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7/29/2019 Quimica Preuniversitaria Firme

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1 CLASES PARTICULARES: PRIMARIA-SECUNDARIA-PREUNIVERSITARIO-UNIVERSIDAD-POSTGRADO

CLASES PARTICULARES: MATEMTICA, FSICA, QUMICA, CTA, ESTADSTICA, BIOLOGA, FISICOQUMICA,BIOQUMICA, BIOFSICA, ASESORA DE TESIS

Cel.:952 545914 - 952 849673 / correo: [email protected]

QUMICA


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Definicin de Qumica 1Ciencia que estudia la composicin,propiedades, estructura y reacciones de lamateria.

Definicin de Qumica 2. (Linu s P aulin g, 1 90 1- 1 99 4,laureado dos veces con el premio Nobel).

Definicin de Qumica 3Qumica es la ciencia que estudia la estructura,propiedades y transformaciones de la materia a partirde su composicin atmica, formando diferentessubstancias, con el fin de establecer las leyes que lasrigen. (Boletn CIENTEC, noviembre 2004. San Jos,Costa Rica).

La qumica es una ciencia natural, su estudio esmetdico y se hace sobre hechos experimentales,constituyndose en una ciencia fctica.

Histricamente, esta ciencia surgi de la alquimia y, en

su proceso evolutivo, se dividi en dos ramas que anse aceptan:

i) La qumica inorgnica, que se centra en elestudio de los minerales.

ii) La qumica orgnica, que estudia lassustancias basadas en la combinacin de los tomosde carbono e incluye a los hidrocarburos y susderivados que estn presentes en los productosnaturales y en los tejidos vivos.

La separacin entre lo orgnico e inorgnico es cadavez menos rigurosa, as la biologa a logrado estrecharsus vnculos con la qumica, por ejemplo en camposcomo los biomateriales y la nanotecnologa. Hoy en daestas definiciones se han ampliado y diversificado anms; as se pueden encontrar otros campos de laqumica como la qumica industrial, la qumicaanaltica, la bioqumica inorgnica, la fs icoqumica, etc.

MATERIAMATERIA: Es todo aquello que existe en eluniverso, tiene masa y por lo tanto ocupa unlugar en el espacio.

ConceptoUna idea bastante difundida y aceptada demateria es esta: Todo aquello que tiene masa yocupa un lugar en el espacio, constituyndose enel material fsico del Universo.

Lla ma mo s mat eria a todo aquello que s eencuentra en movimiento, y no puede moversede otro modo que en el espacio y en el tiempo.Materialismo y Empiriocriticismo , V. Lenin)

La materia es todo aquello que existeindependientemente de nuestros sentidos ypensamiento, manifestndose como sustancia(materia localizada o cuerpo) y como campo omateria dispersa (no localizada). (Av ent ura de lpen sa mient o, Albert Ein st en

MASA PESOMedida de

cantidad demateria.

Invariable

Medida de fuerzade atraccingravitatoria ejercidasobre los cuerpos.

Variable segnla gravedad.

Ecuacin que relaciona la masa y peso:W = peso

m = masag = Fuerza gravitacional oaceleracin de la gravedad.

I. FENOMENOS DE LA MATERIA

Es cualquier cambio que sufre la materia.

1.-Fenmeno Fsico: No hay alteracin de laestructura intima de la materia, slo cambia suaspecto fsico (forma, tamao, etc

Ejemplo:

- Rotura de tiza- Dilatacin- Mezclas- Lanzamiento de una piedra



W= m.g


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2.-Fenmeno Qumico: Si hay alteracin de laestructura ntima de la materia.

Ejemplo: Combustin de madera

I. Descompo sicin de los alimentosII. Oxidacin de los m etalesIII. Agriado de la lecheIV. Fermentacin del vino.

3.-Fenmeno alotrpico: Cuando un elementoqumico se encuentra en dos o m s formadiferentes. Ejemplo: O2 y O3 son altropos delelemento qumico oxigeno.Ejemplo:

Altropo: Una de do s o ma s forma s de unasustancia elemental.

4.-Fenmeno Transmutativo: Ocurre enprocesos nucleares

energianKrBanU ++++1

0

92

36

141

56

1

0

235

92 3

II.- PROPIEDADES GENERALES DE LAMATERIA

S on caracter stica s comune s a todo s lo scuerpos.1. Extensin: Es la propiedad por la cual

los cuerpos ocupan un lugar en el espacio; el

espacio ocupado por cuerpo s e denomina volumen.

2. Impenetrabilidad: Dos cuerpos nopueden ocupar simultneamente el mismoespacio.

3.Divisibilidad: La materia es capaz de dividirse enporciones cada vez ms pequea

Mtodo Mtodo Mtodo TransmutacinCuerpoMecnico Partculas Fsico Molculas Qumico tomos Artificial Partculas quarks , bosones

Subatmicas

ones

3. Porosidad: La materia al estar formadapor partculas, molculas y tomos estn separados

por espacios aparentemente vacos, llamadosporos.

5. Inercia: Los cuerpos tienden a conservar el estadode reposo o movimiento en que se encuentra




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III. CLASIFICACION DE LA MATERIA

GravitatorioElctricoMagntico

Aire secoK S8 H2O H2SO4 Agua PotableH2 P4 NaCl HCNO Bronce Mayonesa Jugo de papayaCu Ne H2S NH3 Leche magnesia Agua con arena

a) SUSTANCIA (SUSTANCIA QUMICA).-Es todocuerpo material homogneo con composicinqumica definida (pos ee formula orepresentacin simblica) y por tanto, suspropiedades especificas o propias, como por

ejemplo la densidad, solubilidad, reactividad,punto de ebullicin, etc. Son constantes adeterminadas condiciones . La sustancia seclas ifica en sustancia s imple (elemento) ysustancia compuesta (compuesto)

1.- Sustancia simple (elemento) Esta conformadopor uno o m s tom os iguale s :Fe , C, C u,

42 ,PO

2.- Sustancia compuesta (compuesto) Est aconformado por dos o ms tomos diferentes:

NaClCOHNOOH ,,, 232

B) MEZCLA Es la unin no qumica de dos omas sustancias (simples o compuestas), lascuales conservan sus propiedades particulares ypor lo tanto, cada su st an ci a con ser va suidentidad qumica. La mezcla se clasif ica enmezcla homognea y mezcla heterognea.

Materia homognea.- es materia, loscomponentes de la cual no pueden serdistinguidos ni por el ojo humano ni por unmicroscopio convencional. En cuanto a sus

caractersticas, sus partculas estn colocadasde forma uniforme i su composicin se mantieneconstante en cualquiera de sus partes. Porejemplo:

- Agua potable: agua y cloro- Formol: Agua + metanol- Vinagre: cido actico + agua- Latn: cobre (Cu) y Zinc (Zn)- Bronce: Cobre (Cu) y Estao (Sn)- Acero: Hiero (Fe y Carbono (C)- Amalgam a: Metal y Mercurio (Hg)- Agua de mar (salmuera): Agua ySal (ClNa)

Materia heterognea .-es materia, loscomponentes de la cual s que pueden ser

distinguidos tanto por el ojo humano como porun microscopio poco potente. Al contrario quelas materias heterogneas, la distribucin de suspartculas no es uniforme i por lo tanto lacomposicin en todos sus puntos no es lamisma. Por ejemplo:.

- Concreto: Agua, cemento, piedra yagua.- Mezcla de arena y s al comn.- Lquidos no miscibles como aceitey agua- la sangre



Materia

Mezcla

SuspensinColoide

HeterogneaHomognea

(solucin)

Sustancia

Compuesta(compuesto)

Sustancia

Simple(elemento)

SustanciaQumica

CampoSustancia


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5 CLASES PARTICULARES: PRIMARIA-SECUNDARIA-PREUNIVERSITARIO-UNIVERSIDAD-POSTGRADO- el granito

NOTA: El compuesto se forma mediante unacombinacin qumica (sinnimo de reaccinqumica).

