TEORÍA Y EJERCITACIÓN PARA EVALUACIONES

Fundamentos de la química y conceptos básicos -

QUÍMICA

La química es una rama de las ciencias naturales, junto con la física, la biología, la geología y la astronomía. Todas las ciencias naturales estudian fenómenos que ocurren en la naturaleza

La química está en todos lados, en nuestra vida cotidiana.
(No asocies la química solamente a un laboratorio, con materiales de vidrio con sustancias coloridas burbujeando y científicos de guardapolvos blancos trabajando alli...)

La química nos rodea por todos lados, en la cocina, en los alimentos, en los elementos de limpieza, en los elementos de la construcción, en las pinturas, en las plantas, en tu propio cuerpo, .... en todo.

La química es la rama de las ciencias naturales que se encarga del estudio de la materia: su estructura, sus propiedades y sus transformaciones.

*Actividad:

Escribe 5 situaciones cotidianas donde se vea algún proceso químico

MATERIA

Todo lo que nos rodea y nos constituye, es decir, todo lo que forma el universo, está formado por materia y energía. Por ej: el aire, el suelo, la luz, el calor, los minerales, son formas de materia y energía.

Toda la materia posee masa. Por ej, los gases, la madera, el aire, los metales, tienen masa.

Podemos decir entonces que la materia es todo lo que posee masa y ocupa un lugar en el espacio.

*Actividad:

Indicar cuáles de las siguientes opciones se refieren a materia:

ARBOL – SOLIDARIDAD – PIEDRA – ARCOIRIS – CORAZÓN – AMISTAD – VAPOR DE AGUA – REFLEJO – AIRE - SOMBRA– SONIDO – NUBE – ENERGÍA - SANGRE

CUERPO

Un cuerpo es una porción limitada de materia.

SUSTANCIA (ó MATERIAL)

Es el tipo o clase de materia que forma un cuerpo (da información sobre de qué están hechos los cuerpos). Existen muchas clases de sustancias que se diferencian unas de otras por sus propiedades.

Ejemplos de sustancias: cobre, lana, madera, cuero, plástico, vidrio, etc.

Un cuerpo puede estar formado por una o varias sustancias. Ejemplos:

Plato: puede ser de vidrio, plástico, madera, metal, etc.

Un tenedor: puede ser todo metálico o puede ser de madera y metal

Una sustancia puede formar varios cuerpos. Ejemplo:

Plata: puede formar collares, pulseras, anillos, adornos, etc

*Actividad:

1. Indicar cuáles de las siguientes opciones se refieren a un CUERPO y cuál se refiere a una SUSTANCIA:

LÁPIZ, LUNA, MADERA, PIEDRA, AGUA, CAMPERA, PLANTA, PLÁSTICO,  ALUMINIO, LATA, OXÍGENO

2. Indicar SI ó NO, según se trate o no de MATERIA.

En el caso de que sea materia, indicar con una cruz (X) si corresponde a CUERPO ó SUSTANCIA

	MATERIA	CUERPO	SUSTANCIA
Zapato
Acero
Número
Nube
Libertad
Arcilla
Campera

PROPIEDADES DE LA MATERIA

Una propiedad de la materia es una cualidad de ésta que puede ser

-apreciada por nuestros sentidos (olor, sabor, color, etc). A estas se las llama CUALITATIVAS ó

-determinada por mediciones (peso, volumen, punto de fusión, dureza, etc). A estas se las llama CUANTITATIVAS.

Existe otra clasificación de las propiedades de la materia:

-Propiedades extensivas de la materia: son aquellas que varían al cambiar la cantidad de materia. Por ej: masa, peso,  volumen, superficie, longitud, etc.

-Propiedades intensivas de la materia: son aquellas que no varían aunque cambie la cantidad de materia considerada. Por ej: color, olor, sabor, dureza, solubilidad, punto de ebullición, etc.

Las propiedades intensivas de la materia son útiles para diferenciar una sustancia de otra y para decidir qué usos puede dársele a cada sustancia.

