Leyes de los gases

Las leyes de los gases son las siguientes:

• Ley de Boyle y Mariotte indica que: "El producto de la presión y el volumen de un gas siempre es constante para una temperatura constante"
• Ley de Charles indica que: " El volumen que ocupa un gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta a la que se encuentra, siempre que la presión sea constante".
• Ley de Gay-Lussac indica que: "La presión que ejerce un gas es directamente a la temperatura absoluta a la que se encuentra, siempre que el volumen sea constante"
• Ley de Avogadro afirma que: "Un mol de un gas ocupa siempre el mismo volumen que un mol de cualquier otro gas que se encuentre en las mismas condiciones de presión y temperatura". El volumen que ocupa un mol de cualquier gas, en condiciones normales, es de 22,4 L.
• Ley de las presiones parciales o de Dalton indica que: "En un recipiente cerrado y a la temperatura constante, la presión total que ejerce una mezcla de gases equivale a la suma de las presiones parciales que ejercería cada gas de los que componen la mezcla si estuviera solo en el recipiente.

 Todas estas leyes las puedes repasar en el siguiente vídeo:

Con estas simulaciones te familiarizaras con las leyes de los gases:

ACTIVIDAD (I) LEYES DE LOS GASES
ACTIVIDAD (II) LEYES DE LOS GASES

Propiedades periódicas

La energía de ionización es la energía mínima que se requiere para arrancar un electrón de un átomo gaseoso en su estado fundamental, transformándolo en un catión.

ACTIVIDAD I: Vídeo Energía de Ionización

La afinidad electrónica es la energía liberada cuando un átomo gaseoso en su estado fundamental incorpora un electrón, transformándose en un anión.

ACTIVIDAD II: Vídeo Afinidad Electrónica

La electronegatividad es la tendencia que tiene un elemento para atraer hacia sí el par electrónico del enlace compartido con otro.

ACTIVIDAD III: Vídeo Electronegatividad

El radio atómico indica la distancia que existe entre el núcleo y el orbital más externo de un átomo. Por medio del radio atómico, es posible determinar el tamaño del átomo.

El radio iónico establece la distancia entre el centro del núcleo del átomo y el electrón estable más alejado del mismo, pero haciendo referencia no al átomo, sino al ion.

ACTIVIDAD IV: Vídeo Radio Atómico y Radio Iónico

Para repasar las propiedades periódicas puedes visitar las siguientes actividades y reflexionar los motivos por los que varían las propiedades periódicas:

ACTIVIDAD V: Repasa las propiedades periódicas y realiza los ejercicios
ACTIVIDAD VI: Propiedades periódicas I
ACTIVIDAD VII: Propiedades periódicas II 
ACTIVIDAD VIII: Ejercicios para practicar las propiedades periódicas
ACTIVIDAD IX: Identifica propiedades

Configuraciones electrónicas y tabla periódica

El principio de exclusión de Pauli es una regla que establece, que no puede haber en un átomo dos electrones con todos sus números cuánticos idénticos. En un mismo orbital solamente pueden existir dos electrones y con sus espines opuestos.

El principio de máxima multiplicidad de Hund indica que al llenar orbitales de igual energía (los tres orbitales p, los cinco d, o los siete f) los electrones se distribuyen, siempre que sea posible, con sus espines paralelos, es decir, que no se cruzan. La partícula es más estable  cuando tiene electrones desapareados (espines paralelos) que cuando esos electrones están apareados (espines opuestos o antiparalelos).

ACTIVIDAD I: Principios de exclusión de Pauli y de máxima multiplicidad de Hund
ACTIVIDAD II: Orden energético creciente de llenado de electrones
ACTIVIDAD III: Estructuras electrónicas de los átomos
ACTIVIDAD IV: Repasa las configuraciones electrónicas
ACTIVIDAD V: Práctica las configuraciones electrónicas

Los elementos químicos aparecen clasificados en orden creciente de número atómico en la Tabla Periódica distribuidos a lo largo de 18 columnas o grupos y 7 filas o períodos. En cada grupo se colocan elementos con propiedades similares y en cada período se van colocando los elementos en orden creciente de número atómico.

ACTIVIDAD VI: Conoce la Tabla Periódica
ACTIVIDAD VII: Elige tu Tabla Periódica favorita
ACTIVIDAD VIII: Juega al tetris con la Tabla Periódica
ACTIVIDAD IX: Tabla periódica interactiva muy útil
ACTIVIDAD X: 2019 Año Internacional de la Tabla Periódica y de los Elementos Químicos

Recuerda:
"Solamente hay dos tipos de personas, los que se saben la tabla periódica y los que no...."

Orbitales atómicos y números cuánticos

La solución de la ecuación de onda de Schrödinger da origen a cuatro tipos de valores llamados números cuánticos. Estos números proporcionan una mejor característica de los electrones.

