QUIMICA 001: Quimica

QUÍMICA

Es una ciencia natural que estudia la materia: como se constituye, propiedades químicas y físicas que experimentan su comportamiento y las leyes.

Leyes: Dejar claro lo que fue investigado eso es… pero se puede cambiar.

Objetivos de la química ¿Qué es química?

Conocer e interpretar el concepto e importancia de química

Comprender todo lo que tenga que ver con la materia (estructuras, componentes y propiedades)

  Diferenciar las propiedades de la materia y su estructura

  Explicar la relación entre la materia y energía

  Interpretar las reacciones entre los cuerpos y las leyes que se rigen

Comprender los fenómenos que se producen

Operaciones fundamentales de la química

La química ha descubierto operaciones fundamentales para un mejor estudio de la composición y estructura de la materia.

Las operaciones fundamentales de la química son:

· Análisis: Descomponer algo, analizarlo. Simplificación de los materiales para conocer los componentes mas sencillos de una muestra quimica

· Síntesis: Consiste en formar una sustancia partiendo de los elementos que lo componen

Beneficios de la Química

· Conservación de alimentos

· Importante para nuestra salud y para una mejor calidad de vida

· Fines estéticos

· Elaboración para material de construcción

Riesgos de la química

Es todo material perjudicial que durante su fabricación, almacenamiento, transporte o uso, puede generar o desprender humos, gases, vapores, polvos o fibras de naturaleza peligrosa, ya sea explosiva, inflamable, tóxica, infecciosa, radiactiva, corrosiva o irritante en cantidad que tengan probabilidad de causar lesiones químicas y daños a personas, instalaciones o medio ambiente.

Normas para reducir riesgos químicos:

• Mantener la cantidad almacenada al mínimo operativo.

• Considerar las características de peligrosidad de los productos y sus incompatibilidades.

• Agrupar los de características similares.

• Separar los incompatibles.

• Aislar o confinar los de características especiales.

• Comprobar etiquetados.

• Llevar un registro actualizado de productos almacenados.

• Emplear armarios de seguridad.

Actividades que nos exponen a riesgos químicos:

• Actividad docente y de investigación en laboratorios.

• Tareas de soldadura.

• Operaciones de desengrase.

• Operaciones de fundición.

• Destilaciones, rectificaciones y extracciones.

• Limpieza con productos químicos.

Materiales peligrosos:

Los accidentes más comunes en el laboratorio, derivados de la utilización de reactivos son:

* Quemaduras químicas.
* Lesiones en la piel y los ojos por contacto con productos químicamente agresivos.
* Intoxicación por inhalación, ingestión o absorción de sustancias tóxicas.
* Incendios, explosiones y reacciones violentas.
* Exposición a radiaciones perjudiciales

Un Material Peligroso es cualquier sustancias que pueden estar en estado sólido, líquido o gaseoso, y que tienen las características de causar daños a la salud, los bienes, y/o al medio ambiente. Esa sustancia o puede ser un producto químico, agente físico, o biológico (organismos vivientes).

Clasificación de la química:

Método cienífico:

Es un proceso que tiene 4 etapas:

1. Observación: reconocer el problema

2. Formulación de hipótesis: hacer suposiciones para explicar el problema

3. Experimentación- control de variables: diseñar experimentos y demostrar para poder comprobar la hipótesis

4. Conclusiones: obtenidas a partir de las hipótesis conformadas, luego de esto plantean una ley (científicos)

Materia:

Es todo lo que nos rodea, ocupa un lugar en el espacio.

Los cambios que la materia sufre involucra ganancia o pérdida de energía.

Energía:

Capacidad de hacer un trabajo.

Cuerpo:

Porción limitada de esa materia.

Sustancia:

Es una forma de materia que tiene una composición definida, propiedades y características.

Las sustancias difieren entre sí en su composición y pueden identificarse por su apariencia, olor, sabor y otras propiedades. Ej:

El agua, el amoniaco, el azúcar (sacarosa), el oro y el oxigeno.

