100_123_0S3FQLA_10

1. Cmo te aseguraras de que cierta sustancia esrealmente un elemento?

2. Crees que an se siguendescubriendo nuevoselementos?

3. Cita elementos que, a temperatura ambiente, se encuentren en estadoslido, lquido o gaseoso.

4. Cul es el elementofundamental en lacomposicin de los seresvivos?

5. Son los tomos de sodioiguales a los de calcio?

6. Qu elementos formanparte del xido de calcio? Y del hidrxido de sodio?

CU

EST

ION

ES

Elementos y compuestos

0S3FQLA_10.05 2/2/10 17:21 Pgina 100

Clasificacin de los elementos qumicos

Una de las primeras definiciones cientficas de elemento fue dada porRobert Boyle en 1661:

Los elementos son ciertos cuerpos primitivos y simples que no estn for-mados por otros cuerpos, ni unos de otros, y que son los ingredientes de los quese componen y en los que se resuelven en ltimo trmino todos los cuerposcompuestos.

Este concepto, adoptado tambin en 1789 por Antoine L. Lavoisier, lleva los cientficos a investigar qu sustancias de entonces conocidas eran elemen-tos, lo que provoc el descubrimiento de nuevos elementos. Todo esto hizonecesario elaborar una clasificacin de los elementos que facilitar el cono-cimiento y la descripcin sistemtica de los mismos.

1.1. Metales y no metalesLa primera clasificacin de los elementos, atendiendo a su aspecto y pro-

piedades f sicas, distingui entre metales y no metales.

Actividades

De los siguientes elementos: carbono, azufre, cobre y aluminio, di cules sonmetales y cules no metales. Por qu?

Cules de los siguientes elementos crees que son metlicos y cules nometlicos? Justifica tu respuesta:

a) El elemento 1 es un slido de color oscuro que se sublima, es frgil y no con-duce la corriente elctrica.

b) El elemento 2 es un slido muy denso y de color oscuro cuyo punto de fusines muy elevado.

c) El elemento 3 es un lquido brillante y opaco que conduce la corriente elc-trica.

d) El elemento 4 es un gas amarillento.

2

1

1

Elementos y compuestos 101

Metlicos Poseen un brillo caracterstico (lustre metlico).

Son opacos.

Son buenos conductores del calor y de la corriente elc-trica.

Son maleables y dctiles, es decir, pueden formar lmi-nas delgadas y alambres.

Con excepcin del mercurio, son slidos a temperaturaambiente, y la mayora tiene elevados puntos de fusin.

No metlicos No poseen brillo metlico.

Son malos conductores del calor y de la electricidad.

A temperatura ambiente pueden ser slidos, lquidos o gases.

En estado slido son frgiles, esto es, se rompen confacilidad.

Por lo general, los slidos tienen puntos de fusin bajos,y los lquidos, puntos de ebullicin tambin bajos.

Caractersticas de los elementos

Azufre.Cobre.

0S3FQLA_10.05 2/2/10 17:21 Pgina 101

1.2. La tabla peridica actualEn la actualidad, los elementos se clasifican en una tabla o sistema peri-

dico, ordenados segn sus nmeros atmicos. De este modo, la posicinque ocupan los elementos en la tabla depende del nmero de protones quehay en el ncleo de sus tomos y, en consecuencia, del nmero de electronesque posee, lo que determina el comportamiento qumico de los elementos.

En la tabla peridica actual, los elementos aparecen ordenados de izquierda aderecha y de arriba abajo, en orden creciente de nmero atmico.

Los elementos dentro de la tabla peridica estn organizados por: Grupos. Los elementos que con el mismo nmero de electrones en

la ltima capa y que, por tanto, presentan propiedades similares seencuentran en un mismo grupo. Hay 18 grupos numerados del 1 al 18formando columnas.

Perodos. Los elementos con el mismo nmero de capas electrnicasse encuentran en un mismo perodo. Hay 7 perodos formando filas.

Los inconvenientes de la tabla peridica actual son: El hidrgeno no ocupa un lugar adecuado en la tabla, pues sus pro-

piedades no se parecen a las de ninguno de los elementos de los dis-tintos grupos. Est situado en el grupo 1 por tener solo un electrn.

Los elementos con nmeros atmicos del 58 al 71 y del 90 al 103 noestn situados dentro de la tabla.

Los metales y los no metales en la tabla peridica Para saber dnde estn situados los elementos metlicos y los no metlicos

en la tabla peridica, hay que tener en cuenta lo siguiente: Dentro de un mismo perodo, las propiedades metlicas de los ele-

mentos se acentan a medida que nos desplazamos a la izquierda ydisminuyen conforme vamos hacia la derecha.

Dentro de un mismo grupo, las propiedades metlicas de los ele-mentos se acentan a medida que bajamos en la tabla y disminuyenconforme subimos por ella.

Los smbolos de los elementos Para simplificar la escritura, los cientficos han asignado a cada elemento

un smbolo formado por una o dos letras que representan su nombre. Hayletras que coinciden con las iniciales del nombre del elemento. As, el smbolodel hidrgeno es H; el del carbono, C; el del calcio, Ca Sin embargo, otrossmbolos estn basados en la denominacin latina del elemento: el sodio esNa, del latn natrium; el potasio es K, de kalium, y el oro, Au, de aurum.

102 UNIDAD 5102

Actividades

El nombre de algunos elementos se ha formado a partirdel nombre de algn lugar geogrfico o cientfico famoso.Localiza en la tabla peridica los elementos que representanlos siguientes smbolos y averigua cules tienen relacin conel nombre de algn cientfico y cules con el de algn lugar:

a) Es c) Rf e) Po g) Fr

b) Md d) Ga f) Ge h) Cm

Cuntos elementos hay en el perodo 1 de la tablaperidica? Escribe sus nombres y sus smbolos respectivos.

Cuntos elementos hay en los perodos 2 y 3? Escribesus nombres y sus smbolos respectivos.

Cuntos elementos hay en los perodos 4 y 5? Y en losperodos 6 y 7? Observa que los lantnidos y los actnidosforman parte de los perodos 6 y 7, respectivamente.

6

5

43

Clasificacin peridica de Mendeleiev

En 1869, el qumico ruso DimitriMendeleiev dispuso los elementossiguiendo el orden creciente desus masas atmicas y encontrque los que tenan propiedadessemejantes aparecan de formaperidica en su lista. Enunci, en-tonces, la siguiente ley peridica:

Las propiedades de los elementos, lomismo que las propiedades de suscompuestos, son funcin peridica delas masas atmicas de los elementos.

tabla peridica

carcter metlico crecientecar

cter

met

lic

o cr

ecie

nte

0S3FQLA_10.05 2/2/10 17:21 Pgina 102


86(222

)

Rn

Rad

n

5413

1,30

Xe Xenn

3683

,80

Kr

Criptn

1839

,95

Ar

Arg

n

1020

,18

Ne

Nen

85(210

)

At

Astato

5312

6,90

I Yodo

3579

,91

Br

Brom

o

1735

,5

Cl Cloro

919

,0

F Flor

84(209

)

Po Polon

io

5212

7,60

Te Telurio

3478

,96

Se Selen

io

1632

,06

SAz

ufre

815

,99

OOx

gen

o

8320

8,98

Bi

Bism

uto

5112

1,75

SbAn

timon

io

3374

,92

As

Arsnico

1530

,97

PFsfo

ro

714

,01

NNitr

geno

8220

7,19

Pb Plomo

5011

8,69

Sn Esta

o

3272

,59

Ge

Germ

anio

1428

,09

Si Silicio

612

,0

CCarbon

o

8120

4,37

Tl Talio

4911

4,82

In Indio

3169

,72

Ga

Galio

80(261

)

Hg

Mercurio

4811

2,40

Cd Cadmio

3065

,37

Zn Cinc

7919

6,97

Au

Oro

4710

7,87

Ag

Plata

2963

,54

Cu Cobre

7819

5,09

Pt

Platino

4610

6,4

Pd Palad

io

2858

,71

Ni

Nqu

el

7719

2,20

Ir Iridio

4510

2,91

Rh

Rodio

2758

,93

Co Cobalt

o

7619

0,20

Os

Osmio

4410

1,07

Ru

Rutenio

2655

,85

Fe Hierro

7518

6,20

Re

Renio

43(99)

Tc*

Tecnecio

2554

,94

Mn

Man

gane

so

7418

3,85

WWolfra

mio

4295

,94

Mo

Molibde

no

2451

,99

Cr Cromo

7318

0,95

Ta Tantalio

4192

,91

Nb

Niob

io

2350

,94

VVana

dio

7217

8,49

Hf

Hafnio

4091

,22

Zr Circon

io

2247

,90

Ti Titanio

5713

8,91

La Lantano

3988

,91

Y Itrio

2144

,96

ScEscand

io

5613

7,34

Ba

Bario

3887

,62

SrEstro

ncio

2040

,08

Ca Calcio

5513

2,90

Cs Cesio

106

(263

)

SgSeab

orgio

107

(264

)

Bh*

Bohrio

108

(269

)

Hs*

Hassio

109

(268

)

Mt*

Meit

nerio

110

(273

)

Ds*

Darm

stadtio

111

(272

)

Rg*

Roen

tgen

io

112

(277

)

Uub

*Un

ubio

113 Uut*

Unun

tio

114

(289

)

Uuq

Unun

quad

io

115 Uup

*Un

unpe

ntio

116 Uuh

*Un

unhe

xio

117

118 Uno

*Un

unoctio

105

(262

)

Db

Dubn

io

104

(261

)

Rf

Rutherfordio

89(227

)

Ac

Actin

io

88(226

)

Ra

Radio

87(223

)

Fr Francio

3785

,47

Rb

Rubidio

1939

,10

KPo

tasio

1224

,31

Mg

Mag

nesio

1123

,0

Na

Sodio

49,01

Be

Berilio

Nm

ero

Masa

atm

icoatm

ica

Smbolo

Nombre

36,94

Li Litio

11,01

HHidrg

eno

1326

,98

Al

Alum

inio

510

,81

B Boro

7654321

Grup

o1 IA

IIA

IIIA

IVA

VA

VIA

VIIA

VIII

A

23

45

67

89

1011

1213

1415

1617

18

TAB

LA P

ERI

DIC

A D

E LO

S EL

EMEN

TOS

*El

emen

tos

obte

nido

s ar

tific

ialm

ente

.

