miércoles, 9 de noviembre de 2016

FUERZAS INTERMOLECULARES

Características y ejemplos de fuerzas intermoleculares
Las fuerzas intermoleculares que actúan entre las moléculas se clasifican en:

·         Dipolos permanentes

·         Dipolos inducidos

·         Dipolos dispersos.

Dentro de los 4 grupos descritos anteriormente, las fuerzas más relevantes son las 3 primeras también conocidas como fuerzas de Van der Waals.

Dipolos permanentes

Este tipo de unión se produce cuando ambas moléculas disponen de cargas positivas y negativas, es decir son moléculas polares o que tienen polaridad, atrayéndose electrostáticamente y formando la unión.

Dipolos inducidos

Este tipo de unión se produce cuando una molécula no polar redistribuye la concentración de los electrones (tiene la posibilidad de polarizarse) al acercarse una molécula polar, de tal forma que se crea una unión entre ambas moléculas.

En este caso la molécula polar induce la creación de la molécula apolar en una molécula polar.

Dipolos dispersos

Este último caso la unión se produce entre moléculas no polares pero que pueden polarizarse, y cuando esto último ocurren se atraen mutuamente creando la unión molecular.

La unión que se crea en este tipo de dipolos tiene una intensidad muy débil y una vida muy corta

Las energías de unión generadas por las fuerzas intermoleculares son muy inferiores a las energías generadas en los enlaces químicos, pero a nivel global son superiores en número a estas últimas desempeñando un papel vital tanto en las propiedades de adhesión como de cohesión del adhesivo.

Van der Waals ------ 0,1 a 10 KJ/mol

Enlace Covalente ------ 250 – 400 KJ/mol.

Fuerzas intermoleculares:

·         Son muy dependientes de la temperatura, un aumento de temperatura produce un decremento de las fuerzas intermoleculares.

·         Son más débiles que los enlaces químicos, del orden de 100 veces menor

·         La distancia de unión es a nivel de micras
Ejemplos:
La molécula de agua está formada por dos átomos de H unidos a un átomo de O por medio de dos enlaces covalentes. La disposición tetraédrica de los orbitales sp3 del oxígeno determina un ángulo entre los enlaces H-O-H aproximadamente de104'5; además el oxígeno es más electronegativo que el hidrógeno y atrae con más fuerza a los electrones de cada enlace.
 
 

ENLACE METÁLICO


         Los enlaces metálicos  no incluyen a las aleaciones, que consisten en una mezcla homogénea de tipo sólido pero donde no tienen lugar reacciones químicas.
         Los enlaces metálicos determinan las propiedades y características de los metales tal y como son encontrados en la naturaleza, como por ejemplo:

·         Tener temperaturas de fusión y ebullición muy altas

·         Ser buenos conductores de la electricidad y del calor

·         Ser duros y resistentes al rayado

·         Oxidarse con facilidad

 

Propiedades:

  • Suelen ser sólidos a temperatura ambiente.
  • Tienen puntos de fusión y ebullición muy variada (aunque suelen ser más bien alto).
  • Las conductividades térmicas y eléctricas son muy elevadas.
  • Presentan brillo metálico.
  • Son muy solubles en estado fundido en otros metales formando aleaciones.
  • Son dúctiles y maleables (no frágiles).
 
Ejemplo:
1.    Enlace entre átomos de mercurio(2Hg)
2.    Enlace entre átomos de cadmio(2Cd)
3.    Enlace entre átomos de oro(2Au)
4.    Enlace entre átomos de aluminio(2Al)
5.    Enlace entre átomos de galio(2Ga)
6.    Enlace entre átomos de titanio(2Ti)
7.    Enlace entre átomos de hierro(2Fe)
8.    Enlace entre átomos de plata(2Ag)
9.    Enlace entre átomos de zinc(2Zn)
10. Enlace entre átomos de cobre(2Cu)
11. Enlace entre átomos de paladio(2Pd)
12. Enlace entre átomos de platino(2Pt)
13. Enlace entre átomos de circonio(2Zr)
14. Enlace entre átomos de cobalto(2Co)
15. Enlace entre átomos de iridio(2Ir)
 
 

ENLACE IÓNICO


                               Enlace Iónico
 
          El enlace iónico por lo general ocurre entre un compuesto metálico y uno no metálico: el átomo del metal cede uno o más electrones y en consecuencia forma iones con carga positiva (cationes), y el no metal los gana y pasa a ser la partícula cargada negativamente (anión). Los metales alcalinos y los alcalinotérreos son los elementos que tienen más tendencia a formar cationes, y los elementos halógenos y el oxígeno son los que habitualmente constituyen los aniones.
         Por lo general, los compuestos que se forman por enlaces iónicos son sólidos a temperatura ambiente y de alto punto de fusión, solubles en agua. En solución son muy buenos conductores de electricidad, ya que son fuertes electrolitos. La energía reticular de un sólido iónico es lo que marca la fuerza de atracción entre los iones de ese sólido.
 
