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Tema 5
Elementos
y compuestos
químicos
IES Padre Manjón
Prof: Eduardo Eisman
FYQ 3.º ESO: Tema 5. Elementos y compuestos químicos
Curso 2012/13
1
Para empezar, experimenta y piensa
 Un clavo de hierro en una disolución de
sulfato de cobre.
¿Cuál es un elemento y cuál un compuesto?

Un globo con helio y otro con hexafluoruro
de azufre. Observa lo que ocurre.
¿Qué gas hay en cada uno?
Hierro
(Fe)
Sulfato
de cobre
(CuSO4)
Cobre
(Cu)
 Pasados unos minutos el cobre de la
disolución se h depositado en el clavo
FYQ 3.º ESO: Tema 5. Elementos y compuestos químicos
Curso 2012/13
2
1a El Sistema periódico de los elementos
En el sistema periódico los elementos químicos están colocados por orden
creciente de su número atómico (Z)
Se denominan
GRUPOS
PERÍODOS
a las columnas de la tabla
a las filas de la tabla
 Existen 18 grupos o familias.
 Todos los elementos de un mismo
grupo tienen el mismo número de
electrones en su último nivel.
 Existen 7 filas o periodos.
 Todos los elementos del mismo periodo
tiene sus últimos electrones en el mismo
nivel . Es decir, cada elemento tiene tantos
niveles de energía como indica su periodo.
La utilidad del sistema periódico reside en que los elementos de un
mismo grupo poseen propiedades químicas similares
FYQ 3.º ESO: Tema 5. Elementos y compuestos químicos
Curso 2012/13
3
1b El Sistema periódico
H
2
Li
Be
Na
Mg
3
4
5
6
7
8
9
10
11
K
Ca
Sc
Ti
V
Cr
Mn
Fe
Co
Ni
Rb
Sr
Y
Zr
Nb
Mo
Tc
Ru
Rh
Cs
Ba
La
Hf
Ta
W
Re
Os
Fr
Ra
Ac
Rf
Db
Sg
Bh
Ce
Pr
Nd
Pm
Th
Pa
U
Np
13
14
15
16
17
He
B
C
N
O
F
Ne
12
Al
Si
P
S
Cl
Ar
Cu
Zn
Ga
Ge
As
Se
Br
Kr
Pd
Ag
Cd
In
Sn
Sb
Te
I
Xe
Ir
Pt
Au
Hg
Tl
Pb
Bi
Po
At
Rn
Hs
Mt
Ds
Rg
Sm
Eu
Gd
Tb
Dy
Ho
Er
Tm
Yb
Lu
Pu
Am
Cm
Bk
Cf
Es
Fm
Md
No
Lr
PERÍODOS
GRUPOS
Tierras raras
Metales
No metales
Gases nobles
 METALES: Pueden perder electrones y formar iones positivos, cationes: Na +
 NO METALES: Pueden ganar electrones y formar iones negativos, aniones: Cl FYQ 3.º ESO: Tema 5. Elementos y compuestos químicos
Curso 2012/13
4
GASES
NOBLES
Los elementos químicos: metales, no metales y gases nobles
•
•
•
•
•
Representan casi el 75 % de todos los elementos.
Tienen brillo metálico.
Conducen bien el calor y la electricidad.
Son dúctiles y maleables.
Excepto el mercurio, que es líquido, son sólidos a
temperatura ambiente y funden a alta temperatura.
• Tienden a perder electrones y formar iones positivos.
• Son malos conductores del calor y de la electricidad.
• A temperatura ambiente pueden ser sólidos, líquidos o
gases.
• La mayoría de los sólidos son blandos.
• La temperatura de fusión para la mayoría de los sólidos es
baja, igual que la de ebullición para los líquidos.
• Suelen captar electrones formando iones negativos.
Cobre
Oro
Aluminio
Estaño
Bromo
Flúor
NO
METALES
METALES
1c
Azufre
Iodo
• Se encuentran en la naturaleza como átomos aislados.
• Son gases a temperatura ambiente.
• Desde el punto de vista químico son muy estables:
no forman compuestos. No ganan ni pierden electrones;
es decir, no forman iones.