ACTIVIDAD I: Significado de los números cuánticos

ACTIVIDAD II: Ejercicios números cuánticos

Un orbital es la zona del espacio donde existe una gran probabilidad de encontrar un electrón de un átomo. Este valor de probabilidad es aproximadamente del 90%.
ACTIVIDAD III: Orbitales atómicos ACTIVIDAD IV: Animación orbitales atómicos

Principio de incertidumbre

El Principio de indeterminación o de incertidumbre de Heisenberg, indica que es imposible medir simultáneamente, y con precisión absoluta, dos magnitudes conjugadas como son el valor de la posición y la cantidad de movimiento de una partícula subatómica.

ACTIVIDAD I: Principio de incertidumbre

ACTIVIDAD II: Ejercicio del Principio de incertidumbre

Hipótesis de De Broglie

  

Esta hipótesis fue introducida por Louis-Victor de Broglie, físico francés de principios del siglo XX. En 1924 en su tesis doctoral, inspirada en experimentos sobre la difracción de electrones, propuso la existencia de ondas de materia, es decir que toda materia tenía una onda asociada a ella.

Según la hipótesis de De Broglie, cada partícula en movimiento lleva asociada una onda, de manera que la dualidad onda-partícula puede enunciarse de la siguiente forma: una partícula de masa m que se mueva a una velocidad v puede, en condiciones experimentales adecuadas, presentarse y comportarse como una onda de longitud de onda, λ. 

La relación entre estas magnitudes establecida fue:

λ = h / mv

cuanto mayor sea la cantidad de movimiento (mv) de la partícula menor será la longitud de onda (λ), y mayor la frecuencia (ν) de la onda asociada.

ACTIVIDAD I: Hipótesis de De Broglie ACTIVIDAD II: Ejercicios de la Hipótesis de De Broglie

Modelo de Bohr

Niels Bohr propuso en 1913, un intento de dar consistencia al modelo de Rutherford, evitando los inconvenientes de la electrodinámica clásica e introduciendo las ideas de cuantización de Planck. Propone los siguientes postulados:

Primer postulado: 

El electrón gira alrededor del núcleo del átomo en una órbita circular. Las órbitas electrónicas son estacionarias y el electrón cuando se mueve en ellas, no radia energía.

Segundo postulado:

El momento angular del electrón, L [L= r x p = r x (m· v); para una órbita circular, es L = rmv ] está cuantizado, lo que significa que de las infinitas órbitas que podría tener, sólo son posibles las que cumplen que el impulso angular es un múltiplo entero de h/2π (h es la constante de Plank)

Tercer postulado:

Cuando un electrón cambia de órbita de una órbita, de energía E2, a otra inferior, de energía E1, la energía liberada se emite en forma de radiación. La frecuencia (f) de la radiación viene dada por la expresión: E2 - E1 = h·f    (h es la constante de Plank)

ACTIVIDAD I: Simulación del Modelo de Bohr

Este vídeo nos comenta el Modelo atómico de Bohr:

ACTIVIDAD II: Simulación del modelo atómico de Bohr Según el modelo atómico de Bohr se puede interpretar el espectro de emisión del hidrógeno y aparece explicado en el siguiente vídeo:

ACTIVIDAD III: Limitaciones del Modelo de Bohr

ACTIVIDAD IV: Números cuánticos

Sommerfeld propuso que las órbitas electrónicas sean elípticas. Cada nivel n presenta varios subniveles que dan cuenta del desdoblamiento de líneas espectrales. Propone un nuevo número cuántico, l, número cuántico secundario, que puede tomar los valores l = 0, 1, 2,…(n−1).

El desdoblamiento de líneas del Efecto Zeeman obligó a introducir un nuevo número cuántico, m, número cuántico magnético, que daba cuenta de la s orientaciones de las órbitas dentro de un campo magnético. Sus posibles valores son m = −l,..., 0, ..., +l

Por último hubo que introducir un último número cuántico para explicar lo que se conocía como efecto Zeeman anómalo, desdoblamiento de todos los subniveles cuando los espectros se realizaban con más resolución. Este número cuántico se conoce como, s, número cuántico de espín. Tiene valores de +1/2 y −1/2

Estos números cuánticos no son consecuencia de la teoría sino que se tienen que introducir para poder explicar los hechos experimentales.

ACTIVIDAD V: Modelo de Bohr-Sommerfeld

ACTIVIDAD VI: Números cuánticos

Los espectros de absorción y emisión

El espectro de absorción de una materia muestra la fracción de la radiación electromagnética incidente que un material absorbe dentro de un rango de frecuencias. Es, en cierto sentido, el opuesto de un espectro de emisión. Cada elemento químico tiene líneas de absorción en algunas longitudes de onda, hecho que está asociado a las diferencias de energía de sus distintos orbitales atómicos. Se emplea el espectro de absorción para identificar los elementos componentes de algunas muestras, como líquidos y gases; más allá, se puede emplear para determinar la estructura de compuestos orgánicos.

