Guía #3 - Ciclo 4

INSTITUCIÓN EDUCATIVA  BARTOLOMÉ LOBOGUERRERO

JORNADA NOCTURNA

CICLO CUATRO

OBJETIVOS:

- Reconocer la importancia  de la valencia y el número de oxidación de un elemento químico.

- Determinar el número de oxidación de un elemento, molécula y compuesto

 

VALENCIAY EL NUMERO DE OXIDACION DE UN ELEMENTO

1. LA VALENCIA

La valencia es el número de electrones que le faltan o debe ceder un elemento químico para completar su último nivel de energía

En química, hablamos de valencia para referirnos al número de electrones que un átomo de un elemento determinado posee en su último nivel de energía, es decir, en su órbita más externa. Estos electrones son de especial relevancia pues son los responsables de los diferentes enlaces  e intervienen a la hora de las reacciones químicas.

Un átomo puede tener una o más valencias, sin embargo, y por ese motivo este concepto, creado en el siglo XIX para explicar las “afinidades” entre los distintos átomos que se conocían, ha sido sustituido con el de “número de oxidación”, que finalmente representa lo mismo. Así, por ejemplo, el átomo de hidrógeno tiene valencia 1, lo que significa que puede compartir un electrón en su última capa; el de carbono, en cambio, tiene valencia 2 o 4, es decir, puede ofrecer dos o cuatro electrones. De allí que el número de valencia represente la capacidad del elemento de ganar o ceder electrones durante una reacción o enlace químico.

A lo largo de la historia, el concepto de valencia permitió el desarrollo de teorías respecto a las junturas químicas, como son la estructura de Lewis en 1916, la teoría del enlace de valencia en 1927, la teoría de los orbitales moleculares en 1928, la teoría de repulsión de pares electrónicos de la capa de valencia en 1958 y distintas teorías de la física cuántica.

Tipos de valencia       

Existen dos tipos distintos de valencia, que son:

• Valencia positiva máxima. Refleja la máxima capacidad combinatoria de un átomo, es decir, la mayor cantidad de electrones que puede ceder. Los electrones tienen carga negativa, así que un átomo que los cede obtiene una valencia positiva (+).
• Valencia negativa. Representa la capacidad de un átomo de combinarse con otro que presente valencia positiva. Los átomos que reciben electrones presentan una valencia negativa (-).

Valencia de  algunos  elementos:

Las valencias conocidas de los principales elementos de la tabla periódica son los siguientes:

• Hidrógeno (H): 1
• Carbono (C): 2, 4
• Sodio (Na): 1
• Potasio (K): 1
• Aluminio (Al): 3
• Mercurio (Hg): 1, 2
• Calcio (Ca): 2
• Hierro (Fe): 2, 3
• Plomo (Pb): 2, 4

NUMEROS DE OXIDACION

El número de oxidación es un número entero que representa el número de electrones que un átomo pone en juego cuando forma un compuesto determinado. El número de oxidación es positivo si el átomo pierde electrones, o los comparte con un átomo que tenga tendencia a captarlos

Reglas para asignación números de oxidación

·         Todos los elementos en estado natural o no combinados tienen número de oxidación igual a cero.

 

·         El número de oxidación de un elemento en un ion monoatómico es igual a la carga de ese ion.

·         El número de oxidación del flúor es -1 en todos sus compuestos.

·         Los números de oxidación de los metales alcalinos (grupo 1) es +1.

·         Los números de oxidación de los metales alcalinotérreos (grupo 2) es

 

·         El número de oxidación del oxígeno en la mayoría de los compuestos es -2, exceptuando cuando forma peróxidos (H₂O₂) que es -1 y cuando reacciona con el flúor (OF₂), donde el número de oxidación es +2.

·         El hidrógeno en sus compuestos tienen número de oxidación +1 excepto los hidruros metálicos cuyo número de oxidación es -1.

·         La suma algebraica de todos los números de oxidación de los elementos en un compuesto debe ser igual a cero.

·         En un ion poliatómico, la suma algebraica de los números de oxidación debe ser igual a la carga neta del ion.

 

Afianza lo visto con los siguientes videos:                                                                                    

 

https://youtu.be/IdDUfpx1xjg 

https://youtu.be/S9QXZ43il68

 

 

Diferencia entre la valencia y el numero de oxidacion            

La diferencia clave entre la valencia y el número de oxidación es que la valencia es el número máximo de electrones que un átomo puede perder, ganar o compartir para estabilizarse, mientras que el número de oxidación es el número de electrones que un átomo puede perder o ganar para formar un enlace con otro átomo.

 

Actividad No 3

El desarrollo de esta actividad debes realizarla en el cuaderno de química:

1. Con ayuda de la tabla periódica determina el símbolo del elemento y  la valencia de los siguientes elementos:

-Fosforo     -Argón       -Bismuto       -Flúor       -Zinc               -Mercurio                                      -Plata                -Níquel             -Plomo             -Vanadio           -Litio            -Niobio                   -Indio        -Azufre         - Nitrógeno  

2. Escribe  el símbolo y el número de oxidación  de los siguientes elementos

• Calcio             
•  Oxigeno                
• Hierro            
• Sodio                                                             
• Hidrogeno                                                  
• Aluminio

3. Determina el número de oxidación de los siguientes compuestos:

4. Consulta sobre las siguientes teorías:

• La teoría del enlace de Valencía
• La teoría de los orbitales moleculares de 1928
• La teoría de repulsión de pares electrónicos de la capa de valencia

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GUÍA #2 - CICLO 4

 

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JORNADA NOCTURNA

 CICLO CUATRO - QUIMICA

                                       CONFIGURACION ELECTRONICA                                 

Objetivos:

- Aprender a representar la estructura atómica de los átomos.

