TEORIA ATÒMICA

(pàgina 60 del llibre de text POSITRÓ 3)

 

.1) QÜESTIÓ: L’aire és matèria? Justifica la teva resposta.

 

 

 

 

 

.2) a) Com pensaven que estava constituïda la matèria els filòsofs grecs Leucip i Demòcrit?

 

 

 

b) Fa quants anys que van viure aquests filòsofs grecs?

[ ] fa 1000 anys       [ ] fa 1500 anys        [ ] fa 2000 anys        [ ] fa 2500 anys

 

c) La paraula grega átomos vol dir “indivisible”. Amb el que saps podries dir si efectivament els àtoms són particules indivisibles?

 

 

.3) a) Com pensava Dalton que eren els àtoms?

 

 

b) Quants anys fa que va viure Dalton?

 

c) Sabia Dalton que els àtoms tenen electrons i neutrons?

 

 

.4) Element: Substància que no pot ésser descomposta en unes altres de més senzilles perquè està formada per un únic tipus d’àtoms.

 

L’or és un element. Cap químic al seu laboratori podria descomposar un anell d’or pur en altres substàncies diferents. És un element.

 

Tots elements coneguts estan recollits a la Taula periòdica.

En l’actualitat (març 2009) la Taula periòdica conté 118 elements

 

Compost: Substància que es pot descomposar en unes altres de més senzilles perquè està formada per àtoms de més d’un tipus d’element.

L’aigua H₂O és un compost. Està formada per àtoms d’hidrogen i oxigen. Al laboratori es pot fer passar un corrent elèctric per una quantitat d’aigua i aquesta es descomposa en hidrogen i oxigen. D’això se’n diu l’electrolisi de l’aigua

.a) Cita cinc substàncies que puguis trobar a casa teva o a l’ìnstitut que estiguin formades per elements. Intenta que hi hagi sòlides, líquides i gasoses

 

 

 

.b) Cita sis substàncies que puguis trobar a casa teva o a l’institut que estiguin formades per compostos. Intenta que hi hagi 2 sòlides, 2 líquides i 2 gasoses

.c) Quina és la diferència fonamental entre un element i un compost?

 

 

 

 

 

.d) De les següentes substancies digues quines es poden descomposar i quines no.

En cas que es puguin descomposar indica en quines substàncies

 

Ferro (Fe)                 [ ] no es pot descomposar en unes altres subtàncies més senzilles

                                   [ ] es pot descomposar en: ……………………………………………………………

 

Sal de cuina (NaCl)   [ ] no es pot descomposar en unes altres subtàncies més senzilles

                                   [ ] es pot descomposar en: ……………………………………………………………

 

Amoníac (NH₃)         [ ] no es pot descomposar en unes altres subtàncies més senzilles

                                   [ ] es pot descomposar en: ……………………………………………………………

 

Oxigen (O₂)              [ ] no es pot descomposar en unes altres subtàncies més senzilles

                                   [ ] es pot descomposar en: ……………………………………………………………

 

Ozó (O₃)                   [ ] no es pot descomposar en unes altres subtàncies més senzilles

                                   [ ] es pot descomposar en: ……………………………………………………………

 

Nitrogen (N₂)                        [ ] no es pot descomposar en unes altres subtàncies més senzilles

                                   [ ] es pot descomposar en: ……………………………………………………………

 

Butà (C₄H₁₀)              [ ] no es pot descomposar en unes altres subtàncies més senzilles

                                   [ ] es pot descomposar en: ……………………………………………………………

 

 

.5) L’aire és una mescla de gasos (oxigen, nitrogen i altres). Si l’aire es pot separar en els altres gasos que el formen per què no diem que l’aire és un compost?