Los espectros de emisión y absorción de luz por los átomos permitieron la justificación y ampliación del modelo cuántico. La radiación emitida por los gases puede separarse en sus diferentes longitudes de onda por medio de un prisma.

ACTIVIDAD I: Observa los espectros de absorción y emisión de los elementos
ACTIVIDAD II: Espectros de absorción y emisión de los elementos
ACTIVIDAD III: Series espectrales y la Ley de Rydberg
ACTIVIDAD IV: Fórmula de Rydberg
ACTIVIDAD IV: Ejercicios de espectros atómicos

El efecto fotoeléctrico

El efecto fotoeléctrico es el fenómeno que consiste en la emisión de electrones por un material metálico al incidir sobre él una radiación electromagnética.

El efecto fotoeléctrico fue descubierto y descrito por Hertz, en 1887, al observar que el arco que salta entre dos electrodos conectados a alta tensión alcanza distancias mayores cuando se ilumina con luz ultravioleta que cuando se deja en la oscuridad. Einstein dió la explicación teórica del efecto fotoeléctrico, basando esta explicación en una extensión del trabajo sobre los cuantos de Planck. En 1921 Einstein fue galardonado con el Premio Nobel.

Este vídeo y las simulaciones siguientes sirven para asimilar el efecto fotoeléctrico:

ACTIVIDAD I: El efecto fotoeléctrico en diferentes condiciones

ACTIVIDAD II: Repasa el Efecto Fotoeléctrico

ACTIVIDAD III: El Efecto Fotoeléctrico

Radiación electromagnética

Los parámetros característicos de las ondas son:

• Longitud de onda: Es la distancia existente entre dos máximos o dos mínimos sucesivos de una onda. Una oscilación es una vibración que da lugar a una longitud de onda. Su unidad en el Sistema Internacional es el metro (m).
• Amplitud: Es el valor máximo que puede adquirir la perturbación. Su unidad en el Sistema Internacional es el metro (m).
• Frecuencia: Es el número de oscilaciones que pasan por cada punto en la unidad de tiempo. Su unidad en el Sistema Internacional es el hercio (Hz).
• Período: Es el tiempo que tarda la onda en recorrer una longitud de onda. Es el inverso de la frecuencia. Su unidad en el Sistema Internacional es el segundo (s).
• Velocidad de propagación de una onda: Es producto de la longitud de onda por la frecuencia. Se mide en el Sistema Internacional en m/s. En caso de ondas electromagnéticas en el vacío esta velocidad es c.

El espectro electromagnético es un continuo formado por un conjunto de radiaciones electromagnéticas. No solo está formado por la ondas que se perciben por los sentidos, sino por otras ondas llamadas microondas, infrarrojas, ultravioletas, rayos X, rayos gamma y rayos cósmicos.
Este vídeo nos explica el espectro electromagnético y como allí se observa advierto que existe otro tipo de división en el espectro electromagnético como es la radiación electromagnética ionizante, ultravioleta, visible  y no ionizante.

ACTIVIDAD I: Conoce el espectro electromagnético

Trabajo en el laboratorio

Algunos de los instrumentos y productos que se utilizan en el laboratorio pueden resultar peligrosos si no se manipulan correctamente. Para evitar riesgos, deberemos respetar siempre las normas de seguridad y observar los símbolos que aparecen en la etiqueta de los envases.

REALIZACIÓN DE UN INFORME DE LABORATORIO 

NORMAS DE LABORATORIO Y COMPROMISO DEL ALUMNO

ACTIVIDAD I:  Conoce el Material de Laboratorio

ACTIVIDAD II: Hoja de Normas de Laboratorio y Pictogramas

ACTIVIDAD III: Pictogramas

ACTIVIDAD IV: Repasa el Laboratorio

PRÁCTICA: "Material de Laboratorio"

El método científico. La unidad y la medida

La física es la ciencia que estudia los fenómenos físicos, es decir, aquellos procesos en que la composición de una sustancia no cambia ni se originan nuevas sustancias.

La química es la ciencia que estudia los fenómenos químicos, es decir, aquellos procesos en los que una o más sustancias cambian su composición y se transforman en otras.

Una magnitud física es toda propiedad de los cuerpos que puede ser medida.

ACTIVIDAD:  Magnitudes físicas y unidades

Un factor de conversión es una fracción igual a la unidad que expresa la equivalencia entre dos unidades.

ACTIVIDAD: Factores de conversión

Un número expresado en notación científica estará formado por un número decimal con una parte entera de una sola cifra distinta de 0, multiplicado por una potencia de 10 de exponente entero.

