TEMA 1: LOS SERES VIVOS

1.- ¿QUÉ TIENEN EN COMÚN TODOS LOS SERES VIVOS? ¿Cuáles son las características que permiten diferenciar la materia viva de la inerte? _ Todos los seres vivos tienen una misma composición química. Están formados por el mismo tipo de sustancias: el agua y las sales minerales, común a la materia inerte y las sustancias orgánicas, características de los seres vivos, que son ricas en carbono e incluyen los glúcidos, los lípidos, las proteínas, las vitaminas e los ácidos nucleicos. _ Todos los seres vivos están formados por células. Todos los compuestos orgánicos, el agua y las sales minerales se agrupan para construir estructuras más complejas: Las células. _ Todos os seres vivos realizan las mismas funciones vitales: se nutren, se relacionan y se reproducen. Las células son la unidad mínima de vida La función de nutrición, consiste en la capacidad de tomar substancias procedentes del exterior y, a partir de ellas, renovar y conservar las estructuras del organismo y obtener la energía necesaria para desarrollar la capacidad vital. Las substancias que los seres vivos incorporan, procedentes del exterior, se llaman nutrientes. La función de relación permite a los organismos detectar los cambios que se producen en el medio en el que viven para poder adaptarse y sobrevivir. La función de reproducción es imprescindible para mantener la vida, ya que permite a los seres vivos fabricar copias de ellos mismos.

2.- ORGANIZACIÓN CELULAR La célula.- Es la unidad estructural y funcional básica de los seres vivos, ya que ella sola es capaz de realizar las tres funciones vitales. Hay dos tipos de células: procariotas y eucariotas. Procariotas. Presentan una organización extremadamente sencilla:

 Membrana celular: que individualiza las células separándolas del medio externo.  Citoplasma: es el espacio interno de la célula. Contiene un líquido con estructuras que

le permiten a la célula realizar las funciones vitales: una única molécula de ADN circular, que constituye el material genético de la célula, y los ribosomas, que son fábricas de proteínas. Las bacterias son los únicos organismos que presentan células procariotas. Eucariotas. Las células eucariotas son más complejas que las procariotas. En ellas existen membranas que delimitan compartimentos dentro de la célula. Una de ellas, la membrana nuclear, envuelve al material genético, diferenciando el núcleo del resto de los componentes celulares. Se diferencian dos tipos: las células animales y las células vegetales.

En todas las células eucariotas se distinguen: _ Membrana: envoltura que rodea la célula. _ Citoplasma: espacio entre la membrana y el núcleo _ Núcleo: contiene el material genético en su interior y está separado del citoplasma por la membrana nuclear.

ORGANIZACIÓN DE LOS SERES VIVOS: Pueden ser unicelulares o pluricelulares.



Los seres unicelulares son los seres de organización más sencilla. Están formados por una sola célula. Son microscópicos y pueden ser procariotas (bacterias) o eucariotas (algas, protozoos y algunos hongos). Los seres unicelulares pueden agruparse formando colonias, que se originan a partir de una célula que se divide. Las células hijas quedan unidas entre sí.



Los seres pluricelulares están formados por un gran número de células y: - Existe diferenciación celular: las células que los constituyen están especializadas, es decir, la forma de las células está relacionada con la función que desempeñan - Las células no pueden separarse del organismo y vivir independientemente. Necesitan de las otras para vivir. - Se forman a partir de una célula madre o cigoto

Los orgánulos celulares en las células eucariotas _ Membrana celular ou plasmática: límite propio de la célula. Posee mecanismos para que los nutrientes y los productos de desecho puedan pasar a través de ella, como la presencia de poros (unos agujeros en la membrana). _ Núcleo: limitado por una membrana doble, en él se guarda el material genético: el ADN y el ARN que constituyen la información necesaria para toda la actividad celular. ES imprescindible _ Citoplasma: espacio delimitado por las membranas celular y nuclear. Forma el auténtico “cuerpo” de la célula, y es un líquido en el que flotan y se mueven diferentes orgánulos. _ Orgánulos celulares: compartimentos especializados en realizar una función concreta. Son los siguientes: – Mitocondrias: orgánulos de doble membrana donde se realiza la respiración celular, es decir, la reacción de sustancias orgánicas (nutrientes) con el oxígeno, produciendo la energía necesaria para realizar las funciones vitales de la célula. – Ribosomas: partículas de pequeño tamaño encargadas de fabricar las proteínas siguiendo las instrucciones del ADN. – Retículo endoplasmático y Aparato de Golgi: – Lisosomas: pequeñas vesículas con encimas (un tipo de proteínas) digestivos, capaces de destruir las partículas procedentes del exterior, así como los orgánulos en desuso. – Vacuolas: sacos de gran tamaño que almacenan diferentes tipos de sustancias.