Diferencia entre masa y peso

*Masa es la cantidad de materia que compone un cuerpo (en cualquier lugar del universo es igual)

*Peso es una magnitud que depende de la masa del cuerpo pero también de la fuerza de atracción gravitatoria correspondiente al lugar donde esté ese cuerpo. (Un cuerpo no pesa lo mismo en la tierra que en la luna, pero en ambos lugares tienen la misma masa)

 *Actividad:

1.     Analiza las siguientes propiedades e indica cuales son INTENSIVAS y cuales EXTENSIVAS. Indica también cuales son CUALITATIVAS y cuales son CUANTITATIVAS

 

COLOR – PESO – DUREZA – TEXTURA – SABOR – VOLÚMEN – DENSIDAD – PUNTO DE FUSION

2.     En un laboratorio químico ingresa para su análisis un bloque de una sustancia sólida desconocida que presenta las siguientes propiedades:

Peso: 100 gramos                    Color: blanco                           Olor: sin olor particular

Dureza: quebradizo                   Textura: ligeramente áspero      Punto de fusión: 300°C

Volumen: 3 cm³                                                                        Solubilidad: Insoluble en agua y en alcohol

Indicar cuáles son propiedades intensivas y cuales son extensivas.

Grados de división de la materia

Toda la materia es discontinua y está formada por partículas invisibles e indivisibles, infinitamente pequeñas, llamadas átomos. Pero se pueden distinguir diferentes grados de división de la materia:

Partícula: es la menor porción de materia, observable a imple vista, que posee todas las propiedades de la misma.

Molécula: es la menor porción de materia, no observable a simple vista, que posee todas las propiedades de la misma y que puede existir libre en la naturaleza.

Átomo: es la menor porción de materia, no observable con ningún instrumento óptico, que pierde las propiedades generales de la materia y posee propiedades específicas de cada átomo o elemento. Los átomos pueden unirse para formar moléculas.

*Actividad:

Completar el cuadro con SI ó NO según corresponda:

	Visible a simple vista	Conserva las propiedades del material ó sustancia	Puede existir libre en la naturaleza
Partícula
Molécula
Átomo

Estados de la materia (ó estados de agregación de la materia)

La teoría cinético-molecular dice que toda materia que vemos está formada por moléculas en continuo movimiento, que están relacionadas entre sí por fuerzas. Existen 2 fuerzas que actúan entre las moléculas:

-las fuerzas de cohesión o atracción que tienden a mantener las moléculas unidas. Estas son fuerzas débiles cuando las moléculas están alejadas y cada vez más intensas a medida que las moléculas están más cerca.

-las fuerzas de repulsión que tienden a alejar las moléculas unas de otras.

A medida que aumenta la temperatura la energía cinética aumenta (el movimiento de las moléculas aumenta) y esto modifica el equilibrio entre las fuerzas de atracción y de repulsión.

La materia puede clasificarse también según su estado físico en 3 categorías:

SÓLIODO	LÍQUIDO	GASEOSO
Las moléculas están muy juntas entre si	Las moléculas están más separadas, permitiendo cierto movimiento.	Las moléculas están muy separadas unas de otras
Predominan las fuerzas de atracción	Las fuerzas de atracción y de repulsión están equilibradas	Predominan las fuerzas de repulsión
Tienen volumen y forma constantes	Tienen volumen constante pero no tienen forma constante. Adquieren la forma del recipiente que los contiene, sino, tienden a derramarse.	Tienen forma y volumen variable. No pueden ser contenidos en un recipiente abierto.
No son compresibles (no se pueden comprimir)	Son levemente compresibles	Son muy compresibles (se comprimen fácilmente)

El estado de la materia depende de 3 factores:

1.     La temperatura 2. La presión                3. La naturaleza de la sustancia

*Actividad

1.     Coloca  a qué estado de agregación corresponden las siguientes características:

·           Volumen y forma constantes:…………………………………………..

·           Se comprime con mucha facilidad:………………………………

·           Volumen constante y forma variable (adquiere la forma del recipiente que lo contiene): …………

2. Indica el estado en que se encuentra:

*Una piedra: ……………….  * el agua del río V: ………………….   * Un lápiz: ……………………

* El aire que respiramos:…………..       el vapor de agua: ……………….    Una gaseosa:……………. 

