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martes, 27 de octubre de 2020
FÍSICO-QUÍMICA 3A
¡Buenas buenas!
¿Cómo andan? Espero que muy bien.
La clase pasada estuvimos viendo como evolucionó el modelo atómico a lo largo de la historia.
La clase de hoy la vamos a dedicar específicamente a un modelo en particular:
EL MODELO DE BOHR:
En 1913, Bohr propuso un nuevo modelo atómico. Su representación del átomo es muy parecido a la representación del sistema solar, sólo que con algunas diferencias. En el centro, se encuentra el núcleo atómico (carga positiva ya que están los protones); los electrones (carga negativa) se trasladan al rededor del núcleo describiendo órbitas redondas (los planetas se mueven describiendo una forma elíptica). Otra diferencia es que en el sistema solar, en cada órbita se mueve un solo planeta, en cambio, en el modelo de Bohr, varios electrones se mueven en cada una de las órbitas. Según este modelo, el núcleo atómico ocupa solamente 1/13 del volumen total del átomo. En consecuencia, los átomos son prácticamente huecos.
Miren el diagrama, ¿podríamos decir cuan alejadas están las órbitas del núcleo?
Si un átomo , como el del hidrógeno, se agrandara hasta tener el tamaño de una cancha de fútbol, el núcleo sería como la cabeza de un alfiler puesto en el medio de la cacha, y la primera órbita estaría a la altura de los arcos.
Según el modelo de Bohr, cada electrón que está en una órbita tiene la energía necesaria para mantenerse circulando en ella. Es por eso que a las órbitas, también se las llama niveles de energía.
Cada órbita tiene una capacidad máxima de electrones. De acuerdo con esto, se las nombra con determinadas letras.
La última órbita de un átomo nunca tiene más de 8 electrones. Si un átomo recibe energía , sus electrones pueden cambiar de órbita, o sea, se producen saltos. Cuando los electrones vuelven a su órbita, emiten la misma cantidad de energía que absorbieron antes, en forma de luz.
Resumamos el modelo de Bohr en postulados:
Los electrones de los átomos giran en órbitas circulares al rededor del núcleo.
A cada órbita le corresponde un valor de energía (cantidad de electrones) que aumenta a medida que se aleja del núcleo.
Si los electrones reciben energía se excitan y cambian de órbita.
Los electrones vuelven continuamente a sus órbitas; cuando esto pasa, emiten energía en forma de luz.
Podemos reconocer de que átomo se trata mirando su distribución electrónica. Pero primero vamos a ver otros conceptos.
EL NÚMERO ATÓMICO Y EL NÚMERO MÁSICO:
Los átomos se diferencian por la cantidad de protones y electrones que poseen. El número de protones, se indica con el número atómico, que se simboliza con la letra Z. En un átomo , el número de electrones es igual al número de protones; es por eso que los átomos son neutros.
El número másico o de masa de un átomo es la suma de los protones y los neutrones, y se simboliza con la letra A (no se confundan con la masa atómica, no es lo mismo). A representa prácticamente toda la masa del átomo. Los protones y los neutrones (como vimos la clase anterior) cada uno tiene la masa de 1 uma, mientras que los electrones solo tienen una masa de 0,000544 uma aprox. (muchísimos más chiquitos).
La masa atómica se obtiene de la suma de las masas de todos los protones , neutrones y electrones de un átomo. Por ejemplo, para el átomo del azufre, que tiene Z=8 y A=16, la masa atómica sería 16,00432 umas porque:
masa de los protones = 8 *1 uma = 8 umas
masa de los neutrones = 8*1 uma = 8 umas
masa de los electrones = 8*0,0000544 umas= 0,004352 umas
El aporte de los electrones a la masa atómica es muy poco. La masa atómica de un elemento resulta del promedio de la masa de sus distintos átomos.
LOS ELEMENTOS QUÍMICOS:
Todos los átomos que tienen igual número atómico corresponden a un mismo elemento químico. Por ejemplo, el azufre es un elemento cuyos átomos tienen Z=16; por lo tanto tienen 16 protones y 16 electrones. Todo átomo que tenga Z=16 es un átomo de azufre.
Así, lo que distingue un elemento químico de otro es la cantidad de protones y de electrones.
Otro ejemplo, los átomos de carbono con Z=6, tienen 6 protones y 6 electrones; y los átomos de nitrógeno con Z=7, tienen 7 protones y 7 electrones.
Si bien la diferencia es solamente un protón y un electrón, sus propiedades varían un montón.
La sustancia formada por carbono, termina siendo un sólido negro (sí, como un carbón) y quebradizo, mientras que una sustancia compuesta por nitrógeno, es un gas incoloro.
Hoy en día se conocen 118 elementos químicos, es decir, hay identificados 118 tipos de átomos con número atómico distinto. Todo lo que se encuentra en el universo está formado por esos elementos (muy loco, ¿no?). De los 118 elementos, 92 se encuentran naturalmente en la tierra, los 28 restantes son artificiales.
Cabe señalar que para un elemento químico existen átomos con distinta cantidad de neutrones. Los átomos con la misma cantidad de protones pero con distinta cantidad de electrones se los llama isótopos (como el equipo favorito de Homero Simpson).
SUSTANCIAS ELEMENTALES Y SUSTANCIAS COMPUESTAS
Hay sustancias que sólo tienen un único elemento en su composición, estas reciben el nombre de sustancias elementales o simples. Por ejemplo, una moneda de oro, compuesta únicamente por oro.
En cambio, hay sustancias que se pueden descomponer en sustancias simples, por ejemplo la sal de mesa que es una mezcla entre cloro y sodio. Y se la llama sustancia compuesta.
LA NOMENCLATURA DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS:
Los elementos se identifican por sus símbolos, que son los mismos en todos los países del mundo. El símbolo del elemento puede tener una o dos letras (los sintetizados mas recientemente tienen 3). Los símbolos vienen del nombre original del elemento, que puede estar expresado en griego, latín, alemán, etc. Puede ser solo un nombre o representar una propiedad, el nombre del científico que lo descubrió o el lugar.
LA ABUNDANCIA DE LOS ELEMENTOS EN LA NATURALEZA:
Los elementos están presentes en las sustancias, ya sean simples o compuestas. Aunque son 118 elementos químicos diferentes, los más abundantes en el Universo, la Tierra y los seres vivos son muy pocos. El universo en su totalidad está compuesto por 83,3% de hidrógeno, 15,9% de helio y solo un 0,2% del resto de los elementos.
En la corteza terrestre, el elemento que mas abunda es el oxígeno, ya que además de encontrarse libre en el aire y en el agua, también forma parte de sustancias compuestas presentes en la mayoría de los minerales y de los seres vivos. En segundo lugar, está el silicio, que compone la arena junto con el oxígeno. Los otros elementos mas presentes son el sodio, el potasio y el magnesio.
En nuestro cuerpo también el elemento más abundante es el oxígeno, que forma parte del agua y otros compuestos. El siguiente elemento más abundante es el carbono, presente en sustancias biológicas, y luego el hidrógeno. Además tenemos 3% de nitrógeno, 2% de calcio y 1,2% de fósforo.
Después de haber leído toda esta teoría, van a responder a las siguientes preguntas:
