Elementos de Transicin

antanoides

B. Radio inico (ri)

Es el radio de un catin o de un anin.

Grfica racontra ri

0 10 20 30 40 50 60

250

200

150

100

50

K Rb

Ca

Na

Li

Li+

Na+

K+ Rb

+Ca

+

0 10 20 30 40 50 60

250

200

150

100

50

Cl

F

Brl

Cl

F

Brl

PARA METALES ALCALINOS PARA HAL GENOS

r (pm)a

r (pm)i

Z Z

TABLA DE RADIOS INICOS

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18IA IIA IIIB IVB B IB IIB IIIB IB IIB IIIA IVA A IA IIA IIIA

Periodo

11

H1-

154

2He

23

Li1+

58

4Be

2+

27

5B

3+

12

6C

4-

260

7N

3-

171

8O

2-

140

9F

1-

133

10Ne

311

Na1+

102

12Mg

2+

72

13Al

3+

53

14Si

4+

26

15P

3-

212

16S

2-

184

17Cl

1-

181

18Ar

419K

1+

138

20Ca

2+

100

21Sc

3+

83

22Ti

4+

69

23V

4+

61

24Cr

2+

84

25Mn

4+

52

26Fe

3+

67

27Co

2+

82

28Ni

2+

78

29Cu

1+

96

30Zn

2+

83

31Ga

3+

62

32Ge

2+

90

33As

3-

222

34Se

2-

198

35Br

1-

196

36Kr

1+

169

5

37

Rb

1+

149

38

Sr

2+

116

39

Y

3+

106

40

Zr

4+

87

41

Nb

4+

74

42

Mo

2+

92

43

Tc

4+

72

44

Ru

3+

77

45

Rh

2+

86

46

Pd

2+

86

47

Ag

1+

113

48

Cd

2+

103

49

In

3+

72

50

Sn

2+

93

51

Sb

3-

245

52

Te

2-

221

53

I

1-

220

54

Xe

1+

190

655

Cs1+

170

56Ba

2+

136

57 *La

3+

122

72Hf

4+

84

73Ta

4+

68

74W

4+

68

75Re

4+

72

76Os

3+

81

77Ir

2+

89

78Pt

2+

85

79Au

1+

137

80Hg

2+

112

81Tl

3+

88

82Pb

2+

132

83Bi

3+

96

84Po

2-

230

85At

1-

227

86Rn

787Fr

1+

180

88Ra

2+

152

89 *Ac

3+

118

104Rf

4+

67

105Db

4+

68

106Sg

5+

86

107Bh

5+

83

108Hs

4+

80

109Mt

3+

83

110Uun

111Uuu

112Uub

113Uut

114Uuq

115Uup

116Uuh

117Uus

118Uuo

Cambios de tamao cuando el Li reacciona con el Fpara formar LiF.

Observaciones:

Un tomo al perder ms electrones, su radio ser

cada vez menor.

Serie deLantnidos

58Ce

3+

107

59Pr

3+

106

60Nd

3+

104

61Pm

3+

106

62Sm

3+

100

63Eu

3+

98

64Gd

3+

97

65Tb

3+

93

66Dy

3+

91

67Ho

3+

89

68Er

3+

89

69Tm

3+

94

70Yb

3+

86

71Lu

3+

85

Serie deActnidos

90Th

3+

101

91Pa

3+

113

92U

3+

103

93Np

3+

110

94Pu

3+

108

95Am

3+

107

96Cm

3+

99

97Bk

3+

98

98Cf

3+

98

99Es

3+

98

100Fm

3+

91

101Md

3+

90

102No

3+

95

103Lr

3+

88

Ejemplo:

2(Na) (Na ) (Na )r r r .....++> > >

Un tomo al ganar ms electrones, su radio ser

cada vez mayor.

Ejemplo:

32(N) (N ) (N ) (N )r r r r < < Z > EI

D. Afinidad electrnica o electroafinidad (EA)

Es el cambio de energa cuando un tomo (aislado)

gaseoso en el estado fundamental, gana un electrn

para convertirse en anin. La EA es difcil de medir y

no se conocen valores exactos de todos los elementos

(algunos se calcularon tericamente).