Cambios de estados de la materia

Dependiendo de la temperatura y la presión, las sustancias pueden sufrir cambios físicos, es decir, pasar de un estado a otro, sin que se altere su composición química.

Cada sustancia tiene una temperatura o punto de fusión y una temperatura o punto de ebullición característicos. Son propiedades intensivas  de cada sustancia.

Ejemplo: el agua tiene un Punto de fusión de 0°C y un Punto de Ebullición de 100°C

*A temperaturas menores a 0°C (ejemplo: freezer ó alta montaña) el agua está en estado sólido (hielo, nieve)

*A temperaturas entre mayores a 0°C y menores a 100°C (ejemplo, temperatura ambiente casi todo el año, temperatura de la heladera) el agua está en estado líquido (agua de lluvia, agua para tomar, agua de río)

*A temperaturas mayores a 100°C (ejemplo al hervir el agua, en un incendio) el agua para a estado gaseoso (pasa a integrar el aire)

El pasaje de estado líquido a gaseoso (Vaporización) puede darse de dos formas:

Evaporación: es el pasaje del estado líquido al estado gaseoso que se verifica en la superficie del líquido.  La evaporación ocurre a cualquier temperatura. La rapidez con que ocurre la evaporación de un líquido va a depender de la naturaleza de la sustancia líquida, la superficie expuesta, la presión exterior o atmosférica y la circulación de una corriente sobre de aire sobre el líquido.

Ebullición: es el pasaje del estado líquido al gaseoso que ocurre en todo el volumen del líquido (tanto en el interior como en la superficie).

-Cada sustancia tiene una temperatura de ebullición la caracteriza.

-Mientras dura la ebullición de un líquido la temperatura permanece constante.

  

*Actividad

1. ¿Qué nombre tiene el proceso de cambio de estado ocurre cuando…

a. se derrite la manteca?      

b. se seca la ropa?            

c. se forma el rocío?         

d. se congela un trozo de carne en el freezer?        

e. se “empaña” el vidrio con el vapor del baño?

2. El punto de fusión del alcohol es de -114°C y el punto de ebullición es de 70°C.

Señala en qué estado se encuentra la sustancia a las siguientes temperaturas:

a.    -130°C

b.    0°C

c.     90°C

d.    25°C (temperatura ambiente)

3. Analiza la siguiente tabla y completa la información faltante:

Sustancia	Punto de Fusión (°C)	Punto de Ebullición (°C)	Estado de la sustancia a temperatura ambiente (25°C)	Estado de la sustancia a 80°C	Estado de la sustancia a   -10°C
Plomo	327	1725
Mercurio	-38	357
Oxígeno	-219	-183

Cambios de la materia: Fenómenos físicos y químicos

La caída de un cuerpo, la combustión de la leña, la ebullición de un líquido, la fotosíntesis, la liberación de la energía solar, los cambios de estado de la materia, etc, en lenguaje científico se denominan fenómenos. Todos los fenómenos ocurren en nuestro entorno, es decir, en lo que llamamos “naturaleza”.

Fenómeno es todo cambio (o transformación) que presentan las sustancias o los cuerpos en sus propiedades, en su estructura o en sus relaciones.

Clasificación de los fenómenos, según el tipo de cambio (o transformación) que se produce:

FENÓMENO FÍSICO	FENÓMENO QUÍMICO
No se altera la composición (las mismas sustancias iniciales se hallan al finalizar el fenómeno)	Se altera la composición (hay transformación de la materia, originándose sustancias nuevas)
Se puede repetir con la misma sustancia inicial la cantidad de veces que se quiera, ya que la materia no cambió	No se puede repetir con la misma sustancia inicial, ya que esta se transformó en otra.
Ejemplos: los cambios de estado de la materia (congelar agua, o hervir agua y que luego se condense en la tapa de la olla),  golpear una campana, colar los fideos, trozar un pedazo de papel, etc.	Ejemplos: hacer arder un trozo de papel, la oxidación de un trozo de hierro, etc.

