miércoles, 9 de noviembre de 2011

Enlace iónico. Energía de red. Ciclo de Born-Haber







Entalpía de formación y energía de red de un compuesto iónio

El siguiente gráfico nos ayudará a entender la diferencia entre ambos conceptos y, de paso, el ciclo de Born-Haber.

Entalpía de formación: energía, por lo general desprendida, que se pone en juego al pasar de los elementos que forman un compuesto en su estado natural en condiciones estándar a 1 mol de compuesto. En el caso del cloruro de sodio pasamos del cloro gaseoso y diatómico y el sodio sólido a la red cristalina iónica de la sal. En la figura sería la correspondiente a todo el proceso

Energía de red: energía desprendida al pasar de los iones en estado gaseoso a la red cristalina. En la figura sería solamente el balance energético del último paso.

viernes, 28 de octubre de 2011

Mendeleiev y el Germanio.

Mendeleiev, al igual que sus precursores en la tarea de ordenar y clasificar los elementos, ordenó los elementos por orden creciente de masa atómica. Sin embargo en su intentó de agrupar los elementos parecidos hizo dos cosas:
  • Alteró el orden de algunos elementos como en el caso del I y el Te.
  • Dejó huecos para albergar a elementos aún no descubiertos prediciendo algunas de sus propieades. Este es el caso del Germanio, al que Mendeleiev llamó eka-silicio. Aquí tienes algunas de las propiedades predicas en 1871 por Mendeleiez y las propiedades reales del elemento descubierto 15 años después por Winkler.

      Tabla periódica

      http://archives.universcience.fr/francais/ala_cite/expo/tempo/aluminium/science/mendeleiev/mendeleiev_espanol.swf

      Tabla periódica y propiedades periódicas

      martes, 25 de octubre de 2011

      Configuración electrónica

      La configuración electrónica de un átomo es la forma en que sus electrones se distribuyen en los diferentes orbitales atómicos. La construcción de la configuración (principio de aufbau) de la configuración electrónica se basa en tres reglas:
      1.- Principio de Exclusión de Pauli: no puede haber dos electrones con los cuatro números cuánticos iguales. Es decir en un orbital atómico solamente puede haber dos electrones: uno con espín +1/2 y otro con spín -1/2.

      2.- Principio de mínima energía: los electrones ocupan los orbitales de menor energía. La energía es un orbital es menor cuanto menor es la suma n+l y, en caso de igualdad en la suma n+l, tendrá menos energía el de menor n. De una forma práctica el orden de llenado de los OA viene dado por el diagrma de Moeler:

      3.- Regla de Hund de máxima multiplicidad. A la hora de llenar varios orbitales degenerados (con el mismo nivel de energía) no colocará el segundo electrón en ninguno de ellos hasta que todos tengán un electrón.

      Para entender la forma de construir las configuraciones electrónicas podemos ver esta animación:

      http://herramientas.educa.madrid.org/tabla/anim/configuracion4.swf

      viernes, 21 de octubre de 2011

      Orbitales Atómicos

      Enlaces sobres orbitales atómicos:


      El átomo de Bohr

      El modelo atómic de Bohr fue propuesto en 1913 por este científico danés y se basa en tres postulados:

      1. Las átomos tienen un núcleo con carga positiva alrededor del cual giran los electrones en órbitas circulares estables sin emitir energía.
      2. Solamente están permitidas aquellas órbitas en las que el momento angular del electrón sea un múltiplo entero de la constante de Planck dividida por 2 pi. Es decir:
      3. Los electrones pueden cambiar de órbita, para pasar a una órbita superior o inferior absorberán o emitirán energía en forma de un fotón cuya energía coincidirá exactamente con la diferencia entre los niveles de energía de ambas órbitas.


