Modelos Atómicos, Química Inorgánica, Química Orgánica

REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DE EDUCACION UNIVERSITARIA

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL SIMON RODRIGUEZ

NUCLEO LA GRITA

UNIDAD III

Modelos Atómicos, Química Inorgánica, Química Orgánica

Participantes:

Oballos Wilfredo CI. 20 287001

Angarita S. Isis CI. 20288656

Labrador C. Claudia CI. 20717220

Modelo atómico de Dalton

El modelo atómico de Dalton, surgido en el contexto de la química, fue el primer modelo atómico con bases científicas, formulado en 1808 por John Dalton. El siguiente modelo fue el modelo atómico de Thomson.

Postulados de Dalton

• La materia está formada por partículas muy pequeñas llamadas átomos, que son indivisibles y no se pueden destruir.
• Los átomos de un mismo elemento son iguales entre sí, tienen su propio peso y cualidades propias. Los átomos de los diferentes elementos tienen pesos diferentes.
• Los átomos permanecen sin división, aún cuando se combinen en las reacciones químicas.
• Los átomos, al combinarse para formar compuestos guardan relaciones simples.
• Los átomos de elementos diferentes se pueden combinar en proporciones distintas y formar más de un compuesto.
• Los compuestos químicos se forman al unirse átomos de dos o más elementos distintos.

Éxitos del modelo

• El modelo atómico de Dalton explicaba por qué las sustancias se combinaban químicamente entre sí sólo en ciertas proporciones.
• Además el modelo aclaraba que aún existiendo una gran variedad de sustancias, estas podían ser explicadas en términos de una cantidad más bien pequeña de constituyentes elementales o elementos.
• En esencia, el modelo explicaba la mayor parte de la química orgánica del siglo XIX, reduciendo una serie de hechos complejos a una teoría combinatoria.

Modelo atómico de Thomson

El modelo atómico de Thomson, es una teoría sobre la estructura atómica propuesta en 1904 por Joseph John Thomson, descubridor del electrón1 en 1897, mucho antes del descubrimiento del protón y del neutrón. En dicho modelo, el átomo está compuesto por electrones de carga negativa en un átomo positivo, como un budin de pasas.2 Se pensaba que los electrones se distribuían uniformemente alrededor del átomo. En otras ocasiones, en lugar de una sopa de carga negativa se postulaba con una nube de carga positiva. Dicho modelo fue rebatido tras el experimento de Rutherford, cuando se descubrió el núcleo del átomo. El modelo siguiente fue el modelo atómico de Rutherford.

Modelo Atómico de Perrin

Jean-Baptiste Perrin (1870-1942) modifico el modelo de Thomson sugiriendo por primera vez que las cargas negativas son externas al “budín”.

Modelo atómico de Rutherford

En 1911, Ernest Rutheford (1871-1937) con base en su experimento de la dispersión de las partículas alfa al chocar con laminas de oro y platino – ideo un modelo atómico con las siguientes características:

a) El átomo esta formado por un núcleo donde se localiza toda su carga positiva y la mayor parte de su masa.

b) Alrededor del núcleo giran los electrones formando una nube electrónica.

100. Los átomos son neutros por que el numero de electrones es igual.

Modelo atómico de Bohr

En 1913, el físico danés Niels Bohr (1885-1962) propuso un modelo atómico para explicar la estructura atómica, fundamentando su teoría en la teoría cuantica propuesta por Max Plank (1858-1947) se baso en los siguientes postulados:

Los electrones en los átomos se mueven alrededor del núcleo en orbitas circulares o en niveles de energía definidos.

Mientras los electrones se mueven en orbitas o en niveles de energía definidos, no absorben ni desprenden energía.

Los electrones pueden pasar de un nivel a otro de menor a mayor energía, y viceversa, siempre y cuando absorban o desprendan la energía necesaria.

Cuando los electrones absorben o desprenden energía lo hacen en cantidades unitarias llamadas cuantos, que corresponden a la diferencia de energía entre los dos niveles.

Modelo atómico de Sommerfeld

En 1916, Arnold Sommerfeld (1868-1951) con la ayuda de la teoría de la reactividad de Albert Einsten (1876-1955) hizo las siguientes modificaciones al modelo de Bohr:

a) Los electrones se mueven alrededor del núcleo en orbitas circulares o elípticas.

b) A partir del segundo nivel energético existen dos o más subniveles en el mismo nivel.

c) El electrón una corriente.