- Ser capaces de identificar los diferentes niveles y sub niveles de energía y la capacidad de electrones que tiene cada uno de ellos.

Número Atómico o Z:

En física y química, el número atómico​ de un elemento químico es el número total de protones que tiene cada átomo de ese elemento. Se suele representar con la letra Z. Los átomos de diferentes elementos tienen distintos números de electrones y protones. Se coloca como subíndice a la izquierda del símbolo del elemento correspondiente en la Tabla periódica. Por ejemplo, todos los átomos del elemento Hidrógeno tienen 1 protón y su Z = 1, los de Sodio tienen 11 protones y Z =11, los del Hierro tienen 26 protones y Z = 26.Recuerda que el elemento tiene la misma cantidad de  los protones y los electrones pero se diferencian por la carga eléctrica (protón (+) y el electrón (-)).

                                                 

Niveles de Energía:

Existen 7 niveles de energía o capas donde pueden situarse los electrones, numerados del 1, el más interno, al 7, el más externo. 2. A su vez, cada nivel tiene sus electrones repartidos en distintos subniveles, que pueden ser de cuatro tipos: s, p, d, f.

A partir del número atómico del elemento se realiza la configuración electrónica.

Configuración Electrónica:

Existen 7 niveles de energía o capas donde pueden situarse los electrones, numerados del 1, el más interno, al 7, el más externo. 2. A su vez, cada nivel tiene sus electrones repartidos en distintos subniveles, que pueden ser de cuatro tipos: s, p, d, f.

En cada subnivel hay un número determinado de orbitales que pueden contener, como máximo, 2 electrones cada uno.  

Así, hay 1 orbital tipo s, 3 orbitales p, 5 orbitales d y 7 del tipo f. De esta forma el número máximo de  electrones que admite cada subnivel es: 2 en el s; 6 en el p (2 electrones x 3 orbitales); 10 en el d (2 x 5); 14 en el f (2 x 7).
La distribución de orbitales y número de electrones posibles en los 4 primeros niveles se resume en la  siguiente tabla:

La configuración electrónica en la corteza de un átomo es la distribución de sus electrones en los distintos niveles y orbitales. Los electrones se van situando en los diferentes niveles y subniveles por orden de energía creciente hasta completarlos. Es importante saber cuantos electrones existen en el nivel más externo de un átomo pues son los que intervienen en los enlaces con otros átomos para formar compuestos como lo muestra la siguiente tabla:

En química, la configuración electrónica indica la manera en la cual los electrones se estructuran, comunican u organizan en un átomo de acuerdo con el modelo de capas electrónicas, en el cual las funciones de ondas del sistema se expresan como un producto de orbitales antisimetrizado.

Distribución  Electrónica:

Es la distribución de los electrones en los subniveles y orbitales de un átomo. La configuración electrónica de los elementos se rige según el diagrama de Moeller:

Para comprender el diagrama de Moeller se utiliza la siguiente tabla:

En el siguiente ejemplo podemos ver la distribución electrónica del Sodio (Na) siguiendo el diagrama de Moller. El número  del sodio es 11: 

Para reforzar lo aprendido en la guía observa y escucha con atención los siguientes videos:

https://youtu.be/dg7GrLXAiSY https://youtu.be/dg7GrLXAiSY

https://youtu.be/4MMvumKmqs4 https://youtu.be/4MMvumKmqs4

Actividad No 2

1. Marca con una X la respuesta correcta:

1. Una posible distribución electrónica para un elemento X, que pertenece a la misma familia que el elemento de bromo, cuyo número atómico es 35, es:

a) 1s²2s²2p^5to

b) 1s²2s²2p^6to3s²3p¹

c) 1s²2s²2p²

d) 1s²2s²2p^6to3s¹

e) 1s²2s²2p^6to3s²3p^6to4s²3d^5to

2. El número de electrones en la capa de valencia del átomo de calcio (Z = 20) en el estado fundamental es:

a) 1

b) 2

c) 6

d) 8

e) 10

3. (UFSC) – El número de electrones en cada subnivel del átomo de estroncio (₃₈Sr) en orden ascendente de energía es:

a) 1s² 2s² 2p^6to 3s² 3p^6to 4s² 3d¹⁰4p^6to 5s²

b) 1s² 2s² 2p^6to 3s² 3p^6to 4s² 4p^6to 3d¹⁰ 5s²

c) 1s² 2s² 2p^6to 3s² 3p^6to 3d¹⁰ 4s² 4p^6to 5s²

d) 1s² 2s² 2p^6to 3s² 3p^6to 4p^6to 4s² 3d¹⁰ 5s²

e) 1s² 2s² 2p^6to 3p^6to 3s² 4s² 4p^6to 3d¹⁰ 5s²

4. Suponiendo que el número atómico de titanio es 22, su configuración electrónica será:

a) 1s² 2s² 2p^6to 3s² 3p³

b) 1s² 2s² 2p^6to 3s² 3p^5to

c) 1s² 2s² 2p^6to 3s² 3p^6to 4s²

d) 1s² 2s² 2p^6to 3s² 3p^6to 4s² 3d²

e) 1s² 2s² 2p^6to 3s² 3p^6to 4s² 3d¹⁰ 4p^6to

5. Distribuya electrónicamente los siguientes elementos:           
a) ₁₂Mg                                                                                                    
b) ₃₅Br                                                                                                          c) ₂₀Ca                                                                                                            d) ₅₆Ba