Átomos, moléculas e iones

Avance del capítulo.

  • Iniciaremos este capítulo con una perspectiva histórica de la búsqueda de las unidades fundamentales de la materia. La versión moderna de la teoría atómica la postuló en el siglo xix John Dalton, quien afirmó que los elementos estaban constituidos por partículas extremadamente pequeñas, llamadas átomos. Todos los átomos de un elemento determinado son idénticos, pero son diferentes de los átomos de todos los demás elementos.

  • Observaremos que, mediante la experimentación, los científicos han aprendido que un átomo está constituido por tres partículas elementales: protón, electrón y neutrón. El protón tiene una carga positiva, el electrón una negativa, y el neutrón no tiene carga. Los protones y los neutrones se localizan en una pequeña región en el centro del átomo, denominada núcleo, en tanto que los electrones están dispersos alrededor del núcleo a cierta distancia de él.

  • Analizaremos las siguientes formas de identificar átomos. El número atómico es el número de protones en un núcleo; los átomos de diferentes elementos tienen números atómicos distintos. Los isótopos son átomos del mismo elemento con un número diferente de neutrones. El número de masa es la suma del número de protones y neutrones en un átomo. Debido a que un átomo es eléctricamente neutro, contiene un número igual de electrones y de protones.

  • Observaremos cómo se pueden agrupar los elementos de acuerdo con sus propiedades físicas y químicas en una tabla conocida como tabla periódica. La tabla periódica permite clasificar los elementos (como metales, metaloides y no metales) y correlacionar sus propiedades de manera sistemática.

  • Veremos que los átomos de la mayor parte de los elementos interactúan para formar compuestos, los cuales se clasifican como moléculas o compuestos iónicos formados por iones positivos (cationes) y iones negativos (aniones).

  • Después aprenderemos a utilizar fórmulas químicas (moleculares y empíricas) para representar moléculas y compuestos iónicos y modelos para representar moléculas.

  • Analizaremos un conjunto de reglas que ayudarán a dar nombre a los compuestos inorgánicos.

Videos de las clases.


Estructura del Átomo. Leyes ponderales.

Laboratorio 02: Medición de una propiedad de la Materia

Práctica 03

Estructura del átomo y las leyes ponderales

La siguiente práctica es solo es para repasar los conceptos vistos en la clase. Si tiene alguna duda, puede consultar al profesor los días lunes, martes o jueves.

1. Describa la contribución de cada uno de los siguientes científicos al conocimiento actual de la estructura atómica: J. J. Thomson, Ernest Rutherford y James Chadwick.

2. El etano y el acetileno son dos hidrocarburos gaseosos. Los análisis químicos señalan que, en una muestra de etano, 2,65 g de carbono se combinan con 0,665 g de hidrógeno, y en una muestra de acetileno, 4,56 g de carbono se combinan con 0,383 g de hidrógeno. Demuestre matemáticamente que estos compuestos cumplen con la ley de las proporciones múltiples.

3. Se analizó la composición de dos muestras, A y B, que contienen únicamente cobre y bromo. Los resultados de los análisis son los siguientes.

Muestra A Muestra B

Bromo 160 g 64,0 g

Cobre 127 g 25,4 g

a. ¿Eran las muestras de un mismo compuesto o de compuestos diferentes?

b. ¿Apoyan estos datos la ley de las proporciones definidas, la ley de las proporciones múltiples o ambas leyes?

c. ¿Cuánto bromo se combinaría totalmente con 2,50 g de cobre para dar una muestra del compuesto A?

4. En el nivel atómico, Dalton explicó que los átomos se combinan en proporciones de números enteros. ¿Cómo explica esto el experimento de Berzelius que demuestra que 10,00 g de plomo nunca producen más de 11,56 g de sulfuro de plomo, aun cuando se agregue más azufre?

5. Se analizaron tres muestras y se encontró que contenían sólo cobre y cloro.

Muestra A Muestra B Muestra C

Cloro 5,50 g 20,0 g 12,0 g

Cobre 10,0 g 18,0 g 21,8 g

a. ¿Qué leyes de muestran los compuestos A y C?

b. ¿Qué leyes de muestran los compuestos A y B?

c. ¿Cuál es la proporción de gramos de cloro de la muestra B respecto a la muestra A cuando se emplea 1,00 g de cobre?

6. En el caso del compuesto A del problema anterior, ¿Cuántos gramos de cloro se combinarían totalmente con 26,0 g de cobre?

7. Describa tres características importantes de las principales partículas subatómicas del átomo.

8. Explique en qué consiste el experimento de la lámina de oro, ¿qué demuestra este experimento?



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