(g) (g) (g) (g)x e EA x x 1e x EA

+ + +

La EA es negativa cuando se libera energa y cuando

ms negativa sea la EA, mayor ser la tendencia del

tomo a aceptar un e.

Los metales alcalinos terreos y gases nobles no tienen

tendencia a aceptar electrn por lo que su EA es

positiva.

26

8/11/2019 Quimica_S1_8

27/90



TABLA DE AFINIDADES ELECTRONICAS

Grupo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18IA IIA IIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB IB IIB IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIA

Periodo

1H

-73He21

2Li

-60Be19

B-27

C-122

N7

O-141

F-328

Ne29

3Na-53

Mg19

Al-43

Si-134

P-72

S-200

Cl-349

Ar35

4K

-48Ca10

Sc-18

Ti-8

V-51

Cr-64

Mn Fe-16

Co-64

Ni-112

Cu-118

Zn47

Ga-29

Ge-116

As-78

Se-195

Br-325

Kr39

5Rb-47

Sr Y-30

Zr-41

Nb-86

Mo-72

Tc-53

Ru-101

Rh-110

Pd-54

Ag-126

Cd32

In-29

Sn-116

Sb-103

Te-190

I-295

Xe41

6Cs-45

Ba Lu Hf Ta-31

W-79

Re-14

Os-106

Ir-151

Pt-205

Au-223

Hg61

Tl-20

Pb-35

Bi-91

Po-183

At-270

Rn41

7Fr-44

Ra Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Fl Uup Lv Uus Uuo

Tabla peridica de afinidades electrnicas, en kJ/mol

Grfica EA contra Z Observaciones

Los halgenos liberan ms energa que todos.

En un grupo: a > Z < EA

En un perodo: a > Z > EA

TABLA DE ELECTRONEGATIVIDADES DE LOS ELEMENTOS

Grupo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

IA IIA IIB IVB VB VIB VIIB VIIIB IB IIB IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIAPerodo

1H2.1

He

2Li1.0

Be1.5

B2.0

C2.5

N3.0

O3.5

F4.0

Ne

3Na0.9

Mg1.2

Al1.5

Si1.8

P2.1

S2.5

Cl3.0

Ar

4K

0.8Ca1.0

Sc1.3

Ti1.5

V1.6

Cr1.6

Mn1.5

Fe1.8

Co1.9

Ni1.8

Cu1.9

Zn1.6

Ga1.6

Ge1.8

As2.0

Se2.4

Br2.8

Kr

5Rb0.8

Sr1.0

Y1.2

Zr1.4

Nb1.6

Mo1.8

Tc1.9

Ru2.2

Rh2.2

Pd2.2

Ag1.9

Cd1.7

In1.7

Sn1.8

Sb1.9

Te2.1

I2.5

Xe

6Cs0.7

Ba0.9

LuHf1.3

Ta1.5

W1.7

Re1.9

Os2.2

Ir2.2

Pt2.2

Au2.4

Hg1.9

Tl1.8

Pb1.9

Bi1.9

Po2.0

At2.2

Rn

7Fr0.7

Ra0.7

Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Fl Uup Lv Uus Uuo

Tabla peridica de la electronegatividad usando la escala de Pauling.

27

8/11/2019 Quimica_S1_8

28/90


Exigimos ms!PROPIEDADES PERIDICAS

E. Electronegatividad (EN)

Es la habilidad (fuerza relativa) de un tomo para atraer hacia s los electrones de un enlace qumico; en un enlace

qumico, el tomo ms electronegativo jalar con ms fuerza a los electrones de un enlace. Linus Pauling desarrollo un

mtodo para hallar la ENde la mayora de los elementos, ello lo podemos observar en la tabla de la siguiente pgina.

Grfica EN contra Z

Observaciones sobre la EN

Predice el tipo de enlace con bastante exactitud.

Forman compuestos inicos cuando son grandes diferentes de EN.

El elemento menos ENcede su electrn (o electrones) al elemento ms EN.

Los elementos con pequeas diferencias de EN forman enlaces covalentes.

28

8/11/2019 Quimica_S1_8

29/90



Problema 1

Se dan los siguientes elementos con

sus nmeros atmicos 9F, 17C y 19K.

Indique cuales de las siguientes pro-

posiciones son verdaderas:

I. Los elementos F y K pertenecen

al mismo periodo.

II. La electronegatividad del elemen-

to F es menor que la del C.

III. El radio atmico del K es mayor que

la del F.

UNI 2010-II

A) Solo I

B) Solo II

C) Solo IIID) I y II

E ) II y III

Resolucin:


Verdadero - falso


I. Falso

II. Falso

En direccin de la flecha aumenta

la electronegatividad.

III. Verdadero

En direccin de la flecha aumenta

el radio atmico:

RA(K) RA(F)>

Respuesta: C) Solo II

Problema 2

Para poder determinar la identidad de

un elemento, se cuenta con la siguien-

te informacin:

I. Nmero de masa

II. Nmero atmico

UNI 2010-II

Se puede decir que:

A) La informacin I es suficiente.

B) La informacin II es suficiente.

C) Es necesario utilizar ambas infor-

maciones.

D) Cada una de las informaciones, por

separado, es suficiente.

E) Las informaciones dadas son insufi-

cientes.

Resolucin:


A partir de la ley peridica actual.


I. Nmero de masa (A) =

N de p+ + N de n

II. Nmero atmico (Z) = N de p+


El nmero atmico (Z) es el valor que

identifica a que elemento qumico per-

tenecen los tomos. A partir de la ley

de Moseley se debe recordar que: "las

propiedades de los elementos son fun-

cin peridica de su nmero atmico".

Respuesta: B) La informacin II es

suficiente

Problema 3

Indique a qu grupo y periodo de la

tabla Peridica Modena pertenece un

elemento que tiene un nmero at-

mico igual a 27.

UNI 2011-I

A) 4.toperiodo, Grupo III A

B) 3.erperiodo, Grupo VIII A

C) 4.toperiodo, Grupo VIII B

D) 5.toperiodo, Grupo I A

E) 3.erperiodo, Grupo III B

Resolucin:


Se pide el grupo y periodo de un ele-

mento.


Se tiene el nmero atmico del ele-

mento Z = 27.

Operacin del problemaHacemos la configuracin electrnica

Z = 27:

2 2 6 2 6 2 7 2 71s 2s 2p 3s 3p 4s 3d [Ar]4s 3d< >


El periodo se determina ubicando el

mximo nivel en la configuracin

electrnica.

el periodo es el 4to.

El nmero del grupo corresponde al

elemento de transicin cuya configu-

racin termina en d7 este correspon-

de al grupo VIIIB.

Mtodo prctico

2 7 Periodo 4.toZ 27 [Ar] 4s 3dGrupo VIIIB

== > >

=

Respuesta: C)4to periodo,

Grupo VIII B

problemas resueltos

29

8/11/2019 Quimica_S1_8

30/90


ENLACE QUMICO

QUMICA

ENLACE QUMICO INTERATMICOEs la fuerza de atraccin electromagntica, pero ms acen-

tuada en la atraccin elctrica, entre 2 o ms tomos que

resulta como consecuencia de la transferencia o compar-

ticin mutua de uno o ms pares de e , entre los tomos

participantes. Este tipo de enlace define las propiedades

qumicas de la sustancia, como: la clase de sustancia,

valencia(s) del elemento, forma geomtrica de la estructu-

ra, adems estabiliza la estructura de la nueva sustancia

liberando energa en su conformacin; osea los tomos li-

bres poseen mayor energa que los tomos unidos por en-

laces.

CARACTERISTICAS GENERALES:

1. Son fuerzas de naturaleza electromagntica, pero msacentuado en la fuerza elctrica

2. Intervienen los electrones ms externos o de valencia

y de estos los primeros en enlazarse son los que estn

desapareados

3. La electronegatividad influye en la formacin del enlace

entre los atomos.

4. Los tomos conservan su identidad porque la estructura

e sus ncleos no se alteran. Aunque genera sustancias

con propiedades diferentes.

5. Los tomos adquieren un estado energtico ms

estable, debido a que disminuye su energa potencial.

6. Se generan cambios energticos.

Octeto de Lewis

"Todo tomo, al formar un enlace qumico, adquiere,

pierde o comparte tantos electrones hasta alcanzar la

configuracin electrnica de un gas noble: (ns2; np6),

es decir cada tomo debe poseer 8 e , en su ltima

capa".