Para describir los nuevos subniveles, Sommerfeld introdujo un parámetro llamado numero cuantico azimutal, que designo con la letra L.

Modelo atómico de Schrodinger

Partiendo de las ideas de Planck y Louis de Broglie (1892-1987) y aplicando las matemáticas de William Rowan Hamilton (1805-1865), Edwin Schrodinger (1887-1961) desarrollo un modelo matemático en donde aparecen tres parámetros: N, L y M, no fijo trayectorias determinadas para los electrones, solo la probabilidad de se hallen en una zona explica parcialmente los espectros de emisión de todos los elementos. Sin embargo, a lo largo del siglo XX han sido necesarias nuevas mejoras del modelo para explicar otros fenómenos espectrales.

Modelo atómico actual

El modelo atómico actual fue desarrollado durante la década de 1920, sobre todo por Schrödinger y Heisenberg. Es un modelo de gran complejidad matemática, tanta que usándolo sólo se puede resolver con exactitud el átomo de hidrógeno. Para resolver átomos distintos al de hidrógeno se recurre a métodos aproximados. De cualquier modo, el modelo atómico mecano-cuántico encaja muy bien con las observaciones experimentales. De este modelo sólo diremos que no se habla de órbitas, sino de orbitales. Un orbital es una región del espacio en la que la probabilidad de encontrar al electrón es máxima.Los orbitales atómicos tienen distintas formas geométricas.

En la simulación que tienes a la derecha puedes elegir entre distintos tipos de orbitales y observar su forma geométrica, se simula mediante una nube de puntos, siendo la máxima probabilidad de encontrar al electrón en la zona en que la densidad de la nube electrónica es máxima.

Química inorgánica

La química inorgánica se encarga del estudio integrado de la formación, composición, estructura y reacciones químicas de los elementos y compuestos inorgánicos (por ejemplo, ácido sulfúrico o carbonato cálcico); es decir, los que no poseen enlaces carbono-hidrógeno, porque éstos pertenecen al campo de la química orgánica. Dicha separación no es siempre clara, como por ejemplo en la química organometálica que es una superposición de ambas.

Antiguamente se definía como la química de la materia inorgánica, pero quedó obsoleta al desecharse la hipótesis de la fuerza vital, característica que se suponía propia de la materia viva que no podía ser creada y permitía la creación de las moléculas orgánicas. Se suele clasificar los compuestos inorgánicos según su función en ácidos, bases, óxidos y sales, y los óxidos se les suele dividir en óxidos metálicos (óxidos básicos o anhídridos básicos) y óxidos no metálicos (óxidos ácidos o anhídridos ácidos).

El término función se les da por que los miembros de cada grupo actúan de manera semejante. El término anhídrido básico se refiere a que cuando un óxido metálico reacciona con agua generalmente forma una base, mientras que los anhídridos ácidos generalmente reaccionan con agua formando un ácido.

Al ver una fórmula, generalmente lo podemos ubicar en uno de estos grupos:

1. Ácidos cuando observamos el símbolo del hidrógeno al extremo izquierdo de la fórmula, como HCl (ácido clorhídrico)

2. Bases cuando observamos un metal al principio de la fórmula unido al anión hidróxido (OH-) al final, como NaOH (hidróxido de sodio).

3. Óxidos a los compuestos BINARIOS del óxigeno, (ojo, debe ser binario contener sólo dos elementos en la fórmula, uno de ellos es el oxígeno que va escrito su símbolo al extremo derecho. Óxido metálico cuando es un metal el que se enlaza al oxígeno (óxidos metálicos binarios), como Fe2O3 (óxido férrico). Óxido no metálico cuando es un no-metal el enlazado al oxígeno, como CO (monóxido de carbono).

4. Sales son aquellas que están formadas por un metal y un anión que no es ni óxido ni hidróxido, como el NaCl (cloruro sódico)

Como excepción tenemos que el ion amonio (NH4+) puede hacer la función de un metal en las sales, y también se encuentra en las disoluciones de amoníaco en agua, ya que no existe el compuesto hidróxido amónico, NH4OH, ni ha sido detectado en ningún sistema mediante condiciones especiales.