4.- CÉLULAS ANIMALES Y VEGETALES Orgánulos exclusivos das células animales: – Centrosomas: Tienen diversas funciones como hacer de esqueleto de la célula o intervenir en la división celular. Orgánulos exclusivos das células vegetales: – Cloroplastos: orgánulos en los que se realiza la fotosíntesis, es decir, la obtención de materia orgánica nueva a partir de moléculas inorgánicas utilizando la energía de la luz solar. – Pared celular: cubierta rígida que da forma y protección a la célula vegetal, envolviendo la membrana celular. Está formada fundamentalmente por celulosa (un glúcido).

TEMA 2: LA DIVISIÓN CELULAR CICLO CELULAR La célula es la unidad reproductora de los seres vivos. A lo largo de su vida las células se nutren y aumentan de tamaño. Cuando una célula alcanza el tamaño adecuado normalmente da lugar a dos células semejantes a la célula original. El período de tiempo desde que una célula “nace” hasta que se reproduce se conoce como ciclo celular, y dura aproximadamente 24 horas. El ciclo celular consta de dos períodos: _ Interfase: es el período más largo del ciclo celular, y en él la célula aumenta de tamaño y se duplica el material genético o ADN. _ División celular: la célula se divide y origina dos células, es decir, se reproduce.

 EL NÚCLEO EN INTERFASE El componente mayoritario del núcleo es el ácido desoxirribonucleico o ADN, que contiene la información necesaria para realizar todas las funciones celulares. El ADN tiene una estructura formada por dos cadenas de nucleótidos (varias moléculas unidas) dispuestas en una doble espiral.

El ADN en interfase se organiza formando la cromatina, un conjunto de fibras o moléculas de ADN disperso por el núcleo. En este período las fibras de ADN se duplican, es decir, al final de la interfase hay dos copias exactas de cada molécula de ADN. Cuando ocurre algún error en la copia se dice que hay una mutación.  EL NÚCLEO EN DIVISIÓN Durante la división celular cada molécula de ADN de la cromatina con su correspondiente copia se organizan empaquetándose (ver dibujo inferior) hasta hacerse visibles al microscopio como unos bastoncitos dobles, llamados cromosomas.

Así, la cromatina y los cromosomas son la misma sustancia (ADN) pero con distinto grado de empaquetamiento. Cada cromosoma tiene dos moléculas idénticas (cromátidas) como resultado de la duplicación del ADN en interfase, unidas por una región muy estrecha, o centrómero. Un gen es un pequeño fragmento de ADN que contiene la información necesaria para que se exprese un determinado carácter en un individuo (por ejemplo el color de ojos). El cariotipo Es el conjunto de cromosomas de una célula o de una especie. Las células de los organismos de la misma especie tienen el mismo número de cromosomas, y éstos tienen un tamaño y una forma característica. Las células humanas poseen 23 pares de cromosomas. De éstos, un par son los cromosomas sexuales, muy diferentes uno del otro que determinan el sexo. Uno de ellos se denomina X y el otro Y. En los humanos, las mujeres tienen dos cromosomas X, son XX, y los hombres son XY. LA MITOSIS La mitosis es un proceso común a todo tipo de células eucariotas, mediante el que se asegura que las células hijas reciban los mismos cromosomas que la célula madre y, por tanto, la misma información genética. También se llama reproducción asexual celular: Unicelulares: cuando una célula se divide, se reproduce también el número de individuos. Las células son idénticas a la madre. Pluricelulares: la reproducción por mitosis tiene como finalidad el crecimiento del individuo, así como reparar los tejidos que estén dañados o viejos por células idénticas a las que sustituyen. En el proceso de la mitosis se distinguen las siguientes fases:  PROFASE: -

