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Una power point sobre conceptos básicos de química. Muchas de las diapositivas están animadas lo que hace más didáctica la presentación. Se reciben sugerencias.
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Enlaces químicos y reacciones
+
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+
-
Enlace químico• Una fuerza de atracción que mantiene unidos a
dos átomos• Tiene un efecto significativo en las propiedades
químicas y físicas de los compuestos• involucra a los electrones de valencia
Electrones de valencia – Los electrones en el nivel más externo de energía de un átomo
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Este átomo de Litio tiene un
electrón de valencia
Carbono
4 electronesde valencia
oxígeno
6 electronesde valencia
Berilio
2 electronesde valencia
Conteo de Electrones de valencia
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+
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++
+
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-+
Determinando el número de Electrones de valencia Usando la Tabla periódica
*Los átomos de elementos en los Grupos 1 y 2 tienen el mismo número de Electrones de valencia que su número de grupo.
*Los átomos de elementos en los Grupos 3-12 no tienen una regla general relacionada con sus Electrones de valencia y su Número de grupo. Sin embargo, típicamente ellos tienen entre 1 o 2 Electrones de valencia.
*Los átomos de elementos en los Grupos 13-18 tienen 10 Electrones de valencia menos que su número de grupo. (Excepción - los átomos de helio tienen sólo 2 Electrones de valencia, a pesar de que están en el grupo 18)
¿Cuántos Electrones de valencia hay?
• Hidrógeno
• Plomo
• Xenón
• Azufre
• Rubidio
1 electrón de valencia
4 electronesde valencia
8 electronesde valencia
6 electronesde valencia
1 electrónde valencia
La Regla del octeto• Los átomos se combinarán para formar
compuestos para alcanzar ocho electrones en su nivel de energía externo.– Los átomos con menos de 4 electrones tienden
a ceder electrones. – Los átomos con más de 4 electrones tienden a
ganar electrones. • ¡Esté atento porque hay excepciones!
CONSIDERE ocho un número “FELIZ” para los átomos!
La Regla del octeto en acción
Observe cómo el átomo de Sodio tiene un electrón de valencia. Este
es el electrón que tratará de desprenderse de acuerdo a la
Regla del octeto.
Observe cómo este átomo de cloro que tiene 7 Electrones de valencia, está a un electrón del OCHO. Este átomo tratará de ganar un electrón más, de acuerdo a la La Regla del
octeto.
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-+
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++ ++
1
23
4
5
6 7
1
¿Donde piensas que el cloro encontrará a ese electrón que necesita?
Estructura de Lewis(Diagrama electrónico)
• Es una manera de representar los electrones del nivel más externo de energía (de Valencia) de un átomo
• El símbolo del elemento está rodeado por puntos. La cantidad de puntos son los electrones de su nivel externo de energía (valencia)
• Ejemplos
¿Cuántos Electrones de valencia tiene cada uno de estos átomos?
Mg:Magnesium
Al :.
Aluminum
N :...
Nitrogen
Haciendo un diagrama electrónico
El Elemento “X” tiene 8 Electrones de valencia
X. X: X:.
X:..
X:.. . X:
. .. . X:
. .: . X:
. .:. .
1 2 3
4 5 6 7
Escribe el símbolo del elemento y coloca los primeros dos puntos en cualquier lado del símbolo.
Coloca el resto de los puntos, alrededor del símbolo siguiendo o no los sentidos del
puntero del reloj, tal como lo muestra el ejemplo dado en la diapositiva.
Si este fuese un elemento del Grupo 1, deberás colocar sólo 1 punto en
cualquier lado del elemento.
¿Cómo lucirían los diagramas electrónicos de estos elementos?
H
Sr
O
Ne
¿Cuántos electrones de valencia
Tiene cada átomo?
1 electrón de valencia 6 Electrones de valencia
8 Electrones de valencia 2 Electrones de valencia
Número de Oxidación• La carga que un átomo debiera tener si
pierde o gana electrones; carga iónica• Puede ayudarnos a determinar cuáles
átomos interactuarán o se unirán.• Ejemplo:
Mg:MagnesiumDe acuerdo con el diagrama electrónico para el
magnesio, este tiene dos Electrones de valencia. Debido a que el magnesio es “infeliz” con dos,
típicamente los cederá. Si pasa esto, se transforma en un ión de magnesio. En este momento tendrá un
Número de Oxidación de +2. Mg2+
¿Cuál será el Número de Oxidación?
