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Guia no 4 quimica 10 la materia y la tabla periodica julio 11 2014

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Guia no 4 quimica 10 la materia y la tabla periodica julio 11 2014

  1. 1. AMO MI PROFESIÓN, ME SIENTO EDUCADORA DE CORAZÓN Y CON VOCACIÓN ” ESTUDIEMOS LO MAS RELEVANTE DE LOS GRUPOS DE ELEMENTOS DE LA TABLA PERIODICA ” INSTITUCIÓN EDUCATIVA MALTERÍA “LIDERAZGO EN EMPRENDIMIENTO Y DESARROLLO HUMANO” “TRABAJEMOS JUNTOS PARA FORTALECER NUESTRO MODELO ESCUELA NUEVA” Área: CIENCIAS Grado: DÉCIMO Código: QUIMI-GUIA-4 Acompañan: Carmenza Ramírez Gómez © NOMBRE DE LA UNIDAD : ESTRUCTURA DE LA MATERIA Y LA TABLA PERIODICA © TEMA CENTRAL DE LA GUIA . LA MATERIA, ESTRUCTURA DEL ATÓMICA E INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LA TABLA PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS QUIMICOS. © COMPETENCIA: Identifico las propiedades de la materia, su estructura y ubico los diferentes elementos en la tabla periódica. AVivamos los momentos A-B-C-D-E. Juntos: VIVENCIA, CONOCIMIENTO, USO, PROPOSICIÓN, COMPLEMENTACIÓN VIVENCIAS © Observa nuestra amada tabla periodica de los elementos químicos y completala con base a la fundamentación científica. H IIA IIIA IVA VA VIA VIIA He Li Be B C N O F Ne 11Na Mg Al Si 17Cl Ca Sc TI V Cr Mn Fe Co NI Cu ZN Ge As 35Br Sb Te Bi Po 87Fr B FUNDAMENTACIÓN CIENTIFICA Con los conceptos trabajados en la guía anterior estas en capacidad de conprender y relacionar perfectamente lo siguiente; referente a la tabla periódica: La tabla periodica de los elementos, es un sistema rectangular que refleja la estructura electrónica de los elementos que la forman. Consta de filas llamadas periodos y columnas denominadas grupos donde se organizan los elementos según su número atómico (Z) creciente. Surgimiento del sistema periódico: Antoine Lavoisier clasifico los metales y los no metales teniendo en cuenta algunas propiedades como: el brillo, la maleabilidad, formadores de base, o ácidos y conductibilidad. Triadas de Wolfang Dobereiner: es el nombre que se le da a la organización establecida por este científico ya que clasificó los elementos en grupos de tres elementos. Lothar Meyer clasifico los elementos en 8 grupos y 7 periodos teniendo en cuenta sus propiedades y el orden creciente de los números atómicos y la relación de el aumento de frecuencia con el aumento de la masa atómica. Dimitri Ivanovich Mendeleiev, donde se plantea que las propiedades de los elementos químicos se repiten periódicamente cuando los elementos se organizan en orden creciente de su número atómico. Octavas de John Newlands donde las propiedades de los elementos se repetían cada ocho. Teniendo en cuenta la actual tabla periódica, los elementos pueden dividirse en tres grandes series: 1. Elementos representativos: se caracterizan por llenar los subniveles s y p, por los grupos identificados con la letra A.G rupo (I A) Metales alcalinos Grupo (II A) Metales Alcalinotérreos Grupo (III A) Térreos o familia del Boro Grupo (IVA) Familia del carbono Grupo (VA) Familia del Nitrógeno Grupo (VIA) Elementos Anfígenos o del oxigeno Grupo (VIIA) Elementos Halógenos Grupo (VIIIA) Gases Nobles o Inertes 2. Elementos de transición: elementos ubicados en el centro de la tabla periódica, llenan el subnivel d (máximo 10e_). Esta formado por 8 grupos. 3. Tierras raras: llamadas elementos de transición interna, se caracteriza por llenar el subnivel f (con un máximo de 10e_). Se dividen en dos subseries: Lantánidos y Actínidos. 1 Julio 11 de 2014
