Volver a Introducción a la Química de los Sistemas Biológicos
UNCo – Facultad de Ciencias Médicas
Introducción a la Química de los Sistemas Biológicos - 2022
Guía de estudio Nº1: Sistemas materiales, Átomos y Reacciones Químicas
1
GUÍA DE ESTUDIO Nº 1: Sistemas Materiales, Átomos y Reacciones
Químicas
I.- Conceptos básicos:
Estados de agregación de la materia. Cambios de estado. Mezclas homogéneas y mezclas heterogéneas.
Número de fases y número de componentes. Sustancias simples y sustancias compuestas. Métodos de
separación de fases y métodos de fraccionamiento. Propiedades generales y propiedades características.
Cambios físicos y cambios químicos. Reacciones y ecuaciones químicas.
Estructura atómica. Configuración electrónica. Configuración electrónica externa. Número atómico y número
másico. Isótopos. Iones.
Tabla periódica de los elementos. Períodos y grupos. Tendencias periódicas en las propiedades de los átomos:
radio atómico, electronegatividad y energía de ionización. Tendencias periódicas en las propiedades de los
elementos: metales, no metales, metaloides.
1
II.- Objetivos:
✓ Identificar los niveles de representación macroscópico, submicroscópico y simbólico.
✓ Diferenciar y clasificar diferentes tipos de sistemas.
✓ Explicar los estados de agregación de los materiales y los cambios de estado, aplicando el modelo
cinético molecular.
✓ Explicar la diferencia entre cambios físicos y cambios químicos.
✓ Proponer diseños experimentales que permitan recuperar los componentes de una mezcla.
✓ Conocer la estructura interna de los átomos.
✓ Diferenciar los distintos tipos de partículas subatómicas.
✓ Escribir la configuración electrónica de los átomos.
✓ Predecir la ubicación de un elemento químico en la Tabla Periódica de acuerdo a su configuración
electrónica.
✓ Reconocer a la ecuación química como un modelo para escribir sintéticamente un proceso químico y
balancear correctamente una ecuación química.
III.- Actividades
Actividad 1: Sustancias y mezclas. Niveles de representación.
1.1.-Clasificar cada uno de los siguientes sistemas en:
a) Nivel de representación macroscópico, submicroscópico o simbólico.
b) Sustancias puras o mezclas (SP/M).
c) Sustancias simples (elementales), o sustancias compuestas (E/C).
1
Incluidos en el Libro de PEDCo
Antes de comenzar a resolver la Guía, es conveniente recorrer la Guía
de Estudio 1 disponible en nuestra aula virtual en PEDCo. Encontrarás
publicados diversos materiales que te serán de utilidad para resolver
las siguientes actividades:
UNCo – Facultad de Ciencias Médicas
Introducción a la Química de los Sistemas Biológicos - 2022
Guía de estudio Nº1: Sistemas materiales, Átomos y Reacciones Químicas
2
Para las mezclas, clasificar cada componente.
Agua y un
lípido (aceite)
Agua con hielo
i.
ii.
iii.
iv.
v.
Diamante
Mercurio
vi.
vii.
viii.
ix.
x.
NH
3
H
2
O + NaCl
Fe
C
6
H
12
O
6
O
2
xi.
xii.
xiii.
xiv.
xv.
Actividad 2: Estados de agregación y cambios de estado.
2.1.-La materia se presenta en tres estados de agregación y cada sustancia puede pasar de un estado a otro si
se modifica la presión y/o la temperatura. Cada pasaje de estado recibe un nombre característico.
a) Completar el siguiente cuadro indicando las características y diferencias principales entre cada uno de
los tres estados de la materia:
Sólido
Líquido
Gaseoso
UNCo – Facultad de Ciencias Médicas
Introducción a la Química de los Sistemas Biológicos - 2022
Guía de estudio Nº1: Sistemas materiales, Átomos y Reacciones Químicas
3
b) Completar el siguiente esquema indicando el nombre de cada cambio de estado:
c) Indicar, de los procesos anteriores, cuáles ocurren al modificarse las propiedades de un sistema de la
siguiente manera:
i. Aumento de la presión
ii. Disminución de la presión
iii. Aumento de la temperatura
iv. Disminución de la temperatura
2.2.- A partir de la información que se presenta en la siguiente tabla, completar el estado de agregación en que
se encontrará cada una de las sustancias mencionadas a la temperatura indicada:
2.3.- Las sustancias en estado gaseoso presentan diferente comportamiento según cual sea su estado a
temperatura ambiente y presión atmosférica.