El ADN se compacta y se forman los cromosomas (con dos cromátidas idénticas) Desaparece la membrana nuclear y los cromosomas se dispersan por la célula Los centriolos se dirigen a polos opuestos, conectados por filamentos (huso mitótico)  METAFASE: Los cromosomas se unen al huso mitótico en el ecuador con el centrómero  ANAFASE: Se separan las cromátidas y se dirigen a un polo opuesto de la célula, por lo que al final de esta fase en cada polo hay el mismo número de cromátidas, una de cada cromosoma.  TELOFASE: Se forma una membrana nuclear alrededor de cada grupo de cromátidas.

CITOCINESIS Una vez finalizada la división del núcleo, el citoplasma se va estrechando hasta que la membrana plasmática se rompe dando lugar a dos células.

http://youtu.be/w4hey-7-sTg

http://youtu.be/oZLt-P0rpEw

En el organismo hay dos tipos de células: las sexuales (gametos) y las somáticas(todas las demás) Dentro del núcleo las células somáticas contienen una cantidad de cromosomas propia de cada especie (cariotipo), la mitad heredadas por la madre y la otra mitad heredadas por el padre en la fecundación. Así, en los humanos, cada progenitor aporta 23 cromosomas, (es decir, cada gameto, el masculino y el femenino, tiene 23 cromosomas) Por lo tanto, en la fecundación ocurre que:

Gameto masculino + gameto femenino = célula huevo o cigoto (espermatozoide)

(óvulo)

El cigoto es nuestra célula madre, y a partir de ella se generan por división celular, todas las demás células del organismo. Pero, ¿cómo se dividen las células sexuales?

MEIOSIS Para mantener la estabilidad en el número de cromosomas se desarrolló un mecanismo especial de división celular, la meiosis, proceso que ocurre en el aparato reproductor. Por este tipo de división, a partir de una célula con nuestros 46 cromosomas, agrupados en 23 pares, se obtienen cuatro células con 23 unidades. Son los gametos o células sexuales. Esas 23 unidades del padre unidas a las 23 de la madre, forman un nuevo ser con sus 46 cromosomas.

LA MATERIA 3: MEZCLAS Y DISOLUCIONES La materia es todo aquello que nos rodea, que tiene masa y ocupa un lugar. Existen unas propiedades generales para toda la materia (masa, volumen, temperatura…) y otras específicas que permiten diferenciar unas sustancias de otras (Densidad, relación entre masa y volumen d=m/v: el agua tiene una densidad de 1000 kg/m3 y el alcohol de 790 kg/m3; temperatura de fusión y de ebullición…) Las sustancias pueden experimentar transformaciones físicas y químicas: En las transformaciones físicas las sustancias no cambian. La fusión, la ebullición y la mezcla de una sustancia en agua son algunas. En las transformaciones químicas las sustancias se transforman en otras sustancias con propiedades diferentes. La electrolisis y la descomposición por el calor o por la luz son algunas.

CLASIFICACIÓN DE LA MATERIA SEGÚN SU COMPOSICIÓN ELEMENTO es una sustancia pura que no puede descomponerse en otras sustancias puras más sencillas. Ejemplos: cobre (Cu), oro (Au), plata (Ag). SUSTANCIA SIMPLE es una sustancia formada por un solo tipo de elemento. Ejemplo: oxígeno gas (O2), ozono (O3). COMPUESTO es una sustancia pura que está constituida por dos o más elementos combinados en proporciones fijas. Ejemplos: agua (H2O), sal común (ClNa). MEZCLA es la unión de dos o más sustancias simples o compuestas.

