domingo, 30 de septiembre de 2012
La regla del
octeto de Lewis expresa que: (indica cuál es la correcta)
a) Al unirse dos
átomos lo hacen en proporción del 1:8
b) Un átomo
siempre pierde 8 electrones
c) Los átomos al
reaccionar entre sí, tienden a completar la estructura del gas noble más
próximo en la tabla periódica.
d) Cuando un
átomo reacciona con otro átomo requiere de 8 electrones para neutralizar sus
cargas magnéticas.
¿Qué
representan las estructuras de Lewis?
Escribe las
estructuras de Lewis para los siguientes elementos:
hidrógeno,
litio, aluminio, nitrógeno, oxígeno y cloro.
sábado, 29 de septiembre de 2012
Regla del octeto y estructuras de Lewis:
A los gases
nobles también se les llama inertes…..
reflexiona…..
Son elementos
muy estables y hoy sabemos que esa estabilidad es gracias a que en su capa de
valencia cuentan con ocho electrones,
por lo tanto en su estado normal no se combinan con otros elementos para formar
compuestos, ya que al estar su capa de valencia llena adquiere dicha
estabilidad; en cambio los átomos de otros elementos sí se combinan con otros
átomos perdiendo, ganando o compartiendo electrones de valencia, tendiendo a
completar ocho electrones en su
último nivel de energía. Esta idea de
completar el nivel de energía logrando una máxima estabilidad se conoce como regla del octeto.
Algunos
elementos químicos son las excepciones a la regla del octeto porque, o no
completan los ocho electrones en la capa de valencia o superan esta
cantidad. Así se tiene:
- El hidrógeno al igual que el litio, son elementos
que cumplen la regla del dueto ya que tan solo son estables con dos
electrones, por lo que modifican su configuración electrónica para
parecerse al helio.
- Elementos con octeto incompleto, como el berilio
y el boro, con sólo cuatro y seis electrones, respectivamente son
estables.
- Elementos con octeto expandido, como el fósforo y
el azufre, pueden completar 10, 12 y hasta 14 3l3ctrones.
La ganancia o
pérdida de electrones puede suceder de la siguiente manera:
- Un metal puede perder de uno a tres electrones
para formar un catión con la estructura del gas noble que lo antecede en
la tabla.
- Un no metal puede ganar de uno a tres electrones
para formar un anión con la estructura del gas noble siguiente.
- Los átomos (usualmente dos no metales) pueden
compartir electrones con otros átomos para alcanzar el número de
electrones del gas noble siguiente en la tabla.
Los dos
primeros casos se completan uno al otro para formar compuestos iónicos. El tercer caso produce compuestos covalentes.
Esta regla del
octeto tiene sus limitaciones, pues hay muchos ejemplos de compuestos
covalentes que no la siguen, como los cloruros de berilio y de boro. Por otro
lado, esto se presenta también en algunas moléculas en las cuales el átomo
central presenta más de ocho electrones a su alrededor, como cuando un átomo
forma parte de cuatro enlaces. Ejemplos
característicos de este caso son el pentacloruro de fósforo (PCl5) y
el hexafluoruro de azufre (SF6) como el fósforo tiene 10 electrones
a su alrededor y el azufre 12, en estos casos se habla de que ocurre una
expansión del octeto.
Estructuras de
Lewis:
Gilbert Lewis
propuso representar los electrones de valencia por cruces o puntos a fin de
visualizar como se transfieren o comparten electrones en un enlace químico
cuando los átomos se unen. Éstos se
colocan alrededor del símbolo del elemento y se recomienda seguir los siguientes
pasos:
- Escribir el símbolo del elemento el cual
representa la núcleo y a todos los electrones internos.
- Se escribe la configuración electrónica y se
cuentan los electrones que están en el último nivel energético.
- Cada lado del símbolo (arriba, abajo, izq., der.)
representa un orbital.
INTERPRETA ENLACES QUÌMICOS E
INTERACCIONES MOLECULARES
Cuestionario de Enlace Metálico
Analizando las ligas
proporcionadas para el tema contesta de manera clara las siguientes preguntas:
1. ¿Cómo se lleva a cabo un enlace metálico?
2. Enuncia 6 características que tienen los metales debido a
su enlace.
3. Explica a que se debe la capacidad de conducir corriente
eléctrica y térmica de un metal.
4. Explica a que se debe que los metales sean dúctiles y
maleables.
5. Imagina que trabajas en un proyecto para mejorar las
propiedades de cierto metal utilizado en la fabricación antenas receptoras de
la señal del radio de un auto deportivo, ¿qué características debe tener este
metal?, ¿qué le modificarías?
6. ¿Por qué es tan importante proteger a los metales de la
corrosión?
7. ¿Cómo podemos retardar la corrosión de un metal?
FUERZAS DE VAN DER WAALS
Atracción Dipolo Dipolo
Se presenta entre dos moléculas
polares iguales o diferentes. Los dipolos
existentes interaccionan entre si orientándose de tal manera que
producen débiles uniones entre ellos. Los puntos de fusión y ebullición de las
sustancias participantes de la unión, pueden verse modificados ligeramente.
Atracción dipolo-dipolo inducido
Ocurre cuando una molécula polar
al acercarse a una molécula no polar induce en ella un dipolo instantáneo. Un
ejemplo es la disolución del yodo (I2) en agua. La molécula de yodo
es no polar y la del agua es muy polar.
Fuerzas de dispersión
Conocidas también como fuerzas de
London, se presentan cuando moléculas no polares sometidas a un factor externo
como la disminución de la temperatura, se aproximan entre si lo que origina u
movimiento desordenado o disperso de los electrones en los átomos de estas
moléculas. Así se crean dipolos instantáneos que permite a las moléculas
experimentar fuerzas de atracción débiles. Por este proceso de se explica la
condensación del hidrógeno (H2) y del nitrógeno (N2) a su
estado líquido, que de otra manera sería posible.
Puente de Hidrógeno
El enlace de hidrógeno
Es tipo especial de atracción
dipolo-dipolo y quizás una de las más importantes. Se produce cuando esta
enlazado a un átomo muy electronegativo
y de pequeño volumen como el oxígeno, el flour o el nitrógeno. En estos casos
se forman moléculas polares atraídas entre sí por intensas interacciones bipolares. Los compuestos que
experimentan este tipo de fuerza presentan visible cambio en sus puntos de
fusión y ebullición que se refleja en su estado de agregación a temperatura
ambiente. Por ejemplo, los enlaces de hidrógeno son los responsables del agua
líquida y de la estructura cristalina del hielo y de que este sea menos denso
que la misma agua líquida.
LOS PUENTES DE HIDROGENO
El puente de hidrógeno es un enlace que se
establece entre moléculas capaces de generar cargas parciales. El agua, es la
sustancia en donde los puentes de hidrógeno son más efectivos, en su molécula,
los electrones que intervienen en sus enlaces, están más cerca del oxígeno que
de los hidrógenos y por esto se generan dos cargas parciales negativas en el
extremo donde está el oxígeno y dos cargas parciales positivas en el
extremo donde se encuentran los hidrógenos. La presencia de cargas parciales
positivas y negativas hace que las moléculas de agua se comporten como imanes
en los que las partes con carga parcial positiva atraen a las partes con cargas
parciales negativas. De tal suerte que una sola molécula de agua puede unirse a
otras 4 moléculas de agua a través de 4 puentes de hidrógeno. Esta
característica es la que hace al agua un líquido muy especial.