      Consecuencias de los postulados de Bohr:

      Radios de las órbitas permitidas:

      Aplicando la 2ª ley de Newton a las órbitas circulares, la ley de Coulomb y el 2º postualdo de cuantización del momento angular, puede demostrarse que el radio de las órbitas permitidas es:

      r = a0 · n2


      siendo: a0 = h2 / 4 π2 me k Z e2 = 5,29·10-11 m

      Energía de las órbitas permitidas:

      Los radios de las órbitas y las velocidades correspondientes a cada una nos permiten evaluar la energía potencial y cinética del electrón en cada una de ellas. Puede demostrarse que la energía de las órbitas es:


      E = - b / n2siendo b = 13,6 eV

      Longitud de onda de las líneas espectrales:

      Aplicando la ecuación de Planck ΔE = h·υ, la relación entre frecuencia y longitud de onda c = λ·υ y combinandolas con la expresión de la energía de las órbitas permitidas: E = - b / n2, obtenenos:
       
      λ-1 = (b / (h·c)) (n1-2 - n2-2)


      En la página Física 2000 podemos encontrar esta animación sobre el átomo de Bohr.
       

      viernes, 14 de octubre de 2011

      Estructura atómica. Ejercicios propuestos en selectividad

      ESTRUCTURA ATÓMICA
      PROBLEMAS PROPUESTOS EN SELECTIVIDAD

      1. (Junio 2009) Escriba la configuración electrónica del estado fundamental de los átomos e ion es siguientes: N3-, Mg2+, Cl-, K+ y Fe. ¿Cuáles de ellos son isoelectrónicos? ¿Existen en algún caso electrones desapareados? Números atómicos: N= 7, Mg = 12, Cl = 17, K= 19, Fe = 26
      2. (Junio 2008) Considere las configuraciones electrónicas en el estado fundamental: 1a) 1s2 2s2 2p7; 2a) 1s2 2s3; 3a) 1s2 2s2 2p5; 4a) 1 s2 2s2 2p6 3s 1. Razone cuáles de ellas cumplen el principio de exclusión de Pauli y deduzca el estado de oxidación más probable de los elementos cuya configuración sea correcta.
      3. (Sept. 2006) La configuración electrónica del Zn es ls2 2s22p6 3s23p63d'° 4s2. Indicar: Su número atómico, el periodo en el que se encuentra, su valencia iónica y el nombre del grupo de metales al que pertenece.
      4. (Junio 2005) Considere las siguientes configuraciones electrónicas en estado fundamental: lª) 1 s2 2s2 2p1; 2ª) 1s2 2s3; 3ª) ls2 2s2 2p5; 4ª) 1s2 2s22 p6 3s1
        1. Razone cuáles cumplen el principio de exclusión de Pauli
        2. Deduzca el estado de oxidación más probable de los elementos cuya configuración sea correcta.
      5. (Sept. 2005) Escribir la configuración electrónica de: Ca, Cd, Fe y Ag. Razonar cuál será el estado de oxidación más estable de los elementos anteriores. Números atómicos: Ca = 20, Cd = 48, Fe = 26 y Ag = 47.
      6. (Junio 2004) Sea el elemento de Z = 20. Explique de manera razonada:
        1. Su configuración electrónica, su nombre y el tipo de elemento que es.
        2. Su situación en el sistema periódico, y cite otro elemento de su mismo grupo.
        3. Las valencias más probables que puede presentar.
        4. Cuáles son los números cuánticos de su electrón diferenciador.
      7. (Septiembre 2004) Dados los elementos de números atómicos 19, 23 y 48
        1. Escriba la configuración electrónica del estado fundamental de estos elementos.
        2. Explique si el elemento de número atómico 30 pertenece al mismo periodo y/o al mismo grupo que los elementos anteriores.
      8. (Septiembre 2003)
        1. ¿Cuántos orbitales p existen en un nivel de número cuántico principal n= 2? Razone la respuesta.
        2. Escriba la configuración electrónica del azufre (Z= 16), indicando en qué principios se basa la construcción de dicha configuración.
      9. (Septiembre 2002) Explique brevemente las diferencias entre:
        1. Órbita y orbital (para representar el estado de un electrón en la corteza atómica).
        2. Un orbital "s" y un orbital "p".
      10. (Junio 2001)
        1. Enuncie los postulados en los que se basa el modelo atómico de Bohr.
        2. ¿Qué se entiende por electrones de valencia y electrones internos? ¿Cómo afectan unos y otros al comportamiento de un átomo?
      11. (Septiembre 2001) Explique qué son los números cuánticos, qué valores pueden tomar, y qué significan estos valores respecto al estado de un electrón en la corteza atómica.
      12. (Septiembre 2000) Explique brevemente:
        1. El concepto de orbital atómico.
        2. El significado del espectro de emisión de un elemento químico.
      13. (Junio 1999) Analogías y diferencias entre los modelos atómicos de Rutherford y Bohr.
      14. (Junio 1998)
        1. ¿Qué se quiere decir cuando se expresa que un átomo está excitado? ¿Este átomo gana o pierde energía?
        2. Explicar en qué consiste el efecto de Zeeman. ¿Qué número cuántico es necesario introducir para explicar este efecto?
      15. (Junio 1997) De la configuración electrónica del Sc ls22s2 2p6 3s2 3p63d1 4s2, deducir: número atómico, período en que se encuentra, valencia iónica, número de protones y a qué grupo de metales pertenece.
      16. (Junio 1996)
        1. ¿Qué es un nivel de energía?. Explicar la diferencia entre estado fundamental y estado excitado.
        2. A partir de las configuraciones electrónicas correspondientes, explicar la valencia +1 del sodio; +2 del magnesio y +3 del hierro.
      17. (Junio 2010) El 3888Sr es el isótopo mas abundante del estroncio.
        1. Escribir la configuración electrónica de este metal.
        2. Indicar el grupo y el periodo en que se encuentra este elemento.
        3. Razonar el número de protones y de neutrones de este isótopo.
        4. Indicar los números cuánticos n, l y m del electrón diferencial de estroncio.
      18. (Junio 2010) Los elementos X, Y y Z tienen números atómicos 13, 20 y 35, respectivamente:
        1. Escriba la configuración electrónica de cada uno de ellos.
        2. ¿Serán estables los iones X2+, Y2+ y Z2-? Justifique la respuesta.
      19. (Septiembre 2010) Indicar los números cuánticos (n, l y m) que definen al orbital atómico que ocupa el electrón diferencial del 23V. Escribir su configuración electrónica del ión V3+.