DIFERENCIA ENTRE COMPUESTO Y MEZCLA

COMPUESTO MEZCLA- Las sustanciasque se unenparticipan enproporcionesconstantes ydefinidas.

- Sus componentesse renen encualquier proporcin.

- El co mpu es toobtenido tienepropiedadesdiferentes a lassustancia deorigen.

- Sus componentesconservan suspropiedades iniciales.

- El co mpu es topuede separarseporprocedimientosfsicos muyenergtico s enlos cualesintervienenfactores como laelectricidad ycalor, etc.Ejemplo:Ele ctroli si s delagua.

- Sus componentespueden separarse porprocedimientosfsicos ya seanmecnicos otrmicos.Ej em plo : Mezcla sslidas (Ejm.Tamizado), Mezclasliquidas (Ejm.Destilacinfraccionada), Mezclasgaseosa s (Ejm.Cromato grafa degases)

Ejemplo si mezclamos agua, aceite, sal (clorurode sodio), trozos de hierro

FASES COMPONENTE S

SISTEMA

Son losaspectos ocolores quepresenta lamezcla

El nombredel sistemadepende dela cantidaddecomponentes

3 fasesentonces la

4componente

Existen 4component

mezcla estrifsica

s : agua,aceite, s al(cloruro desodio) ytrozos dehierro

es por lotanto elsistema escuaternario

III.- PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS DE LAMATERIA

A) PROPIEDADES FSICAS: Determina elcomportamiento de la materia, sin que ella setransforme en otra u otras sustancias. Estaspropiedades pueden ser de dos tipos:

1.-Propiedades Especficas (intensivas): Nodependen de la cantidad de mue straanalizada. Ejemplo: Color, olor, sabor,densidad, brillo, temperatura de ebullicin,dureza, mal ea bilidad, ductibilidad,elasticidad, tenacidad, fragilidad, etc.

2.-Propiedades Extensivas: Si dependen de lacantidad de muestra analizada. Ejemplo:Peso, volumen, tamao, etc.

Nota: Hay propiedades que pueden cambiaren una misma muestra, tal como la presin,

temperatura y estado de reposo o demovimiento, etc. a ella se les designa comocondiciones .

B)PROPIEDADES QUMICAS: La spropiedades qumicas se aprecian por elcomportamiento de las sustanciascuan do st as rea ccio na n con otra s o s edescomponen en otras sustancias. Todo esto

mediante una reaccin qumica,formndose entonces sustancias diferentesa las iniciales.

IV. ESTADOS DE LA MATERIA

A) ESTADOS FUNDAMENTALES DE LAMATERIA: Son el estado slido, liquido ygaseoso.

Slido: Tiene forma y volumen definido

Liquido: Tiene forma variable (adquiere laforma del recipiente que lo contenga) yvolumen definido.

Ga s eo s o : Care ce de forma y volum endefinido.




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repulsindefuerzasF

cohesindefuerzasF

R

C

=

=

B) ESTADOS ESPECIALES DE LA MATERIA:

1. Plasmtico: E s el cuarto e st ad o de lamateria sig ue o s e prolong a de spu s delga seo so, es generado cuando un gas essometido a altas temperaturas (el plasma del soles aproximadamente de 10 000 0000 C ) Es unga s cargado elctricam ente (ionizado)conformado por molculas, tomos, electrones y

ncleos; stos ltimos provenientes de tomosdesintegrados.

- ) Es el es tado que ms abunda en eluniverso, el 99.9% del universo seencuentra en este estado, el plasma es dealto contenido energtico.

2. Amorfo: Son slidos que presentan susmol cula s de sor de na da s , s e le s con si der aintermedios entre lquidos y los cristales.

3. Cristalino: Son slidos que se

caracterizan por el orden en la disposicin de

sus molculas o tomos. Un cristal es un mineralque toma una forma geomtrica determinada.

4. Coloidal: Estado intermedio entre ellquido y slido .La materia viva que forma a losseres vivos, se encuentra en este estado.

ENERGIA

Es la capacidad para realizar un trabajo o,producir un cambio en la materia. Ejemplo:energa mecnica, energa elctrica, energaqumica, energa nuclear, energa elica, etc.

LEY UNICA DE LA CONSERVACION DE LAMATERIA-ENERGIALa materia y la energa en el universo puedentransformarse mutuamente, pero la suma total deambas permanece constante, es decir, no puedeaumentar ni disminuir (Abert Einstein 1879-1955)

SISTEMA C.G.S (centmetro, gramo, segundo)SITEMA M.K.S (metro, kilogramo, s egun do)}

E : Energa en Joule (J) o en Ergios (Erg.)M: Masa en gramos o en kilogramosC: Velocidad de la luz (300 000 km/seg. ;3 x 10 8

m/seg. ; 3 x 10 10 cm/seg




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La bo mb a at mic a Fat Man fue lanz ad a enNagaski. (Fat Man, una bomba de 5 toneladas,meda 3.2 metros de largo por 1.5 metros dedimetro. Utilizaba el mtodo de implosinproducida por la reaccin en cadena generadapor el bom bard eo de 6 4 detona dor es quedisparaban simultneamente piezas de Plutoniohacia un punto central dentro de la estructura dela bomba.)

Con esta ecuacion Einstein pudo establecer larelacin fundamental entre energa y masa. Esta sdos magnitudes mecnicas estn relacionadasentre s de manera inseparable. El contenido dee ner ga d e un o bj et o pu ed e s er m ed id o p or s um as a, y a la in ve rs a, pue de m e dirs e la m a sa deu n o bj eto por s u e ne rg a , y a qu e la e n er ga e sprop or ci onal a la ma sa. La con stant e deprop or ci onal ida d es la ve locidad de la luz alcuadrado.

ENERGIA MECANICAPuede ser de dos formas:

1. Energa Cintica (Ec). Es la capacidad de uncuerpo de realizar un trabajo, cuando est enmovimiento.

m = Masa de cuerpo v = Velocidad del

cuerpo2. Energa Potencial (Ep) Es la capacidad de uncuerpo de realizar un trabajo cuando esta enreposo, con respecto a un nivel de referencia.

g= gravedad ; h= altura

TEORIA DE LA RELATIVIDAD (ALBERTEINSTEIN):

RELATIVIDAD DE LA MASA

De acuerdo con la misma teora de la relatividad,se plantea que: La m a sa d e to do c ue rp o s e vesen si ble me nt e aumentada cuand o ste sem o vi liza c o n algun a rapide z e n rela ci n a u ndeterminado marco de referencia inercial.

Una de las consecuencias de esta teora es quela masa m f de una partcula en movimiento esmayor que su masa m i en repo so . Peronicamente a velocidades prximas a la de la luzes significativa la diferencia entre las masas m fy m i, y en el caso de que llegase a ser igual a lavelocidad de la luz, la masa de la partcula serinfinita.

De esta manera se tiene ya una imagen fsica depor que la velocidad de la luz constituye un lmitenatural, o sea, por qu ninguna partcula, cu yama sa e n re po s o m i sea mayor que 0 puede llegar a moverse con una ve loc idad igual o mayor quec.

Como podemos ver en esta frmula mf seaproxima a infinito, s i v se acerca a c, estoimplica que la fuerza aplicada a la partculatendra que hacer un trabajo de magnitud infinitapara darle a la partcula una velocidad igual a la

de la luz. Para esto se consumira una cantidadinfinita de energa, que obviamente no estdisponible. Si v llegara a ser mayor que c, mfsera una cantidad imaginaria.

cuerpodelvelocidadv

movimientoenofinalmasam

reposoenoinicialmasam

f

i

=

=

= ;




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El atomo Partcula mas pequea de un elemento;la materia e sta con stituida por tomo scombinados qumicamente de varias formas.Ejemplo: el tomo de O es la partcula mspequea del elemento oxgeno. Se combinan dostomos de oxigeno para formar la molcula deO2..