a) Para las sustancias que en la Tabla 2.2. se encuentren en estado gaseoso, indicar si se encontrarán como
gas (G) o vapor (V).
b) Explicar la diferencia entre evaporación y ebullición.
Sustancia
T° de fusión (°C)
T° de ebullición (°C)
Temperatura (°C)
Estado de agregación
Agua
0
100
-4
Dióxido de carbono
-78
-57
-65
Hierro
1535
2800
6000
Etanol
-130
78
0
Hidrógeno
-259
-253
Ambiente (20 a 25)
UNCo – Facultad de Ciencias Médicas
Introducción a la Química de los Sistemas Biológicos - 2022
Guía de estudio Nº1: Sistemas materiales, Átomos y Reacciones Químicas
4
Actividad 3: Cambios físicos y cambios químicos.
El agua puede pasar del estado líquido al gaseoso si
entregamos energía al sistema, es decir lo calentamos.
En cambio, si hacemos pasar corriente eléctrica por una muestra de
agua, podemos recoger dos gases diferentes que se producen a
medida que el agua se descompone.
a) Analizar estos hechos aplicando el modelo atómico-molecular.
b) ¿En qué caso se produjo un cambio físico y en cuál un cambio químico?
c) ¿Cuál es la diferencia fundamental entre estos dos tipos de cambio?
Actividad 4: Recuperando componentes: métodos de separación y fraccionamiento
4.1.- Analizar la tabla de métodos de separación y fraccionamiento que se presenta a continuación e indicar:
a) ¿Qué criterio se considera para clasificar los sistemas?
b) Las propiedades en que se basa cada uno de los métodos, ¿son propiedades generales o específicas?
c) Explicar la técnica que se utiliza para cada uno de los métodos mencionados en la tabla.
d) Proponer ejemplos de mezclas en los que se podría aplicar cada uno de los métodos de la tabla.
(ver video en PEDCo)
MÉTODOS DE SEPARACIÓN DE MEZCLAS HETEROGÉNEAS
Mezcla
Método
Instrumento
Propiedad diferencial de los
componentes
sólido – sólido
Tamización
tamiz o criba
tamaño de las partículas
líquido - sólido
Filtración
papel de filtro y embudo
diferencia de solubilidad
líquido – líquido
Decantación
embudo o ampolla de
decantación
diferencia de densidades
sólido - líquido
Centrifugación
centrífuga
componentes inmiscibles
sólido – sólido
disolución
selectiva
vaso de precipitado,
papel de filtro y embudo
diferencias de solubilidad respecto a un
solvente
sólido – solido
separación
magnética
imán
propiedades magnéticas
MÉTODOS DE FRACCIONAMIENTO DE MEZCLAS HOMOGÉNEAS
sólido – líquido
Cristalización
Cristalizador
diferencia de temperaturas de evaporación
líquido - líquido
Destilación
Destilador
diferencia de puntos de ebullición
UNCo – Facultad de Ciencias Médicas
Introducción a la Química de los Sistemas Biológicos - 2022
Guía de estudio Nº1: Sistemas materiales, Átomos y Reacciones Químicas
5
4.2.- Una mezcla está formada por cuatro sustancias: A, B, C y D. Sabiendo que:
• A es un líquido con una temperatura de ebullición de 80°C
• B es un metal magnético insoluble en A
• C es una sustancia líquida miscible en A, con una temperatura de ebullición de 135°C
• D es una sustancia sólida finamente dividida insoluble en el líquido A
• D es más denso que A y A es más denso que B
a) Clasificar la mezcla en homogénea o heterogénea, indicar número de fases y de componentes y
representarla a nivel macroscópico y submicroscópico.
b) Proponer un dispositivo experimental que permita recuperar cada uno de los componentes de la
mezcla indicando que propiedades del sistema se consideran para aplicar cada método.
