Jueves 08/10 - EXAMEN

El examen de la primera unidad ha sido el siguiente:

A mediados del siglo XIX, los científicos comenzaron a estudiar las descargas eléctricas a través de tubos a los que se les había extraído por bombeo casi todo el aire. Un alto voltaje produce radiación dentro del tubo. Esta radiación recibió el nombre de rayos catódicos porque se originaba en el electrodo negativo, o cátodo. Aunque los rayos en sí son invisibles, su movimiento puede detectarse porque hacen que ciertos materiales, incluido el vidrio, despidan rayos de luz fluorescente.
En la ausencia de campos magnéticos o eléctricos, los rayos catódicos viajan en línea recta. Sin embargo, los campos magnéticos y eléctricos "doblan" los rayos, es decir, los desvían tal como se esperaría que lo hicieran partículas con carga negativa. Más aún, una placa metálica expuesta a rayos catódicos adquiere una carga negativa. Estas observaciones de las propiedades de los rayos catódicos sugirieron a los científicos que la radiación consiste en una corriente de partículas con carga negativa, que ahora llamamos electrones. Además, se descubrió que los rayos catódicos emitidos por cátodos de diferentes materiales eran iguales. Todas estas observaciones dieron pie a la conclusión de que los electrones son un componente fundamental de la materia.
En 1897 el físico británico J.J.Thomson (1856 – 1940) calculó la relación entre la carga eléctrica y la masa de un electrón empleando un tubo de rayos catódicos Midiendo de forma cuidadosa y cuantitativa los efectos de los campos magnéticos y eléctricos sobre el movimiento de los rayos catódicos, Thomson determinó que la relación es de 1,76·108 culombios por gramo (el culombio, C, es la unidad SI de carga eléctrica).
Al conocerse la relación carga-masa del electrón, un científico que pudiera medir ya sea la carga o la masa del electrón podría calcular fácilmente la otra magnitud. En 1909 Robert Millikan (1868 – 1953) logró determinar experimentalmente que la carga del electrón era de 1,60·10-19 C y, a partir de ese valor y de la relación carga-masa de Thomson, que su masa era de 9,10·10-31 Kg.

(0’50 puntos) ¿Qué título pondrías al texto anterior? ejemplo: El descubrimiento del electrón
(1,5 puntos) Resume el texto con tus palabras
(1 punto) Explica detalladamente cómo se forma en enlace del KI. El potasio pierde un electrón convirtiéndose en K+. El yodo gana un electrón convirtiéndose en I-. Entran en juego las fuerzas electromagnéticas entre ámbos formándose el enlace iónico KI. Los enlaces se extienden en las tres dimensiones del espacio formando el cristal.
(2 puntos) Se han recogido las siguientes propiedades de ciertas sustancias. Indica razonadamente qué tipo de enlace posee cada una de ellas.

La sustancia A es un enlace covalente puesto que no conduce nunca, y dada su temperatura de fusión, es una sustancia molecular. La sustancia B es una sustancia iónica ya que sólo conduce fundida o disuelta. La sustancia C es un metal, conduce siempre y además es insoluble en agua. Y finalmente, la sustancia D es un enlace covalente puesto que no conduce nunca, y dada su temperatura de fusión, es un cristal covalente.

(1 punto) ¿Qué diferencias hay entre un cristal iónico, metálico y covalente? El cristal iónico está formado por cationes y aniones. El cristal covalente está formado por átomos no metálicos. El cristal metálico está formado por cationes metálicos rodeados de una nube de electrones.

(1 puntos) El argón se encuentra en la naturaleza en tres isótopos diferentes de masas 35.968 u, 37.963 u y 39.963 u; siendo la abundancia relativa de estos: 0.337%, 0.063% y 99.600% respectivamente. ¿Cuál es la masa atómica del argón? Nos da las masas de 3 isótopos y sus abundancias relativas, luego la masa del Argón se calculará de la siguiente manera:

m = (35.968 * 0.337 / 100) + (37.963 * 0.063 / 100) + (39.963 * 99.600 / 100)

(3 puntos) Realiza paso a paso los diagramas de Lewis de las siguientes sustancias
NH3 ; CO ; SCl2 ; H3PO4 ; HNO3 ; H2CO3 Todas están echas en clase

Los resultados son los siguientes:

Nota media: 5.8 Desviación: 1.7

[0,3.5] --> 2 personas (3.5,5) --> 6 personas [5,6.5) --> 7 personas [6.5,7.5) --> 5 personas [7.5,8.5) --> 4 personas [8.5,10] --> 1 persona

Con esta prueba, se han valorado las siguientes competencias básicas y subcompetencias:

C. Comunicación lingüística

• Se expresa con claridad y corrección ortográfica, usando apropiadamente la terminología científica.
• Comprende cuestiones que se le formulan y es capaz de contestarlas con propiedad y concisión.
• Extrae las ideas principales de un texto científico y resume las propias ideas eficazmente.

C. Matemática

• Maneja las fórmulas y despeja correctamente las variables en la realización de cálculos.
• Expresa correctamente las unidades en los cálculos realizados y en los resultados obtenidos.