DEFINICIN PRIMARIA DE TOMO

El trmino tomo del latn: ato mu m , a=sin;tomo= divisin, fue propuesto al inicio porLeucipo y Demcrito, a partir de concepcionesfilosficas , segn las cuales , el tomo es launidad ms pequea posible de la sustancia(concepto an vigente), en las que se conservanlas propiedade s de dicho elemento. Elconocimiento del tamao y la naturaleza del

tomo avanz muy lentamente a lo largo de lossiglos ya que, por su inaccesibilidad, la mayoraque lo trataba se limitaba a especular sobre l.

DEFINICIN MODERNA DE TOMOEl tomo es un sistema energtico y dinmico enequilibrio, elctricamente neutro que presentauna parte interna llamada ncleo atmico y otraexterna conocida como zona extranuclear. Elncleo atmico contiene principalmentenucleones, llamados: protone s (p+) y neutrones(n0) y la zona extranuclear contiene electrones

(e-). Cada tomo posee un nmero caractersticode protones, neutrones y de electrones. Loselementos qumicos (sustancias simples) estnformados por tomos de caractersticas similarespero no son idnticos. Cada uno tiene un nombrey un smbolo. Ejemplo: carbono (C), potasio (K),nquel (Ni), Mercurio (Hg); etc.

I.-COMPONENTES DEL TOMO

Encontramos a mas de 200 partculas sub-atmicas dentro de ellas tenemos al protn,

neutrn, electrn, meso ne s, positrn, neutrino,pin , etc.Son considerados como partculass ub- at mi ca s funda me nt al es al protn,neutrn , y electrn

A) NCLEO: Aqu se encuentra casi la totalidadde la masa del tomo.

1. Protones: Son partculas de cargaelctrica positiva y de masa 1 u.m.a (unidadde masa atmica)

2. Neutrones : Descubierto por J.

CHADWICK (1932) demostr la existencia delneutrn como partcula, constituyente delncleo al bombardear placas de berilio (Be)con partcula sin carga neutra y de masa igualque el a 1.

nCHeBe 1012

6

4

2

9

4 ++

(neutrn)

Nota: La s partcula s m s e st able s s on lo sprotone s y neutrone s a los cuale s s e lesdenomina NUCLEONES .

B) NUBE ELECTRNICA: En esta zona seencuentran los electrones, que giran alrededordel ncleo, formando una espe cie de nube (nubeelectrnica).

Electrones: Tiene carga negativa igual al delprotn pero de signo contrario. Cuando se le

da valor en u.m.a se le atribuye el valor decero. No significa que lo sea pero su valormsico es despreciable frente a la del protn yneutrnJ. J. Thomp son (1897) demostr que los rayoscatdicos estaban constituidos por partculasc ar ga do s ne gativa me nt e a la s que llamoelectrones. Determino la relacin carga y mas ade electrones, cuyo valor es:

./1076,1 8 grCoulombxm

q

e

e=

electrndelmasam

electrndelacq

e

e

:

arg:

1 u.m.a (unidad de masa atmica) = 1,66 x 10 -24

gr.

II.-PROPIEDADES NUCLEARES

1. Nmero atmico (Z): Determinado porMOSELEY (1914) luego de muchosexperimentos efectuados con tubos de rayoscatdicos con diversos nodos metlicos.Nos indica el nmero de protones contenidosen el ncleo del tomo.



Partcula Electrn Protn NeutrnSmbolo

ee 01, pp1

1,+ nno 10,

Masaabsoluta

(engramos)

9,1x10 -28 1,67x10 -24 1,7x10 -24

Masarelativa

(en u.m.a)

0 1 1

Cargaabsoluta

(Coulomb

-1,602x10 -19

+1,602x10 -19 0

Cargarelativa

-1 +1 0

CientficoDescubri

dor

THOMPSON (1897)

RUTHERFORD (1919)

J.CHADWICK(1932)


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9 CLASES PARTICULARES: PRIMARIA-SECUNDARIA-PREUNIVERSITARIO-UNIVERSIDAD-POSTGRADOEn un tomo elctricamente neutro se cumple.

2. Nmero de masa(A): Nos indica la suma totalde protones y neutrones contenidos en elncleo atmico.

Donde:X= smbolo del elemento correspondienteZ = nmero atmico o carga nuclearA = nmero de masa o nmero denucleones

IONES .-En qumica , se define al in o in (delgriego in , participio presente de ienai "ir", de ah"el que va ") como una especie qumica, ya se a untomo o una molcula, cargada elctricamente .E st o s e debe a que ha ganado o perdidoelectrones de s u dotacin, originalmente neutra,fenmeno que se conoce como ionizacin.Tambin suele llamrsele molcula libre, cuandose trata de una molcula .Los iones cargadosnegativamente, producidos por la ganancia de

electrones , se conocen como aniones (que sonatrado s por el nodo ) y los cargadospositivamente, consecuencia de una prdida deelectrones , se conocen como cationes (los queson atrados por el ctodo ). Carga del in(q)Ejemplos: H+, Ca 2+, Na +, Fe 3+,F -, S 2-, NO 31-, S O 42-

Nmero de electrones en iones = Z - (q)

III.-TIPOS DE TOMOS

1.-ISTOPOS (Hlidos) Son tomo s de unmismo elemento qumico que tienen igualnmero atmico, pero diferente nmero demasa y por lo tanto diferente nmero deneutrones.

Por ejemplo, en la naturaleza el carbono sepresenta como una mezcla de tres istopos con

nmeros de masa 12, 13 y 14:

12

C,13

C y14

C.Sus abundancias respecto a la cantidad global decarbono son respectivamente: 98,89%, 1,11% ytrazas.

Los istopos se subdividen en istopos estables(existen menos de 300) y no estables o istoposradiactivos (existen alrededor de 1200). Elconcepto de estabilidad no es exacto, ya queexisten istopos casi estables. Su estabilidad sedebe al hecho de que, aunque son radiactivos,tienen un tiempo de neutralizacinextremadamente largo, an comparado con la

edad de la Tierra.Solamente 21 elementos(ejemplos: berilio, flor, sodio) pose en un soloistopo natural.

La mayora de los elementos qumicos poseenms de un istopo

Ej. )(),(),( 312

1

1

1 tritioHdeuterioHprotioH

2.-ISBAROS: S on to mo s de difer ente selementos que teniendo distinto nmeroatmico y distinto nmero de neutrones,

poseen igual nmero de masa.Ejm. NC 147

14

6 ,

3.-ISTONOS: S on tomo s de eleme nto sdiferentes que poseen igual nmero deneutrones.

Ej. NiCoFe 592858

27

57

26,, ;

BC 11512

6 ,

4.-ISOELECTRNICOS: Son aquellas especiesqumicas diferentes que tienen la mismaconfiguracin electrnica y por

con si guiente la mi sm a cantidad deelectrones.En otras palabras son tomos oiones con igual nmero de electrones.

Ej.:

)10(,)10( 19

2

8electronesFelectronesO

5.-ISMEROSSon un tipo de nclidos de un mismo elementoque poseen los mismos nmeros A y Z, pero sediferencian entre s en su contenido energtico.