La Química Orgánica y su utilización en los recursos mineros

Esta ciencia otorga diversos beneficios al manejo de estos recursos debido a que permite conocer la composición quimica de los minerales, es decir la proporción entre los elementos químicos que lo forman es constante, o sólo presenta pequeñas variaciones. Por ejemplo el mineral galena posee un átomo de azufre por cada átomo de plomo. Además puede contener átomos de plata, oro y otros elementos, pero sin llegar a superar el 0,3% (se denominan "impurezas"), de hacerlo ya no se consideraría galena sino otro mineral distinto. Cualquier elemento o compuesto químico que se encuentre en la naturaleza; en mineralogía y geología, compuestos y elementos químicos formados mediante procesos inorgánicos. El petróleo y el carbón, que se forman por la descomposición de la materia orgánica, no son minerales en sentido estricto. Se conocen actualmente más de 3.000 especies de minerales, la mayoría de los cuales se caracterizan por su composición química, su estructura cristalina y sus propiedades físicas. Se pueden clasificar según su composición química, tipo de cristal, dureza y apariencia (color, brillo y opacidad). En general los minerales son sustancias sólidas, siendo los únicos líquidos el mercurio y el agua. Todas las rocas que constituyen la corteza terrestre están formadas por minerales. Los depósitos de minerales metálicos de valor económico y cuyos metales se explotan se denominan yacimientos.

la Química Del Agua

El agua es una substancia muy importante, Una gran parte del cuerpo de un organismo esta formado por agua. ¿Pero qué es exactamente el agua? Dentro del cuerpo de un ser humano hay un esqueleto, que hace nuestro cuerpo sólido y se cerciora de que nosotros podemos sostenernos en pie sin desplomarnos. El agua es también una clase de esqueleto. Consiste en partículas minúsculas, los átomos. Justo como todas otras substancias en la tierra. Uno de estos átomos se llama hidrógeno y el otro se llama oxígeno. Como usted sabe probablemente el aire que respiramos también contiene oxígeno. Una partícula de agua es llamada molécula. Cuando muchas moléculas de agua se derriten podemos ver esa agua, beberla o usarla por ejemplo para tirar de la cisterna.

Una molécula de agua consiste en tres átomos diferentes; un átomo de hidrógeno y dos átomos de oxígeno, que son enlazados juntos como pequeños imanes. Los átomos consisten en la materia, que tienen un núcleo en el centro. La diferencia entre los átomos es expresada por números atómicos. El número atómico de un átomo depende del número de protones en el núcleo del átomo. Los protones son partículas pequeñas cargadas positivamente. El hidrógeno tiene un protón en el núcleo y el oxígeno tiene ocho. Hay también partículas sin carga en el núcleo, llamados neutrones.

Al lado de los protones y de los neutrones, los átomos también consisten en electrones cargados negativamente, los cuales pueden ser encontrados en una nube de electrones rodeando al núcleo. El número de electrones en un átomo es igual al número de protones en el núcleo. La atracción entre los protones y los electrones es lo que mantiene al átomo junto.

Química Orgánica

La química orgánica es la disciplina científica que estudia la estructura, propiedades, síntesis y reactividad de compuestos químicos formados principalmente por carbono e hidrógeno, los cuales pueden contener otros elementos, generalmente en pequeña cantidad como oxígeno, azufre, nitrógeno, halógenos, fósforo, silicio.

El término “orgánico” procede de la relación existente entre estos compuestos y los procesos vitales, sin embargo, existen muchos compuestos estudiados por la química orgánica que no están presentes en los seres vivos, mientras que numerosos compuestos inorgánicos forman parte de procesos vitales básicos, sales minerales, metales como el hierro que se encuentra presente en la hemoglobina. Los compuestos orgánicos presentan una enorme variedad de propiedades y aplicaciones y son la base de numerosos compuestos básicos en nuestras vidas, entre los que podemos citar: plásticos, detergentes, pinturas, explosivos, productos farmacéuticos, colorantes, insecticidas.

