Estructura de la Materia: átomos y moléculas

1 Este documento es de distribuci n gratuita y llega gracias a Ciencia Matem tica El mayor portal de recursos educativos a tu servicio! 1. Estructura DE LA materia . TOMOS Y MOL CULAS. DE DEM CRITO A DALTON. UNA VISI N HIST Hasta d nde podemos dividir una sustancia? Tomamos un terr n de az car y lo partimos por la mitad. Elegimos una de las dos mitades y volvemos a partirla por la mitad. Suponiendo que pudi ramos seguir repitiendo esta operaci n indefinidamente (dividir en dos mitades, elegir una), crees que llegar a un momento que el trocito que obtuvi ramos ya no fuera az car?, es decir, existir a una unidad m nima de az car?

2 Actividad A: Qu opinas al respecto? Dem crito (460 AC - 370 AC), fil sofo griego fue el primero en pensar que la ma-teria estaba constituidas por part culas indivisibles a las que llam tomos (que signifi-ca precisamente indivisible). Entonces no hab a m todos para poder demostrar su exis-tencia, as que simplemente postul dicha hip tesis. Tampoco diferenci entre tomos y mol culas. Pensaba que exist an tomos de cada tipo de sustancia. Esta teor a era contra-ria a la imperante en el momento denominada de los cuatro elementos (tierra, aire, agua y fuego) que conceb a cada sustancia como una mezcla particular de estos cuatro elementos.

3 JOHN DALTON Pero durante muchos siglos los cient ficos no pudieron demos-trar las existencia de los tomos. Hasta que en 1808, Dalton, qu mico ingl s, public su libro Un nuevo sistema de Filosof a Qu mica . En l expone su teor a sobre la constituci n de la materia , que se basa en tres postulados: Educaci n Secundaria - 1: Estructura de la materia . p gina 4 Cada elemento qu mico est formado por part culas diminutas e indivisibles llamadas tomos. Dichos tomos permanecen inalterados en el proceso qu mico, es decir, son inmutables: no se pueden transfor-mar unos en otros. Los tomos de un elemento tienen todos igual masa y las mismas propiedades; sin embargo, son distintos de los tomos de cualquier otro elemento.

4 Los compuestos qu micos est n formados por uniones de tomos de distintos elementos que se llaman mol culas. La proporci n nu-m rica entre ellos es simple y constante. (Los elementos tambi n pueden formar mol culas de dos o m s tomos iguales ). Diferentes elementos y su representaci n en la poca de Dalton. Educaci n Secundaria - 1: Estructura de la materia . p gina 5 Algunas mol culas de la poca de Dalton Estos postulados definen un modelo para la materia . Los elementos qu micos son sustancias formadas por mol culas con un s lo tipo de tomos (aunque puede haber va-rios tomos iguales) y los compuestos son agrupaciones sencillas de tomos de distintos elementos.

5 Con los postulados de Dalton aparece un rechazo a la idea de continuidad en la materia , introduciendo el concepto de discontinuidad at mica. Contestar ahora la pregun-ta inicial es f cil, ya que conocemos el tama o de los tomos: ser an necesarios unos 90 cortes sucesivos para aislar a una sola part cula o mol cula de az car. En realidad, ello no es posible, debido al peque o tama o de sta y a la falta de herramientas para realizar un corte tan fino. S mbolos, mol culas y f rmulas. Actualmente, se utilizan los s mbolos formados por una o dos letras para repre-sentar los diferentes tipos de tomos (elementos).

6 En la Tabla Peri dica vienen reflejados los s mbolos de todos los elementos conocidos en la actualidad. Algunos de ellos son, por ejemplo: H (Hidr geno), O (Ox geno), N (Nitr geno), C (Carbono), S (Azufre), Na (So-dio). Educaci n Secundaria - 1: Estructura de la materia . p gina 6 Mol cula es la unidad fundamental de cualquier sustancia pura. Todas las mol cu-las de una misma sustancia pura son iguales entre s . Las mol culas est n formadas por la uni n de varios tomos. Si son iguales entre s : Forman los elementos. Si son distintos: Forman los compuestos. Para representar las mol culas tampoco se acude a pintar bolas como hac a Dal-ton, sino que se utilizan las f rmulas , en las que se escriben los s mbolos de los ele-mentos presentes en la mol cula y detr s un sub ndice que indica el n mero de tomos de ese tipo que hay por mol cula.

7 Ejemplo: H2O es la conocid sima f rmula del agua. En cada mol cula existen 2 tomos de Hidr geno (H) y 1 de Ox geno (O). H2SO4 es la f rmula del cido sulf rico. En cada mol cula hay 2 tomos de Hi-dr geno (H), 1 de Azufre (S) y 4 de Ox geno (O). Actividad B: a) Cual ser a la f rmula del carbonato de sodio, mol cula compuesta por 2 tomos de sodio (Na), 1 tomo de carbono (C) y tres de ox geno?; y la del cido sul-f rico (1 tomo de azufre (S), 4 tomos de ox geno (O) y dos de hidr geno b) Dibujas las mol culas al estilo de Dalton. DIFERENTES MOL CULAS Y SUS F RMULAS Agua amoniaco metano cido ac tico H2O NH3 CH4 C2H4O2 Educaci n Secundaria - 1: Estructura de la materia .

8 P gina 7 Actividad C: Pon el nombre de los siguientes elementos (esta lista de nombres y s mbolos es la que deber s aprender de memoria): H Li Na K Rb Cs Be Mg Ca Sr Ba Cr Mn Fe Co Ni Pt Cu Ag Au Zn Hg B Al

9 C Si Sn Pb N P As Sb O S Se Te F Cl Br I Estructura AT MICA. El tomo de Cloro es distinto del de Sodio; pero, en qu se diferencia un tomo de otro? Cada tomo se parece a un sistema solar en miniatura, con una zona central o N cleo ocupado por protones y neutrones y una zona a su alrede-dor o corteza donde se encuentran los electrones en diferentes capas.

10 Unos elementos se diferencian de otros por-que sus tomos tienen distinto n mero de protones, (aunque tambi n puede variar el n mero de elec-trones y de neutrones). As , por ejemplo, todos los tomos de hidr geno (H) tienen 1 s lo prot n, to-dos los de carbono tienen 6 protones, los de cloro (Cl) tienen 17 protones y los de sodio (Na) tienen 11 protones. Los protones son part culas de masa muy peque a (1 = 1,66 x 10-24 g) y con carga el ctrica positiva. Los neutrones no tienen carga (son neutros) y su masa es similar a la del prot n. Los electrones poseen una carga el ctrica negativa y su masa es a n mucho menor que la de protones y neutrones (en la pr ctica se conside-ra despreciable).