Quimica (Guia CENEVAL incompleto)

7/27/2019 Quimica (Guia CENEVAL incompleto)

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El átomo: estructura y propiedades.

El átomo es la partícula más pequeña de un elemento que puede participar en una

reacción química y mantener su composición. El átomo está constituido por partículas

subatómicas.

Gracias a los estudios realizados con descargas eléctricas en gases contenidos entubos, se descubrió que el átomo está constituido esencialmente por tres partículas

subatómicas: electrón, protón y neutrón (partículas extra nucleares), que presentan

características especificas; además existen partículas subatómicas como positrón,

muon, neutrino y quark, entre otras.

El electrón es una partícula elemental de carga negativa, cuya masa se aproxima a cero

y forma parte de la envoltura del átomo.

Se dice que un objeto está cargado eléctricamente si sus átomos tienen un exceso de

electrones (posee carga negativa) o un déficit de los mismos (posee carga positiva).

El electrón fue descubierto por Thomson al estudiar los rayos catódicos.

m = 9.1085 X 10-28

g.

El protón es una partícula con carga positiva igual en magnitud a la carga negativa del

electrón; se encuentra en el núcleo.

Son parte fundamental del átomo. Poseen una masa de 1.673 X 10-24

g.

El protón se establece como una parte esencial de la materia ordinaria, estable a lo

largo de periodos de miles de millones e incluso billones de años.

El neutrón es una partícula neutra eléctricamente, existente en el núcleo, con masa

aproximadamente igual a la del protón.

Particular Localización en el átomo.

Electrón (-1)Girando alrededor delnúcleo.

Protón (+1) En el núcleo.

Neutrón (0) En el núcleo.

El átomo está constituido principalmente por tres partículas subatómicas. El

protón es una partícula con carga eléctrica positiva; el neutrón es una partícula

sin carga eléctrica; ambas se encuentran en el núcleo.

La tercera partícula fundamental del átomo es el electrón, con carga negativa y

se encuentra en la periferia del átomo; no se puede ver, pero se perciben sus

efectos.



Numero atómico. Se representa con la letra Z y se define como el número de protones

localizados en el núcleo del átomo de un elemento.

La designación del número atómico la realizo Henry Moseley.

Numero de masa atómica. Se designa con la letra A y es igual a la suma de protones mas

neutrones que existen en el núcleo de un átomo; sus unidades se dan en unidades de masaatómica (u; antes uma ).

Si conocemos el número de masa (A) y el número atómico (Z) de un elemento, podemoscalcular el número de neutrones de acuerdo con la siguiente fórmula:

n= A – Z

Masa atómica. Es el promedio porcentual de los números de masa de los isotopos que

existen de un elemento en la naturaleza.

Francis William Aston descubrió que los elementos de gran pureza eran una mezcla de átomos

del mismo elemento que tenían diferentes números de masa a los que llamo isotopos.

Isotopos. Variedad de átomos de un mismo elemento con la misma cantidad deelectrones y pontones, pero con diferente cantidad de neutrones, por lo que tienen

diferente numero de masa.

En un átomo no pueden existir dos electrones que tengan los cuatro números cuánticos

iguales.

Configuración electrónica. Es la representación de la distribución de los electrones en el

átomo, según el nivel y el subnivel de energía que ocupan.

Para desarrollar la configuración electrónica se toma en cuenta el número atómico delelemento y la regla de las diagonales.

Ley periódica, clasificación y propiedades de los elementos.

Conforme se fueron descubriendo más elementos al ir estudiando sus propiedades, los

químicos se dieron cuenta de que entre ellos había ciertas semejanzas y esto les dio la idea de

buscar una clasificación con la finalidad de facilitar su estudio y descripción.

Jöns Jakob Berzelius hizo la primera clasificación sistemática de los elementos, aporto ladiferenciación entre metales y no metales.

Johann Wilfgang Döbereiner propuso la ley de las triadas. Decidió agrupar tres elementos

A-B-C; la masa atómica del elemento B que queda en medio es aproximadamente la media de

las masas atómicas de los elementos extremos.

Alexandre-Èmile Beguyer de Chancourtois.Tornillo telúrico: clasificación natural de los cuerpos simples o radicales obtenida por medio

de un sistema de clasificación helicoidal y numérica.

John Alexander Reina Newlands dispuso los elementos en orden de acuerdo con suspesos atómicos, observo que ocho elementos retirados de un elemento tenían propiedades



físicas y químicas similares. Como esta disposición de elementos análoga a la escala musical,

enuncio la ley conocida como ley de las octavas.

Karl Hendrich concluyo que las propiedades de los elementos químicos eran función de sus

pesos atómicos y que la unidad de materia es tan real como la unidad de fuerza basada en las

determinaciones de Pluker Ditscheiner sobre la longitud de onda de distintos espectros de losmetales.

Julius Lothar Meyer demostró que se podía obtener un sistema natural de los elementos

de acuerdo con la magnitud de sus pesos atómicos en una serie sencilla. Completo su tabla con

la famosa grafica de volúmenes atómicos.