  
Características de los enlaces iónicos.
  • Esta formado por metal + no metal
  • No forma moleculas verdaderas, existe como un agregado de aniones (iones negativos) y cationes (iones positivos).
  • Los metales ceden electrones formando por cationes, los no metales aceptan electrones formando aniones.

Los compuestos formados pos enlaces iónicos tienen las siguientes características:
  • Son solidos a temperatura ambiente, ninguno es un liquido o un gas.
  • Son buenos conductores del calor y la electricidad.
  • Tienen altos puntos de fusion y ebullicion.
  • Son solubles en solventes polares como el agua
Ejemplos:
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 

ENLACE COVALENTE

Enlace covalente

          Los enlaces covalentes son las fuerzas que mantienen unidos entre sí los átomos no metálicos (los elementos situados a la derecha en la tabla periódica -C, O, F, Cl, ...).
          Estos átomos tienen muchos electrones en su nivel más externo (electrones de valencia) y tienen tendencia a ganar electrones más que a cederlos, para adquirir la estabilidad de la estructura electrónica de gas noble. Por tanto, los átomos no metálicos no pueden cederse electrones entre sí para formar iones de signo opuesto.
          En este caso el enlace se forma al compartir un par de electrones entre los dos átomos, uno procedente de cada átomo. El par de electrones compartido es común a los dos átomos y los mantiene unidos, de manera que ambos adquieren la estructura electrónica de gas noble. Se forman así habitualmente moléculas: pequeños grupos de átomos unidos entre sí por enlaces covalentes.

http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/enlaces/covalente.htm

Características:
Esta basado en la compartición de electrones. Los átomos no ganan ni pierden electrones, COMPARTEN.
Esta formado por elementos no metalicos. Pueden ser 2 o 3 no metales.
Pueden estar unidos por enlaces sencillos, dobles o triples, dependiendo de los elementos que se unen.
Las caracteristicas de los compuestos unidos por enlaces covalentes son:
  • Los compuestos covalentes pueden presentarse en cualquier estado de la materia: solido, liquido o gaseoso.
  • Son malos conductores del calor y la electricidad.
  • Tienen punto de fusion y ebullicion relativamente bajos.
  • Son solubles en solventes polares como benceno, tetracloruro de carbono, etc., e insolubles en solventes polares como el agua.


Los enlaces Covalentes se dividen en:
  1. Covalente Polar
  2. Covalente No Polar

Covalente polar:

           Es cuando los electrones enlazantes no son compartidos en forma equitativa por los átomos, esto debido a que uno de los átomos es mas electronegativo que otro.
Se cumple que la diferencia de electronegatividades es diferente de cero: ∆EN ≠ 0
Como regla general, los compuestos que no presenten geometría simétrica serán polares.


Covalente no polar:


Es cuando los átomos comparten equitativamente a los electrones de enlace.
Generalmente participan átomos del mismo elemento no metálico.
Si las geometrías moleculares son simétricas, también son apolares
Se cumple que: ∆EN = 0

 http://genesis.uag.mx/edmedia/material/QIno/T6.cfm


CLASIFICACIÓN DE LOS ELEMENTOS


Grupos de la tabla periódica



    A las columnas verticales de la tabla periódica se les conoce como grupos. Todos los elementos que pertenecen a un grupo tienen la misma valencia atómica, y por ello, tienen características o propiedades similares entre sí. Por ejemplo, los elementos en el grupo IA tienen valencia de 1 (un electrón en su último nivel de energía) y todos tienden a perder ese electrón al enlazarse como iones positivos de +1. Los elementos en el último grupo de la derecha son los gases nobles, los cuales tienen lleno su último nivel de energía (regla del octeto) y, por ello, son todos extremadamente no reactivos.


