FINAL TECNOLOGIA GENERAL. ESTRUCTURA ATÓMICA Y ENLACES

ESTRUCTURA ATÓMICA Y ENLACES

Todo cuerpo esta formado por pequeñas partículas, las moléculas que a su vez están formadas por otras menores llamadas átomos (unidad estructural básica que esta en todos los materiales). En el interior de la molécula, los átomos están unidos entre si por fuerzas internas, agrupados de acuerdo a una disposición geométrica que le da a la molécula una estructura y un comportamiento particular. Un modelo atómico es una representación estructural de un átomo, que trata de explicar su comportamiento y propiedades. Existieron varios de estos pero el actual tiene ciertas características: la mayor parte del átomo es espacio vacío, la materia se comporta a veces como onda y a veces como partícula y no se puede conocer al mismo tiempo la velocidad y posición de un electrón.

El átomo esta compuesto por un núcleo (neutrones (carga nula) + protones (carga positiva)) y sus electrones periféricos que giran en trono a el. En torno al núcleo están los electrones (carga negativa). Los protones y electrones tienen cargas iguales y opuestas.

La tabla periódica: En esta los elementos químicos se representan ordenados según su configuración electrónica.

IMAGEN DE LA TABLA

Peso atómico: este depende de la cantidad de protones o electrones que tenga el átomo, sin embargo ejerce poca influencia sobre las propiedades de los materiales.

Numero atómico (Z): protones dentro del núcleo. Cada elemento es único en cuanto al número de protones y electrones, cada elemento tiene su propio número atómico. Los electrones mas periféricos determinan las propiedades químicas de los elementos, establecen el tipo de enlace, características mecánicas, de resistencia, etc. El radio atómico (distancia entre el núcleo y la capa de valencia) crece para la izquierda ya que hay menos protones en el núcleo, menos atracción. Crece para abajo ya que los elementos tienen más cantidad de orbitales.

Los elementos están dispuestos en:

Grupos (columnas): los elementos d un mismo grupo tienen propiedades químicas similares. Tienen la misma valencia (misma cant de electrones en la ultima orbita). La estructura d la ultima capa es la que mas determina las propiedades del elemento y en menor medida las otras.

Periodo (filas): cada fila horizontal constituye un periodo. Es el orden de los átomos en relación al último nivel de energía de su configuración electrónica. Los elementos de un mismo periodo tienen propiedades físicas y químicas que varían. El primer elemento presenta carácter metálico, y a medida que se desplaza a la derecha este disminuye, hasta el no metálico. Los elementos de un mismo periodo tienen igual núm. De orbitas electrónicas.

En la tabla periódica, los elementos que tienden a captar electrones son los “no metales”.

Numero cuántico: los electrones rodean al núcleo y están distribuidos en capas con distintos niveles de energía (no todos los electrones tienen la misma energía). A cada capa le corresponde un número determinado de electrones. La relación entre el Nº CUANTICO (nº d capa) y la cantidad de electrones es:

N (num de electrones máximo del nivel) = 2 x n (numero cuantico) 2 (al cuadrado).

Valencia d un elemento: número de electrones que tiene en la última capa, la capa de valencia.

A causa de que solo pueden coexistir 2 electrones en un nivel, estos tienen a su vez sub-niveles. Suborbital S admite máx. 2 electrones, P máximo 6 e, D máximo 10 e y F máximo 14 e.

Los números cuánticos son 4 parámetros matemáticos que nos permiten calcular la energía de un electrón y predecir el área alrededor del núcleo donde se puede encontrar:

Nº Cuántico principal (n): determina el nivel de energía del electrón y toma valores de 1 a 7.

Nº Cuántico secundario (l): determina la forma del orbital y va desde 0 hasta n-1.

Nº Cuántico magnético (m): determina la orientación espacial de los orbitales y varia desde –l hasta +l, pasando por el 0.

Nº Cuántico del Spin (s): expresa las 2 direcciones de giro permitidas para el electrón sobre su propio eje, +1/2 en sentido de las agujas del reloj o -1/2 a contrarreloj.

Atracciones interatómicas

Electronegatividad: capacidad de un elemento para atraer electrones en una unión. En la tabla periódica crece para la derecha y para arriba ya que los elementos tienen más electrones, entonces tienden a captarlos.

Los átomos tienden a ganar o perder electrones hasta que hay 8 (dos) electrones en su nivel de valencia.

Una unión química es una fuerza de atracción entre átomos que origina la formación de una molécula y la atracción de estas entre si. No todas las uniones químicas son iguales por lo que son ellas las que le dan las propiedades al elemento. Para formar la unión química se libera ENERGIA. Se pueden clasificar en:

-Enlaces primarios (fuertes):

Enlace iónico (transferencia de electrones): atracción electrostática entre dos iones de carga opuesta, uno de carga positiva (catión) y uno de carga negativa (anión). Se produce entre un metal y un no metal. Los átomos que tienen pocos electrones en la capa de valencia los pierden con facilidad. En cambio los que tiene mayor número de electrones tenderán a absorber hasta completar 8.  Al atraerse iones de cargas opuestas, estas se cancelan y queda una carga neta. Cuando el átomo se transforma en ion el radio atómico aumenta (anión) o disminuye (catión).

Enlace covalente (compartición de electrones): se produce cuando dos átomos se unen para alcanzar el octeto estable, compartiendo electrones (que son muy electronegativos) de la capa de valencia. Estos se forman en general entre elementos no-metálicos. Para que una configuración sea estable debe haber 2 o 8 electrones en la última capa.

Enlace metálico (movilidad de electrones): enlace que mantiene unidos los átomos de metales entre si. Todos los átomos envueltos pierden electrones de sus capas mas externas, que se trasladan más o menos libremente, formando una nube electrónica. Estos se agrupan muy cerca unos de otros, lo que produce estructuras muy compactas.  

-Enlaces secundarios (débiles): enlace atómico mediante la atracción de cargas opuestas. Estos son más débiles que los primarios ya que no hay transferencia de electrones, porque la carga esta más concentrada en una zona de la molécula que en otra, los átomos son muy electronegativos. La atracción depende de la distribución de las cargas positiva y negativa en las dos moléculas o átomos. La negativa se atrae con la positiva y viceversa. Esa asimetría de cargas se llama dipolo. En estos enlaces dependiendo del estado de agregación cambia su punto de ebullición y fusión.

...