( )Lo

s n

mer

os e

ntre

par

nte

sis

rep

rese

ntan

la m

asa

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del

ist

opo

ms

est

able

del

ele

men

to.

Pero

do

Elem

ento

s rep

rese

ntat

ivos

Met

ales

No

met

ales

Sem

imet

ales

IIIB

IVB

VB

VIB

VIIB

VIII

IBII

B

7117

4,97

Lu Lutecio

103

(260

)

Lr*

Lawrencio

7017

3,04

Yb Iterbio

102

(259

)

No*

Nobe

lio

6914

4,24

Tm Tulio

101

(258

)

Md*

Men

delev

io

6816

7,26

Er Erbio

100

(257

)

Fm Fermio

6716

4,93

Ho

Holm

io

99(252

)

Es*

Einste

nio

6616

2,50

Dy

Disprosio

98(251

)

Cf*

Californio

6515

8,92

Tb Terbio

97(247

)

Bk*

Berkelio

6415

7,25

Gd

Gado

linio

96(247

)

Cm*

Curio

6315

1,96

Eu Europ

io

95(243

)

Am*

Americio

6215

0,35

Sm Samario

94(244

)

Pu Plutonio

6114

5

Pm*

Prom

etio

93(237

)

Np*

Neptun

io

6014

4,24

Nd

Neod

imio

9223

8,03

U Uranio

5914

0,91

PrPraseodimio

91(231

)

PaProtactin

io

5814

0,12

Ce Cerio

9023

2,04

Th Torio

Lan

tn

ido

s

Act

nid

os

24,00

He

Helio

Elem

ento

s rep

rese

ntat

ivos

0S3FQLA_10.05 2/2/10 17:21 Pgina 103

Agrupacin de los tomos en la materia

La diversidad de sustancias que forman la materia es el resultado de lacombinacin de tomos del mismo o de diferentes elementos.

2.1. Agrupacin de los tomos en los elementos Los distintos elementos pueden aparecer en la naturaleza u obtenerse en el

laboratorio como tomos aislados o unidos formando molculas o grandesagrupaciones que constituyen cristales.

Como tomos aislados: los gases noblesLos elementos del grupo 18, gases nobles, se encuentran en la naturaleza en

forma de tomos aislados. A temperatura ambiente son sustancias gaseosas.

Una de las caractersticas de los elementos del grupo 18 es que todos tienenocho electrones en su capa ms externa, excepto el helio que tiene solo dos.Esta estructura es la ms estable posible.

Los elementos del grupo 18 se encuentran en la naturaleza en forma de tomosaislados. A temperatura ambiente son sustancias gaseosas.

Por otra parte, el hecho de que los tomos de estos elementos tengan unaestructura electrnica tan estable hace que no suelan combinarse ni consigomismos ni con los tomos de otros elementos; de ah que sean denominadosgases nobles o inertes.

El resto de los elementos, para alcanzar esa estabilidad, trata de conseguirtener ocho electrones en su ltima capa (o dos como en el caso del hidrgeno),lo que da lugar a las molculas o cristales presentes en la naturaleza.

2

104 UNIDAD 5104

Utilizando la tabla peridica y el diagrama del modelo de Bohr (distribucin delos electrones en las capas) copia y completa la siguiente tabla en tu cuaderno:

a) Cuntos electrones tiene en su ltima capa los elementos del grupo 18?

b) Cul es el nmero mximo de electrones que en cada caso puede albergaresa ltima capa?

Ref lex iona

Elemento Smbolo Z N. de electrones Configuracin electrnica

Helio

Nen

Argn

Criptn

Xenn

Actividades

Dibuja el ncleo y las capas electrnicas del nen y elargn.

Observa la ilustracin del margen. Por qu crees que seha dibujado un gas noble en forma de partculas aisladas?Dibuja un recipiente que contenga una mezcla de gas helioy gas nen.

Justifica si los enunciados son verdaderos o falsos:

a) El xenn pertenece al perodo 6 de la tabla peridica.

b) Todos los elementos del grupo 18 son sustancias gaseo-sas que se combinan fcilmente con otros elementos.

c) Todos los gases nobles tienen en su capa ms externaocho electrones.

9

8

7

He

tomo de helio.

Grupo 18 en la tabla peridica.

tomo aislados.

H1

2

3

4

5

6

7

1 2 13 14 15 16 17 18

Li Be

Na Mg

K Ca

Rb Sr

Cs Ba

Fr Ra

Ga

In

Tl

Ge

Sn

Pb

As

Sb

Bi

Se

Te

Po

Br

I

At

Kr

Al Si P S Cl Ar

B C N O F Ne

He

Xe

Rn

13 14 15 16 17 18

5 6 7 8 9 10

2

19

11 12

3 4

1

20 31 32 33 34 35 36

37 38 49 50 51 52 53 54

55 56 81 82 83 84 85 86

87 88

0S3FQLA_10.05 2/2/10 17:21 Pgina 104

H1

2

3

4

5

6

7

1 2 13 14 15 16 17 18

Li Be

Na Mg

K Ca

Rb Sr

Cs Ba

Fr Ra

Ga

In

Tl

Ge

Sn

Pb

As

Sb

Bi

Se

Te

Po

Br

I

At

Kr

Al Si P S Cl Ar

B C N O F Ne

He

Xe

Rn

13 14 15 16 17 18

5 6 7 8 9 10

2

19

11 12

3 4

1

20 31 32 33 34 35 36

37 38 49 50 51 52 53 54

55 56 81 82 83 84 85 86

87 88

Formando molculas: otros elementos no metlicosFue Avogadro quien, en 1811, sugiri que las ltimas partculas de los gases

elementales no son tomos sino agregados de tomos a los que dio el nombrede molculas.

El tomo de helio es especialmente estable porque su ltima capa se hallacompleta; sin embargo, el tomo de hidrgeno es mucho menos estable, altener solo un electrn en su ltima y nica capa.

Esta situacin se resuelve si dos tomos de hidrgeno se aproximan losuficiente entre s y unen sus capas electrnicas, compartiendo sus electrones.

Como has podido comprobar, una de las caractersticas de los elementosdel grupo 17 es que todos tienen siete electrones en su capa ms externa.

Cuando dos tomos de cloro se aproximan entre s y unen sus capas elec-trnicas, comparten entre ambos un par de electrones. De esta manera, cadatomo se puede considerar rodeado de ocho electrones y conseguir as laestructura electrnica de un gas noble.

Los tomos de cloro permanecen unidos en forma de molcula, Cl2.

En general, las molculas se mantienen entre s prcticamente aisladaso unidas por fuerzas dbiles. Esto hace que, a temperatura ambiente, lamayora de los elementos moleculares sean gases, como el hidrgeno (H2),el oxgeno (O2), el nitrgeno (N2), el cloro (Cl2) o el flor (F2), y, con menosfrecuencia, lquidos, como el bromo (Br2).

Observa que todos estos elementos no son metlicos.Las molculas formadas por dos tomos reciben el nombre de molculas

diatmicas.


Utilizando la tabla peridica y el diagrama del modelo de Bohr, copia y completala siguiente tabla en tu cuaderno:

a) Cuntos electrones tiene en su ltima capa los elementos del grupo 17?

b) Cuntos le faltan para tener la ltima capa completa?

Ref lex iona

Elemento Smbolo Z N. de electrones Configuracin electrnica

Flor

Cloro

Bromo

Yodo

Formacin de la molcula de hidrgeno.

H H H H

Formacin de la molcula de cloro.

Cl Cl Cl Cl

Elementos que se presentan como molculas diatmicas.

El cloro es un elemento gaseoso.

Actividades

Nombra cinco elementos que seencuentren en la naturaleza en for-ma de molculas. Localiza la posi-cin de estos elementos en la tablaperidica.

Dibuja un recipiente que con-tenga:

a) Molculas de oxgeno.

b) Una mezcla de los elementosgaseosos nitrgeno y helio.

11

10

0S3FQLA_10.05 2/2/10 17:21 Pgina 105

Formando cristales: elementos no metlicos

Los cristales son slidos cuyas partculas se ordenan conforme a un patrnque se repite en las tres direcciones del espacio.

Un ejemplo de formacin de cristal lo proporciona el carbono. Un tomode carbono (Z 6) tiene cuatro electrones en su ltima capa. As pues, paratener la estructura de gas noble (ocho electrones en su ltima capa), le faltanotros cuatro, que puede conseguir compartiendo cada uno de esos electro-nes con otros cuatro tomos de carbono.

Dependiendo de cmo estn dispuestos los tomos de carbono en la rednos podemos encontrar con el diamante o el grafito.

DiamanteEl diamante es una de las formas en las

que se presenta el elemento carbono. En eldiamante, los tomos de carbono se sitanen una red tridimensional extraordinaria-mente resistente en todas las direcciones.

De hecho, el diamante es uno de losmateriales slidos ms duros que se cono-cen y se mantiene en ese estado a tempera-turas muy altas.

Como no existen electrones libres, eldiamante no conduce la corriente elctrica.

GrafitoEl grafito es otra de las formas en que se

presenta el carbono en la naturaleza. Se tra-ta de una sustancia negra brillante, blanda yuntuosa al tacto, que se presenta en esca-mas o lminas levemente adheridas entre sy que resbalan unas sobre otras.

El grafito conduce la corriente elctrica,por lo que se utiliza en la fabricacin deelectrodos.

Observa que en el grafito cada tomo decarbono est unido a otros tres tomos decarbono en su mismo plano y a un cuartotomo de carbono en el plano adyacente.

106 UNIDAD 5106

Estructura electrnica del tomo de carbono: 2 4.

Estructura del grafito.

Actividades

En qu formas podemos en-contrar el carbono en la naturaleza?Localiza el carbono en la tabla pe-ridica. Se trata de un elementometlico o no metlico?

Copia en tu cuaderno las estruc-turas del diamante y del grafito.

a) Cuntos tomos de carbonoestn unidos a cada carbono en eldiamante y en el grafito?

b) Qu diferencias hay entre ambasestructuras?

c) Crees que esas diferenciasestructurales se reflejan en las pro-piedades de las dos sustancias?