PUENTES DE HIDRÓGENO EN EL AGUA
Los puentes de Hidrógeno, se forman por átomos de
Hidrógeno localizados entre átomos electronegativos. Cuando un átomo de
Hidrógeno está unido covalentemente, a una átomo electronegativo, ej. Oxígeno
o Nitrógeno, asume una densidad (d) de carga positiva, debido a la elevada
electronegatividad del átomo vecino. Esta deficiencia parcial en electrones,
hace a los átomos de Hidrógeno susceptibles de atracción por los electrones no
compartidos en los átomos de Oxígeno o Nitrógeno
Obsérvese la configuración electrónica del Oxígeno:
8O 1s2 2s2 2pxêé pyé pzé
La estructura del agua favorece las interacciones
para formar puentes de Hidrógeno, el arreglo siempre es perpendicular entre las
moléculas participantes, además, es favorecido por que cada protón unido a un
Oxígeno muy electronegativo encuentra un electrón no compartido con el que
interactúa uno a uno. De lo anterior se concluye que cada átomo d
Oxígeno en el agua interacciona con 4 protones, dos de ellos
unidos covalentemente y dos a través de puentes de Hidrógeno.
|
|
|
|
|
Figura: Información
sobre los puentes de Hidrógeno
Estudios
de difracción de rayos X indican que la distancia entre los átomos de Oxígeno
que intervienen en el puente de Hidrógeno, están separados por
0.28 nm lo que indica un arreglo tetraédrico de las moléculas de
agua, además los puentes de Hidrógeno:
LOS
PUENTES DE HIDROGENO CONFIEREN AL AGUA SUS PROPIEDADES EXTRAORDINARIAS
El agua tiene un punto de fusión, un punto de ebullición, y un calor de
vaporización mas elevada que los líquidos comunes
Estas propiedades extraordinarias de los líquidos
son consecuencia de las fuertes interacciones entre moléculas de agua
adyacentes lo que confiere al agua líquida una gran cohesión interna.
Su causa de estos atracciones intermoleculares se
debe a que los átomos de hidrogeno de
una molécula de agua comparte un par electrónico con el átomo de oxigeno. Le
geometría de las moléculas de agua esta dictada por la forma de los orbitales
electrónicos externos del átomo de oxigeno que son similares a los orbitales
del enlace del carbono. Estos orbitales
describen aproximadamente un tetraedro con un átomo de hidrogeno en sus dos
vértices y electrones sin compartir en los otros dos. El Angulo de enlace
H-O-H es de 104.5´ ligeramente
menor a los 109.5de un tetraedro perfecto: los orbítales no enlazan Tes. del
átomo de oxigeno comprime ligeramente los orbítales compartidos por el
hidrogeno.
El núcleo del oxigeno atrae electrones con más
fuerza que el núcleo del hidrogeno (es decir el protón) _: el electrón es más
electronegativo. Por tanto el h y el o
comparten los electrones de forma
desigual: los electrones suelen estar mas
cerca del átomo de oxigeno que del hidrogeno. El resultado de esta forma
desigual de compartir los electrones es la forma de dos dipolos eléctricos en
al molécula de agua, uno alo largo de cada enlace h-o el oxigeno es portador de
una carga negativa parcial ( ) y cada hidrogeno de una carga positiva
parcial ( ) la atracción electrostática
resultante entre el átomo de oxigeno de una molécula de agua y el hidrogeno del
otro constituye un puente de hidrogeno
Los puentes de hidrogeno son más débiles que los
enlaces covalentes
Los puentes de hidrogeno en agua líquida tienen una
energía de enlace (la energía requerida para romper un enlace) de solo unos 20
kj/ mol en comparación con los 460 kj/mol del enlace covalente a temperatura ambiente la energía térmica de una solución
acuosa (la energía cinética que proviene del movimiento de los átomos y
moléculas individuales) es del mismo orden que la necesaria para romper los
enlaces de hidrogeno. Cuando se calienta el agua el incremento de su temperatura es el reflejo del movimiento
más rápido de las moléculas individuales
del agua. Aunque en cualquier momento dado la mayoría de las moléculas en el
agua líquida están unidas por puentes de hidrogeno el tiempo de vida de cada
puente de hidrogeno es inferior a 1x 10
-9 s. se a aplicado el termino adecuado de agrupamiento pasajero (flickrig
clurster) a los grupos de corta duración unidos por puentes de hidrogeno en le
agua liquida. No obstante el numero extremadamente elevado de puente de
hidrogeno entre moléculas de agua confiere gran cohesión interna en el liquida.