Tanto en los fenómenos o transformaciones físicas, como en la químicas, se cumple la ley de masas o ley de conservación de la materia, que dice que la materia no se crea ni se destruye, sino que se transforma. Es decir, que todos los átomos que participan de un fenómenos (tanto físico como químico) están presentes tanto al inicio, como al final del fenómeno. En el caso de los fenómenos químicos, esos átomos están al final formando moléculas diferentes. (Esto se cumple en un sistema cerrado, donde no hay intercambio de materia con el medio ambiente.)

*Actividad:

1. Clasificar los siguientes fenómenos según sean físicos (F) o químicos (Q):

a.     Oxidación de una lata                         

b.    Formación del arcoíris                         

c.     Movimiento de los planetas                            

d.    Disolución de azúcar en agua              

e.     Encender un fósforo

f.     Formación de hielo

g.    Secado de la ropa

h.     Picar un diente de ajo  

i.      La fotosíntesis en las plantas

2. Responder verdadero (V) ó falso (F). En el caso de respuestas falsas, reescribir correctamente la oración.

a. Sólo los fenómenos químicos ocurren en la naturaleza

b. Tanto en los fenómenos físicos como en los químicos se cumple la ley de conservación de la materia.

Sistemas Materiales

Un sistema material  es cualquier porción de materia del universo que separamos o aislamos (real o imaginariamente) para poder estudiarla mejor.

Un sistema material puede ser:

ü  una sustancia pura Ej: una moneda de metal, el gas de una garrafa

ü  una mezcla de 2 o más sustancias -se los llama MEZCLAS-. Ej: ensalada, agua del río

Según la relación con el medio que los rodea, los sistemas materiales  pueden ser:

1.     Abiertos: son aquellos sistemas que pueden intercambiar materia y energía con el medio. Ej: una planta, un vaso con agua.

2.     Cerrados: son aquellos sistemas que intercambian energía con el medio ambiente en forma de calor, pero no materia. Ej: una botella de agua cerrada.

3.     Aislados: son aquellos sistemas que no intercambian ni materia ni energía con el medio. Ej: un termo con agua cerrado.

Según sus componentes y estados de agregación, los sistemas materiales se pueden clasificar en:

ü  Sistema homogéneo:

ü  Es de aspecto uniforme

ü  En todo punto del sistema posee iguales propiedades intensivas.

ü  Posee una única fase.

ü  Puede tratarse de una sustancia pura o de una mezcla de sustancias donde NO puedan distinguirse sus componentes (ni siquiera con lupa o microscopio)

ü  Ejemplos: Agua destilada (sustancia pura), cobre (sustancia pura), Agua salada (solución de agua y sal disuelta)

ü  Sistema heterogéneo:

ü  Se distinguen a simple vista (o con lupa o microscopio) diferentes componentes o diferentes estados de un mismo componente

ü  Distintos puntos del sistema poseen propiedades intensivas diferentes, ya que cada uno de los componentes (o estados de agregación) mantiene intactas sus propiedades específicas.

ü  Posee 2 ó más fases.

ü  Ejemplos: agua con hielo (agua en estado líquido y en estado sólido), ensalada de frutas (sólidos + líquidos), gaseosa (líquido + gas), sangre (líquido + células –que se observan al microscopio)

Fase: cada una de las partes que podemos observar en el sistema. Cada fase puede tratarse como un sistema homogéneo.

Componente: son cada una de las sustancias que forman un sistema material.

Ejemplos

*Sistema formado ensalada de papa, huevo y cebolla

-Tipo de sistema: heterogéneo

-Fases: 3

-Componentes: 3 (papa, huevo y cebolla)

*Sistema formado por soda con hielo (agua líquida, dióxido de carbono y hielo –agua sólida-).