         Numerados de izquierda a derecha utilizando números arábigos, según la última recomendación de la IUPAC (según la antigua propuesta de la IUPAC) de 1988 , los grupos de la tabla periódica son:



Grupo 1 (I A): los metales alcalinos



Grupo 2 (II A): los metales alcalinotérreos



Grupo 3 (III B): Familia del Escandio



Grupo 4 (IV B): Familia del Titanio



Grupo 5 (V B): Familia del Vanadio



Grupo 6 (VI B): Familia del Cromo



Grupo 7 (VII B): Familia del Manganeso



Grupo 8 (VIII B): Familia del Hierro



Grupo 9 (VIII B): Familia del Cobalto



Grupo 10 (VIII B): Familia del Níquel



Grupo 11 (I B): Familia del Cobre



Grupo 12 (II B): Familia del Zinc



Grupo 13 (III A): los térreos



Grupo 14 (IV A): los carbonoideos



Grupo 15 (V A): los nitrogenoideos



Grupo 16 (VI A): los calcógenos o anfígenos



Grupo 17 (VII A): los halógenos



Grupo 18 (VIII A): los gases nobles
 


                                Períodos de la tabla periódica





          Las filas horizontales de la tabla periódica son llamadas períodos. Contrario a como ocurre en el caso de los grupos de la tabla periódica, los elementos que componen una misma fila tienen propiedades diferentes pero masas similares: todos los elementos de un período tienen el mismo número de orbitales. Siguiendo esa norma, cada elemento se coloca según su configuración electrónica. El primer período solo tiene dos miembros: hidrógeno y helio; ambos tienen sólo el orbital 1s.

La tabla periódica consta de 7 períodos:



Período 1



Período 2



Período 3



Período 4



Período 5



Período 6



Período 7



          La tabla también está dividida en cuatro grupos, s, p, d, f, que están ubicados en el orden sdp, de izquierda a derecha, y f lantánidos y actínidos. Esto depende de la letra en terminación de los elementos de este grupo, según el principio de Aufbau.


          La tabla periódica se puede también dividir en bloques de elementos según el orbital que estén ocupando los electrones más externos.

                                   
                                    Bloques
   
           Los bloques o regiones se denominan según la letra que hace referencia al orbital más externo: s, p, d y f. Podría haber más elementos que llenarían otros orbitales, pero no se han sintetizado o descubierto; en este caso se continúa con el orden alfabético para nombrarlos.


Bloque s


Bloque p


Bloque d


Bloque f


http://cienciaaldia2011.webnode.es/quimica-901/iii-periodo/lecturas/lecturas-de-profundizacion/grupos-periodos-bloques-de-la-tabla-periodica/


 
METALES, SEMIMETALES Y NO METALES
 
Metales.- Ocupan las zonas izquierda y central de la Tabla Periódica; por tanto, constituyen un grupo mayoritario de los elementos. Presentan propiedades físicas y quimicas variadas. Se caracterizan por:
  • Su brillo metálico.
  • El color del metal depende de la luz que refleja, por ejemplo, el cobre (Cu) es rojo, el oro (Au) es amarillo.
  • Son sólidos a temperatura ambiente, excepto el mercurio que es líquido.
  • Son dúctiles (pueden dar forma de hilos).
  • Son maleables (pueden convertirse en láminas).
  • Son tenaces, pues la mayoría de ellos resisten a la ruptura.
  • Son buenos conductores del calor y la electricidad.
  • Tienen elevados puntos de fusión.  
Algunos metales típicos son hierro, sodio, plata, oro, magnesio, zinc, estaño, plomo, entre otros.
Los metales se combinan con el oxígeno para formar óxidos metálicos. Se pueden mezclar y fundir dos o más metales para la elaboración de las aleaciones.
 
 
 
No metales.- Se ubican en la región superior derecha de la Tabla Periódica. 
  • A temperatura ambiente suelen ser sólidos, como carbono (C), fósforo (P), azufre (S), selenio (Se), yodo (I); líquidos, como el bromo (Br); gases como hidrógeno (H), nitrógeno (N), oxígeno (O), flúor (F), cloro (Cl). 
  • Son malos conductores de la electricidad. 
  • Tienen puntos de fusión bajos y bajas densidades. 
  • No son brillantes.
  • Reaccionan entre sí y con los metales.
Algunos no metales tienen particular importancia por sus aplicaciones. El cloro es un químico que se usa en la purificación del agua y en la elaboración de solventes para lavado en seco.
El nitrógeno se emplea en la fabricación de fertilizantes, preparación de explosivos. Se usa también para inflar los paquetes y envasar los productos al vacío.
El oxigeno se usa para el afinado del acero, también como el combustible de cohetes y misiles. En el campo de la medicina como componente del aire artificial para aquellas personas con insuficiencias respiratorias. El ozono, forma alotrópica del oxígeno, se usa como bactericida, decolorante de aceites, ceras y harinas.