      miércoles, 28 de septiembre de 2011

      Medir el grosor de un hoja de papel


      Para medir el grosor de una hoja de papel hemos utilizado el calibre aunque, para poder realizar la medida, se utilizado un libro midiendo el grosor de varias hojas. Al intentar medir el de una sola hoja el calibre no aprecia nada. Se han medido, usando el calbre, el grosor de 10, 20, 30,... hojas de un libro, calculando posteriormente el grosor de una hoja dividiendo el valor obtenido entre el número de hojas.


      Estos son los resultados obtenidos por los diferentes grupos de laboratorio.

      Grupo 1: Alvaro Gomez, Pablo Presno, Manuel Santos.



      número de hojasgrosor de todas las hojas (mm)grosor de 1 hoja (mm)
      10 0,9 0,090
      20 1,8 0,090
      30 2,9 0,097
      40 4,0 0,100
      50 4,8 0,096
      60 5,9 0,098
      70 6,8 0,097
      80 7,6 0,095
      90 8,8 0,098
      100 10,0 0,100

      Valor medio = 0,096
       
      Grupo 2: Sara León Rubio, Sofía Gómez Salas y Natalia Martínez Pérez


      número de hojas grosor de todas las hojas (mm) grosor de 1 hoja (mm)
      10 0,7 0,070
      20 1,7 0,085
      30 2,5 0,083
      40 3,5 0,088
      50 4,1 0,082
      60 4,6 0,077
      70 5,5 0,079
      80 6,5 0,081

      Valor medio = 0,081
       
      Grupo 3: Gerardo Mirón Becerra, Beatriz Marrodán Lena y José Ignacio García Ceberino.

      número de hojas grosor de todas las hojas (mm) grosor de 1 hoja (mm)
      10 0,9 0,090
      20 2,5 0,125
      30 3,3 0,110
      40 4,3 0,108
      50 5,4 0,108
      60 6,0 0,100
      70 6,5 0,093
      80 7,7 0,096
      90 9,0 0,100
      100 9,5 0,095

      Valor medio = 0,102
       


      Grupo 4: Jaime Portilla, Manuel Calzadilla


      número de hojas grosor de todas las hojas (mm) grosor de 1 hoja (mm)
      10 0,9 0,090
      20 1,7 0,085
      30 2,9 0,097
      40 3,3 0,083
      50 4,9 0,098
      60 6,1 0,102
      70 6,8 0,097
      80 6,6 0,083
      90 7,5 0,083
      100 8,7 0,087
      110 9,6 0,087
      120 10,2 0,085

      Valor medio = 0,090

      martes, 27 de septiembre de 2011

      Programa oficial de Química para Selectividad

      En este enlace a la web de la Universidad de Extremadura tienes el programa oficial de Química para la Selectividad. Así os podeis hacer una idea de lo que tenemos que ver este año.