-Tipo de sistema: heterogéneo

-Fases: 3 (agua sólida, agua líquida y dióxido de carbono –gas-)

-Componentes: 2 (agua y dióxido de carbono)

*Sistema formado agua y jugo concentrado de naranja

-Tipo de sistema: homogéneo

-Fases: 2

-Componentes: 2

*Actividad

1.     Escribe un ejemplo de un sistema material abierto, otro de uno cerrado y otro de uno aislado.

2.     Dados los siguientes sistemas materiales indica cuáles son homogéneos y cuáles heterogéneos:

a.     Agua y azúcar (en pequeña cantidad y revuelto)

b.    Arena y piedras

c.     Un trozo de hierro

d.    El gas contenido en una garrafa para hacer soda

e.     Una gaseosa

f.     Una ensalada de frutas

3.     En un sistema formado por : agua, sal, fideos y vapor de agua, indique:

a.     Tipo de sistema

b.    Cantidad de fases. 

c.     Cantidad de componentes

4.     Dar un ejemplo de

a.     sistema homogéneo con 2 componentes

b.    sistema heterogéneo con 1 componente

c.     sistema heterogéneo con 3 fases y 3 componentes

d.    sistema heterogéneo con 2 fases y  3 componentes

5. Escribe un ejemplo de un sistema heterogéneo formado por:

a. 1 fase líquida y una fase sólida                   

b. 2 fases sólidas

c. 2 fases líquidas

d. 2 fases y 1 sólo componente

Soluciones (mezclas homogéneas)

ü  Las soluciones pueden ser mezclas de:

-       Una sustancia líquida y alguna/s sólidas (ejemplo: agua corriente –agua + sales disueltas)-las mas comunes-

-       Sustancias líquidas (ejemplo: agua y alcohol)

-       Sustancias gaseosas (ejemplo: el aire que respiramos)

-       Una sustancia líquida y gases (ejemplo: el agua de río –que tiene oxígeno disuelto)

-       Sustancias sólidas (ejemplo: las aleaciones –mezclas de 2 o más metales-)

En una solución se llama:

-        Solvente: al componente que se haya en mayor proporción. Generalmente es una sustancia líquida que disuelve al soluto.

-        Soluto/s: al componente ó componentes que se encuentran en menor proporción. Generalmente es una sustancia sólida que se disuelve en el líquido (solvente)

Ejemplo: En un vaso de agua con 2 cucharadas de sal, el agua es el solvente y la sal es el soluto.

*Actividad

1. Indicar cuales de los siguientes sistemas son soluciones y cuáles son sustancias puras (ante alguna duda investiga sobre cada sistema)

- Hierro

- Acero

- Agua destilada

- Agua de la canilla

- Aire

- Oxígeno

2. Soluciones. Se preparan 2 soluciones de azúcar en agua.

La primera de 5 g de azúcar por cada 100ml de agua.

La segunda de 10 g de azúcar por cada 500ml de agua. 

a.     Indicar cuál es el soluto y cuál el solvente en estas soluciones

b.    ¿Cuál es la solución más concentrada?

c.     ¿Cómo se podría diluir la solución más concentrada?

d.    ¿Cómo se podría concentrar la solución más diluída?

3. Métodos de separación de fases (para sistemas heterogéneos). Investigar en qué consisten los siguientes métodos de separación de fases.

a.     Tamización

b.    Filtración

c.     Decantación

d.    Separación magnética ó imantación

e.     Solubilización

4.   Indicar con qué método o métodos se podrían separar las fases que forman los siguientes sistemas heterogéneos:

a.     Piedras y arena                                                    

b.    Agua con tierra y palitos (ej. Agua de río)

c.     Vinagre y aceite

d.    Lentejas, arroz y harina

e.     Azúcar y arena (tamaños de grano muy similares)

f.     Arena y limadura de hierro

Los modelos atómicos a lo largo de la historia

Investigar y completar la siguiente información

1. ¿Qué es un modelo atómico?

2. Completa el siguiente cuadro:

Científico	Siglo / Año	Características básicas del modelo atómico propuesto
Demócrito (filósofo)
Dalton
Thompson
Rutherford
Bohr
Schrödinger y otros (modelo atómico actual)

Características generales de los átomos

Los átomos no son macizos sino discontinuos y están constituidos por partículas separadas entre sí llamadas partículas subatómicas.