(en la pag. 40 del llibre de text POSITRÓ 3 tens pistes per trobar la resposta)

 

 

 

 

.6) Indica si les següents substàncies són: a) element b) compost c) mescla

 

MODELS ATÒMICS

(pàgina 62 i 63 del llibre de text POSITRÓ 3)

 

.7) Dalton, Thomson i Rutherford van anar millorant el model que descriu l’àtom. De les següents afirmacion digues quines corresponen a Dalton, a Thomson i a Rutherford

.- a) Els protons i neutrons estan situats al nucli de l’àtom ………………………………

.- b) Els electrons giren al voltant del nucli en un espai anomenat ESCORÇA ………………………

.- c) L’àtom té protons, neutrons i electrons            ………………………

.- d). L’àtom és indivisible i no té estructura interna ………………………

.- e) El nucli es una part molt petita de l’àtom ………………………

Com una moneda d’un euro en comparació d’un estadi de futbol ………………………

.- f) L’àtom és com un pudding (bescuit) de panses on les panses són els electrons de càrrega negativa i la massa és la càrrega positiva ………………………

 

.8) Ordena les afirmacions ( de la a a la f) de l’anterior exercici a sota del nom del científic que les va dir. Escriu-les de nou, sisplau.

Dalton

 

 

 

Thomson

 

 

 

Rutherford

 

 

 

 

 

 

.9) L’àtom és molt petit 63 milions d’àtoms posats en filera farien aproximadament 1 cm de llargada.

Quants àtoms cabrien aproximadament en 1 mm de llargada?

 

 

 

.10) a) Què vol dir que l’àtom és elèctricament neutre?

 

 

b) Per què els àtoms han de tenir el mateix nombre de protons que de electrons?

 

 

 

c) L’atom de carboni-12 té 6 protons, 6 neutrons i 6 electrons.

L’atom de carboni-14 té 6 protons, 8 neutrons i 6 electrons.

Digues quines afirmacions són vertaderes

.a) [ ] L’atom de carboni-12 i l’atom de carboni-14 són elèctricament neutres

.b) [ ] L’atom de carboni-12 té més massa que l’atom de carboni-14

.c) [ ] L’atom de carboni-12 té càrrega positiva i l’atom de carboni-14 té càrrega negativa

 

 

 

.11) a) Marca amb una X

                                   Càrrega positiva        Càrrega negativa                  Sense càrrega

Protó                                      [ ]                              [ ]                                          [ ]

Electró                                               [ ]                              [ ]                                          [ ]

Neutró                                    [ ]                              [ ]                                          [ ]

 

                                   Té massa            Té una massa negligible ( o sigui, quasi zero)        

Protó                                      [ ]                              [ ]                                         

Electró                                               [ ]                              [ ]                                         

Neutró                                    [ ]                              [ ]                                         

 

 

Dins de l’àtom es troba a:                

                                               Nucli                          Escorça                                

Protó                                      [ ]                              [ ]                                         

Electró                                  [ ]                              [ ]                                         

Neutró                                    [ ]                              [ ]      

 

 

b) Ordena de menys a més massa: àtom, electró, protó i neutró

 

 

 

.12) Dibuixa un àtom segons el model de Rutherford. Fes un dibuix bonic.

• Pinta 5 protons de color verd amb un signe +

• Pinta 5 electrons de color groc amb un signe -

• Pinta 4 neutrons de color blau

• Com que la massa del electro és negligible davant la massa del protó o neutró fes les boles de l’electró més petites que les dels protons o neutrons

• Indica la part de l’escorça amb un color rosa clar

• Assenyala el nucli

 

.13) Freqüentement es veu l’àtom representat de la forma que teniu a la figura del costat. Llegiu el text que hi ha a la pàg. 63 (a la foto 4) del llibre de text i expliqueu quins aspectes d’aquesta representació de l’esquerra no coincideixen amb l’estructura real de l’àtom

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.14) Quan els àtoms s’uneixen formen MOLÈCULES. Per exemple dos àtoms d’oxigen s’uneixen per donar una molècula d’oxigen O₂ . L’aigua H₂O és una molècula. Fins i tot l’ADN és una molècula.

Encercla en vermell les molècules que vegis a continuació i en blau els àtoms.

