Nube Electronica

Teoría de nube electrónica.

Tambien denomina nube de electrones o corteza electrónica, es la parte externa de un átomo, región que rodea al núcleo atómico, y en la cual orbitan los electrones. Posee un tamaño unas 50.000 veces superior al del núcleo del átomo. Sin embargo, apenas posee masa.

La nube electrónica está constituida por capas electrónicas, cuyo número puede variar de 1 a 7, y que se designan con las letras K, L, M, N, O, P y Q

El electrón se mueve a gran velocidad en un espacio muy pequeño fuera del núcleo de un átomo, y su patrón de movimiento es diferente al de los objetos ordinarios, ya que no tiene una órbita bien definida.

Según el principio de incertidumbre de la mecánica cuántica, es imposible determinar con precisión la posición y la velocidad del electrón en un momento dado y trazar su trayectoria al mismo tiempo. Por lo tanto, es común describir el movimiento del electrón fuera del núcleo utilizando un modelo que pueda representar las probabilidades de su aparición en varios lugares del espacio fuera del núcleo en un momento determinado. 

En este modelo, la densidad cerca de un punto determinado indica la magnitud de la probabilidad de que el electrón aparezca allí. Una densidad alta indica que el electrón tiene una alta probabilidad de aparecer por unidad de volumen de espacio fuera del núcleo; por el contrario, indica que el electrón tiene una baja probabilidad de aparecer. Dado que este modelo se asemeja a una "nube" de densidades variables fuera del núcleo, se ha denominado "nube de electrones".

Animación de los orbitales atómicos (requiere Java): http://www.falstad.com/qmatom/

 

Configuración Electrónica

La configuración electrónica indica la manera en la cual los electrones se estructuran o se modifican en un átomo de acuerdo con el modelo de capas electrónicas, es importante porque determina las propiedades de combinación química de los átomos y por tanto su posición en la tabla periódica.



En un átomo, los electrones están girando alrededor del núcleo formando capas. En cada una de ellas, la energía que posee el electrón es distinta.

¿ Cuántos niveles de energía existen?
Son 7, numerados del 1, el más interno, al 7, el más externo. Y los niveles se llaman: K,L,M,N,O,P y Q. A su vez, cada nivel tiene sus electrones repartidos en distintos subniveles, que pueden ser de cuatro tipos: s, p, d, f.

En cada subnivel hay un número determinado de orbitales que pueden contener, como máximo, 2 electrones cada uno. Así, hay 1 orbital tipo s, 3 orbitales p, 5 orbitales d y 7 del tipo f. De esta forma el número máximo de electrones que admite cada subnivel es: 2 en el s; 6 en el p (2 electrones x 3 orbitales); 10 en el d (2 x 5); 14 en el f (2 x 7).
El último nivel de energía se llama capa electrónica de valencia y es el más importante porque es el que usualmente define la manera en que los átomos se enlazan entre sí para formar diversos compuestos.

Números Cuánticos
Los números cuánticos son parámetros que describen el estado energético de un electrón y las características de un orbital. En total son 4
  - Número cuántico principal (n)
  - Número cuántico secundario (ℓ)
  - Número cuántico magnético (m)
  - Número cuántico espín (s).
Los 3 primeros números cuánticos (principal, secundario, magnético) son obtenidos como consecuencia de la resolución matemática de la ecuación de onda de Schrödinger, mientras que el cuarto número cuántico (spin magnético) lo introdujo Paul Dirac en 1928, reformulando la ecuación de onda.

Masa Átomica

La masa atómica (algunas veces conocida como peso atómico) es la masa de un átomo, en unidades de masa atómica (uma). Una unidad de masa atómica se define como una masa exactamente igual a un doceavo de la masa de un átomo de carbono-12.

Oxidos Básicos

Un óxido básico es un compuesto que resulta de la combinación de un elemento metálico con el oxígeno, por lo tanto su unión será iónica.

Compuestos Orgánicos y Compuestos Inorgánicos

Los compuestos orgánicos contienen carbono, comúnmente combinado con elemetos como hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y azufre. El resto de los compuestos se clasifican
como compuestos inorgánicos. Por conveniencia algunos compuestos que contienen carbono, como monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO₂), disulfuro de carbono
(CS₂), compuestos que contienen el grupo cianuro (CN^-), así como los grupos carbonato
(CO₃ ^2-) y bicarbonato (HCO₃ ^-) se consideran compuestos inorgánicos.