Excepto algunos elementos como: 1H, 2He, 3Li, 4Be,

5B, etctera.

DESARROLLODEL TEMA

Kernel

Es todo lo que queda de un tomo al no tomar en

cuenta su ltima capa; los e de la ltima capa se

denotan con puntos.

Valencia

Es la capacidad de saturacin con la que un elemento

se enfrenta a otro para cumplir con el octeto de Lewis.

La valencia no tiene signo, simplemente es el nmero

que indica cuntos electrones debe ganar o perder el

elemento antes de que se sature.

Carga inica

Es el estado que adopta un tomo cuando ha perdido

o ganado electrones (catin o anin).Ejemplo:

2 2 512

Kernel

Mg: Ncleo, 1s , 2s , 2p

,

Valencia 2Carga=0

. .Mg

=

2

Valencia 0Carga=2+

Mg catin+

=

2

8 Kernel

O : Ncleo, 1s ,

anin

18Ar:2 2 6

Kernel

Ncleo, 1s ,2s ,2p , 3s

2 py3px pz,

8/11/2019 Quimica_S1_8

31/90


ENLACE QUMICOExigimos ms!

A. Clases de enlace interatmico

Son 3: Inico, metlico y covalente.

1. Enlace inico o electrovalente

Es la atraccin electrosttica entre 2 iones de-bidoa la transferencia de e del metal al no metal

posiblemente, siempre que la EN 1,7.7.

Ejemplos:

IA: Na val = 1; EN(Cl) = 3,0

Unidad frmula = NaCl

VIIA: val = 1; EN(Na) = 0,9

Atomicidad = 1 + 1 = 2 EN = 2,1

El enlace es inico

Ejemplo:

IA: K

val = 1; EN (N) = 3,04 Unidad frmula

= 3K N

VA: val = 3; EN (K) = 0,82 Atomicidad =

3 + 1 = 4

EN = 2,22

El enlace es inico.

o tambin: 3K+

Caractersticas de un compuesto inico

Generalmente existen en estado slido.

Su mnima porcin es la celda cristalina unitaria, no

presentan molculas.

OCTETO INCOMPLETO

Hay algunos elementos que necesitan menos de ocho

electrones en el ultimo nivel para ser estables, por ejemplo:

El H y el He se estabilizan con 2 electrones

El Be y el Hg se estabilizan con 4 electrones

El B y el Al se estabilizan con 6 electrones

Ejemplo

Estructura del BF3:

B

F

F

F

Se observa que el Boro es estable con seis electrones en

su ultimo nivel

OCTETO EXPANDIDO

Los elementos no metlicos del tercer periodo en adelantecumplen la regla del octeto pero tambin pueden

estabilizarse con ms de ocho electrones en algn

compuesto donde se encuentre, por ejemplo:

El fsforo puede estabilizarse con 8 o 10 electrones

El azufre puede estabilizarse con 8, 10 o 12 electrones

El cloro, bromo y yodo pueden ser estables con 8, 10,

12 o 14

El xenn puede ser estable con 8, 10, 12, 14 o 16

Ejemplo:

PCl3 PCl5

P

Cl

ClCl

P

Cl

ClCl

ClCl

Se observa que el fosforo en el PCl3 cumple la regla delocteto pero en el PCl5 llega a ser estable con 10 electronesen su ltimo nivel

DIAGRAMA DE LEWIS:Consiste en abreviar la configuracin

electrnica de los elementos representativos,

graficando alrededor de su smbolo qumicolos electrones del ltimo nivel, los cuales se

pueden representar con los siguientes

smbolos , x, -, .... . Recordar que el

nmero del grupo en la tabla peridica coincide con la

cantidad de electrones de valencia.

GRUPO I

ESTADO BASAL

ESTADO HIBRIDIZADO

IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA

E E E E E

E E E E E E E E

E E

VIIIA

E

Ejemplo:

Hacer el diagrama de Lewis del:

P (Z=15): 1s22s 22p 63s 23p 3, se observa que tiene 5

electrones de valencia, por lo tanto su diagrama de Lewis

en estado basal ser:

P

B(Z=5): 1s2

2s2

2p1

, se observa que tiene 3 electrones devalencia, por lo tanto su diagrama de Lewis en estado basal

ser:

B

Observar que el diagrama de Lewis en estado basal indica la

cantidad de electrones apareados y desapareados en el

ltimo nivel que seala la configuracin electrnica

31

8/11/2019 Quimica_S1_8

32/90



Ejemplo:

SAL

Na

C+

Celda Unitaria

Es el cubo ms simple

con iones Na y C en

forma alternada.