 
 
Semimetales.- Se sitúan entre los metales y los no metales. Se comportan unas veces como metales y otras como no metales. Son elementos semimetálicos el boro (B), el silicio (Si), el germanio (Ge), el arsénico (As), el telurio (Te) y el astato (At). Son sólidos a temperatura ambiente, son duros y quebradizos. Se usan como semiconductores porque funcionan como conductores o aislantes.


 

LA TABLA PERIÓDICA


Historia de la tabla periódica
           Los seres humanos siempre hemos estado tentados a encontrar una explicación a la complejidad de la materia que nos rodea. Al principio se pensaba que los elementos de toda materia se resumían al agua, tierra, fuego y aire. Sin embargo al cabo del tiempo y gracias a la mejora de las técnicas de experimentación física y química, nos dimos cuenta de que la materia es en realidad más compleja de lo que parece. Los químicos del siglo XIX encontraron entonces la necesidad de ordenar los nuevos elementos descubiertos. La primera manera, la más natural, fue la de clasificarlos por masas atómicas, pero esta clasificación no reflejaba las diferencias y similitudes entre los elementos. Muchas más clasificaciones fueron adoptadas antes de llegar a la tabla periódica que es utilizada en nuestros días.
Cronología de las diferentes clasificaciones de los elementos químicos
Döbereiner
          Este químico alcanzó a elaborar un informe que mostraba una relación entre la masa atómica de ciertos elementos y sus propiedades en 1817. Él destaca la existencia de similitudes entre elementos agrupados en tríos que él denomina “tríadas”. La tríada del cloro, del bromo y del yodo es un ejemplo. Pone en evidencia que la masa de uno de los tres elementos de la triada es intermedia entre la de los otros dos. En 1850 pudimos contar con unas 20 tríadas para llegar a una primera clasificación coherente.
Chancourtois y Newlands
          En 1862 Chancourtois, geólogo francés, pone en evidencia una cierta periodicidad entre los elementos de la tabla. En 1864 Chancourtois y Newlands, químico inglés, anuncian la Ley de las octavas: las propiedades se repiten cada ocho elementos. Pero esta ley no puede aplicarse a los elementos más allá del Calcio. Esta clasificación es por lo tanto insuficiente, pero la tabla periódica comienza a ser diseñada.
Meyer
          En 1869, Meyer, químico alemán, pone en evidencia una cierta periodicidad en el volumen atómico. Los elementos similares tienen un volumen atómico similar en relación con los otros elementos. Los metales alcalinos tienen por ejemplo un volumen atómico importante.
Mendeleïev
          En 1869, Mendeleïev, químico ruso, presenta una primera versión de su tabla periódica en 1869. Esta tabla fue la primera presentación coherente de las semejanzas de los elementos. El se dio cuenta de que clasificando los elementos según sus masas atómicas se veía aparecer una periodicidad en lo que concierne a ciertas propiedades de los elementos. La primera tabla contenía 63 elementos.
 
Esta tabla fue diseñada de manera que hiciera aparecer la periodicidad de los elementos. De esta manera los elementos son clasificados verticalmente. Las agrupaciones horizontales se suceden representando los elementos de la misma “familia”.
Para poder aplicar la ley que él creía cierta, tuvo que dejar ciertos huecos vacíos. Él estaba convencido de que un día esos lugares vacíos que correspondían a las masas atómicas 45, 68, 70 y 180, no lo estarían más, y los descubrimientos futuros confirmaron esta convicción. El consiguió además prever las propiedades químicas de tres de los elementos que faltaban a partir de las propiedades de los cuatro elementos vecinos. Entre 1875 y 1886, estos tres elementos: galio, escandio y germanio, fueron descubiertos y ellos poseían las propiedades predecidas.
Sin embargo aunque la la clasificación de Mendeleïev marca un claro progreso, contiene ciertas anomalías debidas a errores de determinación de masa atómica de la época.