Las partículas subatómicas tienen masa y carga eléctrica constante y específica.

A pesar de su complicada estructura, el átomo sigue funcionando como una unidad indivisible que no se fragmenta en las reacciones químicas.

Las 3 PARTÍCULAS SUBATÓMICAS más importantes son:

Partícula subatómica	Carga eléctrica	Ubicación	¿Posee masa significativa?
PROTÓN	Positiva	Núcleo atómico	Si
NEUTRÓN	No tiene (neutra)	Núcleo atómico	Si
ELECTRÓN	Negativa	Se desplazan a gran velocidad alrededor del núcleo en orbitales o niveles de energía (una especie de “nube”)	No (la masa es despreciable)

-       Los átomos tienen igual cantidad de protones que de electrones. Por eso los átomos son  eléctricamente neutros.

Diagrama general de un átomo

*Actividad:

1.     El átomo de Helio tiene 2 protones, 2 electrones y 2 neutrones. Realiza un esquema de ese átomo, señalando las partículas subatómicas.

2.     Elegir la opción correcta:

·         El átomo es…

1. Una esfera de bordes rígidos que posee igual número de cargas positivas y negativas
2. Un núcleo que ocupa un volumen muy pequeño, donde se encuentran las cargas positivas, y una zona extranuclear con zonas de mayor probabilidad de encontrar los electrones
3. Un cuerpo sólido sin diferenciación de cargas

·         La masa de un átomo se encuentra:

1. Concentrada en el núcleo atómico
2. Repartida entre todas las partículas subatómicas
3. Principalmente en los diferentes  niveles de energía

·         Los átomos estables :

1. Están cargados positivamente, con esa carga eléctrica concentrada en el núcleo
2. Son eléctricamente neutros, ya que tienen igual cantidad de partículas positivas que de partículas negativas
3. Están cargados negativamente, con esa carga eléctrica repartida en diferentes niveles de energía.

Los elementos químicos

Los átomos no son todos iguales. Cada tipo diferente de átomo se llama elemento químico. En la naturaleza se identificaron 92 elementos químicos diferentes. (En laboratorios químicos avanzados se han obtenido alguna decena más y se sigue avanzando en ello)

Combinando de infinitas maneras estos elementos se obtienen todos los materiales existentes.

Cada elemento químico tiene características propias y a cada uno se le ha asignado un NOMBRE y un SIMBOLO QUÍMICO que lo identifica.

Números característicos de los elementos químicos

Z = NÚMERO ATÓMICO = Cantidad de PROTONES que tiene en su núcleo (que coincide con la cantidad de ELECTRONES porque los átomos estables son eléctricamente neutros)

ü  Permite identificar a los elementos químicos

ü  Permite ordenarlo en la tabla periódica

ü  Todos los átomos de un mismo elemento químico tienen = Z

ü  Si 2 átomos tienen distinto Z se trata de elementos químicos diferentes

A = NÚMERO MÁSICO = Cantidad de partículas nucleares (PROTONES + NEUTRONES)

ü  Está relacionado con la masa del elemento (cuan pesado o liviano es ese elemento)

ü  Está relacionado con la masa atómica relativa o peso atómico, que es un dato que figura en la tabla periódica.

*Actividad:

1.     Busca en una tabla periódica los símbolos químicos de los siguientes elementos:

Helio – Calcio – Fósforo – Hierro – Uranio – Niquel – Plata – Boro – Telurio – Zinc

Ordena los elementos químicos por orden creciente de número atómico

2.     Indica a qué elemento químico corresponden los siguientes símbolos químicos

Au – Cu – S – Si – Mg – Ba – Xe – Pd – Mn – Cl – As

Ordena los elementos químicos de mayor a menor masa atómica

3.     Fluor

a.     ¿Cuál es el n°Z del Fluor?

b.    ¿Cuál es el n°A del Fluor?

c.     ¿Cuál es su masa atómica?

d.    ¿Cuántos protones tiene?

e.     ¿Cuántos electrones tiene?

f.     ¿Cuántas partículas en total tiene en su núcleo?

g.    ¿Cuántos neutrones tiene?

h.     El Fósfoto tiene un A=31. ¿Qué átomo pesa más, el fluor o el fósforo?

i.      El Boro tiene un Z = 5. ¿Qué elemento tiene más electrones, el boro o el fluor?