  2. 2. AMO MI PROFESIÓN, ME SIENTO EDUCADORA DE CORAZÓN Y CON VOCACIÓN LOS METALES: · Generalmente pueden ser laminados o estirados formando alambres, propiedades que se conocen como MALEABILIDAD y DUCTILIDAD, conducen con facilidad el calor y la electricidad, presentan brillo metálico, por lo regular a temperatura ambiental son sólidos excepto Hg, Ga, Cs y Fr, al combinarse con no metales ceden electrones por lo que adquieren cargas positivas (CATIONES). LOS NO METALES: · Se caracterizan por presentar una alta electronegatividad, por lo que es más fácil que ganen electrones. · No son maleables ni dúctiles, son malos conductores del calor y la electricidad, reciben electrones al combinarse con los METALES adquiridos así cargas NEGATIVAS (ANIONES). Usualmente son menos densos que los metales. METALOIDES: Suelen comportarse según las condiciones como metales o como no metales. PROPIEDADES PERIODICAS: Ciertas propiedades características de los átomos, en particular el tamaño y las energías asociadas con la eliminación o adición de electrones, varían periódicamente con el número atómico. Estas propiedades atómicas son de importancia para poder explicar las propiedades químicas se los elementos. El conocimiento de la variación de estas propiedades permite al químico poder realizar las observaciones y predecir un comportamiento químico o estructural determinado sin tener que recurrir a los datos tabulados para cada uno de los elementos. Estructura electrónica: distribución de los electrones en los orbitales del átomo. Potencial de ionización: energía necesaria para remover un electrón de un átomo. Electronegatividad: mide la tendencia para atraer electrones. Afinidad electrónica: energía liberada al captar un electrón. Carácter metálico: define su comportamiento metálico o no metálico. Valencia iónica: numero de electrones que necesita ganar o perder para cumplir la regla del octeto. GRUPO IA Ó METALES ALCALINOS: Comparados con otros metales son blandos, tienen puntos de fusión bajos, y son tan reactivos que nunca se encuentran en la naturaleza si no es combinado con otros elementos. Son poderosos agentes reductores, o sea, pierden fácilmente en electrón, y reaccionan violentamente con agua para formar hidrogeno gas e hidróxidos del metal, que son bases fuertes. En orden de número atómico creciente: litio, sodio, potasio, rubidio, cesio y francio. GRUPO IIA Ó METALES ALCALINO TERREOS: Son sólidos con brillo metálico. El magnesio es gris por una película superficial de óxidos. Presentan gran tamaño atómico, la solubilidad crece al aumentar el número atómico y son mas densos y duros; tiene puntos de fusión más elevados, forman compuestos iónicos. Son compuestos diamagnéticos e incoloros. Agentes reductores poderosos. Los elementos que forman este grupo son: berilio, magnesio, calcio, estroncio, bario y radio. GRUPO IIIA Ó FAMILIA DEL BORO: Debido a su distribución electrónica presentan características anfóteras, es decir se pueden comportar como metales. Su energía de ionización y electronegatividad disminuye al descender en el grupo. Los elementos que forman este grupo son: boro, aluminio, galio, indio y talio. GRUPO IVA Ó FAMILIA DEL CARBONO: Los elementos de este grupo poseen 4 electrones de de valencia. Este grupo está constituido por: carbono, silicio, germanio, estaño y plomo. El carbono y el silicio son no metales. El silicio presenta propiedades eléctricas de semiconductor; el germanio es un metaloide y el estaño y el plomo tienen carácter metálico. GRUPO VIA Ó FAMILIA DEL OXIGENO: llamado grupo de los antígenos (formador de ácidos y bases) o calcógenos, representados por: oxigeno, azufre, selenio, telurio y polonio. Se caracterizan por alcanzar un estado de oxidación de -2 al ganar dos electrones y conseguir configuración de gas noble. Presentan reducción en el poder oxidante del oxigeno al polonio. El oxígeno se usa como refrigerante, el azufre como insecticida y el telurio en la