DISOLUCIONES Una DISOLUCIÓN es una mezcla homogénea y uniforme, formada por dos o más sustancias puras en proporción variable. En una disolución, el componente que está en mayor cantidad se llama disolvente, y el de menor cantidad se llama soluto. Algunos ejemplos son: Disolvente

Soluto

Disolución

Ejemplo

Gas

Gas

Gas

Aire

Gas

Líquido

Bebidas refrescantes con gas

Líquido

Líquido

Agua y alcohol

Sólido

Líquido

Suero fisiológico

Sólido

Sólido

Aleaciones

Líquido Sólido

ALEACIÓN: Son mezclas homogéneas de dos metales, o de un metal y otra sustancia (disoluciones sólidas). Por ejemplo: ACERO = Hierro (Fe) + Carbono (C ), BRONCE = Cobre (Cu) + Estaño (Sn), LATÓN = Cobre (Cu) + Cinc (Zn). El producto que se obtiene tiene propiedades diferentes, por ejemplo, el acero es más duro que el hierro TÉCNICAS DE SEPARACIÓN DE MEZCLAS Cada componente de una mezcla heterogénea conserva sus propiedades características, que pueden aprovecharse para su separación. Los procedimientos físicos más empleados son: Filtración, para separar un líquido de un sólido insoluble. Decantación, para separar dos líquidos no miscibles (que no se disuelven por su diferencia de densidad), como agua y aceite. Se utiliza un embudo de decantación. Separación magnética, para separar sustancias sólidas magnéticas (hierro, níquel, cobalto…). Para separar disoluciones se utilizan, entre otros, los procedimientos: Cristalización, para separar un sólido disuelto en un líquido como en las salinas marinas Destilación, para separar dos líquidos miscibles con puntos de ebullición muy diferentes o para separar un líquido de un sólido disuelto en él.

Se pueden ver estas técnicas en esta página http://youtu.be/h2xg0YqJwBg

La CONCENTRACIÓN de una disolución es la cantidad de soluto que hay diluido en una determinada cantidad de disolvente o en una determinada cantidad de disolución. Este concepto es de vital importancia para mantener el mismo sabor en las bebidas, las mismas propiedades en las aleaciones o mismo en la sangre, que debe tener una concentración de glucosa constante para no tener problemas. MÉTODOS PARA EXPRESAR LA CONCENTRACIÓN DE UNA DISOLUCIÓN. 1. Tanto por ciento en masa: indica los gramos de soluto que hay en 100 g de disolución (soluto + disolvente). La masa del soluto y de la disolución deben expresarse en las mismas unidades % en masa de soluto =

masadesoluto 100 (por ser un porcentaje, no tiene unidades) masade disolución

Ejemplo: Preparamos una disolución que contiene 2 g de NaCl (cloruro de sodio) y 3 g de KCl (cloruro de potasio) en 100 g de agua destilada. Hallar el tanto por ciento en masa de cada soluto en la disolución obtenida. % de NaCl =

% de KCl =

2 g deNaCl 100= 1’9 % (100 2 3) g dedisolución

3 g de KCl 100= 2’8 % (100 2 3) g dedisolución

2. Tanto por ciento en volumen: Indica el volumen de soluto que hay en 100 unidades de volumen de disolución % en volumen de soluto =

volumen desoluto 100 volumen dedisolución

Ejemplo: Una disolución de alcohol en agua, contiene 96 cm3 de alcohol por cada 100 cm3 de disolución. ¿Cuál será el % en volumen de alcohol? % en volumen de alcohol =

96cm3 dealcohol 100= 100cm3 dedisolución

96 %

Así, una disolución en alcohol en agua al 96% contiene 96 cm3 de alcohol por cada 100 cm3 de disolución. Ejercicio: De una botella de albariño de 750 ml, 90 ml do etanol (alcohol) ¿Cuál es el porcentaje en volumen de alcohol?

3. Concentración en masa: Indica la masa de soluto disuelta en cada unidad de volumen de disolución (sólido-líquido)

Concentración en masa =

masadesoluto volumen dedisolución

3

La unidad de concentración en el SI es kg/m , 3

pero en la práctica se utiliza g/dm o g/L

Ejemplo: disolvemos 30 g de azúcar en agua, resultando 250 mL de disolución.