13

12

Estructura del diamante.

H1

2

3

4

5

6

7

1 2 13 14 15 16 17 18

Li Be

Na Mg

K Ca

Rb Sr

Cs Ba

Fr Ra

Ga

In

Tl

Ge

Sn

Pb

As

Sb

Bi

Se

Te

Po

Br

I

At

Kr

Al Si P S Cl Ar

B C N O F Ne

He

Xe

Rn

13 14 15 16 17 18

5 6 7 8 9 10

2

19

11 12

3 4

1

20 31 32 33 34 35 36

37 38 49 50 51 52 53 54

55 56 81 82 83 84 85 86

87 88

Elemento carbono en la tabla peridica.

0S3FQLA_10.05 2/2/10 17:21 Pgina 106

Formando cristales: elementos metlicosTodos los metales son slidos cristalinos, con excepcin del mercurio,

que es lquido.La mayor parte de los elementos metlicos poseen tomos que contienen

solo 1, 2 o 3 electrones en su capa ms externa y que estn dbilmente unidosal ncleo atmico, por lo que se pueden perder con facilidad.

Supn que tenemos un conjunto de tomos de un elemento metlico queestn separados y que se van aproximando hasta situarse lo ms cerca posibleunos de otros.

Cuando esto ocurre, las capas electrnicas exteriores de los tomos sesolapan por completo, y cualquier electrn procedente inicialmente de unacapa electrnica concreta no se encuentra ahora asociado a ningn tomo enparticular, sino que es compartido por todos los tomos del conjunto. Se haformado un cristal metlico.

En un cristal metlico, las partculas que forman la red son cationes, esdecir, tomos a los que les faltan uno o ms electrones.

Como los tomos de un metal estn unidos de un modo muy compacto,los metales son bastante duros; sin embargo, es posible estirarlos hasta for-mar alambres, ya que es posible mover toda una capa de tomos sobre otra.

El hecho de que los electrones se puedan mover con facilidad a travs delas redes de los metales explica que estos sean buenos conductores de la elec-tricidad.

Actividades

Nombra cinco elementos que se encuentren en la naturaleza en forma decristales metlicos. Localiza la posicin de estos elementos en la tabla peridica.

Se modifica la estructura de un metal cuando lo golpeamos para hacer lminaso hilos? Qu nombre reciben estas dos propiedades caractersticas de los metales?

Observa el dibujo de la estructura de un metal del margen y responde a lascuestiones:

a) Crees que cada electrn pertenece a un tomo determinado?

b) Qu sucede realmente con los electrones en un metal? Tiene eso algunaconsecuencia en las propiedades elctricas del metal?

16

15

14


1. La mayora son muy duros.2. Son dctiles y maleables.3. Conducen la corriente elctrica.

1. Los tomos estn unidos de un modo muy compacto.2. Es posible mover una capa de tomos sobre otra.3. Los electrones se pueden mover con facilidad a travs de la red.

Propiedades de los metales Justificacin de acuerdo con su estructura

mar deelectrones

ion positivo

Estructura de los metales. La red metlicaest formada por tomos fijos cargadospositivamente y sumergidos en un mar de electrones que estn deslocalizados y, por tanto, no pertenecen a ningn tomo en concreto.

El cobre es el metal que se utilizahabitualmente en los cables elctricos.

Los metales son dctiles y maleables. Los slidos metlicos pueden variar su forma, dado que lostomos que lo componen pueden desplazarse unos sobre otros sin que rompan su estructura.

fuerza

fuerza

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2.2. Agrupacin de los tomos en los compuestosLos tomos de elementos diferentes se unen entre s para formar com-

puestos. Estas agrupaciones de tomos pueden ser en forma de molculas ode cristales.

Formando molculas Cuando los tomos de distintos elementos no metlicos se unen entre s

para formar un compuesto, lo hacen, generalmente en forma de molculas.Por ejemplo, el agua (H2O), el cloruro de hidrgeno (HCl), el amoniaco(NH3), el metano (CH4), el dixido de carbono (CO2), etc., son compuestosmoleculares. Estos compuestos se caracterizan por: Tener bajos puntos de fusin y ebullicin. No conducir la electricidad.

La molcula del aguaLa molcula de agua, H2O, est formada por la unin de un tomo de ox-

geno y dos tomos de hidrgeno.El tomo de oxgeno tiene 6 electrones en

su capa ms externa y los tomos de hidrgenoposeen cada uno 1 electrn. Observa en elesquema de formacin de la molcula de aguacmo los dos tomos de hidrgeno compar-ten su electrn con el tomo de oxgeno.

Cuando el agua se encuentra en estadolquido o slido, sus molculas no estn sepa-radas y aisladas, sino que estn unidas entre spor fuerzas electrostticas. Esto es debido aque en la molcula de agua existen dos zonascon cargas opuestas, es decir, la molcula deagua es un dipolo elctrico.

Formando cristalesUn pequeo nmero de compuestos formados por elementos no metlicos

tienen una estructura formada por una red tridimensional infinita. Es elcaso del cuarzo (dixido de silicio, SiO2), donde cada tomo de silicio estunido a cuatro tomos de oxgeno y cada tomo de oxgeno, a su vez, a dostomos de silicio.

Los slidos as constituidos son muy duros, no se disuelven en agua, noconducen la corriente elctrica y tienen puntos de fusin y ebullicin muyelevados.

108 UNIDAD 5108

molcula de agua (H2O)

O

HH

Esquema de la molcula de agua.

Dipolo elctrico.

Cuarzo. Estructura del cuarzo.

Molcula de agua en estado slido, lquido y gas. La molcula de agua es la misma en todos los estados, lo que varaes la forma de asociarse.

molcula de aguaen estado gaseoso

molcula de aguaen estado lquido

molcula de agua en estado slido

siliciooxgeno

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Formando cristales inicosCuando los metales se unen a los no metales, lo hacen mediante la for-

macin de iones. Los iones de distinto signo se atraen y cada uno de ellos esrodeado por iones, tambin de distinto signo. De este modo, los iones no seagrupan formando molculas, sino agregados de iones (cristales inicos).Veamos cmo mediante la estructura electrnica de los iones se explica laformacin de un cristal inico como el del cloruro de sodio, NaCl.

Vamos a comprobar si esta estructura cristalina justifica las propiedadesde los compuestos formados por cristales inicos.


1. Poseen altos puntos de fusin y ebullicin.

1. La fuerza de atraccin entre los iones de la red es muy intensa, por lo que siguen ocupando sus posiciones a temperaturas muy altas.

2. No conducen la electricidad en estado slido. 2. Los iones estn fijos en la red y no existen cargas libres.

3. Conducen la electricidad cuando estnfundidos.

3. Cuando estn fundidos, los iones quedan libres y pueden transportar la corriente elctrica.

4. Se disuelven muy bien en agua. 4. Las molculas de agua bombardean el cristal y consiguen separar los iones;entonces, los rodean de modo que no pueden volver a atraerse.

5. Las disoluciones acuosas conducen la electricidad.

5. Como los iones han quedado libres,pueden transportar la corriente elctrica.

Propiedades de los cristales inicos Justificacin de acuerdo con su estructura

Formacin del ion sodio Formacin del ion cloro Unin de iones Formacin del cristal

El tomo de sodio tiene un nico electrn en su capams externa; si lo pierde, se convierte en un ion sodio. El ion sodio tiene 11 protones,pero solo 10 electrones, por lo que posee una carga1 y se representa con el smbolo Na. Un ion con carga positiva es un catin.

El tomo de cloro tiene 7electrones en su capa msexterna; si gana un electrn se convierte en un ion cloro. El ion cloro tiene 17 protones y 18 electrones, por lo queposee una carga 1 y serepresenta con el smbolo Cl.Un ion con carga negativa es un anin.

Cuando un tomo de sodio se encuentra con un tomo de cloro, le cede un electrn. Ambos adquierencargas elctricas opuestas y se atraenmediante fuerzas de atraccinelectrosttica.

La atraccin electrosttica no selimita a un solo par de iones,sino que cada ion se rodea delmximo posible de iones de carga opuesta, formando un cristal inico.

Na

NaCl

ClNa Cl Na

ClCl

Cl

Cl

ClCl

Cl

Cl

ClCl

Na

NaNa

Na

Na NaNa

Na

Cl

Na

H2OH2O

Cl

Na

ee

disolucinde CuSO4

electrodo electrodo

SO42 Cu2

Na Cle

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Masa molecular relativa

La masa molecular relativa (o simplemente masa molecular) de un elementoo de un compuesto es igual a la suma de las masas atmicas relativas de lostomos que aparecen en su frmula.

As, por ejemplo, para la molcula del cloro, Cl2, su masa molecular rela-tiva es dos veces la masa atmica relativa del tomo de cloro:

masa atmica relativa del Cl35,5masa molecular relativa del Cl22 35,571

Esto quiere decir que una molcula de cloro tiene una masa 71 vecesmayor que la doceava parte de la masa del tomo de carbono-12.

Vamos a calcular ahora la masa molecular relativa de un compuesto queno est formado por molculas, sino por iones. Este es el caso del cloruro desodio, NaCl. En primer lugar, consultamos en la tabla peridica los valoresde las masas atmicas relativas del sodio y del cloro, que son, respectiva-mente, 23 y 35,5. La masa molecular relativa del cloruro de sodio es:

1 tomo de sodio23; 1 tomo de cloro35,5masa molecular relativa del NaCl58,5

3.1. Composicin centesimalLo que caracteriza a un compuesto qumico, ya est formado por iones o

por molculas, es la proporcin fija que existe entre los tomos de los ele-mentos que lo componen.

Por ello, una vez conocida la frmula de un compuesto qumico, es posi-ble calcular fcilmente su composicin centesimal, es decir, el porcentaje demasa correspondiente a cada uno de los elementos que lo forman. Por ejem-plo, la composicin centesimal del cloruro de sodio es:

% de sodio 10039,3 %; % de cloro 10060,7 %33,558,523

58,5

3

110 UNIDAD 5110

Calcula la composicin centesimal del agua, H2O.