La síntesis de nuevas moléculas nos proporciona nuevos tintes para dar color a nuestras ropas, nuevos como el Benomil – Fungicida perfumes, nuevas medicinas con las que curar enfermedades. Por desgracia existen compuestos orgánicos que han causado daños muy importantes, contaminantes como el DDT, fármacos como la Talidomida. Pero desde mi punto de vista el balance de esta disciplina científica es más que positivo, hasta el punto de ser imposible el nivel de vida actual sin sus

aportaciones.

Importancia del carbono en la industria petrolera

El abordaje del carbono en la industria petrolera tiene una vinculacion debido a que es un componente esencial de todos los seres vivientes. Existe principalmente como dióxido de carbono en la atmósfera, en los océanos y en los combustibles fósiles almacenados bajo la superficie de la Tierra. El número de átomos de carbono y la forma en que están colocados dentro de las moléculas de los diferentes compuestos proporciona al petróleo de diferentes propiedades físicas y químicas. Así tenemos que los hidrocarburos compuestos por uno a cuatro átomos de carbono son gaseosos, los que contienen de 5 a 20 son líquidos, y los de más de 20 son sólidos a la temperatura ambiente.

El petróleo crudo varía mucho en su composición, lo cual depende del tipo de yacimiento de donde provenga, pero en promedio podemos considerar que contiene entre 83 y 86% de carbono y entre 11 y 13% de hidrógeno. Mientras mayor sea el contenido de carbón en relación al del hidrógeno, mayor es la cantidad de productos pesados que tiene el crudo. Esto depende de la antigüedad y de algunas características de los yacimientos. No obstante, se ha comprobado que entre más viejos son, tienen más hidrocarburos gaseosos y sólidos y menos líquidos entran en su composición. Algunos crudos contienen compuestos hasta de 30 a 40 átomos de carbono. Por lo general, el petróleo tal y como se extrae de los pozos no sirve como energético ya que requiere de altas temperaturas para arder, pues el crudo en sí está compuesto de hidrocarburos de más de cinco átomos de carbono, es decir, hidrocarburos líquidos. Por lo tanto, para poder aprovecharlo como energético es necesario separarlo en diferentes fracciones que constituyen los diferentes combustibles como el gasavión, gasolina, turbosina, diesel, gasóleo ligero y gasóleo pesado.

Familias orgánicas

La Bioquímica de la Vida

La bioquímica estudia la base molecular de la vida. En los procesos vitales interaccionan un gran número de substancias de alto peso molecular o macromoléculas con compuestos de menor tamaño, dando por resultado un número muy grande de reacciones coordinadas que producen la energía que necesita la célula para vivir, la síntesis de todos los componentes de los organismos vivos y la reproducción celular. Al conjunto de reacciones que suceden dentro de los seres vivos se le llama metabolismo. En este sentido,actualmente se conoce a detalle la estructura tridimensional de las macromoléculas de mayor importancia biológica, los ácidos nucleicos y las proteínas, lo que ha permitido entender a nivel molecular sus funciones biológicas.Gracias al conocimiento de la estructura de los ácidos nucleicos, se esclarecieron los mecanismos de transmisión de la información genética de generación a generación, y también los mecanismos de expresión de esa información, la cual determina las propiedades y funciones de las células, los tejidos, los órganos y los organismos completos. Conocer a detalle la estructura de varias proteínas ha sido muy útil en la elucidación de los mecanismos de las reacciones enzimáticas. Prácticamente todas las reacciones que integran el metabolismo son reacciones enzimáticas.

El tipo de especie química y los mecanismos de acción que intervienen en el almacenamiento, replicación y transferencia de la información genética, así como las reacciones que forman el metabolismo son prácticamente idénticas, desde las bacterias hasta los organismos superiores. No todas las células contienen y expresan la misma información, pero las reacciones que sí llevan a cabo, utilizan enzimas prácticamente idénticas. De hecho las diferencias y similitudes entre ellas se han utilizado para establecer la secuencia de aparición de las especies. Los virus tienen algunas variantes, por ejemplo; los cromosomas de los retrovirus están constituidos por moléculas de ARN y en algunos fagos (virus que atacan a las bacterias) tienen ADN de una sola cadena. Los virus no cuentan con un metabolismo que les permita vivir en forma autónoma, sólo se pueden reproducir y expresarse dentro de las células que invaden.