Este resultado indica que en cada litro de disolución hay disueltos 120 g de azúcar. No debemos confundir la concentración con la cantidad total de disolución. Fíjate en la siguiente actividad: Actividad: El agua de mar, en nuestra costa, tiene aproximadamente 30 g de sal por litro. Tenemos medio litro de agua de mar en una botella. _ ¿Cuántos gramos de sal hay en la botella? _ Repartimos el agua de la botella en dos vasos, uno grande y otro pequeño. ¿En cuál de ellos hay más disolución? ¿En cuál hay mas sal? ¿En cuál de ellos la disolución está más concentrada? Tampoco debemos confundir la concentración en masa de una disolución con la densidad de la disolución:

La densidad es una propiedad que tienen todas las sustancias, tanto puras como mezclas

NO ES DISOLUCIÓN TODO LO QUE PARECE ¿Qué diríamos de la salsa mayonesa, el kétchup o la gelatina?¿Son sustancias homogéneas o heterogéneas? A simple vista parecen homogéneas, pero no lo son. Son mezclas heterogéneas llamadas COLOIDES. Un coloide es pues una mezcla donde el soluto, o uno de ellos, son partículas muy pequeñas dispersas en el disolvente. Por ejemplo, comparemos el aire y la niebla: en el aire el agua está en estado gaseoso mientras que en la niebla el agua está en estado líquido, minúsculas gotas de agua. En el primer caso, el día está despejado y podemos ver lo que nos rodea perfectamente: la luz atraviesa las moléculas de agua; pero un día de niebla no somos capaces de distinguir el sol: la niebla dispersa la luz. Un coloide es una mezcla heterogénea que dispersa la luz Un caso particular y muy abundante en la vida cotidiana son las emulsiones. En una emulsión hay unas sustancias llamadas emulsionantes que mantienen la dispersión en la mezcla. Por ejemplo: la mayonesa. Mezclamos huevo, aceite, sal y zumo de limón. ¿Cómo es posible que las partículas de agua no se separen del aceite como cuando aliñamos una ensalada? Es gracias a la lecitina del huevo, que es un emulsionante, y que actúa uniéndose a una gota de agua y a otra de aceite. En la industria alimentaria es muy frecuente el uso de emulsionantes para dar mejor apariencia al producto: salsas, gelatinas, cosméticos, geles de baño, leche( es una emulsión de partículas grasas en agua), helados, pasteles…

TEMA 4 TEORÍA CINÉTICA DE LA MATERIA ESTADOS DE AGREGACIÓN DE LA MATERIA La materia se puede encontrar en la naturaleza en tres estados de agregación o estados físicos: sólido, líquido y gaseoso. Estos estados poseen unas propiedades que los caracterizan, y que se resumen en el siguiente cuadro: Estado

Propiedades

Ejemplo

Sólido

Masa constante. Volumen constante Forma constante. No pueden fluir

Hielo, carbón, hierro

Líquido

Masa constante. Volumen constante Forma variable. Pueden fluir

Agua, aceite, gasolina

Gaseoso

Masa constante. Volumen variable Forma variable. Pueden fluir

Vapor de agua, gas natural

GASES: PRESIÓN, VOLUMEN Y TEMPERATURA Los gases resultan difíciles de observar y manejar, y tienen propiedades muy diferentes unos de otros. Para medir la cantidad de gas que tenemos en un recipiente se necesitan tres magnitudes: el volumen, la presión y la temperatura. VOLUMEN DE UN GAS: los gases se extienden por el recipiente que lo contiene, por lo que el volumen se un gas coincide con el volumen de su recipiente. Se mide en litros (L) o m3 en el SI. PRESIÓN DE UN GAS: La presión es la fuerza que ejerce el gas sobre las paredes del recipiente que lo contiene. Se mide con un aparato llamado manómetro. La atmósfera, formada por una mezcla de gases, pesa sobre nosotros y todo lo que nos rodea. La presión atmosférica es la presión que ejerce la atmósfera, debido a su peso, sobre la superficie de los cuerpos que están en contacto con ella. Se ejerce por igual en todas las direcciones y actúa perpendicular a la superficie de los cuerpos. Los manómetros que miden la presión atmosférica se llaman barómetros. Las unidades para medir la presión son: 1 atm = 760 mmHg = TEMPERATURA DE UN GAS: Para medir la temperatura, se emplean principalmente, dos escalas:  Escala Centígrada o Celsius. Es la más habitual. La unidad es el grado centígrado: oC  Escala Kelvin. Es la usada por los científicos. La unidad es el grado Kelvin: K. El grado Kelvin, tiene el mismo tamaño que el grado centígrado, pero el CERO de la escala Kelvin, se corresponde con – 273 oC, y se conoce como el cero absoluto: K = oC + 273 EL MODELO CINÉTICO DE LOS GASES Para explicar el comportamiento de los gases, los científicos propusieron la siguiente teoría llamada teoría cinético (movimiento) corpuscular:  

Los gases están formados por partículas muy pequeñas separadas unas de otras, en constante movimiento. Los gases ocupan todo el volumen del recipiente que los contiene, debido al continuo y caótico movimiento de las partículas.