ACTIVIDAD I:   Notación científica y potencias de 10

ACTIVIDAD II: Operaciones con notación científica

El error absoluto de una medida es la diferencia, en valor absoluto, entre el valor aproximado obtenido en la medición y el valor verdadero o exacto de la medida. Se expresa en las mismas unidades que la magnitud medida.
El error relativo de una medida es el cociente entre el error absoluto y el valor verdadero o exacto de la medida. No tiene dimensiones y determina el error que se comete por cada unidad de la magnitud medida.

Las cifras significativas de una medida son todas las que se conocen con certeza, más una dudosa, es decir, que tiene un margen de error.
Una medida experimental se expresa mediante un intervalo determinado por el valor numérico obtenido, con todas sus cifras significativas, y el error absoluto correspondiente, que supondremos igual a la resolución del instrumento de medidad.

ACTIVIDAD:  Cálculo de errores

El método científico consta de las siguientes fases: identificación del problema, formulación de hipótesis, comprobación de hipótesis, extracción de conclusiones y comunicación de resultado.

ACTIVIDAD:  Fases del Método Científico

En este vídeo se explica el método científico y sus etapas:

  
Desde la web de FISICA Y QUÍMICA FLASH, EDUCAMIX y TESTEANDO puedes repasar contenidos.

Fórmulas empíricas y moleculares

La fórmula química es la representación de los elementos que forman un compuesto y la proporción en que se encuentran, o del número de átomos que forman una molécula. También puede darnos información adicional como la manera en que se unen dichos átomos mediante enlaces químicos e incluso su distribución espacial. Para nombrarlas, se empleamos las reglas de la nomenclatura o formulación química. Existen varios tipos de fórmulas químicas: 

• Fórmula empírica: Es una expresión que representa la proporción más simple en la que están presentes los átomos que forman un compuesto químico. Es por tanto la representación mas sencilla de un compuesto. 
•  Fórmula molecular: Es una expresión que representa el número exacto de átomos que existen en el compuesto. Para determinar la fórmula molecular de un compuesto es necesario conocer la masa molecular del mismo.

La fórmula molecular será un múltiplo entero de la fórmula empírica.

EJERCICIOS DE FÓRMULA EMPÍRICA Y MOLECULAR

Concepto de mol

Un mol de átomos de cualquier elemento contiene 6,022 · 10²³ átomos de ese elemento. La masa en gramos de cada mol será distinta para cada elemento de la tabla periódica puesto que la masa de cada átomo es distinta. Un mol de moléculas de cualquier compuesto contiene 6,022 · 10²³ moléculas de ese compuesto. Un mol es la cantidad de sustancia cuya masa en gramos es numéricamente igual a la masa molecular.

La definición actual de mol es la siguiente:

Mol es la cantidad de sustancia que contiene el mismo número de entidades elementales que hay en 0,012 Kg de carbono 12. Este número de entidades elementales corresponde al número de Avogadro cuyo valor es de 6,022 · 10²³

CONCEPTO DE MOL

Leyes ponderales

 

La ley de conservación de la materia indica que: "La materia ni se crea ni se destruye, únicamente se transforma". En otros términos, la suma de las masas de los reactivos es igual a la suma de las masas de los productos

ACTIVIDAD I: Ley de conservación de la materia 

La ley de las proporciones constantes o definidas indica que: "Un compuesto contiene siempre los mismos elementos y en las mismas proporciones, independientemente del proceso seguido en su formación", es decir, cuando dos o más elementos se combinan químicamente para formar un compuesto, siempre lo hacen en una relación de masas constantes.

ACTIVIDAD II: Ley de las proporciones definidas

La ley de las proporciones múltiples indica que: "Cuando dos elementos A y B, son capaces de combinarse entre sí para formar varios compuestos distintos, las distintas masas de B que se unen a una cierta masa de A, están en relación de números enteros y sencillos"

ACTIVIDAD III: Ley de las proporciones múltiples

La ley de los volúmenes de combinación indica que: "Los volúmenes de los gases reaccionantes y de los gases obtenidos guardan una relación de números enteros sencillos, siempre y cuando se trabaje a presión y temperatura constantes

ACTIVIDAD IV: Leyes estequiométricas

EJERCICIOS DE LEYES PONDERALES RESUELTOS

PROBLEMAS DE LAS LEYES PONDERALES

Indicadores observables y evaluables

12 de septiembre de 2020, desde Recursos Palomeras-Vallecas aportamos nuestros indicadores observables y evaluables para facilitar a tod@s la respuesta a la pregunta

¿Qué tengo que hacer para afrontar correctamente cualquier asignatura?
La respuesta es fácil y la tienes en el archivo adjunto...

INDICADORES OBSERVABLES Y EVALUABLES