Actividad 5: Partículas subatómicas, Átomo, Tabla Periódica.
5.1.-Completar la siguiente tabla:
Nombre
Símbolo
Z
A
Nº de p
+
Nº de n
Nº de e
-
Carga
Grupo
Período
a
14
14
0
b
Cesio
78
0
c
catión
Calcio
40
2 +
d
27
13
Al
3+
e
64
29
Cu
2+
35
f
16
18
2-
g
16
18
3-
h
199
80
Hg
i
200
80
Hg
0
j
20
20
20
k
11
23
1+
l
6
8
0
m
8
8
10
n
14
10
VA
2
Actividad 6: Isótopos
6.1.- Dados los siguientes esquemas, donde se representa •electrón, ○ neutrón y ●protón, y sabiendo que Li
posee Z = 3, indicar:
a) ¿Cuál o cuáles de ellos representan al átomo de Litio y cuál o cuáles al catión Litio?
b) Indicar el numero atómico y numero másico de cada especie señalada en el inciso a).
c) Indicar en cuales imágenes se representan isótopos del Litio.
UNCo – Facultad de Ciencias Médicas
Introducción a la Química de los Sistemas Biológicos - 2022
Guía de estudio Nº1: Sistemas materiales, Átomos y Reacciones Químicas
6
6.2.- Identificar en la tabla del ejercicio 5.1. un par de isótopos, un par de isótonos y un par de isóbaros.
6.3.- Los isótopos estables y radiactivos tienen aplicación en ciencias y medicina, ya sea áreas de investigación,
diagnóstico por imágenes o tratamiento de ciertas patologías. Buscar en la bibliografía los isótopos del carbono,
yodo y tecnecio, analizar la estructura atómica, indicando símbolo químico, número másico y número atómico.
Actividad 7: Configuración electrónica
7.1.- Escribir la C.E., la C.E.A. y la C.E.E. de los elementos con
a) Z = 8
b) Z = 10
c) Z = 16
d) Z = 34
7.2.-Dadas las siguientes especies químicas: Na; Na
1+
; O; O
2-
; Br; Br
1-
; Ca, Ca
2+
:
a) Escribir la C.E. y la C.E.E. de cada una
b) En el caso de los iones indicar cuál es el gas noble de igual C.E.
7.3.- Dados los siguientes elementos de símbolos hipotéticos:
X, cuyo átomo tiene una C.E.E. 3s
2
3p
4
Q, cuyo átomo tiene un total de 12 electrones
R, cuyo átomo tiene una C.E. 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
a) ¿Cuántos electrones tiene en total un átomo del elemento X? ¿Y del R?
b) Ordenar los elementos según su número atómico decreciente.
c) ¿Cuál o cuáles de estos elementos tienen en sus átomos el máximo número de electrones en el nivel
de energía más externo?
7.4.- Escriba las CE de las siguientes especies: N
3-
; Mg
2+
; Cl
–
; K
+
; Ar , y además indique las entidades que son
isoelectrónicas.
Actividad 8: Reacciones y ecuaciones químicas
8.1.-Los cambios o reacciones químicas se representan a nivel simbólico mediante ecuaciones químicas. Indicar
cuáles de las siguientes ecuaciones representa la descomposición del agua en oxígeno e hidrógeno gaseosos.
a) 2 H
2
+ O
2
→ 2 H
2
O
b) H
2
+ O
2
→ H
2
O
c) 2 H
2
O → 2 H
2
+ O
2
d) H
2
O → H
2
+ O
2
UNCo – Facultad de Ciencias Médicas
Introducción a la Química de los Sistemas Biológicos - 2022
Guía de estudio Nº1: Sistemas materiales, Átomos y Reacciones Químicas
7
8.2.- Seleccionar entre las siguientes ecuaciones la o las que corresponden a las reacciones químicas
representadas en los esquemas (I) y (II):
a) 10 Cl + 10 H → 10 HCl
b) 5 Cl
2
+ 5 H
2
→ 10 HCl
c) Cl + H → HCl
d) 8 Cl
2
+ 5 H
2
→ 10 HCl + 3 Cl
2
e) Cl
2
+ H
2
→ 2 HCl
8.3.-Balancear las siguientes ecuaciones químicas.