      Programa oficial de Selectividad

      martes, 13 de septiembre de 2011

      ¡Hasta siempre, Zurbarán!, ¡Hola, Rodríguez Moñino!

      Aunque a los siguen este blog les dará exactamente igual, este profesor cambia de puesto. El IES Rodríguez Moñino es mi nuevo destino. Quiero aprovechar esta primera entrada del curso para mandar un saludo a mis compañeros y alumnos del Zurbarán y para invitar especialmente a mis nuevos alumnos del Rodríguez Moñino a seguir este humilde blog.

      martes, 28 de junio de 2011

      La danza de las esferas

      Paco Manzano me ha enseñando este bonito vídeo donde los péndulos parecen bailar en una coreografía digna de los mejores bailarines. La física del asunto se limita a la dependencia entre el periodo del péndulo y su longitud, como estudiamos en su día en el laboratorio. El mas largo oscila 51 veces por minuto y el mas corto 65 los intermedios tienen oscilan 52, 53, .... veces por segundo. El resultado como veis es muy vistoso.

      viernes, 10 de junio de 2011

      Magadalena se nos va de Campus


      ¿Os acordaís que os comenté hablé unas semanas de los Campus Científicos de Verano? Algunos compañeros vuestros se decidieron a participar y, a pesar de que el examen era muy dificil, según ella, Magdalena ha sido seleccionada, pasará dos semanas de Julio conociendo de cerca el trabajo de científicos de la Universidad Politécnica de Madrid. Podrá ver el día a día del trabajo experimental de biotecnólogos y aerodinámicos.

      ¡Enhorabuena! Ya nos contarás después del verano.

      jueves, 2 de junio de 2011

      Examen de Trabajo, Energía y Calor

      Aquí teneis el examen de esta maña resuelto

      https://docs.google.com/viewer?a=v&pid=explorer&chrome=true&srcid=0B8eIzX5s08vvZDEzYTYzN2EtMTk5Mi00MDY1LTljMTgtMjYwZjViMDI2ZjA4&hl=es

      miércoles, 1 de junio de 2011

      Hasta siempre

      El pasado viernes 27 de Mayo tuvimos el acto de graduación de los alumnos de 2º Bachillerato. Fue una noche de fiesta, había que celebrar el final de un curso duro e intenso. Esta entrada es para despedirme de vosotros, los chicos de Química de 2º, para deciros que ha sido un placer trabajar con vosotros y con el deseo de haberos sido útil. Aprovecho para recordaros que me teneis en el instituto para cualquier cosa que surga de cara a la prueba selectividad. Debo hacer una mención especial a los que han terminado con Matrícula de Honor todos ellos alumnos del Bachillerato de Ciencia y Tecnología y de Química. Iana, Iván, Patricia, Javier y Laura habeis hecho un gran trabajo

      Aunque supongo que nos seguiremos viendo ya que Badajoz no es tan grande, me despido deseándoos lo mejor en vuestros estudios y, lo mas importante en vuestra vida.

      Aquí teneis el magnifico vídeo que preparó Javier Romo y que se exhibió durante el acto.




      domingo, 22 de mayo de 2011

      viernes, 20 de mayo de 2011

      Cromatografía en papel

      La cromatografía permite separar los componentes de la tinta en función de la velocidad a la que son arrastrados por el alcohol a través del papel.



      Un ejemplo de aplicación de este método es la separación de los diferentes pigmentos de una hoja de espinaca.


      jueves, 19 de mayo de 2011

      Destilación del vino

      El vino está compuesto principalmente por alcohol etílico y agua. Estas dos sustancias tienen puntos de fusión diferentes (79 ºC el alcohol y 100 ºC el agua).Esto permite separar el alcohol del agua mediante destilación, como se muestra en el vídeo.


      sábado, 7 de mayo de 2011

      ¿Los cuerpos mas pesados caen mas rápido?