+

(NaC )

En la naturaleza son slidos.

Poseen alto punto de fusin y ebullicin.

Son duros y frgiles.

El CaO presenta mayor Tebullicinque el NaC.

En estado slido son malos conductores del calor y la electricidad, pero cuando estn fundidos o disueltos en

agua s son buenos conductores.

Su mnima porcin es la celda cristalina unitaria.

B. Enlace metlico

Es la fuerza de atraccin entre la nube electrnica circundante y los cationes metlicos sumergidos en el ocano de

electrones.

Ejemplo:

Caracterstica de una sustancia metlica

Son relativamente blandos, pero tenaces.

Temperatura de fusin y ebullicin variables.

Excelentes conductores del calor y electricidad.

La mayora son dctiles y maleables.

Todo metal es muy electropositivo (puede perder fcilmente electrones).

Todos son slidos (excepto el Hg).

Su mnima porcin es la celda cristalina unitaria y no la molcula.

32

8/11/2019 Quimica_S1_8

33/90



problemas resueltos

Problema 1

Ordene los siguientes enlaces en orden

creciente de sus porcentajes de

carcter inico.I. Li - Cl II. Na - Cl

III. B - Cl IV. C - Cl

Datos:

Elemento

Z

Li

3

B

5

C

6

Na

11

UNI 1996-II

Nivel Intermedio

A) I, II, III, IV

B) II, I, III, IV

C) III, IV, I, II

D) III, IV, II, I

E) IV, III, I, II

Resolucin:

Segn la variacin de la electronegati-

vidad (EN) en la TPM.

Li

Na

Aumenta la EN

B C

El orden decreciente de la EN de los

siguientes elementos es:

C > B > Li > Na

Entonces a mayor EN de un elemento,

menor ser la diferencia de electro-

negatividad (EN) respecto al cloro, y

menor resulta el porcentaje de

caracter inico.

C Cl

IV

< B Cl< Li Cl< Na CC

III< < I < II

Respuesta: B)IV, III, I, II

Problema 2

Cul de las siguientes alternativas

presenta el enlace con mayor carcter

inico?

Datos:

Elemento

EN

C

2,5

S

2,5

N

3,0

O

3,5

F

4,0

A) N O B) S F C) C O

D) O F E) C N

UNI 1999-II

Nivel Fcil

Resolucin:

El mayor carcter inico est dado por

la mayor diferencia de electronegatividad

A)N O

3 3,5 EN = 3,5 3,0 = 0,5

B)S F

2,5 4,0 EN = 4,0 2,5 = 1,5

C)C O

2,5 3,5 EN = 3,5 2,5 = 1,0

D)O F

3,5 4,0 EN = 4,0 3,5 = 0,5

E)C N

2,5 3,0 EN = 3,0 2,5 = 0,5

Entonces la > EN , se da en el enlace:

S F

Respuesta: B)S F

Problema 3

Indique la estructura correcta del CaCl2

Datos: Z: Ca=20, Cl=17

A) Ca2+ Cl

1

B) 2Ca2+ Cl1

C) Ca2+ Cl21

D) Ca2+ Cl2

E) Ca2+ Cl1

2

Ca Cl

Entonces el Ca como es metal perder

2 electrones, quedando:

Ca2+

Y en Cl por ser no metal ganar un

electrn, quedando:

Cl1

Se unen estos iones:

Ca2+ Cl1

Finalmente se neutraliza las cargas:

Ca2+ Cl1

2

Respuesta: C)Ca2+ Cl1

2

33

8/11/2019 Quimica_S1_8

34/90


ENLACE COVALENTE

QUMICA

Por lo general es la atraccin entre 2 tomos, en lo posible

no metlicos debido a la comparticin mutua de uno o ms

pares de electrones entre los participantes, este enlace

ocurre siempre que la EN < 1,7..Existen 2 clases: normal y coordinado.