 

 

 

 

SUBSTÀNCIES PURES I MESCLES

(pàgina 40 del llibre de text POSITRÓ 3)

 

.15) a) Fes un mapa conceptual on apareguin els conceptes:

• materia                                  

• substàncies pures                

• mescles                                

• elements

• compostos

• mescles homogènies

• mescles heterogènies

 

Escriu un breu definició de cada concepte a sota i els exemples quan ho demani:

 

.b) Classifica les següents substàncies:                 NOTA: BRONZE: Aliatge de coure i estany

Coure                        [ ] element      [ ] compost    [ ] mescla homogènia          [ ] mescla heterogènia

Aigua de mar                        [ ] element      [ ] compost    [ ] mescla homogènia          [ ] mescla heterogènia

Aigua                        [ ] element      [ ] compost    [ ] mescla homogènia          [ ] mescla heterogènia

Granit                        [ ] element      [ ] compost    [ ] mescla homogènia          [ ] mescla heterogènia

Oxigen                      [ ] element      [ ] compost    [ ] mescla homogènia          [ ] mescla heterogènia

Suc de taronja          [ ] element      [ ] compost    [ ] mescla homogènia          [ ] mescla heterogènia

Gasolina                   [ ] element      [ ] compost    [ ] mescla homogènia          [ ] mescla heterogènia

Diòxid de carboni    [ ] element      [ ] compost    [ ] mescla homogènia          [ ] mescla heterogènia

Carboni                     [ ] element      [ ] compost    [ ] mescla homogènia          [ ] mescla heterogènia

Nitrogen                    [ ] element      [ ] compost    [ ] mescla homogènia          [ ] mescla heterogènia

Acer                           [ ] element      [ ] compost    [ ] mescla homogènia          [ ] mescla heterogènia

Ferro                         [ ] element      [ ] compost    [ ] mescla homogènia          [ ] mescla heterogènia

Bronze                      [ ] element      [ ] compost    [ ] mescla homogènia          [ ] mescla heterogènia

Sang                          [ ] element      [ ] compost    [ ] mescla homogènia          [ ] mescla heterogènia
ELS ELEMENTS A LA TAULA PERIÒDICA

(pàgina 80 i 81 del llibre de text POSITRÓ 3)

 

 

.16a) Els elements a la taula periòdica s’ordenen per ordre creixent de nombre atòmic.

.a) Què és el nombre atòmic d’un àtom?

 

 

.b) Què vol dir que el carboni té nombre atòmic 6?

 

.c) Quin és el nombre atòmic del sodi?

 

.d) Com s’anomena el grup dels elements que tenen nombre atòmic 9,7,35, 53 i 85?

 

 

.16b)a) Numera de l’1 al 18 els grups de la taula periòdica

b) Numera de l’1 al 7 els períodes de la taula periòdica

c) Observa els elements anomenats Terres rares. En la pàgina 81 del llibre de text POSITRÓ 3 trobaràs els seus noms. Llegeixte’ls i escriu els noms que et sonin familiars, els que hagis sentit més d’una vegada.

 

d) Per què es posen separats i a sota?

 

.7) A l’anterior taula periòdica:

• pinta de blau els elements metàl·lics             • posa un ratlla negra als elements sòlids              

• pinta de taronja els elements no metàl·lics    • posa un ratlla grisa als elements líquids

• pinta de verd els semimetalls                         • posa un ratlla lila als elements gasosos

 

 

.17)

a) Pinta de vermell els elements del grup 2

b) Pinta de blau els elements del tercer període

c) Pinta de groc els elements del grup dels alcalins

d) Pinta de rosa els elements del grup dels halogens

Mira a la taula periòdica de la pàgina 81 del llibre de text POSITRÓ 3

e) Quin és l’element que està al segon període, grup 16? Posa el nom i el símbol …………………..

f) Quin és l’element que està al sisè període, grup 11? Posa el nom i el símbol …………………..

h) Escriu el nom i el símbol dels elements del grup dels gasos nobles

……………..……………..……………..……………..……………..……………..……………..……………..