Las Fórmulas Químicas

Los químicos utilizan fórmulas químicas para expresar la composición de las moléculas
y los compuestos iónicos por medio de los símbolos químicos.

Moléculas y iones

Una molécula es un agregado de, por lo menos, dos átomos en una colocación definida
que se mantienen unidos a través de fuerzas químicas (también llamadas enlaces químicos).

Se dice que la molécula de hidrógeno, representada por H₂, es una molécula diatómica porque contiene sólo dos átomos. La gran mayoría de las moléculas contiene más de dos átomos. Pueden ser átomos de un mismo elemento, como el ozono (O₃), que está formado por tres átomos de oxígeno, o bien pueden ser combinaciones de dos o más elementos diferentes. Las moléculas que contienen más de dos átomos reciben el nombre de moléculas poliatómicas. El ozono (O3), el agua (H2O) y el amoniaco (NH3) son moléculas poliatómicas.

Números de Oxidación o Estados de Oxidación o Valencia

El número de oxidación corresponde a la cantidad de electrones que un átomo comparte, gana o pierde cuando forma un enlace químico. Puede ser positivo o negativo.



El número de oxidación es positivo si el átomo pierde electrones, o los comparte con un átomo que tenga tendencia a captarlos. Y será negativo cuando el átomo gane electrones, o los comparta con un átomo que tenga tendencia a cederlos.

La tabla periódica

En la tabla periódica se encuentran agrupados los elementos que tienen propiedades químicas y físicas semejantes.

Número atómico, número de masa e isótopos

El número atómico (Z) es el número de protones en el núcleo del átomo de un elemento. La  identidad química de un átomo queda determinada por su número atómico.

La estructura del Átomo: El protón y el núcleo

El núcleo atómico es la parte central de un átomo, tiene carga positiva, y concentra más del 99,9% de la masa total del átomo. Está formado por protones y neutrones (denominados nucleones) que se mantienen unidos por medio de la interacción nuclear fuerte, la cual permite que el núcleo sea estable, a pesar de que los protones se repelen entre sí.

La estructura del Átomo: Radioctividad

La radioactividad es un fenómeno físico por el cual los núcleos de algunos elementos químicos, llamados radiactivos, emiten radiaciones que tienen la propiedad de impresionar placas radiográficas, ionizar gases, producir fluorescencia, atravesar cuerpos opacos a la luz ordinaria, entre otros.



Los tres tipos de rayos emitidos por elementos radiactivos:

Los rayos beta consisten en partículas con carga negativa(electrones), por lo que son atraídos por la placa cargada positivamente.
Lo contrario ocurre con los rayos alfa que tienen carga positiva y se dirigen hacia la placa cargada negativamente. Debido a que los rayos gamma no presentan carga, su trayectoria no se ve afectada por un campo eléctrico externo.

La estructura del Átomo: El Electrón

Un átomo se define como la unidad báscia de un elemento que puede intervenir en una combinación química.

Estructura Interna del átomo.

La Teoría Atómica

La materia está formada por partículas muy pequeñas llamadas “átomos”. Estos átomos no se pueden dividir ni romper, no se crean ni se destruyen en ninguna reacción química, y nunca cambian.

Modelos Atómicos, Demócrito, Dalton, Thomson, Rutherford, Schrödinger.



Mapa Conceptual de la Teoría Atómica.

El modelo atómico de Dalton formuló una serie de enunciados simples:

1. La materia está formada por partículas muy pequeñas llamadas átomos, que son indivisibles y no se pueden destruir.
2. Los átomos de un mismo elemento son iguales entre sí, tienen el mismo peso e iguales propiedades. Los átomos de diferentes elementos tienen peso diferente. Comparando el peso de los elementos con los del hidrógeno tomado como la unidad, propuso el concepto de peso atómico relativo.
3. Los átomos permanecen sin división, aun cuando se combinen en las reacciones químicas.
4. Los átomos, al combinarse para formar compuestos, guardan relaciones simples de números enteros y pequeños.
5. Los átomos de elementos diferentes se pueden combinar en proporciones distintas y formar más de un compuesto.
6. Los compuestos químicos se forman al unirse átomos de dos o más elementos.