• Sus aplicaciones están relacionadas con su estabilidad
química.
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Curso 2012/13
5
2a El sistema o tabla periódica actual
Alcalinos
Número
atómico
Alcalinotérreos
Masa
atómica (U)
Símbolo
Nombre
Metales de
transición
Anfígenos
Halógenos
Gases
nobles
Metales
Lantánidos
No metales
Gases
nobles
Actínidos
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2b El sistema periódico actual
PERÍODOS
GRUPOS
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7
3a Los elementos químicos más comunes: bioelementos
Se llaman bioelementos los elementos químicos que
forman parte de los seres vivos. Los más abundantes son:
C, H, O, N, Ca, P, Mg, S, Na, K y Cl, y constituyen más del
99 % de estos seres.
12
6
C
Carbono
1
1
H
Hidrógeno
16
8
14
O
Oxígeno
7
N
Nitrógeno
La CDR (cantidad diaria recomendda) es la cantidad de un nutriente que una persona sana debe
ingerir por término medio cada día, a través de la dieta, para mantener un buen estado de salud.
40,1
Ca
20
Calcio
Leche, queso,
pan y verduras.
CDR = 800 mg
31
P
24,3
Mg
15
Fósforo
12
Magnesio
Leche, aves,
pescado, carne,
legumbres y
frutos secos.
CDR = 800 mg
Leche, carne,
verduras,
legumbres
y nueces.
CDR = 300 mg
32
S
16
Azufre
Carne, pescado
y huevos.
CDR = sin establecer
FYQ 3.º ESO: Tema 5. Elementos y compuestos químicos
23
Na
11
Sodio
Sal común.
CDR = 500 mg
39,1
K
35,5
Cl
19
Potasio
17
Cloro
Leche,
chocolate, fruta,
verduras
y cereales.
CDR = 2000 mg
Sal común.
CDR = sin
establecer
Curso 2012/13
8
3b
Los elementos químicos más comunes: oligoelementos
Son oligoelementos los elementos que están en
menor proporción (aproximadamente el 0,1%) y
que son indispensables para todos los seres
vivos, como : Fe, Zn, Mn, F, I, Cu, Co.
55,8
26
Fe
Hierro
Hígado,
legumbres,
carne y yema
de huevo.
CDR = 14 mg
65,4
30
Zn
Cinc
Carne, cereales
integrales y
legumbres.
CDR = 15 mg
54,9
25
Mn
Manganeso
Té, arroz
integral, frutos
secos y
legumbres.
CDR = 2-5 mg
19
9
F
Flúor
Té, pescado y agua
fluorada.
CDR = sin establecer
FYQ 3.º ESO: Tema 5. Elementos y compuestos químicos
126,9
53
I
63,5
29
Cu
Yodo
Cobre
Sal yodada,
marisco y algas.
CDR = 150 mg
Hígado, nueces
y legumbres.
CDR = 1,5-3 mg
Curso 2012/13
58,9
27
Co
Cobalto
Carne, pescado,
lácteos y lentejas.
CDR = sin
establecer
9
4a Cómo se presentan los elementos: átomos, moléculas y cristales
Átomos aislados: los elementos del grupo 18, los gases nobles, se presentan a
temperatura ambiente como gases cuyas partículas son átomos aislados.
 Su fórmula coincide con el símbolo químico de cada gas:
He, Ne, Ar, Kr, Xe y Rn
Una molécula es una agrupación de átomos que pueden pertenecer al mismo
elemento o a varios elementos diferentes.
 Es la parte más pequeña de una sustancia que conserva sus propiedades químicas.
 Una sustancia molecular es un conjunto de moléculas.
2 átomos de H
en la molécula.
Sin subíndice.
Solo 1 átomo de
S en la molécula.
H2O
SO3
FYQ 3.º ESO: Tema 5. Elementos y compuestos químicos
Sin subíndice. Solo
1 átomo de O en la
molécula.
3 átomos de O
en la molécula.
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10
4a Cómo se presentan los elementos: átomos, moléculas y cristales
Un cristal es una forma de materia cuyas partículas forman una estructura interna
perfectamente ordenada que se extiende en las tres direcciones del espacio.
CRISTAL IÓNICO
CRISTAL METÁLICO
Cationes sodio
Cl
-
+
Cu
+
Na
Cationes
metálicos
CRISTAL COVALENTE
Aniones cloruro
Nube de
electrones
Átomos C
Sal común: NaCl
Cobre
Diamante: Carbono
cristalizado
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Para aprender un poco más: el enlace químico
Mecanismos de Unión entre átomos
se caracterizan por
Transferencia de
electrones
Compartición de
electrones
Liberación de
electrones
se llama
se llama
se llama
Enlace iónico
Enlace covalente
Enlace metálico
es la unión entre
Metales + No metales
es la unión entre
No metales + No
metales
FYQ 3.º ESO: Tema 5. Elementos y compuestos químicos
es la unión entre
Átomos de un mismo
metal
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Enlace iónico
 Una de las formas que tiene los átomos de tener ocho electrones en su último
nivel de energía es perdiendo o ganando electrones.
 El magnesio cede dos electrones al oxígeno. Ambos consiguen completar el
octeto en su capa de valencia.
-
-
12p+
12nº
-
- -
-
Magnesio
-
-
-
- Mg
-
-
-
8p+
8nº
+-
 Regla del octeto
Oxígeno
12p+
12nº
-
-
O
-
-
- -
-
++
-
-
-
8p+
8nº
-+-
Catión magnesio Mg
-
- -
-
-
-
Anión oxígeno
O=
 Los iones formados quedan unidos ya que se atraen fuertemente por tener carga
eléctrica de distinto signo.
 Este enlace se denomina iónico, ya que los átomos participantes se encuentran
en forma de iones. Se produce entre átomos de un metal y un no metal
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Enlace iónico
 Un ión ejerce fuerzas en todas direcciones, de modo que cada ión positivo
atrae a todos los iones negativos vecinos, rodeándose del mayor número de ellos
posible, y viceversa.
Ión O2Ión Mg2+
 Los compuestos iónicos no
forman
moléculas,
sino
agregados iónicos que dan
lugar a redes cristalinas
geométricas.
FYQ 3.º ESO: Tema 5. Elementos y compuestos químicos
Curso 2012/13
14
Enlace covalente
El enlace covalente se forma cuando dos átomos comparten uno o
más pares de electrones para completar su capa de valencia, según la
regla del octeto, adquiriendo así estabilidad.
Ejemplo: La molécula de flúor: F2

La configuración electrónica del átomo de flúor es: 1s2 2s2 2p5
par común
Diagramas de Lewis:
Lewis propuso representar los electrones de la última capa en parejas o
aislados mediante puntos o cruces alrededor del símbolo del elemento:
••
••
F•
••
+
••
••
F
••
•
FYQ 3.º ESO: Tema 5. Elementos y compuestos químicos
••
••
••
••
••
F • • F ••
o bien
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F-F
F2
15
Enlace covalente
En la molécula de hidrógeno, H2, se comparte un par de electrones. La molécula se
forma mediante un enlace covalente simple.
H
H
H H
H H
o
En la molécula de oxígeno, O2, se comparten dos pares de electrones. La molécula
se forma mediante un enlace covalente doble.
O
O
O
O
o
O
O
En la molécula de agua, H2O, el átomo de oxígeno necesita dos electrones para
completar el octeto. El oxígeno comparte un par de electrones con cada uno de los
átomos de hidrógeno.
O
2H
FYQ 3.º ESO: Tema 5. Elementos y compuestos químicos
OH
H
O
o
H
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H
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Compuestos covalentes
Compuestos covalentes
diamante
grafito
FYQ 3.º ESO: Tema 5. Elementos y compuestos químicos
sílice
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17
Enlace metálico
¡Por qué los metales son muy buenos conductores de la electricidad?
5.1. Enlace metálico: el modelo del “mar electrónico”
 En 1900, Drude propuso un modelo basado en la idea de que los átomos
metálicos , al unirse, se desprenden de sus electrones que quedan
deslocalizados en la red y sin conexión con los átomos que quedan
cargados positivamente.