El orden casi tetraédrico de los orbitales
alrededor del átomo del oxigeno permite que cada molécula de agua forme enlaces
de hidrogeno con hasta cuatro moléculas de agua vecinas. En cualquier momento
en el agua liquida a temperatura ambiente, cada molécula de agua forma puentes
hidrogeno con un promedio de 3 a 4 moléculas de agua
Las moléculas de agua están en movimiento continuo
en el estado liquido por los que los puentes de hidrogeno se rompen y forman de
manera constante y rápida. No obstante
en el hielo cada molécula de agua están
fijas en el espacio y forman
puentes de hidrogeno con otras cuatro moléculas de agua configurado una
estructura reticular regular para romper el gran numero de puentes de hidrogeno
en tal retículo se requiere mucha enerva térmica, lo que explica el punto de
fusión relativamente elevada del agua. Cuando se funde el hielo o se evapora el
agua, se absorbe calor por parte del sistema.
Durante la fusión o la evaporación aumenta la
entropía del sistema acuoso a medida que conjuntos altamente ordenadas de
moléculas de agua se relajan a los conjuntos de puente de hidrogeno menos
ordenados del agua se reflejan a los
conjuntos de puentes de hidrogeno menos ordenados del agua liquida o a las
moléculas totalmente desordenadas de agua en el estado gaseoso. A temperatura ambiente tanto la fusión del
hielo como la evaporación del agua se dan espontáneamente; la tendencia de las
moléculas de agua a asociarse mediante
puentes de Hidrogeno queda contrarestada
por el empuje energético hacia el desorden .recuérdese que la variación de
energía libre AG h de tener un valor negativo para que un proceso se produzca
de forma espontánea: AG=AH- TAS en donde AG representa la fuerza motriz. AH la
energía para formar y romper enlaces y AS en número de desorden. Dado que AH es
positiva para la fusión y para la evaporación es claramente el número de
entropía (AS) el que se hace que AG sea negativo e impulse estas transformaciones
Enlace secundario o de van der
Waals
La principal causa de cohesión dentro de determinado material técnico es
uno o varios de los tres enlazamientos que se describieron anteriormente. El
enlace van der Waals es una fuerza débil de atracción que puede existir entre
los átomos y las moléculas. A este enlace se debe la condensación de los gases
nobles y delas moléculas con enlaces químicamente para formar líquidos y
sólidos a temperaturas bajas. El mecanismo de enlazamiento secundario es algo
semejante al iónico, esto es, por atracción de cargas opuestas. La diferencia
clave es que no se transfieren electrones. La atracción depende de las
distribuciones asimétricas de carga positiva y negativa dentro de cada unidad
atómica o molecular que se enlaza. Esta asimetría de carga se llama dipolo
. El enlazamiento secundario puede ser de dos tipos, según los dipolos
sean:1.− Temporales2.− Permanentes
CLASIFICACION DE LOS MATERIALES DE INGENIERIA
Historia de los materiales y
su clasificación
Los materiales son las
sustancias que componen cualquier cosa o producto .Desde el comienzo de la civilización, los materiales junto con la energía han sido
utilizados por el hombre para mejorar su nivel de vida. Como los productos
están fabricados a base de materiales, estos se encuentran en cualquier parte alrededor
nuestro. Los más comúnmente encontrados son madera, hormigón, ladrillo,
acero, plástico, vidrio, caucho, aluminio, cobre y papel. Existen muchos más tipos
de materiales y uno solo tiene que mirar a su alrededor para darse cuenta de
ello. Debido al progreso de los programas de investigación y desarrollo, se
están creando continuamente nuevos materiales. La
producción de nuevos materiales y el procesado de estos hasta convertirlos en productos
acabados, constituyen una parte importante de nuestra economía actual. Los
ingenieros diseñan la mayoría de los productos facturados y los procesos necesarios para su
fabricación. Puesto que la producción necesita materiales, los ingenieros deben
conocer de la estructura interna y propiedad de los materiales, de modo que
sean capaces de seleccionar el
mas adecuado para cada aplicación y también capaces de desarrollar
los mejores métodos de procesado. Los ingenieros especializados en
investigación trabajan para
crear nuevos materiales o para modificar las propiedades de los ya existentes.