Mezcla:

Es una combinación de 2 o más sustancias en la cual las sustancias conservan sus propiedades y características.

Clasificación de la materia:

Se divide en sustancias puras y compuestas.

Sustancias puras:

Elementos químicos (tabla periódica)

Sustancias compuestas: composición de 2 o más elementos químicos pueden ser el mismo elemento o diferentes.

Fe= hierro es un elemento = sustancia pura simple.

Fe + O (oxigeno)= Fe 2 O3= oxido férrico =compuestos

Mezclas:

Heterogéneas: ensalada de frutas quiere decir que usted observa todos los componentes que usa.

Homogéneas: fresco solo, es algo homogéneo solo se ve una sola cosa.

Se pueden descomponer o estudiar a través de medios químicos.

Entre mezclas homogéneas tenemos por ejemplo: agua potable, gaseosa, sangre, gelatina, flan.

Y entre las heterogéneas x ejemplo: gelatina y flan junto, agua y aceite, ensalada de frutas.

Ejercicio:

CLASIFICA ENTRE SUSTANCIA PURA, MEZCLA HOMOGÉNEA Y MEZCLA HETEROGÉNEA

AIRE: mezcla homogénea
PERFUME: mezcla homogénea
OXÍGENO EN UN TANQUE DE OXÍGENO DE UN HOSPITAL: sustancia pura compuesta
YODO: sustancia pura simple
AZÚCAR: sustancia pura compuesta
TIERRA Y AGUA : mezcla homogéneo
CAFÉ CON LECHE : mezcla homogénea
PAPEL Y ASERRÍN : mezcla heterogénea
CLORO :sustancia pura simple
PIEDRAS Y ARENA : sustancia pura compuesta

Sistema material:

Los componentes de una mezcla homogénea y heterogénea se pueden identificar mediante un sistema material.

* Recipiente con sal disuelta en agua

* Mezcla de agua y alcohol

* Recipiente con hielo y agua

Los sistemas están formados por fases, si son homogéneos por una sola fase, si son heterogéneos pueden tener dos, tres, cuatro o múltiples fases.

Fase: a lo que se observa

Interfase: corresponde a un número menos a la cantidad de fases.

Ej.:

Mezcla de agua y alcohol:

2 componentes, 1 sola fase y 0 interfase

Hielo y agua:

1 componente, 2 fases 1 interfase

Recipiente en sal disuelta en agua.

2 componentes, 1 sola fase y 0 interfase.

Recipiente hielo, achiote = hielo 2 componentes agua_ hielo

2 componentes 3 fases 2 interfases

Sistemas homogéneos 1 sola fase

Heterogéneos: 2 fases a más dependiendo la cantidad de componentes

Homogéneos:

Sustancias puras: agua mercurio: 1 solo liquido, 1 solo elemento, 1 sola fase

Soluciones/disoluciones: una sola fase y 2 o más componentes: gelatina

Oxígeno “tabla” simple O

Oxigeno que respiramos O2 compuesto

Sodio (NA) : 5ps

Cloruro (CE): 5ps

Sal (NACL): 5pc

Jugo del valle

Agua: H2O compuesto

Azúcar: C6H12O6: compuesto

A.Cítrico: C6H8O7: compuesto

Juntos hacen una mezcla homogénea o heterogénea.

El sistema material hace el estudio de que se usa

Solución o disolución cuando se hacen mezclas de 2 sustancias pero es homogénea (que usan una sola sustancia)

Los componentes:

A.citrico fosforo proteína

Formula es el compuesto: tiene 3 formulas es compuesto

Propiedades de la materia

Cada propiedad o sustancia tiene un conjunto de propiedades. Nos dejan apreciar como es la materia. Se clasifican en químicas y físicas.