 Transportan carga eléctrica cuando el metal es sometido a una diferencia de
potencial.
 Actúan como aglutinantes de la red, impidiendo la repulsión entre cationes.
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18
Grupo
SISTEMA PERIÓDICO DE LOS ELEMENTOS
Periodo
1
2
3
4
5
6
7
8
IA
II A
III B
IV B
VB
VI B
VII B
Número atómico
1
3
2
3
4
5
6
7
Li Be
6,94
9,01
Litio
Berilio
11
12
VIII
22,99
24,31
Magnesio
19
20
12
13
14
15
16
17
18
IB
II B
III A
IV A
VA
VI A
VII A
Gases
nobles
H
Negro - sólido
Azul - líquido
Rojo - gas
Violeta - artificial
Símbolo
1,008
Hidrógeno
Metales
Semimetales
No metales
Inertes
21
22
K Ca Sc Ti
23
39,10
40,08
44,96
20,18
50,94
Calcio
Escandio
Titanio
Vanadio
37
38
Y
40
41
39
He
24
25
54,94
54,94
26
27
4,003
Helio
5
B
10,81
Boro
13
6
C
12,01
29
30
14,01
8
O
16,00
Carbono Nitrógeno Oxígeno
14
Al Si
28
7
N
15
P
16
S
9
10
F Ne
18,99
20,18
Flúor
Neón
17
18
Cl Ar
26,98
28,09
30,97
32,07
35,45
39,95
Aluminio
Silicio
Fósforo
Azufre
Cloro
Argón
31
32
33
34
35
36
72,59
74,92
V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Potasio
Rb Sr
11
2
Na Mg
Sodio
10
1
Masa atómica
Nombre
4
9
Cromo Manganes
o
42
43
95,94
(97)
55,85
58,70
58,70
63,55
65,38
69,72
Hierro
Cobalto
Niquel
Cobre
Zinc
Galio
44
45
46
47
48
49
107,87
Germanio Arsénico
50
51
78,96
79,90
83,80
Selenio
Bromo
Criptón
52
53
I
Xe
Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te
85,47
87,62
88,91
91,22
92,91
Rubidio
Estroncio
Itrio
Circonio
Niobio
101,07
102,91
106,4
Rutenio
Rodio
Paladio
55
56
57
72
73
74
75
76
77
132,91
137,33
138,91
178,49
180,95
183,85
Cesio
Bario
Lantano
Hafnio
186,21
190,2
Renio
Osmio
87
88
89
104
105
106
107
108
109
(227)
(261)
(262)
(263)
Molibdeno Tecnecio
112,40
114,82
118,69
121,75
127,60
126,90
Plata
Cadmio
Indio
Estaño
Antimonio
Telurio
Yodo
Xenón
78
79
80
81
82
83
84
85
86
192,22
195,09
196,97
207,19
208,98
(209)
(210)
(222)
Platino
Oro
200,59
204,37
Iridio
Talio
Plomo
Bismuto
Polonio
Astato
Radón
Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir
Tántalo Wolframio
54
131,30
Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Mercurio
Fr Ra Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt
(223)
(226)
Francio
Radio
Actinio Rutherford Dubnio Seaborgio
io
58
Lantánidos 6
(265)
(266)
Hassio
Meitnerio
59
60
61
62
140,91
144,24
(145)
150,35
63
64
151,96
157,25
65
66
67
68
69
70
71
Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
140,12
Cerio
90
Actínidos 7
(262)
Bohrio
Praseodi Neodimio Promecio Samario
mio
91
92
(231)
238,03
Europio Gadolinio
93
94
95
96
237
(244)
20,18(243)
(247)
Americio
Curio
164,93
167,26
168,93
173,04
174,97
Terbio
158,93
Disprosio
Holmio
Erbio
Tulio
Iterbio
Lutecio
97
98
99
100
101
102
103
(247)
(251)
(254)
(257)
(258)
(255)
(260)
162,50
Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
232,04
Torio
Protoactini Uranio
o
Neptunio Plutonio
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Berquelio Californio Einstenio
Fermio Mendelevi Nobelio Laurencio
o
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19