Ejemplo: + TcTc 994399

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http://es.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Lengua_griegahttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomohttp://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9culahttp://es.wikipedia.org/wiki/Carga_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ani%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81nodohttp://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Cati%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A1todohttp://es.wikipedia.org/wiki/Carbono-12http://es.wikipedia.org/wiki/Carbono-12http://es.wikipedia.org/wiki/Carbono-13http://es.wikipedia.org/wiki/Carbono-13http://es.wikipedia.org/wiki/Carbono-14http://es.wikipedia.org/wiki/Carbono-14http://es.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Lengua_griegahttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomohttp://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9culahttp://es.wikipedia.org/wiki/Carga_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ani%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81nodohttp://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Cati%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A1todohttp://es.wikipedia.org/wiki/Carbono-12http://es.wikipedia.org/wiki/Carbono-13http://es.wikipedia.org/wiki/Carbono-14


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10 CLASES PARTICULARES: PRIMARIA-SECUNDARIA-PREUNIVERSITARIO-UNIVERSIDAD-POSTGRADOEl primero es el tecnecio metaestatable, que alser obtenido de una reaccin nuclear presenta unexceso de energa que le produce una ligerainestabilidad. Para lograr su estabilidad eliminaeste exceso en forma de radiacin gamma.

PESO ATOMICO DE UN ELEMENTO

Es el promedio de las masas atmicas de todos

los istopos de un mismo elemento teniendo encuenta su abundancia.

Los i stopos de un elemento se encuentranmezclados en la naturaleza, unos en mayorporcentaje que otros.Ejemplo:

amuatomicopeso

abundanciaCl

yabundanciaCl

..5.35100

)37(6.24)35(4.75

)%6.24(

)%4.75(

37

17

35

17

=+

=

EXPERIENCIAS QUE EVIDENCIAN LA NOINDIVISIBILIDAD DEL TOMO

Experiencias relacionadas con fenmenoselctricosA raz de las experiencias de Faraday, s obre todolas relacionadas con la electrlisis que se hizo entorno a 1830, se empez a pensar seriamente enla posible divisibilidad de los tomos y en lanaturaleza elctrica de la materia, de los propios

tomos, que deban ser algo ms complejo de loimaginado por los primeros estudiosos.

Periodicidad en las propiedade s de la ssustancias simplesA partir de 1830, la observacin de ciertasregularidades en el comportamiento de lassustancias, supusieron la existencia de algo quetuvieran en comn los tomos de las sustanciassi mple s y que permitieran explicar tale spropiedades.

Experiencias en tubos de descarga con gases a

baja presinIniciadas por Crookes a partir de 1870, en talescondiciones cada gas emite un resplandor decolor caracterstico. Analizando la luz conespectroscopios se pudo ver que cada gas daba,en el mismo, un espectro propio, lo que hacapensar que ese espectro fuese consecuencia deuna cierta organizacin interior en el tomo (conlo que se afianzaba tambin la idea de que eltomo no era indivisible).

Descubrimiento de los rayos catdicos

Se descubrieron en base a la modificacin delexperimento de Crookes a partir de lo cual seempez a estudiar su comportamiento tratandode identificar su naturaleza y procedencia. Enexperiencias diversas se pudo comprobar quelos rayos catdicos, en un tubo de vaco y voltajede 1 0kV entre ctodo y nodo, presentan lassiguientes caractersticas:

a) Se mueven del ctodo al nodo, en lnearecta, a una velocidad que llega a1,5.10 8m/s.

b) No dependen del tipo de gas encerradoen el tubo.

c) Se desvan hasta el polo positivo cuandos e s om et en a la ac ci n de un ca mp oelctrico.

d) P ued en de svi ar se por la ac ci n de uncampo magntico.

e) Producen sombras y se hallan formadospor partculas materiales

f) Pueden poner al rojo una barra de micaque se interponga en su camino.g) La relacin carga/masa es independiente

de la naturaleza del ga s.

De e st as y otra s experienci as s e lleg a laconclusin de que los rayos catdicos estabancon stituido s por partcu la s ca rgadasnegativamente y que todas esas partculas eran

idnticas, independientemente

del gas quehubiera en el tubo o del material que estuvieranhechos los electrodos. A estas partculas se lesllam electrones, fueron identificados porJo seph Thoms on (1856- 1940) y a partir de larelacin anterior se pudo determinar la carga ymasa del electrn (qe=1,6 . 10 -19 C, m e =0,00055uma) uma=unidad de mas a atmica.

La Teora Atmica se basa en la suposicin

(ratificada despus por datos experimentales) deque la materia no es continua, sino que e stformada por partculas distintas. Esta teoradescribe una parte de nuestro mundo material ala que no es posible acceder por observacindirecta, y permite explicar las propiedades de lasdiversas sustancias.El concepto de tomo ha ido pasando pordiversas concepciones, cada una de las cualesexplic en su momento todos los datosexperimentales de que se dispona, pero con eltiempo fue necesario modificar cada modelo paraadaptarlo a los nuevos datos. Cada modelo se



gramo

coulomb

m

q 810.7,1=


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11 CLASES PARTICULARES: PRIMARIA-SECUNDARIA-PREUNIVERSITARIO-UNIVERSIDAD-POSTGRADOapoya en los anteriores, conservandodeterminados aspecto s y modificando otros.

La primera aparicin conocida del concepto detomo procede de una escuela filosfica griega(Demcrito, Leucipo), la cual considera ba que lasusta ncia esencial de cualquier objeto debapermanecer constante, y trat de conciliar es aidea con el hecho de que en la materia se puede

observar un cambio constante.Sin embargo, esta primera aproximacin nopuede considerarse una teora cientfica, tal ycomo la entendemos hoy en da, ya que le faltabael apoyarse en experimentos rigurosos (la ideamoderna de que el conocimiento cientfico debeapoyarse siempre en experimentos quecualquiera pueda reproducir, procede delRenacimiento, con los trabajos de Coprnico,Galileo, Newton...). La primera teora cientficasobre el tomo fue propuesta por John Dalton aprincipios del siglo XIX, y a partir de ah se fueronproponiendo diversos modelos:

TEORIA ATOMICA DE DALTON

Jhon Dalton (1808) propu so la primera teoracon ba se cientfica, la cual encu entraexplicaciones satisfactorias , a las leyespondrales de las combinaciones qumicas. Ley de la conservacin de la masa

(Lavoisier 1789)

Ley de las proporcione s definida s ocomposicin constante (Proust 1801) Ley de las proporciones mltiples (Dalton

1803) Ley de las proporciones reciprocas (Richter

1792)Postulados de la teora atmica de Dalton.

1 El tomo es la mnima porcin de materia queno puede dividirse por ningn procesoconocido.

2 Los tomos de un mismo elemento son igualestanto en masa , tamao como en sus demspropiedades.

3 Lo s tom os de ele me nto s diferente s s ontambin diferentes en todas sus propiedades4 Los tomos se combinan para formar

compuestos, participando en proporcionescon st ant es y definida s, expre s nd os e elnmero de tomos de cada clase en relacinde nmeros enteros y pequeos.

MODELO DE DALTON (1808)Repre se nt a al tom o com o una e sf er a

compacta e indivisible e indestructible.

MODELO DE THOMSON (1898)

Representa al tomo como una esferahomognea de carga positiva, en donde seencuentran distribuidos los electrones atradoselectrostticamente.Se le llamo Modelo detomo Estacionario por la inmovilidad quepresentan los electrones.

MODELO DE RUTHERFORD (1911)MODELO PLANETARIO

- El electrn se encuentra girando alrededor delncleo, describiendo orbitas circulares de formasimilar a los planetas que giran alrededor del sol.

- Dimetro del tomo es mas 10 000 veces mayorque el dimetro del ncleo, el tomo en su mayorparte es espacio vaci.

