Tema 3

Cambios en la estructura de la materia

Tema 3. Cambios en la estructura de la materia

Cambios en la estructura de la materia

Térmicos (físicos)

Químicos

Por ejemplo

También llamados

Reacciones químicas

En ellas hay

En ellas intervienen

Reactivos

Productos

Energía

Se representan mediante

Ecuaciones químicas

Sustancias

Pueden ser

Elementos o compuestos

Se representan mediante

Símbolos y fórmulas químicas

Con ellos se escriben las

Debidos a

Debidos a

Estos cambios son

Dilataciones y contracciones

Cambios de estado

Agitación molecular

Fuerzas de cohesión

Solidificación

Fusión

Condensación

Vaporización

Sublimación

1. Cambios térmicos

1. Cambios térmicos

• Dos fenómenos en la formación de la materia:

- Atracciones intermoleculares

- Agitación térmica

• Estados de la materia

- Moléculas/Cristales

- Sólido, líquido, gas

​

1. Cambios térmicos

• Cambios de estado

1. Cambios térmicos

• Cambios de estado

​

Actividad 1, 2, 3 página 46

Actividades 21, 22, 23, 24 página 58

2. Cambios químicos

2. Cambios químicos

• Cambio químico: reordenación de los átomos, uniéndose o desuniéndose entre sí.

​

​

2. Cambios químicos

• Gases inertes o sustancias atómicas:

He, Ne, Ar, Kr…

No muestran fuerzas

atractivas, y no dan

lugar a cambios químicos

​

​

​

2. Cambios químicos

• Sustancias moleculares:

Formadas por átomos, iguales o distintos

Ej: N₂, CO₂

​

2. Cambios químicos

• Fuerzas de enlace químico:

Fuerza que une los átomos de una

molécula.

Producen cambios químicos.

• Fuerzas de cohesión

Fuerza con que se unen las

moléculas en un compuesto.

Producen cambios físicos.

​

​

2. Cambios químicos

• Fuerzas de enlace químico:

Fuerza que une los átomos

de una molécula.

Producen cambios químicos.

• Fuerzas de cohesión

Fuerza con que se unen las

moléculas en un compuesto.

Producen cambios físicos.

​

​

2. Cambios químicos

• Temperatura de fusión:

Temperatura necesaria para pasar de estado sólido a estado líquido.

​

​

2. Cambios químicos

• Sustancias cristalinas:

Formadas por cristales, partículas formadas por átomos (iguales o distintos), perfectamente ordenados en estructuras geométricas y repetidos un número indefinido de veces.

​

​

2. Cambios químicos

• Sustancias cristalinas:

Formadas por cristales, partículas formadas por átomos (iguales o distintos), perfectamente ordenados en estructuras geométricas y repetidos un número indefinido de veces.

​

2. Cambios químicos

• Sustancias cristalinas:

Formadas por cristales, partículas formadas por átomos (iguales o distintos), perfectamente ordenados en estructuras

geométricas y repetidos un

número indefinido de veces.

​

​

2. Cambios químicos

• Sustancias cristalinas:

​

Actividades 1, 2 y 3 página 49

3. Conceptos químicos importantes

3. Conceptos químicos importantes

• Elementos y compuestos:

- Elemento: sustancias formadas por átomos de la misma clase.

Pueden estar formados por átomos aislados, moléculas o cristales.

- Compuestos: formadas por átomos de distintas clases

​

​

3. Conceptos químicos importantes

• Sustancias orgánicas e inorgánicas:

- Orgánicas: átomos de carbono, combinados generalmente con Oxígeno, Nitrógeno e Hidrógeno.

Son las sustancias que producen los seres vivos.

- Inorgánicas: forman minerales, rocas, etc. El dióxido de carbono (CO2), y el agua también se consideran inorgánicas.

​

​

3. Conceptos químicos importantes

• Representación de los elementos de la tabla periódica:

​

3. Conceptos químicos importantes

• Representación de los elementos de la tabla periódica:
• Ejemplo:

​

3. Conceptos químicos importantes

• Representación de los elementos de la tabla periódica:
• Ejemplo:

​

3. Conceptos químicos importantes

• Representación de los elementos de la tabla periódica:
• Ejemplo:

​

3. Conceptos químicos importantes

• Representación de los elementos de la tabla periódica:
• Ejemplo:

​

3. Conceptos químicos importantes

• Ejercicio: determinar el número de electrones, neutrones y protones, así como decir cuál es el número másico y atómico, de los siguientes elementos. Tratar de encontrar en la tabla periódica a qué elemento hacen referencia:

​

3. Conceptos químicos importantes

• Compuestos químicos

Tanto las moléculas como los cristales se representan mediante fórmulas químicas, que indican la proporción de átomos que hay de cada especie.