Primero se halla su masa molecular relativa, para lo cual hay que consultar en latabla peridica las masas atmicas relativas, que son H1 y O16. As:

2 tomos de H2; 1 tomo de O16 masa molecular relativa18

A continuacin, se halla el porcentaje de hidrgeno y de oxgeno en la molcula:

% de H 10011,1 %; % de O 10088,9 %

La composicin centesimal del agua es 11,1 % de hidrgeno y 88,9 % de oxgeno.

1618

218

EJ

EM

PL

O

1

Actividades

Busca las masas atmicas en la tabla peridica y calculala composicin centesimal del trixido de azufre, SO3; xidode calcio, CaO; cido sulfrico, H2SO4, e hidrxido de sodio,NaOH. Solucin: SO3: % S40 %, % O60 %;

CaO: % Ca71,4 %, % O28,6 %; H2SO4: % H2 %, % S32,7 %, % O65,3 %;

NaOH: % Na57,5 %, % O40 %, % H2,5 %

Pueden dos compuestos diferentes formados por losmismos elementos tener la misma composicin centesimal?

Justifica tu respuesta.

Cul es la composicin centesimal de un elementoqumico independientemente de que est formado portomos, molculas o cristales?

19

1817

Informacin obtenida de una frmula qumica

Compuesto formado por molculas

Una molcula de amoniaco, NH3,contiene:

1 tomo de nitrgeno.

3 tomos de hidrgeno.

Su masa molecular relativa es:

1 14 3 117

Su composicin centesimal es:

% de N 10082,35 %

% de H 10017,65 %

Compuesto formado por cristales

En un cristal de cloruro de calcio,CaCl2, por cada tomo de calcio enforma de ion Ca2 existen dos ionesde cloro, Cl.

Su masa molecular relativa es:

1 402 35,5111

Su composicin centesimal es:

% de Ca 10036 %

% de Cl 10064 %

Comprueba que la suma de losporcentajes es 100.

71111

40111

317

1417

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Cantidad de sustancia: el mol

El nmero de tomos y molculas que intervienen en cualquier procesof sico o qumico es tan enorme que los cientficos estimaron convenienteintroducir una nueva magnitud y su correspondiente unidad para poderexpresar cantidades muy grandes mediante nmeros sencillos.

La cantidad de sustancia, n, es una magnitud cuya unidad en el SI es el mol.

Para entender lo que es un mol, piensa en la docena (una docena de hue-vos, una docena de latas de refresco), todas estas cantidades tienen algoen comn, son doce. La docena es una unidad de cantidad que designa a unconjunto de doce identidades.

Algo similar ocurre con el mol. Cuando se habla de 1 mol de tomos deoxgeno o de 1 mol de molculas de agua, tambin se est empleando unaunidad de cantidad comn, si bien no tan sencilla como la docena, ya que unmol equivale a 6,022 1023 partculas idnticas.

El mol designa un conjunto de 6,022 1023 partculas idnticas. Estas puedenser tomos, molculas, iones, electrones u otras partculas o agrupamientosespecficos de ellas.

Este nmero tan enorme recibe el nombre de nmero o constante deAvogadro, NA, en honor al cientfico italiano Amedeo Avogadro.

4


a) Cuntas molculas hay en 0,5 mol de molculas de oxgeno (O2)?

6,022 1023 molc./mol 0,5 mol de molc.3,011 1023 molc. de O2

b) Qu cantidad de sustancia, en mol, hay en 6,022 1020 tomos de oro?

0,001 mol de tomos de oro6,022 1020 tomos de oro

6,022 1023 tomosmolEJ

EM

PL

O

2

Actividades

Escribe la constante de Avogadro sin notacin cientfica.

Copia en tu cuaderno y completa las frases siguientes:

a) En un mol de tomos hay tomos.

b) En un mol de molculas hay molculas.

c) En 2 mol de electrones hay electrones.

d) En 0,5 mol de molculas hay molculas.

e) 6,022 1024 molculas son mol de molculas.

f) 6,022 1021 tomos son mol de tomos.

21

20

Compara las siguientes cantidades de sustancias:

a) Cuntos tomos hay en 1 mol de tomos? Y en 10 mol?

b) Cuntas molculas hay en 1 mol de molculas? Y en 0,1 mol?

Ref lex iona

1 mol de tomos de carbono contiene6,022 1023 tomos

de carbono.

0,1 mol de tomos de carbono contiene6,022 1022 tomos

de carbono.

10 mol de tomos de carbono contiene6,022 1024 tomos

de carbono.

1 mol de molculas de azcar contiene

6,022 1023 molculas de azcar.

0,1 mol de molculas de azcar contiene

6,022 1022 molculasde azcar.

10 mol de molculas de azcar contiene

6,022 1024 molculasde azcar.

Te i n t e r esa sabe r

1 mol de tomos 6,022 1023 tomos

1 mol de molculas 6,022 1023 molculas

Es decir:

n mol de molculas, tomos decualquier sustancia, multiplicado por6,022 1023, es igual al nmero de mo-lculas, tomos de dicha sustancia.

n mol de partculas 6,022 1023 n. de partculas

Y al contrario:

Un nmero de molculas, tomosde cualquier sustancia, dividido entre6,022 1023, es igual al nmero de molde molculas, tomos de dichasustancia.

n mol departculas

n. de partculas

6,022 1023

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Masa molar

Como te puedes imaginar, no resulta fcil contar los tomos, molcu-las, de una sustancia dada para determinar qu cantidad hay de la misma.A fin de hacer ms sencilla esta labor, vamos a definir el concepto de masamolar, que es la equivalencia entre masa y cantidad de sustancia.

La masa molar (M) es la masa de un mol de tomos, molculas, iones, partculas,etc. Se expresa en kg/mol o en g/mol.

Cuando la masa molar se expresa en g/mol, su valor numrico coincidecon la masa atmica relativa. La masa molar de cualquier sustancia se calculaa partir de la masa atmica relativa, si los componentes de la sustancia sontomos, o de la masa molecular relativa, si se trata de molculas o compuestoscristalinos.

La relacin existente entre cantidad de sustancia, masa y masa molar es:

cantidad de sustancia ; n (mol)

A partir de esta expresin es posible obtener la masa, en gramos, de cual-quier sustancia, conociendo su masa molar y la cantidad de sustancia:

masa (g) cantidad de sustancia (mol)masa molar (g/mol)

m (g)M (gmol)

masa en gramosmasa molar

5

112 UNIDAD 5112

Calcula la cantidad de metano, CH4, en mol, que hay en 48 g de esta sustan-cia. Cuntas molculas hay? Cuntos tomos de carbono y de hidrgenohay en dicha cantidad de sustancia?

Primero se calcula la masa molar del CH4: 12 1 4 16 g/mol. En 1 mol demolculas de CH4 hay 16 g de dicha sustancia. A continuacin, se halla la canti-dad de sustancia, en mol, que existe en 48 g:

n 3 mol

Si en 1 mol de molculas de CH4 hay 6,022 1023 molculas, en 3 mol habr:

x18,066 1023 molculas de CH4

Si en 1 molcula de CH4 hay 1 tomo de C y 4 de H, en 18,022 1023 molculas

habr 18,022 1023 tomos de C y 18,022 1023 472,264 1023 tomos de H.

48 g (3 mol)

x molculas

16 g (1 mol de molculas)

6,022 1023 molculas

48 g

16 gmol

EJ

EM

PL

O

3

Sodio

Est formado por tomos de sodio, Na. 1 mol de tomos de Na tiene una masa de 23 g. La masa molar del Na es 23 g/mol. En 23 g de Na hay 6,022 1023 tomos de Na.

Yodo

Est formado por mo l culas diatmicas, I2. 1 mol de molculas de I2 tiene una masa de 127 2254 g. La masa molar del I2 es 254 g/mol. En 254 g de I2 hay 6,022 10

23 molculas de I2y 6,022 1023 21,204 1024 tomos de I.

Dixido de carbono

Est formado por mo lculas de CO2. 1 mol de molculas de CO2 tiene una masa de 1216 244 g. La masa molar del CO2 es 44 g/mol. En 44 g de CO2 hay 6,022 10

23 mo lculas de CO2, es decir, 6,022 1023 tomos de C y 6,022 1023 21,204 1024 tomosde O.

1 mol de carbono tiene una masa de 12 g.

Actividades

Copia en tu cuaderno y completalas frases siguientes:

a) Si la masa atmica relativa de unelemento metlico es 40, su masamolar es g/mol.

b) Si la masa molecular relativa deun compuesto es 98, su masa molares g/mol.

c) Si la masa molar de cierto com-puesto molecular es 17 g/mol, en1 mol de esa sustancia hay molculas.

d) Si la masa molar de cierto ele-mento gaseoso que se encuentraen forma de tomos aislados es de4 g/mol, en 2 mol de ese elementohay tomos.

e) Si la masa molar de cierto ele-mento metlico es 27 g/mol, en13,5 g de ese elemento haymol.

f) Si la masa molar de cierto com-puesto inico es 58,5 g/mol, en 117 gde ese compuesto hay mol.

22

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Volumen molar

Para indicar el volumen de un gas, hay que indicar a qu presin y a qutemperatura ha sido medido dicho volumen. Por esto, los cientficos hanestablecido unas condiciones fijas de presin y temperatura para compararlos volmenes de los gases.

Convencionalmente se ha establecido que las condiciones normales detemperatura y presin son 273 K (0 C) y 1 atm, respectivamente.

Avogadro determin que cuando los volmenes de dos gases distintos semiden en las mismas condiciones de temperatura y presin, un mol de unode los gases ocupa el mismo volumen que un mol del otro.

El volumen molar es el volumen que ocupa un mol de un gas medido a273 K y 1 atm.

Se ha calculado que el volumen molar de todos los gases a 273 K y a 1 atmes de 22,4 L.

En 22,4 L de cualquier gas, medido a 273 K y 1 atm, hay 6,022 1023 tomos omolculas.

Veamos los siguientes ejemplos: 1 mol de tomos de helio, He, en condiciones normales de presin y

temperatura ocupa 22,4 L contiene 6,022 1023 tomos de helio. 1 mol de molculas de hidrgeno, H2, en condiciones normales de pre-

sin y temperatura ocupa 22,4 L contiene 6,022 1023 molculasde hidrgeno.