Los ingenieros de diseño usan los materiales ya existentes, los
modificados o los nuevos para diseñar o crear nuevos productos y sistemas.
Algunas veces el problema surge de modo inverso: los ingenieros de diseño tienen dificultades en un
diseño y requieren que sea creado un nuevo material por parte de los
científicos investigadores e ingenieros. La búsqueda de nuevos materiales
progresa continuamente. Por ejemplo los ingenieros mecánicos
buscan materiales para altas temperaturas, de modo que los motores de
reacción puedan funcionar más eficientemente. Los ingenieros eléctricos
procuran encontrar nuevos materiales para conseguir que los dispositivos
electrónicos puedan operar a mayores velocidades y temperaturas.
Materiales cerámicos
Estos se han utilizado durante
millones de años. La mayoría de los materiales cerámicos presentan buena
resistencia a la compresión; sin embargo, no exhiben virtualmente nada de
ductilidad a la tensión. La familia de los materiales cerámicos incluye
materiales inorgánicos policristalinos y de un solo cristal, vidrios
inorgánicos amorfos y vitroceramicos. Existen muchas maneras distintas de
clasificar a los materiales cerámicos. Una de ellas es definirlos en la base de
sus compuestos químicos o según su función principal. Los materiales
cerámicos se utilizan en una amplia gama de tecnologías como refractarios,
bujías, dieléctricos en capacitares, sensores, abrasivos, medios de grabación
magnética, etc. Los materiales cerámicos también pueden aparecer en la
naturaleza en forma de óxidos o como materiales naturales. Los materiales cerámicos
se utilizan también como recubrimientos. Los vidriados son recubrimientos
cerámicos aplicados a objetos de vidrio; los esmaltes son recubrimientos
aplicados a objetos metálicos. La alumina y el silicio son los materiales
cerámicos mas utilizados y existen números aplicaciones de estos.
Materiales compuestos
Los materiales compuestos se
forman cuando dos o mas materiales o fases se utilizan juntas para dar una
combinación de propiedades que no se pueden lograr de otra
manera. Los materiales compuestos se pueden seleccionar para obtener
combinaciones no usuales de rigidez, peso, desempeño a
altas temperaturas, resistencia a la corrosión, dureza o conductividad.
Los materiales compuestos ponen de manifiesto la forma en que materiales
distintos pueden trabajar sinergicamente. La concha de abalone, la madera, el
hueso y los dientes son ejemplos de materiales compuestos de origen
natural. Los materiales compuestos incluyen materiales como los plásticos
reforzados con carbono o con fibra de vidrio. Estos ofrecen ventajas
significativas en resistencias específicas y su uso creciente en aviones,
componentes electrónicos, automotores y artículos deportivos.