- El ncleo tienen el 99% de la masa total deltomo

- El tomo esta constituido por un ncleo central

que es la regin donde se encuentran las cargaspositivas.- La f uerza c entrifuga que de sarrolla el

electrn al girar, contrarresta la fuerza de deatraccin electrosttica que ejerce el ncleo(+) sobre el electrn (-)


http://www.nobel.se/physics/laureates/1906/thomson-bio.html


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Segn el grafico la mayora (a) de partculas alfaatraviesan la lamina porque la mayor parte deltomo es espacio vaco ocupado por electronesen movimiento); pocas (b) atraviesan la lamina y

se desvan porque pasan cerca del ncleo al serel ncleo positivo y las partculas alfa positivashay un rechazo; muy pocas (c) rebotan y noatraviesan la lamina porque chocan con elncleo, s on muy poc as porque la ma yoraatraviesa la lamina al ser el tomo mayormenteespacio vaco.

MODELO DE NIELS BOHR (1913)

Discpulo de Rutherford propone u nuevo modelopara el to mo de HIDROG EN O aplic andoacertada mente la teora cuntica de laradioactividad de MAX PLANK.

- El tomo de hidrogeno consta de un ncleopositivo y a su alrededor gira en forma circularun electrn.

- Un electrn slo gira en determinadas rbitasde radios definidos.

- El electrn mientras gira en una misma rbita,no emite ni absorbe energa, debido a quedichas rbitas son estados estacionarios deenerga.

- Un tomo pierde energa cuando un electrncae, de un nivel superior de energa a otroinferior y gana energa cuando salta de un nivelinferior a otro nivel sup erior de energa.

- Alrededor del ncleo (+) de hidrogeno gira enforma circular un electrn (-) de tal manera quela fuerza centrifuga contrarreste la fuerza deatraccin electrosttica.

- La energa emitida o absorbida por el tomorecibe el nombre de fotn o cuanto de luz.

Cuanto.-Es la mas pequea cantidad de energaemitida o absorbida por un tomo.

MODELO ATMICO ACTUAL

- Los electronespresentan un carcter dualstico de onda-partcula (al igual que los fotones de luz)

- Los electrones no tienentrayectoria circular ni elptica, sino vibracionesen tres direcciones del espacio.

- El electrn, en sumovimiento alrededor del ncleo, no gana nipierde energa.

- Es imposible determinaral mismo tiempo, la velocidad y posicin delelectrn.

E s el proce s o media nte el cual, un ncle oinestable sufre espontneamente desintegracin

emitiendo a s radiaciones de alta energa.La radiactividad puede ser natural o artificial; ladesintegracin atmica da lugar a la formacinde nuevos elementos qumicos con la liberacinde partculas como:

.,...,,,, etcne

1.-Radiaciones alfa ( 4224

2 ==+He )son flujos

de partculas cargada s positivamentecompuestas por dos neutrones y dos protones(ncleos de Helio). Son desviadas por camposelctricos y magnticos. Son poco penetrantes

aunque muy ionizante s, su velocidad e saproximadamente 20000 km/seg. . Y son muyenergticos.

HeThU4

2

234

90

238

92 +

2.-Radiaciones Beta )( 01 = son flujos

de electrones (beta negativa s) opositrones (beta positivas) resultantes dela desintegracin de los neutrones oprotone s del ncle o cua ndo e ste s eencuentra en un estado excitado. Esdesviada por campos magnticos. Es mspenetrante aunque su poder de ionizacin

no es tan elevado, su velocidad e sCLASES PARTICULARES: MATEMTICA, FSICA, QUMICA, CTA, ESTADSTICA, BIOLOGA, FISICOQUMICA,BIOQUMICA, BIOFSICA, ASESORA DE TESIS

http://es.wikipedia.org/wiki/Positr%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Positr%C3%B3n


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13 CLASES PARTICULARES: PRIMARIA-SECUNDARIA-PREUNIVERSITARIO-UNIVERSIDAD-POSTGRADOaproximadamente 27000 km./seg. comoel de las partculas alfa. Por lo tantocuando un tomo expulsa una partculabeta aumenta o disminuye su nmeroatmico una unidad (debido al protnganado o perdido).

o )(01234

91

234

90

+ ePaTh

o 30P ----> 30Si + e+ )(0

1+

La c aptura electrnica es un tipo dedesintegracin beta. En este proceso un electrnde un tomo , normalmente de la capa K, secombina con un protn del ncleo y forma unneutrn y un neutrino. Es un proceso alternativoa la desintegracin beta con emisin depositrones .

ejemplos:

3.-Radiaciones Gamma )( 00= So n

radiaciones electromagnticas de longitud deonda muy corta (=0,0005 a 0,1 nm), consiste enuna emisin de fotones de alta energa sonelctricamente neutros. son ondaselectromagnticas. Es el tipo ms penetrante deradiacin. Y la mas energetica, su velocidad es300000 km/seg. Al ser ondas electromagnticas

de longitud de onda corta, tienen m ay orpenetracin y se necesitan capas muy gruesasde plomo u hormign para detenerlos.

)(9

4

9

4 + BeBeRADIACTIVIDAD NATURAL

Fue descubierta por HENRI BCQUEREL(198 6) ca si accidentalmente mientra sestudiaba los fenmenos de fluorescencia desales de uranio.

Posteriormente MARIE CURIE llamo a esteproce so RADIOACTIVIDAD. En 18 98 elmatrimonio MARIE Y PIERR E CURIEtrabajando con pechblendas (minerales deoxido de uranio) lograron aislar nuevoselementos qumicos (Po y Ra) los cualesposean una radiactividad mas intensa que eluranio.

RADIACTIVIDAD ARTIFICIAL ORADIACTIVIDAD INDUCIDA

Se produce cuando se bombardea diversosncleos atmicos con partculas como por

ejemplo las partculas alfa

de gran energa, se

pueden transformar en un ncleo diferente, porlo tanto, se transformara en un elemento que noexiste en la naturaleza.

La radiactividad natural fue descubierta por IreneCurie (hija de los esposos curie) y su esposoFrederic J oliot, pue s s e perc ata n que albombardear ciertos ncleos con partculasprocedentes de fuentes radiactivas estos se

vuelv en radiactivo s. Si la energa de la spartculas es adecuada entonces puede penetraren el ncleo generando inestabilidad y por endeinduciendo a la desintegracin de su ncleo.

Gracias al bombardeo de ncleos se logroobtener elementos qumicos artificiales comoel neptunio y el plutonio.

Los primeros istopos radiactivos artificialesfueron elaborados, en 1934 por Irene Curie (1897-1956) y Frdric Joliot (1900-1958),bombardeando istopos estables con partculas

a de alta energa. Por ejemplo, el aluminio setransforma en fsforo-30 radiactivo y se libera unneutrn, se representa mediante la ecuacinnuclear:

1327 Al + 24He ---> 15 30 P + 01n

El fsforo-30, que es radiactivo, se desintegraemitiendo una partcula llamada positrn, quetiene la misma masa que un electrn pero concarga +1 (10e, e +), este proceso se representamediante la ecuacin nuclear:

1530 P ---> 14 30 Si + )(

1 positrne+

En la radiactividad natural nunca se emitenpositrones pero es frecuente en la desintegracinen la radiactividad inducida o radiactividadartificial. Se puede observar en la ecuacin dedesintegracin del fsforo-30, que el resultado dela emisin de un positrn e s la transformacin deun protn del ncleo en un neutrn (el 15 30 P tiene15 protones y 15 neutrones y el 14 30 Si tiene 14protones y 16 neutrones).

Vida media o semivida de los elementosradiactivos.