Ejemplo: el dióxido de carbono se representa como:

​

3. Conceptos químicos importantes

• Compuestos químicos

Ejemplo: el dióxido de carbono se representa como:

​

​

Esto indica que hay dos átomos de oxígeno por cada átomo de carbono en la molécula

​

3. Conceptos químicos importantes

• Compuestos químicos

Ejemplo: el metano se representa como:

​

​

Esto indica que hay cuatro átomos de hidrógeno por cada átomo de carbono en la molécula

​

3. Conceptos químicos importantes

• Compuestos químicos

Actividad 1, 2 pág. 51

Actividad 29, 30 página 58

4. Ecuaciones químicas

4. Ecuaciones químicas

• Ecuaciones químicas

En una reacción química, se llama reactivos a los elementos iniciales que van a reaccionar, y productos a los elementos resultantes de dicha reacción.

​

Para representar una reacción química, se utilizan las ecuaciones químicas

4. Ecuaciones químicas

• Ecuaciones químicas

¿Cuáles son los reactivos? ¿Y los productos?

4. Ecuaciones químicas

• Ecuaciones químicas

Ajuste de una reacción química

Balancing chemical equations

4. Ecuaciones químicas

• Ecuaciones químicas

Ejercicio: intenta escribir la reacción de formación del agua, sabiendo que:

• El hidrógeno se encuentra en la naturaleza en forma diatómica. Esto significa que no es habitual encontrar el átomo de hidrógeno H por sí solo, sino la molécula H2.
• El oxígeno también se encuentra en forma diatómica

​

Actividad 1 pág 53; 28 p. 58

4. Ecuaciones químicas

• La tabla periódica

Grupo (columnas)

Periodo (Filas)

4. Ecuaciones químicas

• La tabla periódica

Grupo (columnas)

Periodo (Filas)

1. Grupo (columnas, vertical)

- Todos los elementos de un grupo tienen la misma valencia atómica y, por tanto, características similares. Ejemplo: gases nobles.

- Los grupos son los metales alcalinos, metales alcalinotérreos, familia del Escandio, Familia del Titanio…

- Hay 18 grupos, denominados habitualmente con números romanos y las letras A y B: IA, IIA, IIIB, IVB…VIIA, VIIIA

2. Periodos (filas, horizontal)
• Los elementos pertenecientes a un periodo tienen masas similares. Sin embargo, sus propiedades varían enormemente.
• Hay 7 periodos, denominados 1, 2, 3…

4. Ecuaciones químicas

• Orbitales atómicos

- Niveles de energía: 1, 2, 3…

• Orbitales: s (2 electrones), p (6 electrones), d (10 electrones)…
• En el nivel 1 sólo hay orbital s (2 electrones)
• En el nivel 2 hay s y p (2+6=8 electrones)
• En el nivel 3 hay s, p y d (2+6+10=18 electrones)

​

​

4. Ecuaciones químicas

• Valencia atómica

• Mide la capacidad de enlace químico de los elementos
• Puede ser positiva o negativa
• El concepto de valencia se basa en la posibilidad de un átomo de ganar o perder electrones.
• Se dice que un átomo no puede ganar o perder electrones cuando en su última capa electrónica tiene 8 electrones (salvo el hidrógeno y el Helio, que se consideraría completo con 2 electrones)

​

• Una definición simple de valencia es cuál es el número de átomos de hidrógeno con el que el átomo puede combinarse. Por ejemplo, la valencia del oxígeno es 2, lo que significa que puede combinarse con 2 átomos de hidrógeno (y formar agua).

4. Ecuaciones químicas

• Valencia atómica

• Otra forma de comprender el concepto de valencia

H₂O

4. Ecuaciones químicas

• Valencia atómica

• Ejemplo: El compuesto formado por la unión del Vanadio (valencia 5) y el oxígeno (valencia 2), viene dado por:

V₂O₅

4. Ecuaciones químicas

• Valencia atómica

• Ejemplo: El compuesto formado por la unión del Vanadio (valencia 5) y el oxígeno (valencia 2), viene dado por:

V₂O₅

O

O

O

O

4. Ecuaciones químicas

• Valencia atómica

• Algunos elementos pueden tener más de una valencia. Por ejemplo, el Carbono tiene 2 valencias: 2 y 4

CH₄

CH₂

H

H

H

H

4. Ecuaciones químicas

• Valencia atómica

• Algunos elementos pueden tener más de una valencia. Por ejemplo, el Carbono tiene 2 valencias: 2 y 4

CH₂

?