En la formacin del enlace covalente ocurre un traslape de

orbitales atmicos, es decir una superposicin mxima de

orbitales atmicos.

Caractersticas del enlace covalente:

a) Se forma generalmente entre no metales

b) Tambin se puede formar con los metales; Be, Hg y Al,

con los no metales de electronegatividad no muy alta

ni muy baja, como el cloro (BeCl2, HgCl2y AlCl3)

c) Se produce por comparticin de pares de electrones

d) Ocurre traslape de orbitales atmicos

e) Se considera que el enlace es predominantemente

covalente cuando la diferencia de electronegatividades

de los no metales que se unen es menor que 1,7

I. ESTRUCTURAS DE LEWISPara hacer la estructura de Lewis de una molcula, seprocede de la siguiente manera:

1. Se determina el nmero de electrones de valencia

total de los tomos de cada elemento.

2. Como los electrones se distribuyen alrededor de

un tomo en pares, la mitad de estos electrones

indica la cantidad de pares de electrones que se

van a distribuir en toda la molcula

3. Luego se distribuye a los tomos de la molcula de

la forma ms s imtrica posible, para esto se coloca

un tomo central, generalmente este tomo es el

que est en menor cantidad atmica (el hidrogeno

nunca es tomo central), pero tambin hay otras

formas de determinar al tomo central.4. Si hay oxigeno se colocan alrededor del tomo

central y si hay hidrogeno estos generalmente van

unidos a los oxgenos. En lo posible tomos de un

mismo elemento no deben estar juntos

5. Luego se colocan los pares de electrones

comenzando por los de enlace y luego por los

tomos que estn en el entorno del tomo central

6. Luego se verifica si cada tomo cumple la regla del

octeto (los que la cumplen), en caso que haya un

tomo que no cumple la regla del octeto, se saca

uno o ms pares de electrones no enlzantes (par

libre) del tomo que tenga ms pares libres, y se

pone como enlace.7. En caso de que al distribuir los pares de electrones

sobren uno o ms pares estos se colocan en el

tomo central como par libre.

8. En el caso de un ion a la suma de electrones de

valencia se le agrega o quita los electrones que

gana o pierde, respectivamente, la especie.

Ejemplo, hacer la estructura del H2SO4

O

HS OOH

O

II. TIPOS DE ENLACES COVALENTES3. Por el nmero de pares de electronescompartidos

a. Simple b. Doble c. Triple

A - B A = B A B

y 2

2. Por el sentido de aportacin de los electrones

a. Enlace Covalente Normal:

Ocurre cuando cada tomo aporta electrones

para el enlace.

DESARROLLODEL TEMA

8/11/2019 Quimica_S1_8

35/90


ENLACE COVALENTE

Exigimos ms!

b. Enlace Covalente Coordinado o Dativo:

Ourre cuando slo uno de los tomos aporta

el par de electrones a compartir.

Observacin:

En molculas neutras el enlace dativo lo forma

generalmente el oxgeno de la forma:

En el caso de iones, para saber si hay dativos se

tiene que comprobar cada enlace con los eletrones

de valencia de cada elemento.

Ejemplo:

Hacer la estructura del NH41+y del H3O

1+

H N

1+H

H

H

H

O

H

H

2. Por la polaridad del enlace

a. Enlace Covalente Polar:

Se d entre no metales de diferentes elementos.Existe una desigual comparticin de los electrones

b. Enlace Covalente Apolar:

Se d entre tomos del mismo no metal. Existe

una equitativa comparticin de los electrones

Hacer la estructura de Lewis de los siguientes especies

y determinar:

a) El nmero de enlaces sigma y pi

b) Nmero de enlaces dativos

c) Nmero de enlaces polares y apolares

1) HClO4 4) O3 7) P2O5 10) XeF42) HCN 5) H2CO3 8) NH3 11) BF3

3) SO3 6) H3PO4 9) NH41+

12) SF6

III. ENLACE COVALENTE NORMALResulta cuando del total de e compartidos, cada

tomo aporta la mitad, a su vez puede ser de 2 clases:

A. Enlace covalente polarSe da entre no metales de diferente naturaleza

siempre que la EN 0 , el o los pares de e se

comparten por desigual, es atraido mejor por el no

metal ms electronegativo.