C. conocimiento e interacción con el mundo físico

• Asimila los conceptos científicos trabajados y los explica con claridad y corrección.
• Aplica correctamente los conceptos en la resolución de problemas.
• Justifica cada uno de los pasos seguidos en la resolución de actividades de carácter práctico.
• Interpreta correctamente el significado de las magnitudes y los resultados obtenidos.
• Justifica situaciones de la vida cotidiana o del entorno desde un punto de vista científico.

Miércoles 30/09 - Ampliación: ¿Por qué es líquido el Hg?

No forma parte del temario, pero si alguien quiere profundizar, con lo que hasta ahora conocemos es posible explicar el por qué de que el mercurio sea el único metal líquido a temperatura ambiente.


Tal y como hemos estudiado, la mayor parte de los metales comparten sus electrones de valencia con los átomos metálicos de su alrededor. El metal estaría formado por una red de iones positivos son estabilizados por una nube electrónica de electrones de valencia compartidos. Este modelo de la nube electrónica explica muchas de las propiedades de los metales. Por ejemplo, los metales conducen la corriente eléctrica porque los electrones compartidos son libres para moverse de un lado a otro. Los metales son dúctiles y maleables porque los iones metálicos pueden deslizarse unos sobre otros y mantenerse unidos gracias a la nube electrónica.

Este modelo explica también ciertas tendencias de los metales en cuanto a dureza o punto de fusión. Los metales más duros, de alto punto de fusión tienden a compartir más electrones de la capa de valencia que los más blandos o de más bajo punto de fusión. Por ejemplo, el punto de fusión del magnesio es más alto que el punto de fusión del sodio, porque el magnesio aporta dos electrones de valencia por átomo mientras que en el sodio metálico cada átomo contribuye sólo con un electrón.

El mercurio posee un número atómico igual a 80 y su configuración electrónica es:

[Xe]4f14 5d10 6s2

Tal y como puede verse en la configuración electrónica, el mercurio posee dos eslectrones de valencia en la capa 6s, por lo tanto, el enlace mercurio-mercurio es débil porque los electrones de valencia no se comparten fácilmente. De hecho, el mercurio es el único metal que no forma moléculas diatómicas en fase gaseosa.El calor fácilmente vence los débiles enlaces entre átomos de mercurio y éste funde a temperaturas más bajas que cualquier otro metal. La tenue nube electrónica hace que el mercurio conduzca peor el calor y la electricidad de lo que debería esperarse de su posición en la tabla periódica.

Cabe lugar preguntarse por qué es el par de electrones 6s es tan inactivo químicamente. Los electrones s son capaces de acercarse mucho al núcleo. Se desplazan cerca de un núcleo muy masivo y esto hace que se muevan a velocidades comparables a la velocidad de la luz. Cuando los objetos se mueven a tales velocidades tienen lugar efectos relativísticos. Los electrones se comportan como si tuvieran más masa que los electrones que se mueven a más bajas velocidades. Este aumento de la masa hace que los electrones pasen más tiempo cerca del núcleo. Esta contracción relativística de los orbitales 6s hace que disminuya la energía del orbital y que los electrones tengan menos tendencia a participar en reacciones químicas puesto que se encuentran enterrados en la zona interna del átomo.

Pero entonces… ¿Por qué entonces no son líquidos el oro y el talio?

Los tres tienen orbitales 6s de baja energía. Pero en el oro 6s1, el orbital 6s no está completo sólo contiene 1 electrón, aceptando un electrón completa el nivel electrónico y bajaría la energía del conjunto y el enlace metal-metal será fuerte por tanto. En cualquier caso, el electrón s es retenido firmemente y la reputación del oro como metal noble es consecuencia de su baja reactividad.

El Talio es aún más masivo que el mercurio, su orbital 6s es aún más inerte. Pero tiene un electrón 6p. Recuerda que los electrones p no se pueden acercar tanto al núcleo como los electrones s, los orbitales p tienen un plano nodal que pasa por el núcleo. Por tanto el electrón 6p es bastante más reactivo que los electrones 6s. Esto explica que el ión más común del talio es el Ta+, en lugar de ion 3+ como es el caso del boro o el aluminio.

Miércoles 30/09 - Enlace metálico

Hoy hemos comenzado a estudiar el enlace químico. Básicamente es lo mismo que estudiamos el año pasado pero un poco más completo, por lo que os pueden servir los mismos apuntes que os dí por fotocopias siempre y cuando los completeis.

3- El enlace químico
En este epígrafe se recordará el por qué de los enlaces, la diferencia entre molécula y cristal, la regla del octeto, etc.

4- Enlace metálico

El primer tipo de enlace que estudiamos este año es el enlace metálico, recordando que es una estructura cristalina de cationes rodeados por una nube electrónica.

Con esta teoría del enlace metálico se explican bastante bien las propiedades de los metales, sin embargo no es del todo correcta, con lo que en un futuro deberémos estudiar teórias más exactas como la teoría de bandas.

Una pregunta... ¿Por qué el mercurio no es sólido a temperatura ambiente?