4. Ecuaciones químicas

• Valencia atómica

• Algunos elementos pueden tener más de una valencia. Por ejemplo, el Carbono tiene 2 valencias: 2 y 4

CH₂

H

?

4. Ecuaciones químicas

• Valencia atómica

• Algunos elementos pueden tener más de una valencia. Por ejemplo, el Carbono tiene 2 valencias: 2 y 4

CH₂

C

H

H

C

H

H

CH₂

4. Ecuaciones químicas

• Valencia atómica

• Ejercicio: trata de escribir las moléculas resultantes de los siguientes enlaces, utilizando para ello la tabla de valencias de la página 55

a) Berilio y Oxígeno

b) Aluminio y Oxígeno

c) Sodio y Calcio

d) Cloro y aluminio

e) Magnesio y Oxígeno

f) Hierro y oxígeno (varias posibilidades)

​

- Actividad 34 página 58

Formulación

​

Formulación de compuestos binarios (2 elementos): hidruros y óxidos

​

Con las valencias, hemos visto que al unir oxígeno e hidrógeno, el elemento resultante es H₂O, agua. Pero:

• ¿por qué no es OH₂?
• ¿Qué ocurre cuando unimos oxígeno y hierro, que tiene dos valencias?
• ¿Cómo diferenciar el Fe₂O ₃ del Fe₂O ₂?
• ¿Qué significa entonces FeO?
• ¿Y por qué no es OFe?
• ¿Cómo se escribe el dióxido de carbono?

Formulación

​

Formulación de compuestos binarios (2 elementos): hidruros y óxidos

Formulación

​

Formulación de compuestos binarios (2 elementos): hidruros y óxidos

Moléculas elementales

Formulación

​

Formulación de compuestos binarios (2 elementos): hidruros y óxidos

Hidruros

Es la unión del hidrógeno y otro elemento. La valencia del hidrógeno siempre es 1.

Algunos hidruros, por su importancia, tienen nombres especiales:

Formulación

​

Formulación de compuestos binarios (2 elementos): hidruros y óxidos

Hidruros

- Sin embargo, esto no es lo habitual: al unir hidrógeno con Hierro, Calcio, etc. No se puede dar un nombre para cada unión.

• Para nombrar los compuestos formados por hidrógeno y un metal, llamados hidruros metálicos, se escribe la palabra hidruro seguida por de, con el prefijo correspondiente a la valencia del metal. Al final, se escribe “de X”, donde X representa al metal en cuestión.
• El prefijo Mono sólo se utiliza cuando hay confusión.

​

(Mono/Di/Tri…)Hidruro de X

Formulación

​

Formulación de compuestos binarios (2 elementos): hidruros y óxidos

Hidruros metálicos

​

(Mono/Di/Tri…)Hidruro de X

Ejemplos de esto son:

Formulación

​

Formulación de compuestos binarios (2 elementos): hidruros y óxidos

Óxidos:

- Los óxidos son la unión del oxígeno (valencia 2), con los demás elementos. Por lo general, se escribe primero el elemento en cuestión, con la valencia del oxígeno (2), seguido del oxígeno, que lleva la valencia del otro elemento.

- Para nombrarlos, se utilizan los prefijos para determinar el número de oxígenos presentes (la valencia del otro elemento), seguido de “de” y el nombre del elemento, al que también precede el prefijo correspondiente.

- Si se puede simplificar, se simplifica.

​

(Mono/Di/Tri…)Óxido de (Mono/Di/Tri…)X

Formulación

​

Formulación de compuestos binarios (2 elementos): hidruros y óxidos

Óxidos

(Mono/Di/Tri…)Óxido de (Mono/Di/Tri…)X

Ejemplos de esto son:

Formulación

​

Formulación de compuestos binarios (2 elementos): hidruros y óxidos

​

Actividades 1 y 2 página 55 (sin números)

Ejercicios T3

• 24Oct: Actividad 1, 2, 3 página 46

Actividades 21, 22, 23, 24 página 58

• 26Oct: Actividades 1, 2 y 3 página 49
• 27Oct: Ejercicio elementos químicos

Actividad 1, 2 pág. 51

Actividad 29, 30 página 58

• 28Oct: Ejercicio reacción química

Actividad 1 pág 53; 28 p. 58

• 2Nov: Actividad Valencias

Actividad 34 página 58

• 3Nov: Actividades 1 y 2 página 55

​

• TOTAL: 22 actividades

​

​

​