Propiedades organolépticas:

Son las que pueden ser apreciadas a través de los sentidos. Gracias a ellas podemos distinguir su color, olor, sabor, impresión al tacto, sonido.

Propiedades intensivas:

No dependen de la cantidad. No importa cuantas bancas tiene este salón todas están formadas de metal, tienen tablero, todas tienen color, textura, dureza.

Propiedades extensivas:

Si dependen de la cantidad de la materia volumen, peso y longitud. No es igual decir 1 banca y 8 bancas. No es lo mismo una botella de 1 litro que 2 cambia el volumen por lo tanto el peso.

Propiedades físicas:

Son aquellas que se pueden determinar sin alterar la identidad de la sustancia. Pueden ser generales o particulares.

Agua= densidad

Dureza= masa

Propiedades físicas generales:

· Inercia: los cuerpos tienden a mantenerse en reposo o en movimiento. Si estoy leyendo estoy en inercia si me muevo también.

· Impenetrabilidad: Es la imposibilidad de que dos cuerpos distintos ocupen el mismo espacio simultáneamente.

· Discontinuidad: se refiere a que la materia está formada por partículas. . Pero al estar formada por partículas tiene un límite para la división por lo que se dice que la materia es discontinua. Hay un límite para que la materia conserve su propiedad ej. Hoja de papel la rompo hasta lo más mínimo pierde sus características hasta que ya no se pueda romper.

· Elasticidad: Propiedad que tienen los cuerpos de cambiar su forma cuando se les aplica una fuerza adecuada y de recobrar la forma original cuando se suspende la acción de la fuerza. Ej.: la piel

· Indestructibilidad: es la capacidad que tienen los elementos a ser indestructibles, hay unos cuerpos resistentes y otros no a esta materia.

· Dureza: propiedad de los sólidos tienen resistencia a la deformación. Diamante es el más duro.

· Densidad: Cantidad de masa ejercida por un volumen dado de un material. Propiedad particular de los líquidos: el agua, los gases hacen referencia al aire, unidades masa sobre volumen.

· Divisibilidad: Es la propiedad que tiene cualquier cuerpo para poder dividirse en pedazos más pequeños, hasta llegar a las moléculas y átomos.

· Masa: Es la cantidad de materia contenida en un volumen cualquiera, la masa de un cuerpo es la misma en cualquier parte de la tierra.

· Peso: Es la acción de la gravedad de la Tierra sobre los cuerpos

· Volumen: Es una magnitud definida como el espacio ocupado por un cuerpo.

Propiedades físicas particulares:

· Maleabilidad: Capacidad para convertirse en láminas. Ejemplo: Estaño, aluminio

· Ductilidad: Facilidad para transformarse en hilos. Ejemplo: cobre

· Viscosidad: Es la propiedad de los fluidos por la que presentan resistencia a la velocidad de deformación. Resistencia que opone un líquido a fluir como consecuencia de la atracción molecular (cohesión) ej. Miel, goma. moco

Propiedades químicas:

Son aquellas que nos indican la tendencia de las sustancias para reaccionar y transformarse en otras como oxidarse, combustionar, inflamarse, estallar, enmohecerse.

Al metal le hecha acido: se oxidase llama propiedad de oxidación.

Alimentos que no se consumen conservación es cuando cambia su estructura interna.

Cambios físicos:

· No varían la composición química de la materia

· Lo que se tiene al principio se tiene al final

· No se forman nuevas sustancias

Cambios químicos:

· Alteran la composición química de la materia

· Originan otras sustancias

Ejercicio:

* Clasifica las siguientes cambios como físicos (F) o químicos (Q)

1.- Crecimiento de una planta (F y Q )

2.- Explosión de gasolina (Q )

3.- Elaboración de un caramelo ( Q)

4.- Cicatrización de una herida ( F)

5.- Decoración del pelo (F )

6.- Ciclo del agua ( F)

7.- Formación de un aleación (Q )