      En ausencia de aire un martillo y una pluma caen a la vez, en un movimiento uniformente acelerado con a = g. Scott, astronauta del Apolo 15, durante la misión lunar de Julio de 1971.





      En este otro vídeo, un experimento similar en la Tierra, una moneda y una pluma en el interior de un tubo de vacío.


      jueves, 14 de abril de 2011

      Visita al INTAEX (II)

       Mas fotos de la visita al INTAEX



      Rozamiento y guías de teléfonos (otra vez)

      En un rato libre en el laboratorio despúes de hacer un par de experiencias sobre el rozamiento, los chicos y chicas de 1º Bach E decidieron comprobar lo grande que sería el rozamiento entre dos guías de teléfono entrelazadas. Aquí puede verse la foto de como estaban colocadas las guías y el vídeo de como intentaban separarlas. El vídeo es de teléfono móvil y su calidad no es la óptima
      video

      Visita al INTAEX

      Los alumnos de 1º Bachillerato de Ciencia y Tecnología y algunos de 4º ESO dedicaron parte de la mañana del pasado Miércoles a conocer las actividades del INTAEX (Instituto Tecnológico Alimentario de Extremadura). Este instituto dedicado a mejorar los procesos de tratamiento, analizar sus propiedades...

      En una tierra como Extremadura, paraiso del jamón ibérico, la cereza, la torta de la Serena, el aceite de oliva,p(or citar solamente algunos de los estuopendos manjares que nos proporciona la naturaleza)... la Tecnología de los Alimentos es una ciencia que debe potenciarse ya que la importancia económica del sector es grande en nuestra región. De eso se encarga el INTAEX, donde químicos, biólogos, enólogos,... trabajan cada día.

      Mercedes Pacheco, químico del INTAEX, se encargó de guiarnos durante las mas de dos horas de la visita donde pudieron ver los laboratorios, la almazara, la quesería,...

      He aquí algunas de las fotos de la visita.








      lunes, 28 de marzo de 2011

      ¿Pilas eléctricas en la antigua Persia?

      En 1936, durante unas excavaciones en una colina de Kujut Rabua, una aldea al sureste de Bagad, los trabajadores del Departamento Estatal Iraquí del Ferrocarril descubrieron una vieja tumba de mas de 2000 años cubierta con una losa de piedra, en cuyo interior hallaron, entre otras cosas, unos recipientes muy singulares de arcilla, con forma de jarrón y de color amarillo claro. En su interior había un cilindro de cobre, fijado a la embocadura del cuello. Dentro del cilindro había una barra de hierro. El arqueólogo alemán Wilhelm König, entonces a cargo del Laboratorio del Museo Estatal de Bagdad, lo identificó como una probable pila eléctrica. Interponiendo entre el cobre y el hierro un electrolito este dispositivo puede producir un potencial de aproximadamente un voltio y medio. En el vídeo se observa como podría funcionar con zumo de uvas como electrolito. Algunos también especulan con la posibilidad de que pudiera usarse para dorar o platear joyas por electrodeposición.



      Los escépticos rechazan que hayan sido usadas como pilas ya que no se ha hallado resto de ningún posible electrolito ni tan siquiera pequeñas trazas. Además el baño electrolítico sería muy lento ya que para conseguir una deposición de unos 10 gramos de plata se necesitarían al menos 7 días de funcionamiento de la supuesta pila en condiciones óptimas. Por otra parte cualquier electrolito ácido habría terminado por descomponer la barra de hierro en uno o dos años.
      Actualmente se desconoce el paradero de estos objetos que desaparecieron del Museo Estatal de Bagdad durante los saqueos que tuvieron lugar en 2003 durante la II Guerra del Golfo.

      viernes, 25 de marzo de 2011

      Movimiento Browniano

      Hemos tirado de youtube para encontrar información sobre el movimiento browniano. ¿Qué es el movimiento browniano?
      ¿Por qué se produce? Una partícula pequeña como un grano de polen o una mota de polvo es empujada por las moléculas de agua (invisibles al microscopio).


      jueves, 24 de marzo de 2011

      Experiencia "casera" sobre el rozamiento

      En ocasiones para hacer experimentos espectaculares de Física no es necesario materiales sofisticados de laboratorio. Las cosas mas comunes que podemos encontrar por casa nos permiten realizar sencillas y espectaculares experiencias. 