 

 

.18) Segur que coneixes que el Ferro (Fe), el coure (Cu) o l’Or (Au) són metalls però digues si els següents elements són metalls o no metalls:

Calci.   [ ] metall         [ ] no metall                                       Heli                 [ ] metall         [ ] no metall

Bari     [ ] metall         [ ] no metall                                       Tungstè          [ ] metall         [ ] no metall

Sodi     [ ] metall         [ ] no metall                                       Carboni           [ ] metall         [ ] no metall

Iode     [ ] metall         [ ] no metall                                       Hidrogen         [ ] metall         [ ] no metall

Oxigen            [ ] metall         [ ] no metall                                       Magnesi          [ ] metall         [ ] no metall

Titani   [ ] metall         [ ] no metall                                       Fluor               [ ] metall         [ ] no metall

 

.19) Digues si els següents elements són sòlids, líquids o gasos en condicions ambient

Oxigen                       [ ] sòlid [ ] líquid   [ ] gas           

Ferro              [ ] sòlid [ ] líquid   [ ] gas                                   

Nitrogen          [ ] sòlid [ ] líquid   [ ] gas                                   

Heli                 [ ] sòlid [ ] líquid   [ ] gas                                   

Coure             [ ] sòlid [ ] líquid   [ ] gas                                   

Calci               [ ] sòlid [ ] líquid   [ ] gas

Mercuri           [ ] sòlid [ ] líquid   [ ] gas                                   

.20) La taula periòdica s’anomena “periòdica” perquè es pot veure com evolucionen les propietats dels elements de forma periòdica, o sigui, amb una regularitat. En cada període es tornen a repetir les mateixes propietats

El tamany de l’àtom és una de les propietats periòdiques.

a) Marca una X

• Al llarg d’un període, cap a la dreta, el tamany de l’àtom [ ] augmenta [ ] disminueix

• Al llarg d’un grup, cap a baix, el tamany de l’àtom [ ] augmenta [ ] disminueix

 

b) Indica quin àtom és més gran:

• El liti [ ] o el potassi [ ]

• El carboni [ ] o el fluor [ ]

• El potassi [ ] o el calci [ ]

• El oxigen [ ] o el sofre [ ]

 

.21) Potser no hagis vist mai un tros de sodi. Pero creus que tindrà brillantor metàl·lica, serà un bon conductor de l’electricitat i serà maleable? Raona-ho

 

 

 

.22) RECORDA: N₂ , O₂ , F₂ , Cl₂ , Br₂ , I₂ , N₂

El elements que marquem en negre, es troben habitualment en forma diatòmica, o sigui, que són substàncies formades per molècules de dos àtoms (diatòmica).

L’hidrogen és una altra substància molt habitual en química que també és diatòmica.

 

Així si en una reacció química intervé l’oxigen

no hem d’escriure O (sense cap subíndex),

hem d’escriure O₂ (amb el subíndex 2)

 

I si apareix, per exemple, l’hidrogen o el nitrogen, escriurem H₂ o N₂

 

Aquestes substàncies són totes gasoses en condicions ambient a excepció del brom Br que és un líquid vermell

 

 

 

Quasi tota la resta de substàncies les escriurem sense cap subíndex. Per exemple, l’or, el calci, el ferro les hem d’escriure amb el seu símbol sense subíndex: Au, Ca, Fe

 

Hi ha algunes substàncies que s’escriuen amb el seu símbol amb subíndex (amb 6, amb 8, amb 3, etc) però no es matèria d’aquest curs saber-les

 

Escriu el símbol de les substàncies elementals següents tal com es troben en condicions ambient:

Magnesi:                         Manganès                           Potassi

 

Clor                                  Heli                                       Niquel

 

Alumini                            Nitrogen                               Fluor

 

Oxigen                             Mercuri                                 Liti

 

ENLLAÇ QUÍMIC

(pàgina 82 del llibre de text POSITRÓ 3)

 

.23) Els àtoms s’uneixen uns amb altres a través d’enllaços

 

Per què s’uneix un àtom amb un altre àtom?

D’una forma molt resumida direm que és perquè els àtoms volen tenir 8 electrons en la seva última capa de l’escorça ja que això els dóna estabilitat.

Quan un àtom té 8 electrons en la última capa es diu que té l’octet complet

 

Veiem un exemple:

El sodi Na té 1 electró en la seva capa més externa i 8 electrons en la seva segona capa.

Si dóna l’electró de la capa més externa es quedarà amb vuit electrons en la segona capa.