Ejemplo:

Pero:

VIIA: val = 1; EN (O) = 3,44

VIA: val = 2; EN (C) = 3,16

_____________

EN = 0,28 0

Presenta 2 enlaces covalentes: normales po-laresy simples (2 ).

Presenta 8 orbitales solitarios o 8 pares deelectrones libres.

Unidad frmula = 2C O. Atomicidad = 3. Tiene 20 e de valencia.

B. Enlace covalente apolarSe da entre no metales tal que laEN = 0 y ello

ocurre entre no metales del mismo elemento, el o

los pares de e se comparten equitativamente.

Ejemplo:

VIIA: F F F F F2

hay un enlace simple

VIA: O O O O O 2

hay un enlace doble

VA: N N N N N 2

hay un enlace triple

IV. ENLACE COVALENTE COORDINADOO DATIVOEs aquel enlace donde slo uno de los tomos (da-

dor) aporta el total de e a compartirse y el otro

simplemente los acepta (aceptor) para que ello ocurra

se deben seguir las siguientes indicaciones.

Recordar el orden del grupo de cada elemento. La disposicin de los tomos y e de la estructura

debe ser lo ms simtrico posible.

El "H" jams va en el medio de 2 elementos, siem-pre va en una esquina y por lo general pe-gado al

oxgeno.

tomos de la misma naturaleza en lo posible nodeben estar juntos.

En lo posible los elibres de un tomo intermediocolocables a un slo lado, no entre enlaces.

Ejemplos:

Hallar la estructura de Lewis.

H O4

O O

H

O

O

O C O

O

IAVIIA

VIA

H

O

C C

Conclusiones: Hay 5 enlaces - 2 normalespolares

covalentes - 3 coordinadoso dativos

Hay 11 orbitales libres.

Hay 32 e de valencia.

Todos los enlaces son simples (5).

3O OO O

O

O O

35

8/11/2019 Quimica_S1_8

36/90


ENLACE COVALENTE

Exigimos ms!

Conclusiones:

Hay 2 enlaces - 1 Normal apolar doble

covalentes - 1 Coordinado

Hay 6 orbitales solitar ios o 6 pares de electrones

antienlazantes.

Hay 18 e de valencia.

Hay 2 enlaces sigma ( ) y un enlace pi ( ).

Caractersticas de una sustancia covalente

La mayora de ellos presentan como mnima porcina la molcula.

En su estructura por lo general hay puros nometales.

Las sustancias moleculares presentan bajo puntode fusin y ebullicin.

Son malos conductores del calor y la electricidad.

Pueden encontrarse en estado slido, lquido ygaseoso, a condiciones ambientales.

Por lo general la mayora de slidos son blandos yfrgiles.

Hay ms sustancias covalentes que inicos.

III. PARMETROS DEL ENLACE COVALENTE

A. Energa de enlace (E)

Es la energa que se requiere para romper una unin

o enlace covalente, o como la que se libera cuando

se forma un enlace covalente, generalmente

expresada en funcin de una mol de enlaces.

Curva de energa potencial para el hidrgeno

En la disociacin o ruptura de enlace hay ab-sorcin

de energa.

B. Longitud de enlace (L)

Es la distancia promedio de separacin entre los

ncleos de dos tomos enlazados en una mlecula.

Variacin

La longitud de enlace vara en relacin directacon el nmero atmico.

A mayor unin qumica, menor longitud de enlace.

A menor longitud de enlace, mayor es la ener-ga de disociacin.

Ejemplo:

C. ngulo de enlace ( )

Es el ngulo formado por las lneas imaginarias que

unen los ncleos de un tomo central enlazados a

otros dos tomos.

Ejemplo:

En el agua (H2O).

H

L = 96 pm

= 104,5H

36

8/11/2019 Quimica_S1_8

37/90


ENLACE COVALENTE

Exigimos ms!

Problema 1

Cules de las siguientes estructuras de

Lewis son correctas?

I.

II.

III)

Datos, Nmero atmico: H = 1, C = 6,

N = 7, O = 8

UNI 2011-I

A) Solo I B) Solo IIC) Solo III D) II y IIIE) I y III

Resolucin:


Hacer las estructuras de compuestos

covalentes.


