Fundamentos de Enlaces Químicos, Modelos Atómicos y Cinemática Vectorial
Tipos de Enlaces Químicos
- Enlace Iónico (Metal + No metal): El metal cede electrones al no metal, formando iones que se organizan en redes cristalinas. Son sólidos y duros a temperatura ambiente, presentan puntos de ebullición y fusión elevados, no conducen la electricidad (electrones fijos) y son solubles en disolventes capaces de romper sus estructuras.
- Enlace Covalente (No metal + No metal): Los elementos comparten electrones para estabilizarse al completar su última capa. Presentan temperaturas de ebullición y fusión no muy elevadas, capacidad conductora nula y, generalmente, los apolares no se disuelven en agua, mientras que los polares sí.
- Redes Covalentes: Ejemplos como el grafito, el diamante y la sílice (SiO₂). Poseen altos puntos de fusión y ebullición, son duros, malos conductores (excepto el grafito), insolubles y sólidos.
- Enlace Metálico: Unión de átomos de metales formando redes cristalinas. Son sólidos a temperatura ambiente (excepto el mercurio), con puntos de fusión y ebullición variables, y alta conductividad eléctrica y térmica.
- Fuerzas Intermoleculares: Incluyen los puentes de hidrógeno (F, O, N) y las fuerzas de Van der Waals en enlaces polares.
Modelos Atómicos
Hipótesis de Dalton
Los elementos están constituidos por átomos que son partículas independientes, inalterables e indivisibles (concepto actualmente refutado). Los átomos de un mismo elemento son iguales, mientras que los de distintos elementos tienen diferentes masas y propiedades. Los compuestos se forman por átomos en una relación de números sencillos y, en las reacciones químicas, los átomos no se crean ni se destruyen, solo se redistribuyen.
Modelo Atómico de Rutherford
Rebate el argumento de Dalton sobre la naturaleza maciza del átomo. Mediante el bombardeo de una fina capa de oro con partículas alfa, observó que algunas rebotaban, otras se desviaban y otras atravesaban la lámina. Concluyó que:
- La materia está prácticamente hueca.
- Los átomos tienen un núcleo positivo donde se concentra toda la masa.
- Existen partículas neutras en el núcleo para evitar la repulsión.
- Los electrones se mueven alrededor del núcleo.
Cinemática Vectorial
Producto Escalar y Movimiento
El producto escalar (A×B) se define como el producto de sus módulos por el coseno del ángulo: p. escalar = módulo × cos α.
Para un vector de posición r(t) = t²i + (t-4)²j:
- Desplazamiento (Δr): Se calcula como r(4) - r(0).
- Velocidad instantánea (V): Derivada del vector posición (V = dr/dt).
- Velocidad media: Cociente entre el desplazamiento y el tiempo (Δr/t).
- Aceleración: Derivada del vector velocidad (dV/dt).