fotografía. FRUPO VIIA Ó FAMILIA DE LOS HALÓGENOS: Son elementos no metales, excepto por el estado (anfótero), formadores de sales donde son iones negativos, en su estado natural se encuentran en moléculas diatómicas, x2. Al reaccionar con el hidrogeno forman en soluciones los ácidos hidrácidos. Sus sales son poco solubles y la solubilidad disminuye al aumentar el número atómico. Se encuentran en este grupo el flúor, el cloro, el bromo, yodo y astato. GRUPO VIIIA Ó GASES NOBLES O INERTES: Conformado por helio, neón, argón, kriptón, el xenón y el radón. Tienen en su último nivel un octeto de electrones. Son gases monoatómicos inodoros, incoloros y presentan una reactividad química muy baja. Su valencia es cero y no tiene electronegatividad. ELEMENTOS DE TRANSICION: Son metales, por lo cual presentan brillo metálico y son buenos conductores de electricidad y calor. En condiciones normales el mercurio es líquido. Son elementos duros, quebradizos y tienen puntos de fusión altos. La reactividad química es muy variable ya que presenta varios estados de oxidación; la mayoría reacciona al contacto con no metales como los halógenos o el oxígeno, produciendo los haluros y los óxidos correspondientes. El Au y el Pa son muy resistentes a la oxidación. TIERRAS RARAS: Van del lantano al lutecio. Presentan en su configuración electrónica subniveles f. Tienen radios iónicos y muestran comportamiento muy parecido que hace difícil su separación al componer mezclas de óxidos e hidróxidos. Su principal estado de oxidación es +3. Comprendidos y estudiados muy bien los conceptos anteriores estas en capacidad de realizar los siguientes ejercicios y actividades. 2
  3. 3. AMO MI PROFESIÓN, ME SIENTO EDUCADORA DE CORAZÓN Y CON VOCACIÓN No sin antes analizar y estudiar algunas de las las propiedades llamadas propiedades periódicas de los elementos, que varian de manera regular por la posición que ellos ocupan; estas son: Radio atómico: Los átomos son partículas tan diminutas que es imposible medirlos directamente. No obstante, se han desarrollado técnicas que permiten estimar la distancia que hay entre los núcleos de dos átomos o dos iones contiguos. Si suponemos que el átomo tiene forma esférica, el radio atómico corresponde a la mitad de la distancia que existe entre los núcleos de dos átomos contiguos, tanto si se trata de un sólido metálico como de una molécula covalente. En un mismo grupo o familia el radio atómico aumenta directamente con su número atómico y su número de niveles, por ejemplo: el potasio (Z = 19) tiene un radio atómico mayor que el litio (Z = 3) pero menor que el cesio (Z = 55), podemos concluir que en un grupo el radio atómico aumenta de arriba hacia abajo y disminuye al desplazarnos hacia la derecha dentro de un período; ello debido a que al no aumentar el número de niveles, los electrones que se incorporan a la estructura ocupan orbitales energéticamente muy próximos a los anteriores, y se ven atraídos con mayor fuerza por el núcleo, al ser mayor la carga nuclear. Debido a esta mayor fuerza de atracción se produce una disminución del tamaño del átomo. Si tenemos en cuenta esta variación a lo largo de los períodos y los grupos, el elemento con mayor radio atómi-co es el francio y el de menor radio el flúor. Energía de Ionización (El): Es la mínima energía necesaria para liberar el electrón más externo de un átomo gaseoso en su estado neutro: M(g) + energía ———M+ + e- donde M(g) es el átomo gaseoso, M+ el ion formado y e- es el electrón liberado. En un período, la energía de ionización aumenta de izquierda a derecha al aumentar el número atómico, alcanzando valores máximos en los gases nobles. En un grupo o familia, la energía de ionización disminuye de arriba hacia abajo al aumentar el número