Cada nclido (tomo) radiactivo se desintegrasegn la intensidad o rapidez especficaconstante, que se expresa en las llamadasunidades de semivida. La semivida (t1/2 o vidamedia) es el tiempo neces ario para que sedesintegre la mitad de una determinada cantidadde un nclido radiactivo. Las semividas de loselementos alcanzan, desde una fraccin desegundo, hasta miles de millones de aos. Por


http://es.wikipedia.org/wiki/Desintegraci%C3%B3n_betahttp://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomohttp://es.wikipedia.org/wiki/Prot%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAcleohttp://es.wikipedia.org/wiki/Neutr%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Neutrinohttp://es.wikipedia.org/wiki/Positr%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Desintegraci%C3%B3n_betahttp://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomohttp://es.wikipedia.org/wiki/Prot%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAcleohttp://es.wikipedia.org/wiki/Neutr%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Neutrinohttp://es.wikipedia.org/wiki/Positr%C3%B3n


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14 CLASES PARTICULARES: PRIMARIA-SECUNDARIA-PREUNIVERSITARIO-UNIVERSIDAD-POSTGRADOejemplo, el 238 92 U tiene una semivida de 4.5 x 10 9

aos, el 226 88 Ra tiene una semivida de 1620 aos yel 15 6C tiene una semivida de 2.4s. Como ejemplo,si hoy se tuviera 1.0g de 226 88 Ra, al cabo de 1620aos se tendran 0.5 g de 226 88 Ra; al final de otroperodo de 1620 aos, quedaran 0.25 g y assucesivamente.

Las semividas de los radioistopos del mismo

elemento s on distintas. En la tabla siguiente,aparecen las semividas de algunos istopos delradio, carbono y uranio.

n

i

F

mm

2= im = masa inicial a desintegrarse

Fm =masa que queda sin desintegrarsen = numero de desintegraciones

2/1

1

tmediavidadetiempo

totaltiempo

n ==

APLICACIONES DE RADIOISOTOPOSSon aquellos istopos que son radiactivosCAMPO APLICACION RADIOISOTOPOAGRICULTURA

Preservacin dealimentos

Co-60 y Cs-137

TRASADORE SISOTOPICOS

So n perceptible s adetectores deradiaciones

C-14, P-32, Fe-59, I-13 1

CONTROLDEPLAGAS

Se elimina o controlamosca s gusanera sesterilizando lasmoscas macho

Co-60

MEDICINA Trazadore s para en eldiagnostico medico

I-131, Tl-201, C-11,As-74, Tc-99

RADIOTERAPIA

Combaten clulascancerosas

Co-60 y Cs-137 ,I-131(combate elhipertiroidismo), P-32(tratamiento deleucemia)

FECHADOODATACION

Se calcula la antigedadde lo s re st os f s il es ,minerales y plantas

C-14, U-238

Se puede obtener energa nuclear de dosformas diferentes, mediante fusin y fisinnuclear

Todo co me nz cua ndo Albert Ein st ei ndescubri su famosa formula: 2cmE=

a) Fisin nuclear(o Escisin nuclear) Seprodu ce al bom barde ar lo s ncle os detomos pesados, como el uranio y plutoniopero especficamente su s istopo s

PuyU 23994235

92 con neutrones lentos. El

ncleo bombardeado se rompe generandodos ncleos ligeros radiactivos o inestablesproduciendo una gran cantidad de energa enforma de calor y radiacin principalmente, yneutrones de alta energa cintica.

Entre los productos de la fisin del U23592 se

han identificado mas de 200 istopos de 35elementos diferentes.

energianKrBanU ++++ 1092

36

141

56

1

0

235

92 3

b) Fusin nuclear (Reaccin Termonuclear)Es la unin de ncleos livianos para formarun ncleo pesado, la energa que se puedeobtener por fusin nuclear esconsiderablemente mayor que la que seobtienen por fisin de la misma masa de unelemento pesado.

energianHeHH +++1

0

4

2

3

1

2

1 Deut

erio Tritio HelioCLASES PARTICULARES: MATEMTICA, FSICA, QUMICA, CTA, ESTADSTICA, BIOLOGA, FISICOQUMICA,BIOQUMICA, BIOFSICA, ASESORA DE TESIS


Semividas de istopos del radio, carbonoy uranio

Istopo Semivida Istopo Semivida

Ra 223 11.7 das C 14 5668 aos

Ra 224 3.64 das C 15 24 segundos

Ra 225 14.8 das U 235 7.1 x 10 8 aos

Ra 226 1620 aos U 238 4.5 x 10 9 aos

Ra 228 6.7 ao s


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Son una forma de energa con caractersticasde onda, que s e muev e en el vaco a lavelocidad de la luz, su movimiento estaa so ci ad o con ca mbi os peridico s en lo scampos elctricos y magnticos.

1. Longitud de Onda () Es la distancia entredos crestas consecutivas, tambin se midecomo la distancia entre dos nodos alternos.

fc=

2. Frecuencia )( f Es el nmero de ondasque pasan por un punto en una unidad detiempo, su unidad e s el hertz (

segseghertz

11 1 ==

)

1=f

3. Periodo (T) Es el tiempo que demora enformar una longitud de onda

4. Energa de una onda (E) Segn MAXPLANCK (1900). La energa no puede serabsorbida ni emitida en forma continua,sino en pequeas cantidades discretas(discontinua) o paquetes llamados fotoneso cuantos de luz, donde la energa asociadaes proporcional a la frecuencia con que seirradia.



f

ondadenmero

T=


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16 CLASES PARTICULARES: PRIMARIA-SECUNDARIA-PREUNIVERSITARIO-UNIVERSIDAD-POSTGRADOESPECTRO ELECTROMAGNTICO TOTAL

:10 -4 A :10 -2 A :10 A :10 2

A:15x10 2 A :0,3

cm.:30cm.

:30Km.

Rayoscsmicos

RayosGamma

Rayos X Rayosultravioleta

Rayosinfrarrojos

Microondas

Ondas deTV

Ondas deradio

LUZ VISIBLE

ESPECTRO DE LUZ VISIBLE

VIOLETA AZUL VERDE AMARILLO ANARANJADO ROJO3900 A 4500 A 4900 A 5700 A 5900 A6200 A 7000 A

aumenta

aumenta f y energa (E)

La s propiedade s qumica s de los tomo sdepende n de co mo e st n distribuido s loselectrones alrededor del ncleo. El conocimientode la estructura electrnica de un tomo nospermite predecir su comportamiento qumico.Las energas de los electrones de los tomos sederivan de la teora cuntica, desarrolladadurante la primera parte del siglo XX.

A) TEORA DE MAX PLANCK (1900) .-Propuso que las radiaciones (luz o cualquierotra forma de energa radiante) no eranemitida s en forma continua, sino en

cantidades definidas llamadas cuantos ofotones.

- La energaE de unsolo fotnes

proporcional a la frecuencia )( f de laradiacin emitida o absorbida.

FEfotndelEnerga = fEF

- La constante de proporcionalidad (h) paraesta relacin es conocida ahora comoconstante de PLANCKh = 6,63 x 10 -27 erg.seg = 6,63x10 -34 J.seg

- En particular cada fotn de longitud deonda tiene una energa de :

fhEF =

B) EFECTO FOTOELCTRICO(HERTZ-1887) Fenmeno descubierto porHERTZ.

Ciertos metales bajo la influencia de unaradiacin electromagntica con unafrecuencia mnima, denominada




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17 CLASES PARTICULARES: PRIMARIA-SECUNDARIA-PREUNIVERSITARIO-UNIVERSIDAD-POSTGRADOfrecuencia de umbral, emitenfotoelectrones desde su superficie.

El nmero de fotoelectrones emitidos nodepende de la energa de la radiacinincidente s ino de la intensidad de lamisma.