 

Los gases ejercen presión debido a los choques de las partículas contra las paredes del recipiente que los contiene. La suma de todos estos impulsos es la presión. Cuanto más rápido se mueven las partículas del gas, mayor es la temperatura

LOS GASES SE COMPRIMEN

Cuando comprimimos con un émbolo un gas el volumen disminuye porque las distancias entre las partículas se hacen menores

RELACIONES ENTRE PRESIÓN, VOLUMEN Y TEMPERATURA DE UN GAS  La presión de un gas varía con su volumen: Supongamos que lleno una jeringuilla con aire y la tapo por su extremo. Si en esta posición presiono el émbolo (es decir, ejerzo mayor presión), el volumen disminuye. Todo esto sin modificar la temperatura. Por lo tanto, presión y volumen son magnitudes inversamente proporcionales: P·V = cte El modelo cinético nos lo explica: al disminuir el volumen del recipiente las partículas tienen que recorrer menos espacio para chocar contra las paredes, así que chocan con más frecuencia (más veces), con lo que aumenta la presión.

 El volumen de un gas varía con la temperatura: Inflamos un globo y medimos su circunferencia. Luego lo mantenemos diez minutos en un recipiente con agua caliente y volvemos a medir su perímetro. Observamos que este ha aumentado. Ahora colocamos el globo otros diez minutos en un recipiente con hielo y medimos su perímetro. Observamos que este ha disminuido. Por lo tanto, volumen y temperatura son directamente proporcionales: El modelo cinético nos lo explica: con el incremento de la temperatura las partículas del gas se mueven más rápidamente y golpean las paredes del globo, aumentando el volumen pues la presión exterior, la presión atmosférica, no varía.  La presión de un gas varía con la temperatura: Hoy todos los niños tienen balones con válvula y bombas para inflarlos. Pero en nuestra niñez no teníamos esa tecnología punta. Así para inchar una pelota y jugar… la poníamos al sol! Y funcionaba durante un tiempo. La presión y la temperatura son magnitudes directamente proporcionales: El modelo cinético nos lo explica: al aumentar la temperatura las partículas aumentan su velocidad, con lo que chocan más rápidamente contra las paredes del balón. Como el volumen de éste no varía, dichas colisiones aumentan la presión sobre el balón

LA TEORÍA CINÉTICA DE LA MATERIA ¿Cómo están colocadas las partículas en los sólidos y en los líquidos? Los sólidos, como la sal tienen forma y volumen fijo porque sus partículas están unidas por grandes fuerzas de atracción. Las partículas pueden vibrar alrededor de sus posiciones fijas, pero no cambiar de posición. Los líquidos, como el agua tienen volumen fijo, pero pueden fluir y adoptar cualquier forma. Esto se debe a que sus partículas están unidas, pero las fuerzas de atracción entre ellas son más débiles que en los sólidos, y no pueden mantenerlas en posiciones fijas. Las partículas se deslizan unas sobre otras en grupos entre los que hay espacios libres. Los gases, como el oxígeno o el butano, no tienen volumen ni forma fijos sino que fluyen sin dificultad y ocupan todo el espacio disponible. Esto es así porque las fuerzas de atracción entre sus partículas son mucho más débiles que en los líquidos, llegando a ser incluso, despreciables. Por ello, las partículas se pueden mover a gran velocidad en todas las direcciones chocando entre ellas y contra las paredes del recipiente que las contiene.

CAMBIOS DE ESTADO.

Calores latentes de cambio de estado. Calor latente de fusión: Es la energía que se intercambia en el paso de estado sólido al líquido. Esta energía es utilizada para romper la estructura de la red sólida y no para elevar la temperatura, por lo que permanece constante durante todo el cambio de estado Calor latente de vaporización: Es la energía que se intercambia en el paso del estado líquido al gaseoso.