Dimitri Ivànovich Mendeleiev.Para poder estudiar algunos elementos, corto 63 cuadros en donde escribió nombre y

características principales de los elementos conocidos hasta entonces. Su descubrimiento

consistió en: 1) Todos los elementos químicos conocidos se encontraban ordenados en forma

natural; empezaba con el hidrogeno cuyos átomos eran pequeños, y terminaba con el uranio,de átomos mucho más grandes. 2) Todas las características de los elementos dependían

precisamente del lugar que ocupaban en la lista. Mendeleiev vio en esto una ley rígida de

regularidad a la que llamo ley periódica, con la que pudo predecir las propiedades de los

elementos que debían llenar los huecos en su tabla.

La tabla periódica es un ordenamiento sistemático de los elementos en función de su

número atómico.

Los símbolos de los elementos son una forma de abreviaturas. Sustituyen a los nombres

completos de los elementos. Al químico sueco J. J. Berzelius se le dio el crédito por

haber creado los símbolos modernos para los elementos.

Los elementos de la tabla periódica se dividen en metales, no metales y semimetales o

metaloides, con base en sus propiedades físicas y químicas.

Las diferencias entre las propiedades de los elementos se deben a las distintas maneras en que

los electrones se distribuyen en los átomos.

La tabla periódica de los elementos se divide en grupos y periodos, que siguen direcciones

verticales y horizontales, respectivamente.

Los grupos son las columnas verticales que se encuentran en la tabla periódica. Los elementos

de un grupo tienen propiedades físicas y químicas similares, así como la configuración

electrónica en su capa más externa (s, p, d y f).

Los periodos son líneas horizontales que se encuentran en la tabla periódica; los elementos

que constituyen un periodo tienen propiedades en forma progresiva a través de la tabla. Elnúmero del periodo determina el número del último nivel de energía principal que los

electrones comienzan a llenar.

Clase. Es el grupo en el cual se localizan los elementos en la tabla periódica, donde los

elementos se agrupan en subniveles “s”, “p”, “d” y “f”.

Actualmente, la química debe contribuir al desarrollo sustentable o sostenible planteando la

forma adecuada de cubrir las necesidades humanas, pero sin transgredir los límites ecológicos

del planeta, tomando en cuenta las necesidades del presente, sin comprometer el bienestar de

generaciones futuras.

Las aplicaciones que tienen los elementos y sus compuestos químicos son diversas; algunasson benéficas (salud) y contribuyen a elevar la calidad de vida, mientras que otras causan



graves daños ambientales, sobre todo cuando su uso es indiscriminado o irresponsable. Es por

esto que deberán plantearse cuestiones éticas que se relacionan con el funcionamiento de la

sociedad y los problemas implicados como: consumismo, salud y medio ambiente, entre otros.

Periodicidad. Es la variación regular de las propiedades de los elementos, según su

número atómico.



Enlaces químicos.

Enlace atómico. Son las fuerzas de atracción que existen entre átomos.

Regla del octeto. Los átomos tienden a formar enlaces hasta completar ocho electrones en

el nivel más externo; para ello ganan, pierden o comparten electrones hasta adquirir laconfiguración estable de un gas noble.

Enlace iónico, polar, salino o electrovalente. Este tipo de enlace se efectúa entre

metales y no metales por transferencia de electrones del elemento metálico al no metálico,

gracias a la fuerza electrostática.

Enlace covalente. Es aquel que se forma al compartir uno o más pares de electrones entre

átomos no metálicos.

o Enlace covalente sencillo: Es aquel donde se comparte un par de electrones.

o Enlace covalente doble: Es aquel donde se comparten dos pares de electrones.o Enlace covalente triple: Es aquel donde se comparten tres pares de electrones.

Enlace covalente no polar, homopolar o puro. Es cuando dos átomos del mismo

elemento (no metálico) se unen para formar una molécula simétrica y sin carga, por lo que su

diferencia de electronegatividad es igual a cero. La molécula de hidrogeno presenta este tipo

de enlace.

Enlace covalente polar o heteropolar. Es cuando dos átomos no metálicos con diferentes

electronegatividades se unen, comparten electrones y la nube electrónica se acumula en el

átomo de mayor electronegatividad, quedando uno con carga parcialmente positiva y el otro

parcialmente negativa.

Enlace covalente coordinado o dativo. En este enlace uno de los átomos es el que aporta

el par (o pares) electrónicos de unión. Este enlace se representa con una flecha que va del

átomo que aporta el par de electrones hacia el átomo que lo recibe; es decir, hay un donador y

un receptor.

Enlace metálico. Los átomos de los metales comparten electrones externos con todos los

átomos vecinos más cercanos; esta libertad de movimiento de sus electrones en toda la

estructura metálica explica la alta conducción de electricidad y de calor, así como su

reflectividad; la maleabilidad y la ductilidad de los metales se explica en función de la ausencia

de enlaces direccionales, ya que los átomos metalices pueden deslizarse unos sobre otros,formando nuevos enlaces. Algo importante es que los metales en estado sólido y en estado

líquido conducen el calor y la electricidad, pero cuando se encuentran en estado gaseoso se

pierden esas propiedades; esto se debe a que pierden sus enlaces característicos.