ALBERT EINSTEIN, estableci que unfotn cuya energa es fh , penetrabaen el material fotoelctrico einteraccionaba con el electrn menossujeto de la sustancia, al cual se transferatoda su energa. Si la energa es igual omayor a la cantidad que se requiere paraliberar el electrn, este puede escapar yunirse a la corriente fotoelctrica con unadeterminada energa cintica enconsecuencia se tiene que:

Si se cumple:

ofhfh

Entonces si se produce el efecto fotoelctrico

Por EINSTEIN: co Efhfh +=

fh = energa del fotn

ofh =energa necesaria para arrancar el

electrn mas externo o energa de escape oenerga de umbral del metal.

of = frecuencia mnima para expulsar elelectrn (frecuencia de umbral o frecuenciade umbral del metal).

cE = energa cintica

C) NATURALEZA ONDULATORIADEL ELECTRN(L. D BROGLIE 1925)

S ug iri que en circun st an ci as adec ua da spartculas muy pequeas como los electronespueden tener propiedades ondulatorias.Predijo que una partcula con ma sa m yvelocidad v tiene una longitud de onda

asociada a ella; onda que posee diferentescaractersticas de las ondas electromagnticasconocidas, la expresin correspondiente es:

m=masa; v= velocidad

D) PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE

DE EISENBERG

Es imposible determinar simultneamente elmomento y velocidad del electrn.Debido a lo anterior debemos hacer unaaproximacin estadst ica y hablar de laprobabilidad de encontrar al electrn endetermin ad as regione s del e sp ac io ; larelacin entre la incertidumbre de posicin (

mcmx ,: ) y la incertidumbre de momento

(



vm

h=

h f = energa


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..;

..:

seg

mKg

seg

cmgrp ) s e representa

matemticamente mediante la s iguienteecuacin:

4. hxp

I. TEORA CUNTICA

La teora cuntica fue propuesta en primer lugarpor MAX P LA NC K (19 00) para explicar laradiacin de un cuerpo caliente. Unos pocos

aos despus en 1905, fue utilizada por EINSTEINpara tratar la emisin de electrones por metalesexpuestos a la luz. En 1913 BOHR utilizo la teoracuntica para desarrollar el modelo del tomo dehidrogeno. Hoy en da se sabe que la teoracuntica es una teora general que se aplica atodas las interacciones de la materia con laenerga .Aqu discutiremos los postulados de lateora aplicada a los electrones de tomos ymolculas.

A. Postulados de la teora cuntica :

1. Los tomos y las molculas solo puedenexistir en ciertos estado s, que secaracterizan por una cierta energa. Cuandoun tomo o molcula cambia de estado,debe absorber o emitir la cantidad exactapara ir a dicho estado.

2. Cuando los tomos o molculas absorbeno emiten luz en el proceso de cambiar susenergas la longitud de onda de la luzesta relacionada con el cambio de energa

por la ecuacin.

3. Lo s est ado s permitido s de energa detomos o molculas se pueden describirpor una s erie de nmero s llamado snmeros cunticos

NUMEROS CUANTICOS

SHRODINGER (1926) propuso una ecuacin deonda que describe el comportamiento del

electrn en el tomo de hidrogeno se podadescribir por tres nmeros cunticos n,l,m l.Los tres nmeros cunticos de la solucin deSHRODINGER no son suficientes para explicartodas las propiedades del electrn, es por elloque es necesario introducir un cuarto nmerocuntico llamado Spin (ms ).

Orbital: Es la regin espacial que rodea alncleo, en donde existe la ma s altaprobabilidad de encontrar dos electrones ensentido contrarios.

1. N. C. Principal (n) .-

Indica la distancia del electrn al ncleo,CLASES PARTICULARES: MATEMTICA, FSICA, QUMICA, CTA, ESTADSTICA, BIOLOGA, FISICOQUMICA,BIOQUMICA, BIOFSICA, ASESORA DE TESIS



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19 CLASES PARTICULARES: PRIMARIA-SECUNDARIA-PREUNIVERSITARIO-UNIVERSIDAD-POSTGRADOes decir el nivel de energa en que seencuentra.* Sin embargo los electrones ubicados enun mismo nivel (n) no tienen la mismaenerga, tienen ligeras diferencias (sub-niveles): s, p, d, f.

1< n <

- Representacin de los niveles con letras:K, L, M ,N ,O ,P ,Q.

- Repre se nt acin de lo s nivele s connmeros: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.

2. N.C. Secundario )(l(azimutal) Indica el subnivel y estarelacionado con el nmero cuntico n.

desde hasta

Orbi

tales tipo s




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Orbitales tipo d

Orbitales tipo p

Orbitales tipo f

3. N. C. Magntico )( lmDeterminan la orientacin en el espaciode cada orbital.

4.-N. C. SPIN )( sm Este parmetro se refiereal sentido de rotacin del electrn sobre supropio eje, los electrones que se ubican en unmismo orbital deben necesariamente tener spinopuesto o antiparalelo. La representacin delelectrn como una mins cula esfera deelectricidad girando s obr e s mis ma escompletamente convencional, se observan los

valores: 2

1

+ (giro en sentido antihorario) 2

1

(giro en sentido horario). Por convencin, estosvalores estn asociados en direcciones que serepresentan por flechas.

Principio de Exclusin de Pauli (1925)



SUBNIVELES

s

(sharp)

p

(principal)

d(difuse)

f

(fundamental)l 0 1 2 3

Nmero deorbitales

1 3 5 7

Nmero deelectrones

2 6 10 14

Forma delos

orbitales

esfrica

dilobular

tetralobular

compleja


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21 CLASES PARTICULARES: PRIMARIA-SECUNDARIA-PREUNIVERSITARIO-UNIVERSIDAD-POSTGRADOEn un tomo no puede existir dos electronesque tengan iguales los 4 nmeros cunticos.O sea en un orbital no pueden existir doselectrones con los spines en el mismo sentido.(altener mismo spin tendran mismo signo y portanto repulsin)

REGLAS PRCTICAS

a) Nmero mximo de electrones:

# max e = 2(2 + 1) (subnivel)

b) Nmero de orbitales:

# orbitales = 2 + 1 (subnivel)

a) Nmero mximo de electrones.

# max e = 2 . n2 (nivel)

b) Nmero de subniveles:

# subniveles = n (nivel)

c) Nmero de orbitales:

# orbitales = n2 (nivel)

CONFIGURACION EL ECTRONICAAyudndonos de los conceptos de niveles y sub-niveles electrnicos es posible desarrollar laestructura electrnica de los elementos.

nlxn = nivel de energax = Nmero de electronesl = Sub- nivel de energa

Regla del Serrucho; es una regla que nos permitedesarrollar la estructura electrnica de los

elementos, llenando los subniveles de acuerdo alorden creciente de energa.