1 mol de molculas de amoniaco, NH3, en condiciones normales de py T ocupa 22,4 L contiene 6,022 1023 molculas de amoniaco.

6


a) Averigua la cantidad de sustancia, en mol, que hay en 9 L de un gasmedido a 273 K y 1 atm.

0,4 mol

b) Calcula el nmero de molculas contenido en 9 L de gas.

0,4 mol 6,022 1023 molculas/mol2,408 1023 molculas

9 L22,4 Lmol

EJ

EM

PL

O

4

Actividades

Justifica si estos enunciados son verdaderos o falsos:

a) Volmenes iguales de nitrgeno (N2) y de helio (He),medidos los dos en las mismas condiciones de presin ytemperatura, contienen el mismo nmero de molculas.

b) El volumen de 1 mol de cualquier gas es siempre 22,4 L.

c) 6,022 1023 molculas de cualquier gas ocupan siempre22,4 L.

Calcula la cantidad de sustancia, en mol, que hay en lossiguientes volmenes de gases, medidos a 273 K y 1 atm:

a) 2,24 L b) 224 L c) 11,2 L d) 1,12 L

Solucin: a) 0,1 mol b) 10 mol c) 0,5 mol d) 0,05 mol

Calcula el nmero de molculas que hay en los volme-nes de gases de la actividad anterior.

Solucin: a) 6,022 1022 molculas

b) 6,022 1024 molculas

c) 3,011 1023 molculas

d) 3,011 1022 molculas

Copia en tu cuaderno y completa esta frase:

1 mol de cloro reacciona con 1 mol de hidrgeno para dar2 mol de cloruro de hidrgeno, medidos a 273 K y 1 atm,significa que L de cloro reaccionan con L dehidrgeno para dar L de cloruro de hidrgeno.

26

25

24

23

R e c u e r d a

x mol de un gas a 273 K y 1 atm,multiplicado por 22,4 L/mol, es igualal nmero de litros de ese gas.

x litros de un gas a 273 K y 1 atm,dividido entre 22,4 L/mol, es igual alnmero de mol de ese gas.

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La abundancia de los elementos

De los 117 elementos que se conocen actualmente, 29 han sido producidosartificialmente en las ltimas dcadas y no se encuentran en la naturaleza.De los 88 elementos naturales restantes, ms de 70 son tan escasos que recibenel nombre de elementos traza.

7.1. Los elementos en el universoAl analizar la materia que compone el universo, se descubren dos hechos: Los elementos que constituyen los diversos cuerpos celestes son prc-

ticamente iguales en todo el universo. La abundancia de los elementos qumicos, e incluso de sus istopos, es

similar en todos los cuerpos del universo.En el diagrama puedes ver que el elemento ms abundante en el universo es

el hidrgeno, con un 60,4 % en masa, seguido del helio, con un 36,6 % en masa.Los otros elementos constituyen el 3 % restante (oxgeno, nen, carbono).

7.2. Los elementos en la TierraAl analizar la materia que constituye la Tierra se han encontrado en estado

libre el oxgeno, el nitrgeno, el carbono, el oro, la plata y el platino. El resto delos elementos se halla combinado con otros elementos.

En la atmsfera los elementos ms abundantes son el nitrgeno, el oxgeno(libre, O2, y combinado con el hidrgeno formando vapor de agua, H2O), elhidrgeno (casi en su totalidad combinado con el oxgeno en el vapor de agua),el carbono (combinado con el oxgeno formando dixido de carbono, CO2)y el argn.

Si te fijas en el grfico de abundancia de los elementos, podrs compro-bar que el silicio ocupa el segundo lugar en la corteza terrestre, tras el ox-geno. El silicio forma parte de la arena, la arcilla, el asbesto y la mica. Porejemplo, el 47 % de la arena del desierto est formada por silicio.

En la hidrosfera, el segundo elemento ms abundante es el hidrgenoque est combinado con el oxgeno en el agua.

7

114 UNIDAD 5114

nitrgeno 78 %

vapor de aguay otros gases 0,97 %

oxgeno 21 %

dixido decarbono 0,03 %

aluminio 8 %

hierro 5 %

silicio 28 %

oxgeno 47 %

calcio 3,5 %

sodio 3 %

potasio 2,5 %

magnesio 2 %

otroselementos 1 %

hidrgeno 60,4 %

helio 36,6 % otros elementos 3 %

Proporcin de elementos en la atmsfera. Proporcin de elementos en la corteza terrestre.

Proporcin de elementos en el universo.

Actividades

Arena.

Mineral de mica: moscovita.

Arcilla.

Mineral de asbesto.

QUMICA EN LA SOCIEDAD

Ordena de mayor a menor abundancia los elementosque forman parte de la corteza terrestre.

Investiga de qu elementos estn formados los minera-les que aparecen en las fotografas.

Escribe el smbolo de los elementos existentes en el uni-verso y en la Tierra (corteza terrestre, atmsfera e hidrosfera)en una tabla peridica, utiliza tramas o colores que permi-tan distinguirlos segn su origen.

29

28

27

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7.3. Los elementos que componen los seres vivos Del centenar de elementos conocidos, menos de 30 forman parte de la

materia viva. Los elementos que entran en la constitucin de los seres vivosreciben el nombre de bioelementos.

Nuestro organismo est compuesto, fundamentalmente, por tomos decarbono, oxgeno, hidrgeno y nitrgeno y, en menor proporcin, de fsforoy azufre. Todos ellos son denominados bioelementos primarios y aportanel 96,2 % del total.

En la tabla del margen puedes observar las proporciones en que se pre-sentan los distintos bioelementos en algunos seres vivos.

Los ms abundantes son: El oxgeno, que se encuentra libre en la naturaleza, es elaborado por

las plantas mediante la fotosntesis. El carbono es unas doscientas veces ms abundante en la biosfera1

que en la litosfera2 y es el elemento bsico para la formacin de lasmolculas de los seres vivos, por lo que es captado directamente dela atmsfera en forma de CO2 por las plantas y a travs de los alimentos,por los animales.

El hidrgeno se encuentra combinado con el oxgeno en el agua y con elcarbono y otros elementos en las diferentes molculas que constituyenla materia viva.

Actividades

Son las proporciones de los distintos bioelementos iguales para todos losseres vivos?

Cules son los dos elementos ms abundantes en los seres vivos?

Qu seis elementos constituyen, aproximadamente, el 99 % de toda la materiaviva?

32

31

30



1biosfera: capa de la Tierra que albergala vida.

2litosfera: capa rgida externa de la Tierra,que comprende la corteza y unos 50 kmo 100 km del manto superior.

PROPORCIN DEBIOELEMENTOS EN LOS SERESHUMANOS Y EN LAS PLANTAS

BioelementoSeres

humanosPlantas

O 62,81 77,90

C 19,37 11,34

H 9,31 8,72

N 5,14 0,83

S 0,64 0,10

P 0,63 0,71

Ca 1,38 0,58

K 0,22 0,22

Cl 0,18 0,07

Mg 0,05 0,08

Entre otros elementos, en el ser humanohay, adems, trazas de Fe, Cu, Mn, I y F, y en los vegetales, trazas de Na, Si, B, Mn,Zn y Fe.

H1

2

3

4

5

6

7

1I

II III IV V VI VII

VIII

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

Na Mg

K Ca V Cr

Mo

Mn Fe Co Ni Cu Zn Br

I

Si P S Cl

B C N O F

Bioelementos primarios. Elementos muy abundantes en la materia viva.

Bioelementos secundarios indispensables. Elementos presentes en la materiaviva en pequeas cantidades.

Bioelementos secundarios variables. Elementos presentes en la materia viva,pero que pueden faltar en algunos organismos.

Elementos inexistentes en la materia viva.

TABLA PERIDICA DE LOS BIOELEMENTOS

0S3FQLA_10.05 2/2/10 17:22 Pgina 115

7.4. Los elementos en el ser humanoEn trminos generales, los elementos minerales desempean tres fun-

ciones en nuestro organismo: Sirven como materiales de construccin. Son componentes de los lquidos del organismo. Regulan el metabolismo.

116 UNIDAD 5116


Elemento Funcin Alimentos Consumo diario

Hierro

Es un componente de la molcula de hemoglobina y como tal participa en la captacin de oxgeno en los pulmonesy en su transporte hasta las clulas.

Este elemento est presenteen alimentos como lascarnes, las legumbres, el pan y la yema de huevo.

Cuando el consumo diario de hierro se sitapor debajo de 10 mg, aparece la anemia, que va acompaada de palidez, apata y cansancio.

Calcio

Como componente insustituible de los huesos, el calcio constituye el 2 % delpeso total del cuerpo humano. Adems,interviene en la conduccin nerviosa, la contraccin muscular, la coagulacin de la sangre y la secrecin y regulacin dehormonas.

Las principales fuentes de calcio son la leche y sus derivados, as como lasverduras, los garbanzos, las alubias, el pescado y los ctricos.

El consumo diario de calcio debe ser de unos1 000 mg. La deficiencia de este elemento semanifiesta a travs de una serie de trastornosneurolgicos, como demencia y depresin.

Fsforo

El 85 % del fsforo se encuentra unido al calcio en los huesos, y el resto se utiliza en la regulacin del equilibrio en lasmembranas celulares y en la fabricacin delos cidos nucleicos, que son los integrantesbsicos del material hereditario.

El fsforo abunda en el pescado, la carne, los productos lcteos, laslegumbres y los frutos secos.

La carencia de este elemento solo se manifiesta en personas que llevan una alimentacin deficiente o que padeceninsuficiencia renal.

Magnesio

La mayor parte del magnesio que consume a diario el ser humano va a parar al tejidoseo, donde se une al calcio y al fsforo.Adems de colaborar en la formacin y conservacin de los huesos y los dientes, el magnesio controla la transmisin de losimpulsos nerviosos y la contraccin de los msculos.

Los alimentos ricos en esteelemento son las nueces, las verduras verdes, la lechey el pan integral.

La deficiencia de magnesio da lugar a mltiples alteraciones metablicas y nutricionales que causan anorexia, nuseas,vmitos, debilidad y alteraciones de la personalidad.

Cinc

El 90 % de este elemento se concentra en los tejidos seo y muscular. El resto se localiza en la piel, el hgado, el pncreas,la prstata, la retina y la sangre.