Producción de un
material compuesto:
Se utiliza una diversidad de
métodos para producción de piezas de material compuesto, dependiendo de la
aplicación y de los materiales. Los materiales compuestos reforzados con fibras
cortas se elaboran normalmente mezclando las fibras en una matriz liquida
o plástica, y utilizando técnicas relativamente convencionales, como seria el
moldeo por inyección para materiales compuestos en base polimérica o por
vaciado, en el caos de materiales compuestos con matriz metálica, sin embargo,
se han diseñado técnicas especiales para la producción de materiales compuestos
utilizando fibras continuas, ya sea de una forma alineada unidireccional en
estera o en tejido
Semiconductores
Es evidente que la tecnología a
revolucionado a la sociedad, pero la electrónica del estado sólido esta
revolucionando a la misma tecnología. Un grupo relativamente pequeño de
elementos y compuestos tienen una propiedad eléctrica importante, la
semiconduccion, que, en la cual ni son buenos conductores eléctricos, ni son
buenos aisladores eléctricos. En vez de ello, su capacidad de conducción
eléctrica es intermedia. Podemos clasificarlos en Semiconductor intrínseco
Semiconductor extrínseco
Todos chips de cómputo dependen
de los semiconductores. Fabricamos diodos, transistores y láser utilizando
semiconductores.
Polímeros
La materia esta formada por
moléculas que pueden ser de tamaño normal o moléculas gigantes
llamadaspolímeros. Los polímeros se producen por la unión de cientos de
miles de moléculas pequeñas denominadas monómeros que forman enormes
cadenas de las formas más diversas. Algunas parecen fideos, otras
tienen ramificaciones. Algunas más se asemejan a las escaleras de mano y
otras son como redes tridimensionales. Existen polímeros naturales de gran
significación comercial como el algodón, formado por fibras de
celulosas. La celulosa se encuentra en la madera y en los tallos de muchas
plantas, y se emplean para hacer telas y papel. La seda es otro polímero
natural muy apreciado y es una poliamida semejante al nylon. La lana, proteína
del pelo de las ovejas, es otro ejemplo. El hule de los árboles de hevea y de
los arbustos de Guayule, son tambiénpolímeros naturales importantes. Sin
embargo, la mayor parte de los polímeros que usamos en nuestra vida diaria son
materiales sintéticos con propiedades y aplicaciones variadas. Lo
que distingue a los polímeros de los materiales constituidos por
moléculas de tamaño normal son sus propiedades mecánicas. En general, los
polímeros tienen una excelente resistencia mecánica debido a que las grandes
cadenas poliméricas se atraen. Las fuerzas de atracción intermoleculares
dependen de la composición química del polímero y pueden clasificarse de varias
formas. Una manera de clasificar a los polímeros es establecer si se trata de
un polímero lineal o de polímero.
domingo, 23 de septiembre de 2012
AVISO DE ACTIVIDAD ACADEMICA
ESTIMADO ALUMNO(A): DE TU LIBRO OFICIAL SOLUCION INTEGRAL, RESOLVER LAS PAGINAS 333, 334, 336, 337, RECORDANDO QUE SI TIENES DUDAS DEBES ASISTIR A LAS CONSULTORIAS DE QUIMICA LOS SABADOS A LAS 7, 8, Y 9 DE LA MAÑANA, QUE TENGAS UN BUEN DIA Y EN ESTA SEMANA TE DOY TU CALIFICACION DEL PRIMER BIMESTRE, RECUERDA QUE EL SEMESTRE TIENE 2 BIMESTRES.
Contesta falso o verdadero según corresponda
________ El enlace covalente no
polar se establece entre átomos de la misma forma
________ En el enlace covalente
coordinado se forma por dos metales que comparten electrones
________ En un enlace covalente
polar, la diferencia de electronegatividad provoca regiones con carga parcial
llamadas dipolos
________ Los atomos con
electronegatividad baja tienen mayor tendencia a atraer electrones
Contesta falso o verdadero según corresponda
________ El enlace covalente no
polar se establece entre átomos de la misma forma
________ En el enlace covalente
coordinado se forma por dos metales que comparten electrones
________ En un enlace covalente
polar, la diferencia de electronegatividad provoca regiones con carga parcial
llamadas dipolos
________ Los atomos con
electronegatividad baja tienen mayor tendencia a atraer electrones
Suscribirse a:
Entradas (Atom)