Isótopos

En la mayoría de los elementos químicos, los átomos que lo forman no son todos idénticos entre sí: algunos núcleos pueden tener distinta cantidad de NEUTRONES, y por lo tanto diferente N° MÁSICO (A).

Los átomos que tienen igual N° ATÓMICO (Z)  y sólo difieren en el N° MÁSICO (A), son ISÓTOPOS del mismo elemento.

*En la naturaleza siempre hay un isótopo que es el más estable, y por lo tanto la gran mayoría de los átomos de ese elemento pertenecen a ese isótopo y una pequeña cantidad a otros isótopos menos estables. Los datos de neutrones que se pueden sacar de la tabla periódica de elementos corresponden al isótopo más estable –y por lo tanto más abundante- de cada elemento.

Por ejemplo, el isótopo más estable, y por lo tanto más abundante, del elemento CARBONO es el C¹² (6p + 6n). El isótopo C¹⁴ (6p + 8n) es menos estable y con el tiempo decae al isótopo estable C¹².

El superíndice representa el N° másico (A)

Uso en arqueología:

Cuanto más antigua es una pieza fósil, menos C¹⁴ tiene en su composición (porque la proporción natural de C¹⁴ fue decayendo al isótopo más estable). Midiendo el porcentaje de C¹⁴ en los fósiles, se puede saber la edad de los mismos.

Usos en energía nuclear

El Uranio es un elemento pesado, cuyo isótopo más estable es el U²³⁸, pero el isótopo U²³⁵, menos frecuente en la naturaleza, tiene la capacidad de provocar una reacción en cadena de fisión nuclear, que libera altísimas cantidades de energía, que utilizado en las centrales nucleares produce energía eléctrica (en argentina tenemos las centrales de Embalse Rio III, Atucha, etc)

*Actividad

1.     ¿Qué tienen en común los isótopos de un elemento químico? ¿En qué se diferencian?

2.     En un laboratorio se tienen 3 sustancias puras:

- la sustancia “W” tiene Z=10 y A=20

- la sustancia “X” tiene Z=16 y A=32

- la sustancia “Y” tiene Z=16 y A=34

a. ¿De qué elementos se trata “W”, “X” y “Y”?

b. ¿En qué difieren “Y” y “W”? ¿Qué son entre si?

3.      ¿Cuál de los siguientes es el isótopo más estable de Niquel?

Ni58                 Ni59                 Ni60

¿Cuántos protones tiene cada isótopo?

¿Y cuántos neutrones tiene cada isótopo?

4. El Hidrógeno tiene 3 isótopos naturales: el más abundante –llamado Hidrógeno- tiene A=1, el isótopo llamado “deuterio” tiene un A=2 y el isótopo llamado “tritio” tiene un A=3. 

¿Cuántos neutrones tiene cada isótopo?

¿Varía la cantidad de protones entre los isótopos del hidrógeno?
Elementos químicos y tabla periódica-

Varios científicos, a mediados del siglo XIX, ya comenzaron a establecer cierta periodicidad en las propiedades de los elementos conocidos hasta el momento.

En 1870, el químico ruso Dimitri Mendeleiev propuso una ley periódica: “Las propiedades de los elementos son funciones periódicas de sus masas atómicas”, esto le permitió ordenar los 60 elementos conocidos hasta el momento, de acuerdo con la masa atómica creciente.

Además, agrupó a los elementos según ciertas propiedades comunes observadas: la tabla tiene un diseño tal que los elementos que quedan en una misma fila (período) tienen algunas características en común y los que quedan en la misma columna (grupo) tienen otras características en común.

La tabla de periódica de Mendeleiev, entre muchos otros aciertos, dejaba lugares vacíos, para elementos no descubiertos aún, prediciendo sus propiedades. La tabla se fue completando a medida que se fueron descubriendo nuevos elementos. Esta tabla, aún sigue vigente, con muchos más elementos y más información que se fue agregando a lo largo de los años.