El aporte diario de cinc se puede obtener de la carnemagra, el pescado, el marisco, los cereales y el pan integral, las legumbres y los huevos.

El ser humano precisa de un aporte diario de 10-15 mg de cinc. La deficiencia de esteelemento afecta inmediatamente al crecimiento y a la reproduccin celular, as como a las defensas contra las infeccionesy la salud de la piel; puede producir tambinalteraciones del gusto.

Sodio ypotasio

Son los principales componentesinorgnicos de los lquidos corporales. El cuerpo de una persona adulta contieneunos 245 g de potasio y 105 g de sodio.

Ambos elementos estnampliamente distribuidos en los alimentos.

Se recomienda ingerir nicamente unos 5 g desal al da. El potasio se localiza principalmenteen el agua del interior de las clulas, y el sodio, en la del exterior. Esta distribucinresulta fundamental para mantener las propiedades fisiolgicas de los tejidos.

Actividades

Localiza los elementos del cuadro en la tabla peridica.Son metales o no metales? En qu alimentos se encuen-tran presentes?

Qu tipo de alimentos debemos incluir en nuestra dietadiaria para satisfacer las necesidades mnimas de hierro, cal-cio, fsforo, magnesio, cinc, sodio y potasio?

Qu elemento es uno de los componentes principalesde la molcula de hemoglobina? Qu ocurre si el organis-mo es deficitario en este elemento? En qu alimentos seencuentra principalmente este elemento?

Qu elementos son los principales componentes inor-gnicos de los lquidos corporales?

36

35

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Los medicamentos

Los medicamentos o frmacos son productos qumicos que se utilizan en eltratamiento o la prevencin de las enfermedades.

La mayor parte de los productos que en principio eran extrados de losanimales y las plantas (los analgsicos, los sedantes, los psicofrmacos, etc.),son en la actualidad medicamentos que se sintetizan en los laboratoriosfarmacuticos.

AutomedicacinLa automedicacin, es decir, el consumo de medicamentos por propia

iniciativa sin consultar al mdico, puede ocasionar serios perjuicios a lasalud. Prcticamente todos los medicamentos tienen efectos secundarios.

Los analgsicos y los antibiticos son dos de los grupos de medicamentosms usados en la automedicacin. Tanto unos como otros presentan posiblesriesgos individuales y colectivos, en especial los antibiticos, por la resistenciabacteriana que ocasionan.

Los antibiticos deben utilizarse convenientemente y bajo supervisinmdica a fin de mantener un correcto equilibrio entre una buena prcticaclnica y la necesidad de frenar el incremento de la resistencia bacteriana.

8



AnimalAlgunas hormonas, como la ACTH y la insulina, son fr-macos de origen animal.

VegetalA principios del siglo XIX, muchos de los medicamentosse extraan de las plantas, como la aspirina, la digitalis, elopio (ltex seco de la adormidera), el cornezuelo de cen-teno, la atropina (belladona), la quinina (corteza de laquina) o la reserpina.

MineralPertenecen a este grupo de fr-macos el yodo, el cido brico, elclorato de potasio, el bicarbona-to de sodio y el sulfato de cobre,entre otros.

Frmacos de origen natural

cido acetilsaliclicoFue uno de los primerosfrmacos sintticos de im-portancia, comercializadoen 1897 por los Laborato-rios Bayer y que se distribu-ye por todo el mundo conel nombre de aspirina. Tie-ne efectos analgsicos, an-tiinamatorios y antirreu-mticos.

SalvarsnFue el primer medicamento que cur una enfermedadinfecciosa de gran mortalidad: la slis. Sintetizado por elbilogo y mdico alemn Paul Ehrlich en 1910.

SulfamidasSon unos medicamentos muy ecaces contra la infeccinpor estreptococos, descubierto en 1935 por el mdicoalemn Gerhard Domagk, de los Laboratorios Bayer.

AntibiticosEn 1940 empezaron a comer-cializarse los antibiticos, sus-tancias activas contra infec- ciones muy diversas y quederivan de la penicilina, descu-bierta en 1928 por AlexanderFleming.

Frmacos de origen sinttico

Belladona. Opio.

Actividades

Un medicamento genrico esaquel que se comercializa bajo ladenominacin de su principio acti-vo. Cul es el principio activo de laaspirina?

Investiga cul es el riesgo del con-sumo incontrolado de algunos me-dicamentos, como los antibiticos.

38

37

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118 UNIDAD 5118

Clasificacin de los elementos La primera clasificacin de los elementos fue la que dis-tingui entre metales y no metales y se basaba en el aspectoque presentan los elementos y en sus propiedades fsicas.

En la tabla peridica actual, los elementos se ordenan deizquierda a derecha y de arriba abajo, en orden creciente denmero atmico. Se estructura en 18 grupos y 7 perodos.

Los elementos con el mismo nmero de electrones en sultima capa presentan las mismas propiedades qumicas y estn situados en un mismo grupo.

Los elementos que tienen el mismo nmero de capaselectrnicas se sitan en un mismo perodo.

Las propiedades metlicas de los elementos aumentandentro de un mismo perodo a medida que nos desplaza-mos a la izquierda y disminuyen conforme lo hacemos haciala derecha. Dentro de un mismo grupo aumentan a medidaque bajamos en l y disminuyen conforme subimos.

Agrupaciones de los tomos en la materia Los elementos del grupo 18, los gases nobles, seencuentran en la naturaleza en forma de tomos aislados.A temperatura ambiente son gases y todos tienen ochoelectrones en su capa ms externa, excepto el helio quetiene dos.

El resto de los elementos trata de conseguir tener ochoelectrones en su ltima capa (o dos como en el caso delhidrgeno), lo que da lugar a las molculas o cristales.

Los elementos como el hidrgeno (H2), el oxgeno (O2),el nitrgeno (N2), el flor (F2), el cloro (Cl2), el bromo (Br2) y elyodo (I2) se presentan como molculas diatmicas. Se tratade elementos gaseosos (excepto el bromo y el yodo) que noconducen la corriente elctrica.

El carbono se presenta en dos formas: diamante y grafito.

Todos los metales, excepto el mercurio, son slidos cris-talinos. La mayora son muy duros, conducen la corrienteelctrica y son dctiles y maleables.

Cuando los metales se unen a los no metales lo hacenmediante la formacin de iones de distinto signo que seatraen y se agrupan formando cristales inicos. Estas sus-tancias poseen altos puntos de fusin y ebullicin, se disuel-ven muy bien en agua y no conducen la corriente elctricaen estado slido, aunque s lo hacen fundidos o disueltos enagua.

Masa molecular y cantidad de sustancia La masa molecular relativa de un elemento o un com-puesto es igual a la suma de las masas atmicas relativas delos tomos que aparecen en su frmula.

El conocimiento de la frmula de un compuesto permitecalcular la composicin centesimal de los elementos quelo forman. Si el compuesto es AxBy su composicin cente-simal es:

% de A 100n. de masa atmica relativa Ax

masa molecular relativa AxBy

I D E A S C L A R A S

% de B 100

La cantidad de sustancia, n, es una magnitud cuya uni-dad en el SI es el mol.

El mol designa un conjunto de 6,022 1023 partculasidnticas. Estas pueden ser tomos, molculas, iones, electro-nes u otras partculas o agrupamientos especficos de ellas.Este nmero recibe el nombre de constante de Avogadro.

n mol de partculas

Masa molar y volumen molar La masa molar (M) es la masa de un mol de tomos,molculas, iones, partculas Se expresa en g/mol o kg/mol.

La relacin entre cantidad de sustancia, masa y masamolar es:

n (mol)

Cuando los volmenes de dos gases diferentes se midenen las mismas condiciones de temperatura y presin, unmol de uno de ellos ocupa el mismo volumen que un moldel otro gas.

El volumen molar es el volumen que ocupa un mol deun gas medido a 273 K y 1 atm.

El volumen molar de todos los gases en esas condicioneses de 22,4 L.

En 22,4 L de cualquier gas, medido a 273 K y 1 atm, hay6,022 1023 tomos o molculas.

Abundancia de los elementos El elemento ms abundante del universo es el hidrgeno,seguido por el helio.

El oxgeno, el nitrgeno, el oro, el carbono, la plata y elplatino se encuentran en la Tierra en estado libre; el restoestn combinados con otros elementos formando com-puestos.

Los elementos ms abundantes en la atmsfera son elnitrgeno, el oxgeno, el hidrgeno, el carbono y el argn.

Los elementos ms abundantes en la corteza terrestreson el oxgeno y el silicio.

El elemento ms abundante en la hidrosfera es el hidr-geno, que se encuentra combinado con el oxgeno formandoel agua.

Los elementos que constituyen los seres vivos se deno-minan bioelementos. El carbono, el oxgeno, el hidrgeno,el nitrgeno y, en menor proporcin, el fsforo y el azufreconstituyen los bioelementos primordiales.

Los elementos minerales desempean tres funciones enel ser humano: sirven como materiales de construccin,son componentes de los lquidos del organismo y regulan elmetabolismo.

Elabora un mapa conceptual o esquema con los prin-cipales conceptos de la unidad.

n. de masa atmica relativa Bymasa molecular relativa AxBy

m (g)

M (gmol)

n. de partculas

6,022 1023

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Masa molecular relativa. Composicincentesimal1. Determina la masa molecular relativa de las siguientessustancias:

a) NH3

b) H2SO4

Datos: masas atmicas: N14; H1; S32; O16

Interpretacin del enunciado

1. Identificamos las sustancias con sus frmulas y las masasatmicas de los tomos de los elementos que aparecenen ellas:

NH3: masa atmica del N14; masa atmica del H1.

H2SO4: masa atmica del H 1; masa atmica delS 32; masa atmica del O 16.

2. Para determinar la masa molecular de las sustanciassumamos las masas atmicas de todos los tomos de loselementos que aparecen en la frmula:

Masa molecular de NH3masa atmica delN 3 masa atmica del H.

Masa molecular del H2SO4 2 masa atmica delHmasa atmica del S 4 masa atmica del O.

