Estructura de la Materia

1. Facultad de Química - UNAM 6 créditos Estructura de la Materia

2. Jorge R. Martínez Peniche mpeniche@unam.mx mpeniche@gmail.com

3. Sitio Web del curso http://cea.quimicae.unam.mx/Estru/ (Liga: Estructura de la Materia)

4. Programa(Ver liga en la página) • Fundamentos de Mecánica Cuántica. • Estructura Atómica. • Estructura Molecular. • Fuerzas Intermoleculares.

5. Bibliografía • No existe ningún texto que cubra todos los temas a la profundidad que requiere el curso. • Algunos que se acercan: • Casabó i Gispert, J.; Estructura Atómica y Enlace Químico. Ed. Reverté 1996.

6. Bibliografía (2) • Brown, T.L., Le May, H.E. Jr. Y Bursten, B.E.. Química, la Ciencia Central. Ed. Prentice Hall, 1998. • Cruz, Chamizo, Garritz; Estructura Atómica (Un enfoque químico). Ed. Adisson-Wesley Iberoamericana, 1987 (Solamente temas 1 y 2).

7. Bibliografía (3) • Chang, R., Química, McGraw-Hill Interamericana, 1999.

8. Evaluación • Tres exámenes parciales • Más las tareas

9. Conocimientos previos Todo lo que debía saber antes de llevar Estructura de la Materia y no me atreví a preguntar

10. Conocimientos previos • Primeras ideas acerca de la constitución de la materia. • Modelo atómico de Dalton. • Modelo atómico de Thomson. • Modelo atómico de Rutherford.

11. Primeras ideas acerca de la constitución de la materia

12. Tarea • Leer la sección “Elementos y Átomos” del Capítulo 1 de “La Tabla Periódica” en la dirección: http://cea.quimicae.unam.mx/Estru/tabla/02_Elementos.htm Y hacer un comentario en un máximo de una cuartilla.

13. ¿De qué está hecho el universo? Elementos • Tales de Mileto (624-546 ane). Asimov, I. La Búsqueda de los elementos. Plaza & Janés. México, 1987.

14. Elementos • Origen de la palabra elemento. • Del latín: Elementum. • Algo simple con lo que están hechas las cosas complejas. • Grecia clásica.

15. El agua Tales de Mileto : • “Todo el Universo es agua, es el origen de todas las cosas”

16. El Aire • Anaxímenes de Mileto (588-524 ane)

17. El fuego • Heráclito de Efeso (~540- ~480 ane). • “Todoesfuego, elementocreador y destructor”

18. Homeomerías • ὁμοιομέρεια • Anaxágoras de Clazómene (500-428 ane). • Todo está formados por “semillas” y en ellas están contenidas todas las sustancias de la realidad”

19. La Apeiron • Anaximandro de Mileto (611-545 ane). • “Lo sin fronteras, lo infinito, lo indeterminado es lo que contiene todo y a la vez está contenido en todo”.

20. Los elementos de Empédocles • Empédocles de Acragas (611-545 ane).

21. Los elementos de Empédocles (2) • Agua • Aire • Tierra • Fuego

22. Boyle (The Sceptical Chymist, 1661) • “Ahora entendemos por elementos... ciertos cuerpos primitivos, simples y sin mezcla; que no se hacen de ningún otro cuerpo, son los ingredientes de todos los llamados cuerpos perfectamente mezclados (compuestos químicos)…”

23. El concepto de átomo • Leucipo de Mileto (siglo V ane). • Demócrito de Abdera (~460- ~370 ane)

24. Lo indivisible • La materia es discontinua, es decir tiene un límite de división. • A las unidades indivisibles se les llamó átomos. Del griego,  que es un prefijo negativo y  que significa cortar.

25. Modelo Atómico de Dalton

26. Antecedentes • Leyes ponderales. • Ley de conservación de la materia. • Ley de proporciones constantes. • Ley de proporciones equivalentes. • Ley de proporciones múltiples.

27. Ley de conservación de la materia • MikhailVasilyevichLomonosov (1711-1765). • Antoine Laurent de Lavoisier (1743-1794).

28. Ley de proporciones constantes • Joseph-Louis Proust  (1754 - 1826). • Cuando dos substancias se combinan para dar una tercera los hacen siempre en una proporción constante en peso.

29. Ley de proporciones equivalentes • Henry Cavendish (1731-1810). • JeremiasBenjamin Richter (1762-1807).

30. Ley de proporciones equivalentes (2) 8g de O 79.9 g de Br 1g de H 3g de C 35.5 g de Cl • Cuando dos substancias se combinan para dar una tercera lo hacen en una proporción equivalente en peso.

31. Ley de proporciones equivalentes (3) • Peso equivalente: Cantidad en gramos que contiene, se combina o desaloja 1 gramo (1.0078 g) de Hidrógeno.

32. Ley de proporciones múltiples • John Dalton (1766-1844).

33. Ley de proporciones múltiples (2) • Cuando dos elementos se combinan para dar más de un compuesto lo hacen siempre en una relación de números enteros (pequeños).

34. Óxidos del N Dalton Actual N2O N2O2 (NO) N2O3 N2O4 (NO2) N2O5 N2O7 • NO • NO2 • NO3 • NO4 • NO5

35. Modelo atómico de Dalton (1808) • Toda la materia está formada por átomos. • Los átomos de un elemento son idénticos en todas sus propiedades, incluyendo el peso. • Diferentes elementos están hechos a partir de átomos distintos.

36. Modelo atómico de Dalton (2) • Los compuestos están formados por átomos de diferente tipo. • Los átomos son indivisibles. • Los átomos se combinan en las proporciones numéricas más simples: 1:1, 2:1, etc. • Los cambios químicos son cambios en las combinaciones de los átomos entre sí.

37. Limitaciones • Confundió lo que ahora conocemos como “peso atómico” con el “peso equivalente”. • Y según su hipótesis de máxima simplicidad si dos elementos forman un sólo compuesto, éste tendrá un átomo de cada elemento.

38. Óxidos del N Dalton Actual N2O N2O2 (NO) N2O3 N2O4 (NO2) N2O5 N2O7 • NO • NO2 • NO3 • NO4 • NO5

39. Limitaciones (2) • Entonces, no puede explicar la Ley de Volúmenes de Combinación de Gay-Lussac

40. v v v v v v v ¿Y la Ley de Conservación de la Materia?

41. v v v v v v v v Amadeo Avogadro (1776-1855) Concepto de molécula - 1811