Propiedades de los enlaces metálicos.1. Punto de fusión y ebullición elevadas.

2. Presentan brillo metálico.

3. Tenacidad, dureza, maleabilidad (laminado), ductilidad (hilos, alambres).

4. Buenos conductores de calor y electricidad.

5. Prácticamente insolubles en disolventes comunes.



Enlace por puente de hidrogeno.Es la atracción electrostática entre el hidrogeno ya enlazado polarmente y otro átomo de

mayor electronegatividad.

Los enlaces de hidrogeno más frecuentes se forman entre el hidrogeno y el flúor, el nitrógeno

el oxigeno. Debido a este enlace se explican los puntos de fusión y ebullición anormalmente

elevados del fluoruro de hidrogeno, el agua y el amoniaco, respecto a los de otros hidruros.

Enlace intermolecular. Son las distintas fuerzas de atracción que se ejercen entre

moléculas.

Propiedades.

1. Puntos de fusión y ebullición altos.

2. En estado liquido, tienen alto poder de disociación de sus cristales iónicos.

*PENDIENTE*

- Ley Periódica.

- Comparación de propiedades físicas de las sustancias iónicas y covalentes: solubilidad, puntode ebullición y punto de fusión.



Estequiometria.

Balanceo de ecuaciones.

Una herramienta importante para la estequiometria es precisamente el balanceo de

ecuaciones. Existen tres métodos de balanceo, cuyo propósito es el de tener las bases para

poder resolver ejercicios estequiométricos. Los tres métodos son:-Balanceo al tanteo o por inspección.

-Balanceo por el cambio en el número de oxidación.

-Balanceo algebraico.

Estequiometria es la parte de la química que estudia las relaciones cuantitativas (cantidad) de

las sustancias y sus reacciones.

En la estequiometria se calcula la cantidad de los elementos que forman un compuesto, de los

reactantes que se requieren en una reacción química, así como de los productos que se

generan en ella.

Reacción química. Es el proceso por el cual se rompen enlaces químicos de una o mássustancias llamadas reactantes o reactivos, originando otra u otras llamadas productos

con características y propiedades distintas de las que formaron.

Clasificación de las reacciones químicas.

Para que las reacciones químicas se puedan analizar, estudiar y comprender, se han clasificado

por su formación, por su energía y por la dirección en que se realizan.

Por su formación.

Reacción de síntesis: A + B AB

Reacción de análisis: AB A + B

Reacción de simple sustitución: A + BC AC + B

Reacción de doble sustitución: AB + CD AD + CB

Por su energía.

Reacción endotérmica: A + B AB

Reacción exotérmica: A + B AB +

Por su sentido o dirección.Irreversibles: A + B C + D

Reversibles: A + B C + D



Se le llama balanceo de una ecuación química a la determinación de los coeficientes

numéricos que se deben anteponer a los reactantes y a los productos, de tal manera que

en ambos miembros de la ecuación haya la misma cantidad de átomos de cada uno de

los elementos químicos participantes, para así cumplir con la ley de la conservación de

la masa.

Balanceo por método de tanteo o por inspección.

El método al tanteo o por inspección consiste en ajustar los coeficientes de reactantes y

productos, después de un análisis preliminar de cada uno de los elementos, a través de ensayo

y error, hasta comprobar que la ecuación ya este balanceada. La ventaja de este método es

que es muy rápido, pero solo es útil para ecuaciones que no sean muy complejas.

Balanceo por el método del número de oxidación.

Este método se basa en determinar el número de electrones intercambiables entre las

expresiones químicas que participan en una reacción, ya que ciertos elementos ganan opierden electrones, por lo que sucede una oxidación y una reducción simultaneas.

Solo se utiliza en reacciones que presenten oxidación y reducción. En muchas ocasiones no

resuelve totalmente la ecuación, por lo que se complementa con el método de tanteo.

¿Cómo se detecta que la reacción es de oxido-reducción o redox?

Determinando el número de oxidación de los reactantes y de los productos y observando que

algunos elementos sufren un cambio de número de oxidación.

Tanto los átomos en estado elemental o sin combinar, como a las moléculas sencillas les

corresponde el numero de oxidación cero.

Los elementos no metálicos tienen número de oxidación negativo cuando combinan con los

metales.Los elementos metálicos tienen número de oxidación positivo cuando se combinan con los no

metales.

Los metales alcalinos (grupo I) tienen número de oxidación de +1.

Los metales alcalino-térreos (grupo II) tienen número de oxidación de +2.

El oxigeno tiene numero de oxidación de -2, excepto en los peróxidos donde es de -1.

Balanceo por el método algebraico.

Este método se basa en resolver un sistema simultáneo de ecuaciones con más de dos

variables. Una limitante del método es que la cantidad de ecuaciones matemáticas sea menor

que la cantidad de incógnitas.

Se le asigna una literal a cada componente de la ecuación.

Se establece una ecuación matemática para cada elemento, multiplicando la literal por el

número de átomos de ese elemento y se suman con los otros elementos, si los hay, por el lado

de los reactantes, se separa por un signo de igual y se hace lo mismo para el lado de los

productos.

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