Resolucin del problema

a) Masa molecular de NH3 14 3 1 17

b) Masa molecular del H2SO4 2 1 32 4 16 98

2. Calcula la composicin centesimal del sulfato de co-bre, CuSO4.


Hay que calcular el porcentaje en masa de cada uno de loselementos que forman parte del compuesto CuSO4. Para ello:

1. Calculamos la masa molecular relativa del sulfato decobre. La masa molecular es la suma de las masas atmi-cas de los elementos que forman el sulfato de cobre.

2. Determinamos el porcentaje en masa:

% del elemento 100


Masa molecular del CuSO4 63,5 32 4 16 159,5

% de cobre 100 39,81 %

% de azufre 10 20,06 %

% de oxgeno 100 40,13 %

Anlisis de los resultados

Comprobamos que la suma de los porcentajes es 100:

39,8120,0640,13100

64159,5

32159,5

63,5

159,5

masa atmica del elementomasa molecular del compuesto

Cantidad de sustancia: el mol3. Calcula la cantidad de sustancia, en mol, que hay en6,022 1021 tomos de plata.


Para saber la cantidad de sustancia utilizamos la constantede Avogadro: 1 mol de cualquier sustancia contiene6,022 1023 tomos. Aplicamos la relacin que hay entre lacantidad de sustancia en mol y el nmero de partculas:

n. de partculascantidad de sustancia6,0221023


Despejamos la cantidad de sustancia de la expresin ante-rior y sustituimos los datos del problema:

cantidad de sustancia de Ag

cantidad de sustancia de Ag0,01 mol

Masa molar y volumen molar4. Calcula la masa molar del bromo, Br2, y del yoduro depotasio, KI.


Debemos calcular la masa molar de un elemento, el bromo,y de un compuesto, el yoduro de potasio. Como la masamolar es la masa molecular expresada en g/mol, tendremosque hallar la masa molecular de cada una de las sustancias.


Masa molecular del Br2 80 2 160

La masa molar del bromo es 160 g/mol.

Masa molecular del KI 39 127 166

La masa molar del KI es 166 g/mol.

5. En condiciones normales, 1 cm3 de un gas contiene4,46 105 mol. Calcula el nmero de molculas que hayen una botella de litro llena de aire en esas condiciones.


Si se conoce la cantidad de sustancia que contiene 1 cm3 decualquier gas, es posible calcular el nmero de molculasque hay en ese volumen y, posteriormente, averiguar elnmero de molculas que hay en 1 L.


De acuerdo con la ley de Avogadro, en un 1 mol de cual-quier gas, en condiciones normales de presin y temperatura,hay 6,022 1023 molculas. Primero calculamos el nmero demolculas que hay en 4,46 105 mol:

n. de molculas 4,46 105 mol 6,022 1023 molculas/mol 2,68 1019 molculas

Son las molculas contenidas en un volumen de 1 cm3. Comoel enunciado pide el nmero de molculas en 1 L (1 dm3),habr un nmero mil veces mayor:

n. de molculas 2,68 1022 molculas

6,022 1021 tomos

6,022 1023 tomos/mol


E S T R A T E G I A S

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120 UNIDAD 5120

Las definiciones de elemento

Define sustancia simple y elemento.

Cul es la definicin de elemento propuesta por Dalton?

Qu tipo de procedimientos permiten descomponerun compuesto en los elementos que lo constituyen?

Clasificaciones de los elementos qumicos

Qu elemento presenta ms carcter metlico, el litioo el cesio? Cul tiene ms carcter no metlico, el flor oel bromo? Y entre el sodio o el silicio?

Describe tres caractersticas de los elementos metlicosy tres de los elementos no metlicos.

Indica cules de los siguientes elementos son metalesy cules no metales: oro, plata, fsforo, arsnico, plomo yestao.

Los antiguos griegos consideraban el agua uno de loscuatro elementos; ahora bien, de acuerdo con la definicinde elemento dada por Dalton y por Boyle, qu sera el agua:un elemento o un compuesto?

En 1817, J. W. Dbereiner observ las propiedades delos elementos calcio, estroncio y bario, que hay en la tabla:

a) Cmo son las propiedades fsicas y qumicas delestroncio respecto de las del calcio y el bario?

b) Crees que existe una cierta regularidad en las propie-dades de estos elementos?

Qu tienen en comn los elementos de la tabla peri-dica que estn colocados en la misma columna? Y los queestn en la misma fila?

Cmo estn ordenados los elementos en la tablaperidica actual?

Define grupo y perodo dentro de la tabla peridica.

a) Qu tienen en comn los elementos de un mismogrupo?

b) Y los de un mismo perodo?

Cmo varan las propiedades metlicas de los elemen-tos dentro de un mismo perodo? Y dentro de un mismogrupo?

Busca el elemento nmero 15 en la tabla peridica.Cul es su nombre? A qu grupo y perodo pertenece?Qu elementos son de su mismo grupo y de su mismoperodo?

D

9

13

12

11

10

ElementoReaccin con el agua

Solubilidad p.f. (C)

Calcio Muy activo Ligeramente soluble 851

Estroncio Actividad media Poco soluble 800

Bario Poco activo Insoluble 710

8

7

6

5

4

3

2

1

Copia en tu cuaderno y completa las siguientes frases:

a) La posicin que ocupan los elementos en la tablaperidica depende del nmero de que hay en elncleo de sus tomos, es decir, de su nmero .

b) Los elementos que se encuentran situados en un mismogrupo tienen el en la ltima capa y presentanpropiedades .

c) Los elementos que tienen el mismo nmero dese encuentran en un mismo perodo.

Responde verdadero o falso y justifica tu respuesta.

a) El cloro tiene ms carcter metlico que el sodio.

b) El yodo tiene ms carcter metlico que el flor.

Asocia el nombre de los elementos con sus smbolos:

1. Berilio 3. Boro 5. Bromo 7. Flor 9. Fsforo

2. Hierro 4. Sodio 6. Potasio 8. Cloro 10. Azufre

a) F c) K e) Fe g) P i) Cl

b) B d) S f) Be h) Na j) Br

Escribe el smbolo de los siguientes elementos:

a) Magnesio d) Argn g) Cobre

b) Carbono e) Litio h) Cinc

c) Aluminio f) Silicio i) Helio

Escribe el nombre de los siguientes elementos:

a) O c) Ni e) Ne g) Ag i) Hg

b) N d) H f) Mn h) Au j) I

Qu elemento est en el mismo perodo que el potasioy en el mismo grupo que el nitrgeno?

Qu elemento del tercer perodo es menos metlicoque el silicio pero ms metlico que el nitrgeno?

Explica por qu el berilio, el magnesio y el calcio estnen el grupo 2 de la tabla peridica.

Agrupaciones de los tomos en la materiaQu elementos tienen la capa exterior completa? En

qu estado se encuentran a temperatura ambiente?

Qu elementos se encuentran en la naturaleza en formade tomos aislados? Situlos en la tabla peridica.

Qu elemento gaseoso situado en el segundo perodose encuentra en la naturaleza en forma de tomos aisla-dos? Cita otros dos elementos de su mismo grupo.

Cules de estas propiedades corresponden a un cristalmetlico y cules a un cristal inico:

a) Posee elevados puntos de fusin y ebullicin.

b) Es soluble en agua.

c) Conduce la corriente elctrica en estado slido.

d) Conduce la corriente elctrica disuelto en agua.

D

14

23

25

24

22

21

20

19

18

17

16

15

A C T I V I D A D E S

0S3FQLA_10.05 2/2/10 17:22 Pgina 120

La frmula de cierto compuesto es KOH. Qu elemen-tos forman este compuesto?

Dibuja y explica los siguientes procesos:

a) Formacin del ion flor y del ion sodio.

b) La unin de un ion sodio y un ion flor.

c) La formacin de un cristal de NaF.

Explica el significado de los trminos dctil y maleable.

Responde verdadero o falso y justifica tu respuesta:

a) El cloruro de sodio est formado por una molcula quetiene un tomo de cloro y un tomo de sodio.

b) Es muy difcil separar las partculas (iones) en los crista-les inicos, por lo que estas sustancias tienen elevadospuntos de fusin y ebullicin.

c) Los cristales inicos conducen bien la corriente en estadoslido porque tienen cargas positivas y negativas.

d) Los cristales inicos son compuestos formados por launin de un elemento metlico con otro no metlico.

Tenemos cuatros sustancias slidas con estas propie-dades:

Indica cul de estas sustancias es un cristal no metlico, uncristal metlico, un compuesto cristalino y cul es un cris-tal inico.

Justifica por qu el ion potasio tiene una carga de 1.

Masa molecular relativa y cantidad de sustancia

Calcula la masa molecular del xido de cinc, ZnO; elnitrato de potasio, KNO3, y el sulfato de calcio, CaSO4.

Solucin: 81,4 de ZnO, 101 del KNO3 y 136 de CaSO4

La masa molecular del butano C4H10 es:

a) 48 b) 58 c) 68

Consulta las masas atmicas en la tabla peridica dela pgina 103 y ordena de mayor a menor porcentaje de oxgeno los siguientes compuestos: BaO, K2O y CO2.

D

32

33

D

D

28

D

34

31

Sustancia A Sustancia B

Altos puntos de fusin y ebullicin.

Conduce la corrienteelctrica en estado slido.

No se disuelve en agua. Es un elemento.


No conduce la corrienteelctrica en estado slido.

Se disuelve en agua. Es un compuesto.

Sustancia C Sustancia D



No se disuelve en agua. Es un elemento.



No se disuelve en agua. Es un compuesto.

30

29

27

26 Calcula la composicin centesimal de:

a) Metano, CH4. c) Sulfato de calcio, CaSO4.

b) Propano, C3H8.

Solucin: a) % de C 75 %; % de H 25 % b) % de C 81,8 %; % de H 18,2 %

c) % de Ca 29, 41 %; % de S 23,53 %, % de O 47,06 %

Ordena los siguientes xidos de mayor a menor por-centaje de oxgeno: MgO, CO y FeO.

Cul de estas dos sustancias tienen mayor porcen-taje de potasio: el cloruro de potasio, KCl, o el nitrato depotasio, KNO3?

Copia en tu cuaderno y completa la siguiente frase:Un mol de tomos de plata contiene tomos deplata, y un mol de molculas de oxgeno contienemolculas de oxgeno.

Dnde hay ms molculas: en 1 mol de hidrgeno, H2,o en 1 mol de agua, H2O?