Així ja tindrà 8 electrons en la última capa i estarà estable

 

El Clor Cl té 7 electrons en la seva capa més externa. Si agafa 1 electró i el posa a la capa més externa, es quedarà amb vuit electrons per tant ja tindrà 8 electrons en la última capa i estarà estable

 

 

 

Per tant,

• El sodi Na vol

donar 1 electró

• El Clor Cl vol

agafar 1 electró

 

 

 

 

 

Si es troben 1 àtom de Na i 1 àtom de Cl, el Na li dona 1 electró al Cl i s’uneixen mitjançant un enllaç.

 

 

D’aquí que la fórmula del clorur de sodi sigui NaCl ( un àtom de Na amb 1 àtom de Cl)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Un altre exemple:

El Magnesi Mg té 2 electrons en la seva capa més externa i 8 electrons en la segona capa. Si dóna els 2 electrons de la capa més externa es quedarà amb vuit electrons en la segona capa i per tant ja tindrà l’octet complet (8 electrons en la última capa)

 

El Clor Cl ja sabem que vol agafar 1 electró

 

Un àtom de Mg que vol donar 2 electrons necssitarà 2 àtoms de Cl perquè li agafin els 2 electrons que vol donar

 

D’aquí que la fórmula del clorur de magnesi sigui MgCl₂ ( un àtom de Mg amb 2 àtoms de Cl)

 

Dibuixa com es forma el MgCl₂ seguint els dibuixos de l’exemple de la pàgina anterior.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

NOTA:

Hi ha altres formes en que els àtoms s’enllacen que s’estudiaran en altres cursos

 

Valències més freqüents                                              Valencies.doc

NOTA: Valències, estats d’oxidació i nombres d’oxidació són expressions equivalents

 

METALLS

 

  +1                                           +2                                           +3

____________                         ________________               _______________

Liti                     Li                     Beril·li              Be                   Alumini            Al

Sodi                  Na                   Magnesi          Mg                  Bismut            Bi

Potassi             K                     Calci               Ca                  

Rubidi               Rb                   Estronci          Sr

Cesi                  Cs                   Bari                 Ba                   +1 +2

Plata                 Ag                   Radi                Ra                   ________________  

                                                 Zinc                Zn                   Coure             Cu

Ió amoni                       NH₄⁺               Cadmi             Cd                   Mercuri           Hg

Hidrògen           H⁺

 

 

+1 +3                                       +2 +3                                     +2 +4

_____________                       _________________             _______________

Or                     Au                   Ferro              Fe                   Estany                        Sn

                                                 Niquel             Ni                    Plom               Pb

                                                 Cobalt             Co                   Platí                Pt

 

 

+2 +4 +6 +7                           +3 +6

_____________                       _________________

Manganès        Mn                  Crom   Cr

 

NO METALLS

 

+3                                 +4                   - 4                   +3 +5             - 3   

____________             ________________               _______________

Bor        B                     Carboni           C                     Nitrògen          N

                                     Silici                Si                    Fòsfor             P

                         Germani         Ge                  Arsènic           As                                                                                                                  Antimoni          Sb

 

+2 +4 +6 - 2                              +1 +3 +5 +7 - 1         

________________                            _______________

Oxígen           O (-2)                                   Fluor               F (-1)

Sofre                 S                                 Clor                 Cl

Seleni                Se                               Brom               Br

Tel·luri               Te                               Iode                I

Formulació d’òxids

 

Un òxid és una combinació d’un element més oxigen

 

NOTA:  1) l'oxigen actua amb nombre d'oxidació -2 

2) l'element pot ser qualsevol excepte el fluor, que és més electronegatiu que l'oxigen.

 

Formulació

 

a)  Element (X) a l’esquerra, i Oxigen (O) a la dreta                       X O

b)  El número que expressa la valència de l’oxigen es posa com a subíndex del símbol de l’element.

                                                                                                         X₂O                                                  

c)  El número que expressa la valència de l’element (n), es posa com a un índex del símbol de l’origen.