      ¿Quién no tiene por casa un par de guías telefónicas viejas? La experiencia es muy tonta pero el resultado es muy llamativo. Basta con colocar las páginas de ambos listines de forma alternada colocando cada página de una de ellas entre dos páginas de la otra. Después de hacer esta chorrada viene lo interesante. Al levantar una de las guías sujetándola por el lomo la otra se mantiene. Puedes aprovechar para apostarte un café con alguien retándole a separar las dos guías tirando de los dos lomos y sin romperlas. Tranquilo te aseguro que no lo conseguirá, no está la cosa para invitar a café mas de lo necesario.
      Para explicar esto debemos recurrir al rozamiento. Cuando intentamos deslizar un cuerpo sobre otro aparece una fuerza entre ambos que se opone al posible movimiento, esta fuerza se conoce como fuerza de rozamiento. En el experimento que nos ocupa la fuerza de rozamiento es muy grande por dos razones: la rugosidad del papel de las páginas y la gran superficie de contacto entre ambas. Debemos tener en cuenta que aunque cada página no sea muy grande (del orden de 1 decímetro cuadrado) cada guía tiene mas de 300 hojas lo que nos da una superficie de unos 3 metros cuadrados. Por esta razón la fuerza de rozamiento es tan grande que ni dos personas tirando cada una de un guía conseguirían separarlas.
      Este experimento se ha convertido en un clásico en internet. En estos vídeos de Discovery Channel podéis ver los enormes esfuerzos que hacen para separar dos guías telefónicas entrelazadas de esta forma. Finalmente utilizan dos personas tirando con una cuerda de las guías, lo intentan con dos coches,... Finalmente deben recurrir a la artillería pesada.
       

      sábado, 19 de marzo de 2011

      Pensando en Selectividad,... la ponderación.

      Como sabeis la selectividad está cerca. Durante los útlimos años existe la posibilidad de elevar la nota hasta un máximo de 14 añadiendo dos exámenes específicos cuya nota se suma ponderada por un factor 0,1 o 0,2. Esta poderación es distinta para cada materia en función de la carrera universitaria a la que uno quiera acceder. En la práctica se supone la obligatoriedad de presentarse a aquellas materias que ponderan 0,2 para el acceso a la carrera pretendida.
      ¿Que titulaciones otorgan a la Química la ponderación 0,2?

      Según la tabla publicada por la Universidad de Extremadura, esas titulaciones son:

      BIOLOGÍA
      CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE LOS ALIMENTOS
      CIENCIAS DEL DEPORTE
      ENFERMERÍA
      FISIOTERAPIA
      INGENIERÍA CIVIL
      INGENIERÍA AGROPECUARIA
      INGENIERÍA EN GEOMÁTICA Y TOPOGRAFÍA
      INGENIERÍA FORESTAL
      INGENIERÍA HORTOFRUTÍCOLA
      INGENIERÍA QUÍMICA
      MEDICINA
      PODOLOGÍA
      QUÍMICA
      TERAPIA OCUPACIONAL
      VETERINARÍA

      ¿Y la asignatura de Física?

      En esa misma tabla podemos ver que la Física está valorada como 0,2 para acceder a:
      CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE LOS ALIMENTOS
      CIENCIAS AMBIENTALES
      FÍSICA
      TODAS LAS INGENIERÍAS
      MATEMÁTICAS
      QUÍMICA

      Información mas detallada pinchando aquí

      viernes, 18 de febrero de 2011

      jueves, 17 de febrero de 2011

      Ejemplo de reacción de precipitación: La "lluvia de oro"

      Los alumnos del IES Ágora de Cáceres nos explican en este vídeo la reacción entre el yodur de potasio (KI) y el nitrato de plomo(II) Pb(NO3)2. La reacción entre estas dos sales solubles nos da nitrato de potasio (KNO3) y yoduro de plomo(II) PbI2. Esta última sal tiene un llamativo color amarillo y es casi insoluble, por tanto, precipitará. Observa al final del vídeo el efecto que produce la luz del sol sobre las partículas de yoduro de plomo (II).