atómico. Si la energía de ionización es elevada, la configuración electrónica es estable, tal como ocurre con los gases nobles. La energía de ionización influye en la formación del enlace químico y en las propiedades reductoras de los elementos químicos. A finidad electrónica (AE): Es la energía liberada cuando un electrón se agrega a un átomo gaseoso | neutro. El proceso se representa: X (g) + le- ———— X- (g) + AE . En los períodos, la afinidad electrónica aumenta de izquierda a derecha al aumentar el número atómico y en los grupos, los valores no varían notablemente, sin embargo, disminuye de arriba hacia abajo, cuando aumenta el número atómico. La importancia de esta propiedad radica en su utilidad para predecir el carácter oxidante de un elemento químico. E lectronegatividad: La electronegatividad mide la tendencia de un átomo a atraer electrones, cuando se forma un enlace químico. Es decir, mide la capacidad de un elemento para atraer hacia sí los electrones que lo enlazan con otro elemento. Los valores que corresponden a la electronegatividad de los elementos presentan variaciones regulares tanto en los grupos como en los períodos. La electronegatividad aumenta al desplazarnos hacia la derecha en la tabla periódica. Dentro de un mismo grupo disminuye a medida que aumenta el número atómico. Los átomos presentan una menorlectronegatividad a medida que aumenta su tamaño. C ACTIVIDAD DE EJERCITACIÓN Completa el siguiente cuadro Simbolo del elemento Nombre del elemento Z Configuración electrónica Período Grupo F 9 O 8 N 7 B 5 Li 3 Be 4 C 4 3
  4. 4. AMO MI PROFESIÓN, ME SIENTO EDUCADORA DE CORAZÓN Y CON VOCACIÓN ANALIZA LAS SIGUIENTES GRAFICAS, CON BASE A LAS PROPIEDADES PERIÓDICAS Número atómico En la gráfica indica cual de los elementos presenta mayor y menor tamaño atómico. Número atómico En la gráfica indica cual grupo de elementos, presenta mayor potencial de Ionización.. Coloca los valores de electronegatividad correspondiente a cada uno de los elementos de la gráfica. Grupo I Grupo IV Grupo VI Grupo Vil H:2,1 U: 1,0 C:2,5 0:3, 5 F:4,0 Na: 0,9 Si: 1,8 S:2,5 Cl: 3,0 K:0,8 Ge: 1,8 Se: 2,4 Br: 2,8 Rb: 0,8 Sn: 1,8 Te: 2,1 1:2,5 Fr: 0,7 Pb: 1,8 Po: 2,0 At: 2,2 Completa los valores de electronegatividades, en los elementos que no lo tienen. Con base a la tabla periódica r responde: · Cual es el elemento que está en el grupo IIA y en el período 5 ___________________ · Cual es el elemento que está en el grupo IIB y en el período 4 ___________________ · Cual es el elemento que esta en el grupo IV A y en el período 6 ________________ · Tres elementos del período 3 de la tabla periódica _________________________ · Dos elementos que pertenezcan al grupo de los lantánidos _______________________ · Dos elementos que pertenezcan al grupo de los actinidos ________________________ · Cinco elementos que pertenezcan al grupo de los halógenos _____________________ · Dos elementos que pertenezcan a las tierras raras___________________ D ACTIVIDAD DE APLICACIÓN De las siguientes parejas de elementos indica: 1. El mayor tamaño atómico a) Ca y Ga: _______________ b) B y Tl: _______________ c) He y Ne: _______________ d) Ge y As: _______________ 2. La mayor energía de Ionización e) O y S: _______________ f) Al y Cl: _______________ g) Cu y Au: _______________ h) Csy Ba: _______________ 3. La menor afinidad electrónica i) K y Rb: _______________ j) Mn y Co: _______________ k) I y Ag: _______________ l) Cs y O: _______________ E ACTIVIDADES DE COMPLEMENTACIÓN © Consulta en textos que tengas a mano y videos en Internet si te es posible, sobre los temas tratados de la presente guía. © “ APROVECHA EL TIEMPO” 4 Pot enc ial de Ion iza ció n Ele ctr one gati vid ad

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