a) I
2
+ H
2
→ HI
b) NH
3
→ N
2
+ H
2
c) CH
4
+ O
2
→ CO
2
+ H
2
O
d) Fe(OH)
3
+ H
2
SO
4
→ Fe
2
(SO
4
)
3
+ H
2
O
1.1.-
i. Macroscópica, SP, E.
ii. Submicroscópica, M, C y C.
iii. Macroscópica, M, C y C.
iv. Macroscópica, SP, C.
v. Submicroscópica, M, E y E.
vi. Submicroscópica, SP, C.
vii. Macroscópica, SP, E.
viii. Submicroscópica, M, E y C.
ix. Submicroscópica, SP, E.
x. Macroscópica, SP, E.
xi. Simbólica, SP, C.
xii. Simbólica, M, C y C.
xiii. Simbólica, SP, E.
xiv. Simbólica, SP, C.
xv. Simbólica, SP, E.
2.1.- b)
c) i y iv: Licuación, solidificación, sublimación regresiva.
ii y iii: Fusión, vaporización, sublimación.
UNCo – Facultad de Ciencias Médicas
Introducción a la Química de los Sistemas Biológicos - 2022
Guía de estudio Nº1: Sistemas materiales, Átomos y Reacciones Químicas
8
2.2.- Sólido, líquido, gaseoso, líquido, gaseoso.
4.2.- a) Mezcla heterogénea: 3 fases y 4 componentes.
b) Por filtración se separan A y C de B y D. A de C por destilación. B de D por separación magnética.
5.1.-
6.1.- a) Li: C, E; Li
+
: A
b) A: Z=3, A=7; C: Z=3, A=7; E: Z=3, A=6;
c) C y E
6.2.- Isótopos: h, i Isótonos: f, g Isóbaros: l, n
6.3.- Isótopos del carbono:
12
C,
13
C,
14
C; isótopos del yodo:
127
I,
131
I; isótopo del tecnecio:
97
Tc,
98
Tc,
99
Tc
7.1.- d) Z = 34 C.E. (Z = 34): 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
4s
2
3d
10
4p
4
C.E.A.: [Ar]4s
2
3d
10
4p
4
C.E.E.: 4s
2
4p
4
7.2.-
11
Na C.E.: 1s
2
2s
2
2p
6
3s
1
11
Na
1+
C.E.: 1s
2
2s
2
2p
6
gas noble: Ne
C.E.E.: 3s
1
CEE: 2s
2
2p
6
35
Br C.E.: 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
4s
2
3d
10
4p
5
35
Br
1-
C.E.: 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
4s
2
3d
10
4p
6
gas noble: Kr
C.E.E.: 4s
2
4p
5
CEE: 4s
2
4p
6
7.3.-a) X:16 e
-
R: 18e
-
b)
18
R
16
X
12
Q
c) R
7.4.- N
3-
y Mg
2+
son isoelectrónicas entre ellas, presentan 10 electrones . Las especies Cl
–
, K
+
, Ar son
isoelectrónicas entre ellas ya que todas poseen 18 electrones en su CE
8.1.- c)
8.2.- (I): b) (II): d) La ecuación química simplificada de ambas es e).
8.3.- a) 1,1,2 b) 2,1,3 c) 1,2,1,2 d) 2,3,1,6
Nombre
Símbolo
Z
A
Nº de
p
+
Nº de n
Nº de
e
-
Carga
Grupo
Período
d
catión
Aluminio
27
13
Al
3+
13
27
13
14
10
3+
IIIA
3
TEMA_3_pdf.pdf
browser_emoji Estamos procesando este archivo...
browser_emoji Lamentablemente la previsualización de este archivo no está disponible. De todas maneras puedes descargarlo y ver si te es útil.
Descargar
. . . . .