I.El carbono debe formar cuatro en-

laces.

II. Es correcto

III. Es correcto


La estructura en I debe serLa estructura en II es correcta.La estructura en III es correcta.


Se debe comprobar que en todas las

estructuras estables el C, O y N deben

cumplir la regla del octeto y que el

carbono debe formar 4 enlaces.

Las estructuras II y III son correctas.

Respuesta: D)II y III

Problema 2

Indique la alternativa que contiene la

secuencia correcta despus de deter-

minar si las proposiciones son verda-deras (V) o falsas (F).

I. Las propiedades de las sustancias

no estn influenciadas por las dife-

rencias de electronegatividad en-

tre sus tomos constitutivos.

II. Algunos tomos en una molcula

con enlace es polares poseen una

carga parcial negativa y otros una

carga parcial positiva.

III. En el ion amonio ( )4NH+ hay un en-lace covalente coordinado que es

ms polar que los otros.UNI 2011-I

A) FFF B) FVF C) FVV

D) VFV E) VFF

Resolucin:


Veracidad o falsedad


I. Falso: Las propiedades de las sus-

tancias as como la temperatura de

ebullicin de algunos compuestos

inicos dependen de su fuerza de

atraccin entre sus tomos.

II. Verdadero: Las molculas con en-

laces polares poseen tomos con

cargas parciales los cuales forman

un dipolo.

III. Falso: La polaridad de un enlace se

mide por la diferencia de electro-

negatividad de los tomos de los

elementos qumicos.

Respuesta: B)FVF

Problema 3

Cules de las siguientes proposiciones

son correctas?I. El enlaceA C es apolar..

II. El enlace H Ces ms polar que

el enlace K C.

III. El enlace K Ctiene mayor carcter

inico que el enlace A C .

Datos: Z: H = 1, A = 13, C= 17, K = 19

UNI 2011-II

A) Solo I

B) Solo II

C) Solo III

D) I y II

E ) II y III

Resolucin:


Comparacin de los tipos de enlace qu-

mico.


De acuerdo al tipo de elemento (me-

tal, no metal) comparamos la polari-

dad del enlace.


I. A C constituye un enlace polar

II. H C es polar; pero K C es

inico

III. K C ( EN 2,2) = tiene mayor ca-

rcter inico que A C ( EN 1,5) = .


I. Falso

II. Falso

III. Verdadero

Respuesta: C) Solo III

problemas resueltos

37

8/11/2019 Quimica_S1_8

38/90


HIBRIDACIN YPOLARIDAD MOLECULAR

QUMICA

I. HIBRIDACIN: SP, SP2, SP3

Es aquel fenmeno qumico mediante el cual dos orbi-tales puros diferentes de un mismo nivel se combinan

para generar 2 o ms orbitales hbridos de la misma for-ma, misma longitud, misma energa y mismas posibili-dades para poder saturarse.

Ejemplos:

1. Sean 2 orbitales puros:

2s

2 orbitales hbridos

2sp

2sp2px

2. Sean 3 orbitales puros:

3 orbitales hbridos

2sp2

2sp2

2sp2

2py

2px

2s

A. Analizando segn Lewis

Para el carbono en su estado basal, normal o fun-damental (Z = 6).

6C: Ncleo;1s 2s 2px py pz

Su estructura sera as:Z

H

H

C

H

H

En realidad esta molcula , lo que existe es el CH

4

B. Analizando segn la hibridacin

1. Hibridacin "sp3"

Resulta de la combinacin de un orbital "s" con3 orbitales "p" puros generndose 4 nuevosorbitales hbridos 3sp .

Para el carbono (6C) en el CH4.

Forma general: AB4

Conclusiones:

El "C" est hbrido en sp3 y tiene 4 orbitaleshbridos.

Tiene 4 enlaces .

ngulo de enlace: 109 28

No presenta ningn orbital solitario.

Presenta forma tetradrica.

DESARROLLODEL TEMA

8/11/2019 Quimica_S1_8

39/90


HIBRIDACIN Y POLARIDAD MOLECULARExigimos ms!

Para el nitrgeno (7N) en el NH3.

H

107H

H

N

H

H

H

N

Forma General: AB3

Conclusiones:

El "N" est hbr

quimica_s1_8

Documents