La temperatura a la que se realizan los distintos cambios de estado puede variar si las condiciones de presión varían. Un aumento de la presión exterior hace que la temperatura de ebullición se eleve, y viceversa. Diferencia entre evaporización y ebullición: La evaporización se produce en mayor o menor medida en la superficie del líquido y a cualquier temperatura. Depende de la superficie libre y del viento. La ebullición es el paso de estado líquido a gaseoso que se produce en toda la masa del líquido. Sublimación: Algunas sustancias como el yodo, la naftalina o el alcanfor cambian del estado sólido al gaseoso sin pasar por el líquido, y viceversa. Esto ocurre porque las partículas que se encuentran en la superficie tienen la energía suficiente para escapar y pasar al estado de vapor sin que el sólido se funda. Veamos la sublimación del yodo http://youtu.be/B5NhzCm3ebg

TEMA 5 EL ÁTOMO ESTRUCTURA DEL ÁTOMO Como resultado de todas las investigaciones, el átomo está constituido como sigue: Una zona central o núcleo donde se encuentra el total de la carga positiva (protones), y la mayor parte de la masa del átomo (protones + neutrones). El número de protones es fijo para todos los átomos de un mismo elemento. El número de neutrones puede variar. Una zona externa o corteza, donde están los electrones, que giran alrededor del núcleo. Hay tantos electrones en la corteza como protones en el núcleo, por lo que el conjunto del átomo es eléctricamente neutro Modelo atómico de Bohr los electrones giran describiendo órbitas circulares que sólo se pueden encontrar girando en determinados niveles

ATOMOS, ISÓTOPOS E IONES Identificación de los átomos El número de protones de un átomo es fijo, representa su “carnet de identidad”. Se llama número atómico y se representa mediante la letra Z. Así, al decir que el número atómico del sodio es 11 decimos que en el núcleo hay 11 protones, y viceversa, todo átomo que tenga 11 protones es un átomo de sodio. Se llama número másico al número de protones y neutrones, es decir, al número de partículas que hay en el núcleo, y se representa por la letra A. El número de neutrones, N, es la diferencia entre el número másico y el número atómico. Por ejemplo, para el flúor tenemos que Z = 9 y A = 19. Deducimos que un átomo de flúor tiene 9 protones y 10 neutrones en su núcleo, así como 9 electrones girando a su alrededor, si la carga es neutra.

X es el símbolo del elemento Cualquier átomo de un elemento puede representarse así:

A Z

X

A es el número másico Z es el número atómico

Ejercicio: Calcula el número de protones, el de protones más neutrones, el de neutrones y el de electrones 1 1

H ,

de los siguientes átomos:

7 3

Li ,

14 7

80 35

N ,

Br ,

197 79

Au

Isótopos Llamamos isótopos a aquéllos átomos que tienen el mismo número de protones y distinto número de neutrones. Por lo tanto son átomos de un mismo elemento químico. Por ejemplo: cloro-35 y el cloro-37. La representación simbólica de estos átomos es y Unos isótopos muy conocidos son los del carbono: . Sabemos que este último se utiliza en arqueología para datar restos de edades inferiores a 30mil o 40 mil años. El motivo es que el carbono-14 es un radioisótopo (isótopo radiactivo de un elemento), es decir, emite radiactividad. Se genera en la atmósfera de manera continua y existe un equilibrio entre su formación y su desintegración radiactiva. Todos los seres vivos absorben CO2, y por eso encontramos C-14 en toda la materia viva. Cuando un ser vivo muere la concentración ce C-14 empieza a disminuir. Si medimos la concentración de C-14 de una muestra podremos saber su antigüedad.

Iones Un ión es un átomo que ha perdido o ganado algún electrón. Si pierde un electrón, adquiere carga positiva y se convierte en un ión positivo o catión. Si gana un electrón, adquiere carga negativa y se convierte en un ión negativo o anión. Por ejemplo: representa un átomo de calcio, con Z=20. Significa que este átomo neutro tiene 2+ 20 protones y 20 electrones. significa que ha perdido 2 electrones y tiene una carga positiva +2 Ejercicio: Completa la siguiente tabla: Nombre Catión aluminio …… cobre

Símbolo

Z

A

29

63

Nº de protones

Nº de electrones

Nº de neutrones

Carga

3+

13

28 13

14

CÓMO DIBUJAR UN ÁTOMO: CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA La configuración electrónica de un átomo es el número de electrones que hay en cada capa. Lo dibujaremos siguiendo el modelo de Bohr. Según este modelo en la primera capa electrónica hay como máximo 2 electrones; la 2ª capa 8 electrones; la tercera hasta 18; la cuarta hasta 32… Ahora bien cuando la tercera capa tiene los primeros 8 electrones empieza a llenarse la cuarta.