Mapa Conceptual del Modelo Átomico de Dalton.

Mediciones: Densidad

La densidad es una magnitud escalar referida a la cantidad de masa en un determinado volumen de una sustancia.  La densidad media es la razón entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa.

 Densidad = Masa/Volumen

Algunas veces nos fijamos que unos cuerpos flotan en el agua y otros se hunden, esto se debe a la diferencia de densidad entre ellos.

Mediciones: Volumen

El volumen es el espacio que ocupa un cuerpo. En el Sistema Internacional la unidad de volumen es el metro cúbico (m³), que equivale al volumen de un cubo de 1 m de lado.
Otra unidad común de volumen es el litro (L). Un litro se define como el volumen que ocupa un decímetro cúbico. El volumen de un litro es igual a 1000 mililitros (mL) o 1000 cm³.

Mediciones: Masa y Peso

La masa es una medida de la cantidad de materia en un objeto, mientras que el peso, es la fuerza que ejerce la gravedad sobre el objeto.



La unidad SI fundamental de masa es el kilogramo (kg), pero en la química, es más conveniente usar una unidad más pequeña, el gramo (g), 1 kg = 1000g.

Propiedades físicas y químicas de la materia

PROPIEDADES FÍSICAS 
Se puede medir y observar sin que cambie la composición o identidad de la sustancia.
La principales propiedades físicas de la materia son :

• Textura: Es la capacidad que se determina por medio del tacto donde se percibe la disposición en el espacio de las partículas de un cuerpo. 
• Elasticidad: Capacidad de los cuerpos para deformarse cuando se aplica una fuerza y de recuperar su forma original al quitar la fuerza aplicada. 
• Dureza: Es la resistencia que pone un material al ser rayado.
• Ductilidad: Es la propiedad de los materiales para que se puedan hacer hilos y alambres.
• Maleabilidad: Es la capacidad de los metales para ser laminas.
• Conductibilidad: Es la capacidad que presentan algunas sustancias para conducir electricidad y calor.
• Temperatura: Es la medida de grado de agitación térmica de las partículas de un cuerpo.
• Solubilidad: Es la capacidad que tienen las sustancias de disolverse. 
• Fragilidad: Es la propiedad física de ciertos cuerpos de romperse sin que se deforme previamente. 

PROPIEDADES QUÍMICAS 
Para observar esta propiedad de debe efectuar un cambio químico (cambia de composición).
Las principales propiedades químicas de la materia son:

• Oxidación: Es todo proceso por el cual un átomo o ión cede electrones. 
• Reducción: Es todo proceso por el cual un átomo o ión gana electrones. 
• Combustión: Es todo proceso de oxidación rápida que se produce con desprendimiento de calor y, algunas veces, luz. 
• Esterificación: Es un proceso químico que se da entre un ácido graso y un alcohol. 
• Hidrólisis: Es un proceso químico que involucra la ruptura de una molécula o de un compuesto iónico por acción del agua. 
• Saponificación: Es una hidrólisis de un triglicérido (éster del glicerol) con una base fuerte, a través de la cual se obtiene un jabón y se recupera el glicerol.

Los tres estados de la materia

Todas las sustancias pueden existir, al menos en principio en los tres estados: sólido, liquído y gaseoso.

    


Animaciones de como  se mueven las particulas en función de la temperatura:
- Sólido: http://concurso.cnice.mec.es/cnice200...
- Líquido: http://concurso.cnice.mec.es/cnice200...
- Gaseoso: http://concurso.cnice.mec.es/cnice200...


¿Qué es un sólido? 
Un cuerpo sólido  es uno de los estados de agregación de la materia más conocidos. Se caracteriza porque opone resistencia a cambios de forma y de volumen. Sus partículas se encuentran juntas y correctamente ordenadas. Las moléculas de un sólido tienen una gran cohesión y adoptan formas bien definidas.

Clasificación de la Materia

La materia es cualquier cosa que ocupa un espacio y tiene masa.

Una sustancia es una forma de materia que tiene una composición definida(constante) y propiedades características.



Una mezcla es una combinación de dos o más sustancias en la cual las sustancias conservan sus propiedades características.