H O
Ne Sr
+1 o -1 debido a que puede ganar o ceder un electrón
-2 debido a que ganará 2 electrones
0 debido a que ni ganaráni perderá electrones
+2 debido a que perderá dos electrones
3 tipos de Enlaces químicos
• Iónico• Covalente• Metálico
¿Cómo puedes describir a cada uno de estos enlaces sólo mirando el nombre que tienen?
¿Cuál grupo o familia
diferentede elementos
será más probable que interactúen
para crear este tipo de enlace?
Enlace Iónico
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+
++
+
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--
-
-+
-
-
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-
-
-
-
-
• La fuerza de atracción entre iones de cargas opuestas.• Ocurre después de una transferencia (ceder/ganar)
electrones• Usualmente se forma entre átomos metálicos y átomos no-
metálicos• Resultan compuestos que generalmente terminan en -uro
Ej. Cloruro de sodio (NaCl) La animación está traducida por mí, en notas del orador
Cl Na1- 1+
+
++
+
+++
+++
-
-
-
-
--
-
-+
-
-
Enlace Covalente• Una fuerza que enlaza a dos átomos que comparten
electrones• Cada par de electrones compartidos crea un enlace• Usualmente ocurre entre átomos no-metálicos
+ ++
+++
++++
Ejemplo – agua (H2O)
-
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-
-
--
-
--
-
OH H
tipos de Enlaces Covalente• Diferentes enlaces covalentes comparten un
número diferente de electrones
Enlace simple comparte 2 electrones
Enlace doble comparte 4 electrones
Enlace triple comparte 6 electrones
+
++
+
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-
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-
-
-+
+-
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+
+
++
+
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+
++
+
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-
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agua (H2O) dióxido de Carbono (CO2) Nitrógeno (N2)
- -
+
+++
++++
Compartiendo de forma desigual (Enlace covalente Polar)
¿Por qué crees que los dos átomos de Hidrógeno comparten igual Nº de electrones, pero el Hidrógeno y flúor no?
+ + +
Átomos de Hidrógeno unidos, mostrando igualnúmero de electrones
compartidos.
Hidrógeno y Flúor enlazadoscon un número
desigual de electronescompartidos
• La compartición desigual de electrones entre dos átomos que da origen a regiones de carga eléctrica positivas y negativas
• Resulta de la electronegatividad de un átomo, es decir, de la capacidad para atraer hacia él a los electrones
nubeElectrónica
Enlace metálico• Una fuerza de atracción entre un ión metálico cargado
positivamente y los electrones en un metal• Muchas propiedades de metales, tal como conductividad,
ductilidad y maleabilidad resultan del movimiento libre de los electrones en el metal.
• Usualmente ocurre entre átomos de metales
Al3+
Al3+
Al3+
Al3+
Al3+
Al3+
Al3+
Al3+
Al3+
Al3+
Al3+
Al3+
Al3+
Al3+
Al3+
Al3+
Al3+
Al3+
Al3+
Al3+
Al3+
Al3+
Al3+
Al3+
Al3+
Al3+
Al3+
Al3+
Al3+
Al3+
Al3+
Al3+
Al3+
Al3+
Al3+
Al3+
Al3+
Al3+
Al3+
Al3+
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Resultado de los enlacesMolécula
Un grupo neutro de dos o más átomos no metálicos dos o más átomos no metálicos unidos por Enlaces Covalente
Tipo:
moléculas diatómicas constan de dos átomos del mismo elemento enlazados
Ejemplos:H2, F2, O2, N2
Compuesto Una sustancia pura compuesta
de dos o más elementos diferentes (átomos) que se combinan químicamente
Ejemplos:CO, NO2, NaCl
¿cómo llamarías a algo que tiene características de ambos?
Molécula, Compuesto, o ambos?
H2
Hidrógeno
NO2
Dióxido de
Nitrógeno
Cl2Cloro
O2
oxígeno
NO
Óxido Nítrico
CO2
dióxido de Carbono
N2
Nitrógeno
H2O
agua
CH4
Metano
Reacción química• El proceso por el cual ocurre un
cambio químico • Los átomos son reordenados, los
enlaces químicos se rompen y vuelven a formarse otros.