X₂O_n                                                 

d) Si n és múltiple de 2, es poden simplificar els valors dels subíndex. Ex. S₂O₄  passa a SO₂

                                                                                                         X_2/2O_n/2                                            

 

 

EXEMPLES:

 

Formuleu: òxid de manganès (VI)

a)  Element (Mn) a l’esquerra, i Oxigen (O) a la dreta        Mn O

b)  El número que expressa la valència de l’oxigen (-2) es posa com a subíndex del símbol del manganès, però sense signe                                       Mn₂O  

c)  El número que expressa la valència del manganès (VI = +6), es posa com a subíndex del símbol de l’oxigen sense el signe +                                                       Mn₂O₆                                                 

d) Com que 2 i 6 són divisibles per 2 s'han de simplificar els valors dels subíndex.

Mn_2/2O_6/2   --->   MnO₃  (El subíndex 1 no cal posar-lo)       

 

 

Formuleu: òxid de ferro (II)

a)  Element (Fe) a l’esquerra, i Oxigen (O) a la dreta         Fe O

b)  El número que expressa la valència de l’oxigen (-2) es posa com a subíndex del símbol del ferro, però sense signe - .                                                                     Fe₂O  

c)  El número que expressa la valència del ferro (II = +2), es posa com a subíndex del símbol de l’oxigen sense el signe +                                                          Fe₂O₂                                                 

d) Es pot simplificar si dividim els dos subíndex per 2 i queda:                  FeO    

 

 

Formuleu: òxid d'alumini

Noteu que no hi ha cap nombre romà entre parèntesi.

No cal perquè l'alumini només té una valencia que és +3

 

a)  Element (Al) a l’esquerra, i Oxigen (O) a la dreta                      AlO

b)  El número que expressa la valència de l’oxigen (-2) es posa com a subíndex del símbol de l’alumini, però sense signe                                                                         Al₂O  

c)  El número que expressa la valència del l’alumini (+3), es posa com a subíndex del símbol de l’oxigen sense el signe +                                                                                  Al₂O₃                                                 

d) Com que 2 i 3 no són divisibles per 2 no es poden simplificar els valors dels subíndex.

Escriu la fórmula dels següents òxids.

RECORDA

• L’oxigen sempre actua amb valència - 2

• Entre parèntesis, t’indiquem la valència de l’element. Si no hi ha cap valència vol dir que l’element només en té una que hauràs de buscar en la taula de valències

• Has de simplificar

• El subíndex 1 no es posa

 

.24) Formuleu els següents òxids:

a)

.................................òxid de sodi

.................................òxid de rubidi

.................................òxid de plata

.................................òxid de níquel (II)

.................................òxid de bari

b)

.................................òxid de sodi

.................................òxid de cadmi

.................................òxid d’alumini

.................................òxid d’estany (II)

.................................òxid de plom (II)

c)

.................................òxid de platí (IV)

.................................òxid de coure (I)

.................................òxid de mercuri (I)

.................................òxid de liti

.................................òxid d’or (I)

.25) Considera aquestes fòrmules moleculars:

 

H₂SO₄, C₂H₁₂O₆, HNO₃, CH₂ (COOH) ₃,

 

 

a) Quins elements constitueixen cadascun dels elements compostos?

 

H₂SO₄                      …………………………………………………………………………

 

C₂H₁₂O₆                  …………………………………………………………………………

 

HNO₃                       …………………………………………………………………………

 

CH₂ (COOH) ₃    …………………………………………………………………………

 

 

b) Indica el nombre total d'àtoms que hi ha en cadascuna de les seves molècules.

 

H₂SO₄ àtoms de H ………… àtoms de S ………… àtoms de O …………

 

C₂H₁₂O₆ àtoms de C ………… àtoms de H ………… àtoms de O …………

 

HNO₃ àtoms de H ………… àtoms de N ………… àtoms de O …………

 

CH₂ (COOH) ₃, àtoms de C ………… àtoms de H ………… àtoms de O …………

 

 

.26) Fixa't en aqüestes fòrmules que corresponen a compostos de calci:

CaS₂, CaCO₃, Ca(OH)₂, CaSO₄, Ca₃(PO₄)₂, CaO, Ca₂SiO₄.

 

 

a) Ordena-les de menys a més nombre d'àtoms de calci en cada substància

 

 

 

 

 

 

 

 

b) Ordena-les de menys a més nombre d'àtoms d’oxigen en cada substància