1. Nivel 2. Subniveles

3. 1

4. 2

5. 3

6. 4

7. 5

8. 6

9. 7

10.

n = niveles de energa

Secuencia total: En la configuracin electrnica abreviada se usan a los gases nobles:

6101426101426102610262622 p7d6f5s7p6d5f4s6p5d4s5p4d3s4p3s3p2s2s1

[2He] [10Ne] [18Ar] [36Kr] [54Xe] [86Rn]



CUADRO RE SUMEN

NMEROSCUANTICOS SIGNIFICADOELECTRN

ORBITAL

PRINCIPAL (n) Nivel Tamaoovolumen

SECUNDARIO)(l

Sub-nivel Forma

MAGNETICO)( lm

Orbital Orientacin

SPIN )( sm Giro delelectrn

(rotacin)

aelectronicionconfiguracspspssCa 2626220 4,3,3,2,2,1:


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CONFIGURACIONES ELECTRONICAS DE LOSATOMOS EN EL ESTADO FUNDAMENTAL ENERGIA RELATIVA. ER.

lnER +=

Es la energa que se asume para un subnivel y

todo lo que el contiene. Se calcula sumando losvalores de n y l, donde n es el coeficiente y l laletra del s ubnivel.s. (SHARP) = 0. 3s. ER = 3+0 = 3p. (PRINCIPAL) = 1 4p. ER = 4+1 = 5d. (DIFUSS E) = 2 4d. ER = 4+2 = 6f. (FRECU ENT LY)= 3 5f. ER = 5+3=8

ORBITALES DEGENERADOS.Se denomina as a los orbtales que tienen igualenerga relativa. Como el 4p ,3d; y 5s. Su energaen cada caso es 5( como tiene igual energia seordenan segn el numero cuantico principaln,

osea : ,3d;4p; 5s).Por esta razn es preferiblerecordar el orden de energa de la regla delserrucho para secuenciar a los subniveles demenor a mayor o de mayor a menor

Regla de Hund o de Mxima MultiplicidadDentro de un s ubnivel lo s primero selectrones ocupan orbtales separados

3 p3 :Pz3Py3Px3

incorrecto




23/25


3 p3 :Pz3Py3Px3

correcto

3 orbitales semillenos

PARAMAGNETISMO Y DIAMAGNETISMO

Paramagnetismo: tomo con propiedadesmagnticas, se le reconoce fcilmente porquetiene orbitales desapareado s.

Ej: Li3

= 1s2 2s1

Diama gn eti sm o: Cuando el tomo no tienepropiedades magnticas, se le reconoce por quetiene orbitales apareados.

Ej: Be: 1s2 2s2

S ERI ES ES P ECT RA LES DELATOMO DE HIDROGENO

Son las transiciones de los electrones de uno aotro nivel, ocasionan emisiones u absorciones,esta s se pueden recoger en los llamado sespectros.

El espectro atmico mas simple es el que muestrael hidrogeno. En un tomo de hidrgeno tratamoscon un simple electrn que s e mueve en diferentesestados de energa, cuando el tomo absorbe

energa, el electrn se mueve a un estado deenerga superior. Cuando el electrn vuelve alestado primitivo, desprende energa en forma deluz a longitudes de onda discretas.

El espectro atmico del hidrogeno se estudi porprimera vez en 1880. Por esta poca sedescubrieron una serie de lneas en la reginvisible. Estas lneas forman lo que se conocecomo serie de BALMER. BOHR las conoca en lapoca en que estudiaba y desarrollaba su modelos obr e el to mo de hidro gen o m as tarde s edescubrieron otras s eries.

Cuando un electrn desprende energa en formade luz, vuelve en un estado de energa mas bajo.Algunas de las transiciones se indican en la figura(a). Observe que el electrn puede volver.Ejm. El estado fundamental (n = 1) los electronesque vuelven a este estado dan lugar a las lneas dela serie de LYMAN en el espectro del hidrogeno.

SERIE1nonll 2nonp REGION

LYMAN 1 2, 3, 4,...,

Ultravioleta

BALMER 2 3, 4, 5,

Visible

PASCHEN

3 4, 5, 6,,

Infrarrojocercano

BRACKETT

4 5, 6, 7,,

Infrarrojoverdadero

P FUND 5 6, 7, 8,,

Infrarrojolejano

1nonll : nivel de llegada 2nonp : nivel de

partidaLas longitudes de onda () de las diferenteslneas del espectro del hidrogeno s e puedenasociar a los diferentes niveles de energamediante la ecuacin de J.R Rydberg:

=

222

1

111

nnRH

151 101,1678109 == cmxcmRH

ESPECIES HIDROGENOIDES.-Llamadas tambinmonoelectronicas, son tomos de elementosdiferentes al hidrogeno pero que como el, solotienen un electrn, y estos son:

.;;; 32 etcBeLiHe +++ .Las relacionesdeterminadas por Bohr se veen afectadas por elnumero atmico (Z)de cada elemento, de estaforma el radio ( nr ), la rapidez ( nv ) y la energa

en cada orbita ( nE )




24/25

17


VeZn

E

seg

cmZ

n

xvA

Z

nr

n

nn

.)(6,13

..

102,2;

.529,0

2

2

82

=

==

EQUIVALENCIAS

1. Longitud

1 milla terrestre = 1609 m1 milla martima =1852 m1 km = 10 3 m = 10 5

cm1 m = 10 2 cm = 10 3

mm1 yd = 3 pies = 91,44cm1 pie = 12 pulg =30,48 cm1 pulg = 2,54 cm1 = 10 -8 cm = 10 -10 m

1 = 104 cm = 106 m1 vara = 83,6 cm1 fermi = 10 15 m = 1

fm1spot = 10 12 m1 UA = 149 597,870 x

10 6 m1 ly = 9,460 55 x 10 15

m (*)

(*) 1 ao luz (ly) es el espacio recorrido a lavelocidad de la luz en un ao.

2. Masa1 kg = 10 3 g = 2,2 lb1 lb = 543,6 g = 16onz1 onz = 28,35 g1 UMA = 1,6 x 10 24 g = 1

u

1 tonelada = 103

kg = 1

1 y = 1 g = 109 kg1 quilate = 2 . 10 4 kg1 ton USA = 2 000 lb1 ton UK = 2 240 lb1 dracma = 3

escrpulos

Mg 1 arroba = 25 libras

3. Volumen1 galn USA = 3,785 l =

4cuartos1 galn ingls = 4,546 l1 galn Per = 4 l

(domstico)1 pie 3 = 28,3 2 l = 7,48

galn USA1 m 3 = 10 3 l = 1 stereo (st)

1l = 10 3 ml = 10 3 cm 3 =1 dm 3

1 barril = 42 l1 cuarto = 2 pintas1dm 3 = 1L

1m 3 = 1000L

4. Presin1 bar = 10 5 Pa = 750 torr1 atm = 1101 325 Pa1 atm = 760 mmHg = 760torr1 atm = 14,7 lb/pulg 2 = 14,7PSI

1 atm = 1033 gf/cm2 =1,033 kgf/cm2

1 mmHg = 133,322 39Pa

1 pieza = 10 3 Pa1 Pa : 0,9869 Atm

1 Torr = 133,332 Pa

5. Energa1 W.h = 3,6 x 10 3 J1 e.V = 1,602 19 x 1019 J1 cal = 4,186 8 J1 erg = 100 nJ = 107 J1 k. gfm = 9,806 65 J1 litro atmsfera =

101,328 J

1 BTU = 252 cal1 kcal = 3,97 BTU1 Megatn = 10 6 TON

1 Joule =1 J =1x107

erg

1 erg = 1x10 -7 J

6. Otras Equivalencias1 Mx = 10 n Wb = 108 Wb1 c/s = 1 Hz1 dyn = 10 uN = 105 N1 kgf = 9,806 65 N1 ph = 10 klx = 10 4 lx1 = 1 nt = 10 9 T1 Gs = 100 uT = 104 T1 sb = 10 kcd/m2 = 10 4 cd/m2

1 CV = 735,499 W1 St = 100 mm 2/s = 104 m2/s

POTENCIA1 Kw = 1000 watt

1 watt = 1 JouleS

Kw : kilowat ; S : segundo s

ALFABETO GRIEGO

SIMBOLONOMBRE IMPRENTA MANUSCRI




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25 CLASES PARTICULARES: PRIMARIA-SECUNDARIA-PREUNIVERSITARIO-UNIVERSIDAD-POSTGRADOTO

Alfa

Beta

Gamma

Delta

Epsilon

Zeta

EtaTheta

Iota

Kappa

Lambda

Mu

Nu

Cs i

Omicron

Pi

Rho

SigmaTau

Ipsilon

Fi

Xi

Psi

Omega

A

B

E

Z

HI

K

M

N

O

P

X

k

t

x


Cel.:952 545914 - 952 849673 / correo: preu [email protected]