Indica si el siguiente enunciado es verdadero o falsoy justifica tu respuesta: en 1 mol de tomos de helio hayel mismo nmero de tomos de helio que molculas hay en1 mol de butano C4H10.

Masa molar y volumen molar

Cul es la masa molar del carbonato de calcio, CaCO3?

Solucin: 100 g/mol

Un frasco contiene 100 g de carbonato de calcio; calculala cantidad de esta sustancia, en mol, que hay en ese reci-piente. Solucin: 1 mol

Qu cantidad de nitrgeno gaseoso, N2, en mol, hay en28 g de esta sustancia? Y cuntas molculas? Y tomos?

Solucin: 1 mol, 6,022 1023 molculas, 1,204 1024 tomos

Qu cantidad de sustancia, en mol, hay en 66 g dedixido de carbono, CO2? Solucin: 1,5 mol

Cul es la masa de 3 mol de cloruro de hidrgeno,HCl? Solucin: 109,5 g

Cul es la masa molar del carbonato de sodio, Na2CO3?

Solucin: 106 g/mol

Qu cantidad de sulfuro de hidrgeno, H2S, en mol, hayen 34 g de esta sustancia? Y cuntas molculas? Cuntostomos de azufre y de hidrgeno hay en esa cantidad desustancia?

Solucin: 1 mol, 6,022 1023 molculas, 6,022 1023 tomos de azufre

y 1,204 1024 tomos de hidrgeno

Cul es la masa de 2 mol de agua, H2O? Solucin: 36 g

Cul es la masa de 1,5 mol de cido sulfrico, H2SO4?

Solucin: 157 g

49

48

47

46

45

44

43

42

41

40

39

38

37 D

36 D

35



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122 UNIDAD 5122

Cuntas molculas hay en 125 g de cloruro de hidr-geno, HCl? Solucin: 2,06 1024 molculas

Qu cantidad de cobalto, en mol, hay en 177 g de estasustancia? Solucin: 2,95 mol

Calcula la cantidad de sustancia, en mol, que hay en6,022 1021 tomos de plata. Solucin: 0,01 mol

Cul es la masa de 0,5 mol de sodio, 0,5 mol de cloro y0,5 mol de cloruro de sodio?

Solucin: 11,5 g de Na; 35,5 g de Cl2; 29,25 g de NaCl

Qu cantidad de sustancia hay en 36,5 g de HCl; 3,65 gde HCl y 73 g de HCl?

Solucin: 1 mol; 0,1 mol y 2 mol

Dnde hay ms molculas: en 1 L de cloro, Cl2, o en1 L de cloruro de hidrgeno, HCl, medidas ambas sustan-cias en las mismas condiciones de presin y temperatura?

Justifica si el siguiente enunciado es verdadero o falso:1 mol de cloro, Cl2, ocupa siempre el mismo volumen que1 mol de dixido de carbono, CO2.

Calcula el volumen ocupado en condiciones norma-les de presin y temperatura para los siguientes gases:

a) 0,3 mol de hidrgeno.

b) 2,5 mol de metano.

c) 6,022 1021 molculas de dixido de carbono.

d) 3,011 1023 tomos de nen.

Solucin: a) 6,72 L b) 56 L c) 0,224 L d) 11,2 L

Indica en tu cuaderno cules de estas respuestasson verdaderas para el siguiente enunciado para dispo-ner de 2 mol de gas oxgeno hay que tomar

a) 20 L de este gas en condiciones normales de presiny temperatura.

b) 12,044 1023 molculas de este gas.

c) 2 1023 molculas de este gas.

d) 44,8 L de este gas en condiciones normales de presiny temperatura.

Dnde hay mayor nmero de molculas?

a) En 10 L de H2 o en 1 L de SO2.

b) En 10 L de H2 o 1 mol de H2.

c) En 1 mol de O2 o en 1 mol de SO2Nota: Todos los gases se encuentran en condiciones norma-les de presin y temperatura.

Qu volumen ocupa 3,011 1022 molculas de dixidode azufre, SO2, en condiciones normales de presin y tem-peratura? Solucin: 1,12 L

Qu cantidad de sustancia hay en 10 L de O2 en condi-ciones de presin y temperatura?

Solucin: 0,45 mol

61

50

60

59 D

58 D

57 D

56

55 D

54

53

52

51

Justifica si el siguiente enunciado es verdadero o falso:en 22,4 L de hidrgeno hay el mismo nmero de molcu-las que en 22,4 L de butano, C4H10, medidos ambos volme-nes en las mismas condiciones de presin y temperatura.

Copia en tu cuaderno estas dos columnas y relacionalos trminos con sus definiciones:

La abundancia de los elementos

Cules son los elementos ms abundantes en la cortezaterrestre? Y en la atmsfera? Y en la hidrosfera?

Qu elementos son comunes en la corteza terrestrey en la hidrosfera? Qu elementos son comunes en lahidrosfera y en la atmsfera?

Qu elementos se encuentran en estado libre en laTierra? Cules son los dos elementos ms abundantes enel universo?

Qu nombre reciben los elementos naturales que sonmuy escasos en la Tierra?

Nombra cuatro elementos que se encuentren en estadolibre en la naturaleza.

Qu son los bioelementos? Cita cuatro bioelementosprimarios y cuatro secundarios.

Los elementos en el ser humano

Cules son los elementos ms importantes que seencuentran en los huesos?

Qu alimentos son ricos en magnesio? Dnde seconcentra, principalmente, el magnesio en los seres huma-nos? Cmo afecta su deficiencia a la salud?

Los medicamentos

Cita dos frmacos de origen natural y dos de origensinttico.

a) En qu consiste la automedicacin?

b) Crees que puede ser perjudicial para la salud?

Qu tipo de medicamentos utilizaban los seres huma-nos antes de que existieran los frmacos de origen sint-tico? Cita el nombre y el origen de algunos de estos medi-camentos.

62

Masa molecularrelativa

Magnitud cuya unidad en el SI es el mol.

Cantidad de sustancia

Masa de un mol de tomos,molculas

Mol

22,4 L

Masa molar

Suma de las masas atmicasrelativas de los tomos queaparecen en la frmula.

Volumen molarConjunto de 6,022 1023

partculas idnticas.

64

73

72

71

70

69

68

67

66

65

63


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Lee el texto de George Gamow, cuyo protagonista, el seor Tompkins, suea que es el electrn solitario de la ltimacapa de un tomo de Na y que recibe instrucciones del monje Paulini. A continuacin, responde las cuestiones.

Por qu deseas con tanto ahnco encontrar compaa? Por qu les atraer tanto la vida mundanaa los electrones? Sin embargo, si insistes en tener compaa, te ayudar a satisfacer tu deseo. Si mirasen la direccin en la que estoy apuntando, vers un tomo de cloro que se est acercando a nosotros,e, inclusive a esta distancia, podrs ver un espacio sin ocupar en el que sers muy bien recibido. Ellugar vaco se halla en la capa exterior de los electrones, la cual se supone que est compuesta de ochoelectrones, agrupados en cuatro parejas. Pero, como puedes ver, hay cuatro electrones que giran en unsentido, y solo tres que siguen el contrario, entre los cuales se encuentra la vacante. Las capas interio-res estn completamente llenas y el tomo tendr sumo placer en recibirte y completar as su capaexterior.

Cuando los dos tomos estn muy cerca el uno del otro, no tienes ms que saltar, como suelenhacer los electrones de valencia.

[] Sintindose mucho ms reconfortado, el seor Tompkins reuni sus fuerzas para dar un saltomortal en la rbita del tomo de cloro que pasaba. Para su sorpresa, pudo dar el salto grcilmentey se encontr en el acogedor ambiente de los miembros de la ltima capa del cloro. []

Por qu no se va ese tomo que acabas de dejar? le pregunt su compaero frunciendo elceo. Esperar que regreses?

Y, en efecto, el tomo de sodio, que haba perdido su electrn de valencia, se apretaba contra el decloro como si esperara que el seor Tompkins cambiara de parecer y saltara de nuevo a su solitariarbita.

George GAMOWEl seor Tompkins explora el tomo

Es el sodio un metal? A qu grupo de la tablaperidica pertenece? A qu perodo?

Es el cloro un metal? A qu grupo de la tablaperidica pertenece? A qu perodo?

Cuntos electrones tiene el tomo de sodio en sucapa ms externa? Quin se supone que es el seorTompkins en este texto?

Cuntos electrones tiene el tomo de cloro en sucapa ms externa? Qu espacio, en el tomo de cloro,le seala el monje Paulini al seor Tompkins?

Cuntos electrones debe tener la capa ms externadel tomo de cloro para estar completa? Cmo estnlas capas interiores del tomo de cloro?

Qu carga adquiere el tomo de sodio si pierdeun electrn? Qu carga adquiere el tomo de clorosi gana un electrn?

Qu debe hacer el seor Tompkins cuando eltomo de cloro est muy cerca?

Por qu el tomo de sodio que ha perdido suelectrn se aprieta contra el cloro que lo ha ganado?

En el texto se describe la formacin de un com-puesto qumico. Cul es? Formlalo.

Cmo se mantienen unidos los tomos de estecompuesto? Qu se forma: una molcula o un cristal?

Calcula la masa molecular relativa y la composi-cin cente simal de este compuesto.

Solucin: 58,5; % Na 39,3; % Cl 60,7 %

De qu otra manera puede completar el tomode cloro su ltima capa, adems de captando unelectrn? Qu se formar en este caso: una molculao un cristal?

Cmo se mantienen unidos los tomos de cloroen la molcula de cloro?

Indica cules son los dos elementos ms abun-dantes en:

a) El universo. d) La hidrosfera.

b) La corteza terrestre. e) Los seres vivos.

c) La atmsfera.

Cuntas molculas hay en 71 g de cloro?

Solucin: 6,022 1023 molculas

Calcula la masa de:

a) 0,1 mol de Na. c) 0,1 mol de NaCl.

b) 0,1 mol de Cl2.

Solucin: a) 2,3 g b) 7,1 g c) 5,85 g

Di si las siguientes sustancias estn formadas portomos, molculas o cristales: cloruro de sodio (NaCl),C (diamante), hidrgeno, helio, cloro, sodio y argn.

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