• Una o más sustancias cambian para producir una o más sustancias diferentes
• Tipos– Síntesis (creación)– Descomposición (separación)– Combustión (quemar)– Desplazamiento/Reemplazo
O2H2
¿Cuál gas crea el H2 y O2 ?
De los 4 tipos de reacciones, ¿cuál podría describir la reacción química
que tiene lugar a la derecha?
Cambio físico• Un cambio en forma, color, tamaño o estado• Un cambio sin una variación en la composición
química• Un cambio que es reversible
– El Lab de mezclas
EjemplosArrugar papelCorte de pelo
Cambio de estado
Cambios físicos no implica una Reacción química
Cambio químico• Un cambio en el cual una sustancia se transforma
en otra sustancia que tiene diferentes propiedades
• Un cambio que no es reversible usando medios físicos ordinarios
• Los cambios usualmente causan calor, sonido, luz, olor, espuma, color
Se necesita más de uno de esas características para ser considerado un cambio químico!
EjemplosMezcla de vinagre y bicarbonato de sodio
quemar un pedazo de maderaLeche ácida
Un análisis químico es la única manera 100% segura para saber si ha ocurrido un cambio químico
Ecuación química• Forma más corta de escribir los reactantes
usados y los productos formados en una Reacción química.
• Algunas veces muestra si se produce o si se absorbe energía.
• Ejemplos:
2H2 + O2 2H2O
CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O
C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + energía
Componentes de una ecuación química
2H2 + O2 2H2O
(Reactantes) (Productos)(produce)
Fórmulasquímicas
Fórmulasquímicas
Subíndices Coeficiente
Algunas veces verás un flecha que luce como esto.¿Qué significa este signo?
Coeficiente Subíndice
Energía y Reacciones químicas Reacción Exotérmica
• Una reacción química en la
cual se libera energía.• Los Productos tienen más
enlaces de energía que los Reactantes
C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + energía(respiración)
Reacción Endotérmica
• Una Reacción química en la cual la energía es absorbida.
• Los Productos tienen menos enlaces de energía que los Reactantes
6CO2 + 6H2O + energía C6H12O6 + 6O2
(fotosíntesis)
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Chemistry Demonstration Videos
Piensa en otras reacciones donde la energía sea ganada o liberada?
Tasas de Reacciones químicas
• Temperatura –una medida del promedio de la energía cinética de las partículas en una muestra de materia. – Ej. Aumento de la Tº cuando cocinamos
• Área superficial – cantidad de material que se pone en contacto con los reactantes– Ej. Cortar una para en pequeños pedazos previo a cocerla
• Concentración – cantidad de sustancia por volumen– Ej. Girar la válvula en una estufa a gas para aumentar la
concentración de moléculas de metano • Catalizadores (enzimas) – sustancias orgánicas que
ayudan a aumentar la velocidad de las Reacciones químicas, pero que no son consumidas en la reacción
Las tasas a las cuales tienen lugar las Reacciones químicas yEstán basadas en las interacciones (colisiones) entre lasDiferentes partículas. Estas tasas pueden ser impactadas por las siguientes factores:
Ley de la Conservación de la Masa
• Propuesta por Antoine Lavoisier• En una Reacción química, Los átomos no se crean ni se
destruyen• Todos los átomos presentes en los Reactantes también
están presentes en los Productos• Las ecuaciones químicas deben mostrar la conservación
de la masa balanceando las ecuaciones
H2 + O2 H2O
En su forma actual, ¿Muestra esta reacción química una Conservación de la masa?
¿Cómo podrías balancear esta ecuación para mostrar la conservación de la masa ?
2 2Reactantes
H 2O 2
Productos
42
H 2O 1
42
Pistas para balancear ecuaciones
• Cuente los átomos– Liste el número de átomos de cada elemento para ver
cuál elementos debe ser balanceado• Usa un Coeficiente para agregar átomos a un lado de la
ecuación– Comienza con el reactante o producto que tiene el mayor
Nº de elementos diferentes• Agrega un Coeficiente al otro reactante o producto
– Asegúrese que los Coeficientes en tu ecuación balanceada sean los posibles números enteros más pequeños.
Tutorial on Balancing Equationshttp://www.youtube.com/watch?v=7T2hXecRfug