ESTRUCTURA BÁSICA DE LA TABLA PERIÓDICA:

-Los elementos se ordenan por NRO ATÓMICO (Z) en orden creciente.

-Las FILAS se llaman PERÍODOS. Los elementos de un mismo período poseen igual nro de niveles de energía.

-Las COLUMNAS se llaman GRUPOS. Los elementos de un mismo grupo tienen igual cantidad de electrones en su último nivel de energía.

Originalmente, a algunos grupos con propiedades químicas similares se los llamó FAMILIAS

- grupo 1 (IA): familia de metales alcalinos

-grupo 2 (IIA): familia de metales alcalino-térreos

-grupo 17 (VIIA): familia de halógenos

-grupo 18 (VIIIA): familia de gases nobles, raros o inertes

*Actividad

1. Elige la opción correcta: ¿Qué criterio empleó Mendeleiev para ordenar los distintos tipos de átomos en la tabla periódica?

1. Ordenó los distintos tipos de átomos de acuerdo con su masa atómica relativa creciente
2. Ordenó alfabéticamente los distintos tipos de átomos
3. Ordenó los átomos de acuerdo con su abundancia en la corteza terrestre

2.  Utilizando la información de la tabla periódica, completar el siguiente cuadro:

Elemento	Antimonio
Simbolo químico		Cd
N° atómico			14
Masa Atómica (gr/mol)
N° másico
Cantidad de protones				78
Cantidad de electrones
Cantidad de neutrones
Grupo
Período
Cantidad de niveles de energía con electrones

Clasificación de los elementos según su carácter metálico

Según sus propiedades químicas, los elementos se pueden clasificar en:

METALES, NO METALES y GASES NOBLES

a. METALES

*Son buenos conductores de la electricidad y el calor

*Son sólidos a temperatura ambiente (excepto el mercurio)

*Tienen brillo característico

*Son maleables, es decir, se pueden moldear para obtener láminas delgadas

*Son dúctiles, es decir, se pueden generar hilos o alambres

*Son grises, blancos o plateados (excepto el cobre y el oro)

*Son monoatómicos

*Reaccionan químicamente formando diversos compuestos químicos

b. NO METALES

*Son malos conductores de la electricidad y del calor (aislantes). Excepto el carbono y el grafito.

*Pueden ser sólidos, líquidos o gaseosos a temperatura ambiente

*Tienen poco brillo (excepto el yodo que tiene brillo metálico)

*No son dúctiles ni maleables

*Son de variados colores

*Muchos de ellos están en la naturaleza como moléculas diatómicas

*Reaccionan químicamente formando diversos compuestos químicos

c. GASES NOBLES, RAROS ó INERTES

*Son muy poco  reactivos, es decir, no forman compuestos químicos (son muy estables)

*Son gaseosos a temperatura ambiente

*Son monoatómicos

*Son malos conductores de la electricidad a presión normal, pero a baja presión son buenos conductores. Se los utiliza por ejemplo, para carteles luminosos, para monitores de computadoras, etc.

Excepción: al HIDRÓGENO se lo llama “elemento neutro” (tiene propiedades no metálicas, pero tiende a perder su único electrón, por eso está ubicado junto con los metales).

*Actividad

1. ¿Qué grupos de la tabla periódica contienen metales?

2. ¿Qué grupos de la tabla periódica contienen no metales?

3. ¿Qué grupo de la tabla periódica contiene a los Gases nobles?

4. ¿Mencione 4 familias de elementos diferentes y 3 elementos de cada una de esas familias?

5. ¿Qué características tiene el Hidrógeno con respecto a esta clasificación?

6. Une con flechas:

-son maleables

-son malos conductores de la electricidad                                            1. METALES

-no reaccionan químicamente

-se puede obtener con ellos hilos o alambres                                       2. NO METALES

-todos son gaseosos a temperatura ambiente

-la mayoría son sólidos a temperatura ambiente                                  3. GASES NOBLES

-tienen un brillo característico

-son muy buenos conductores de la electricidad y del calor.