Ejercicio: Dibuja la configuración electrónica de

,

,

,

, Al3+

ELEMENTOS Y COMPUESTOS 1. Primera clasificación de los elementos: Atendiendo a su aspecto y propiedades físicas pueden ser metales y no metales. No metales

Metales Poseen un brillo característico. Son opacos. Buenos conductores del calor y la corriente eléctrica. Maleables y dúctiles, es decir, pueden formar láminas delgadas y alambres Con la excepción del mercurio, son sólidos a temperatura ambiente, y la mayoría tiene elevados puntos de fusión. Tienden a perder electrones. Ejemplos: oro, cobre, aluminio, estaño

No tienen brillo metálico. Malos conductores del calor y la electricidad. A temperatura ambiente pueden ser sólidos, líquidos o gases. En estado sólido son frágiles. En general, los sólidos tienen puntos de fusión bajos, y los líquidos tienen punto de ebullición también bajos. Tienden a captar electrones. Ejemplos: azufre(s), bromo(l), flúor(g), yodo(s)

Hay un tercer grupo: los gases nobles: Están en la naturaleza como átomos aislados Son gases a temperatura ambiente. Son muy estables, no forman compuestos. No gana ni pierden electrones. Ejemplos: Helio, Neón (que se usa en los tubos fluorescentes “luces de neón”), Argón, Radón

2. Tabla periódica y símbolos. En la actualidad los elementos están ordenados por sus números atómicos en filas (periodos) y columnas (grupos), de menor a mayor número atómico, de modo que en la misma columna están elementos con propiedades químicas semejantes: tienen el mismo número de electrones en la última capa. Cada recuadro corresponde a un elemento químico. AGRUPACIÓN DE LOS ÁTOMOS EN LA MATERIA. ENLACES QUÍMICOS Los átomos que constituyen los distintos tipos de materia pueden aparecer aislados o unidos, formando moléculas o cristales (partículas ordenadas geométricamente formando filas y planos que se extienden en las tres direcciones del espacio) La unión entre dos átomos se llama “enlace químico”. ¿POR QUÉ SE ENLAZAN LOS ÁTOMOS? Porque juntos tienen menos energía que separados; de hecho los átomos tienden a colocarse de forma que tengan la menor energía posible. Regla del octeto Los átomos de los gases nobles (He, Ne, Ar... ) no se enlazan con otros átomos: son gases monoatómicos, eses átomos ya son estables y no precisan enlazarse con otros para disminuir su energía. ¿Qué tienen de especial estos átomos? Pues que tienen ocho electrones en la última capa. Los químicos pensaron que los demás átomos deberían tener también tendencia a tener ocho electrones en la última capa (regla del

octeto), y eso pueden conseguirlo enlazándose con otros átomos, ganando, perdiendo o compartiendo algunos electrones. Enlace químico: es una fuerza de atracción que mantiene unidos a los átomos, iones o moléculas. Este enlace es siempre de naturaleza electrostática. Los átomos se pueden unir entre sí de tres formas que dan lugar a tres tipos de enlace diferentes: enlace iónico, enlace covalente e enlace metálico. Enlace covalente: ocurre cuando dos átomos comparten sus electrones como, por ejemplo, cuando se unen dos moléculas de hidrógeno (H + H = H2). Se da entre los no metales Enlace metálico: tiene lugar cuando los electrones que giran en la última órbita de los átomos de un metal se mueven libremente por la estructura molecular, como si fuese una nube, manteniéndola unida como, por ejemplo, con el cobre Cu. Enlace iónico: es debido a la fuerza de atracción entre iones con cargas de signo contrario como, por ejemplo, un Cl- y un Na+, se atraen y forman NaCl (sal común). Se da entre un metal y un no metal. Podemos observar estos enlaces en la página: http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/enlace s/enlaces1.htm