8.- Formación de lluvia ácida ( Q)

9.- La fotosíntesis (Q )

10.- Pasteurización de la leche (Q )

11.- Digestión de una torta (Q )

12.- Formación de nubes (F )

13.- Bajar la temperatura corporal ( F)

14.- Fumar un cigarro (F )

15.- Pintar un coche ( F)

16.- Quemar gasolina ( Q)

17.- Picar carne (F )

18.- Calcinar un papel ( Q)

19.- Intoxicación por gases (Q )

20.- Crecimiento de una persona (Q, F )

Estados de la materia

Solido: rígido

Las fuerzas de cohesión de sus moléculas son mayores que las fuerzas de repulsión, sus cuerpos son compactos, presentan volumen y forma definida. Ej. Hierro, aluminio, azúcar

Estado líquido: fluido

Las fuerzas de cohesión son similares a las fuerzas de dispersión, presentan un volumen definido, su forma es variable (de acuerdo al recipiente que lo contiene) Ej. Agua oxigenada.

Estado gaseoso: no se percibe

Las fuerzas de dispersión o expansión son mayores que las fuerzas de atracción en las moléculas de los gases, por lo tanto no tienen volumen ni forma definida. Ej. Aire, oxígeno

Cambios de estado

Fusión:

Es el paso de un sólido al estado líquido por medio del calor. Proceso endotérmico

El punto de fusión es la temperatura a la cual el sólido se funde, por lo que su valor es particular para cada sustancia.

Solidificación:

Es el paso de líquido a sólido por medio del enfriamiento. Proceso Exotérmico

El punto de solidificación o de congelación es la temperatura a la cual el líquido se solidifica y permanece constante durante el cambio.

Vaporización:

Es el cambio de estado líquido a gaseoso. Hay dos tipos de vaporización: la ebullición y la evaporación

Ebullición: cuando el cambio ocurre por aumento de temperatura en el interior del líquido. (el líquido hierve)

Evaporación: se produce a cualquier temperatura, siendo más rápida cuanto más elevada esta.

Condensación:

Es el paso de forma gaseosa a forma líquida. Es el proceso inverso a la vaporación.

El proceso de condensación suele tener lugar cuando un gas es enfriado hasta su punto de rocío, sin embargo este punto también puede ser alcanzado variando la presión. El equipo industrial o de laboratorio necesario para realizar este proceso de manera artificial se llama condensador.

Sublimación:

Es el cambio de estado de materia sólida al estado gaseoso sin pasar por el estado líquido.

Al proceso inverso se denomina sublimación inversa

Temperatura:

Mayor temperatura aumento es proceso endotérmico

Menos baja temperatura proceso exotérmico

Estado sólido a liquido es fusión a mayor calor va a pasar a estado líquido.

Líquido a solido (agua- hielo) cambio de solidificación necesita baja temperatura exotérmico

Líquido a gaseoso procesos endotérmico cambio de estado vaporización tiene 2 etapas ebullición y evaporización: cuando el vapor del agua se evapora.

Gas a líquido usa condensador se llama condensación

Solido a gas sin pasar por el estado líquido se llama sublimación ej. hielo seco.

Gas a solido cristalización o sublimación inversa.

Para que exista un cambio de estado necesita haber obligatorio un proceso endotérmico y exotérmico

Y de estado a estado necesita fuerzas de moléculas internamente cambian.

Energía:

* La energía es una propiedad asociada a los objetos y sustancias y se manifiesta en las transformaciones que ocurren en la naturaleza.

* La energía se manifiesta en los cambios físicos, por ejemplo, al elevar un objeto, transportarlo, deformarlo o calentarlo.

* La energía está presente también en los cambios químicos, como al quemar un trozo de madera o en la descomposición de agua mediante la corriente eléctrica.

Existen 2 tipos de energía la natural y artificial

Potencial: es la energía propia todos poseemos ej. Alzo un marcado energía potencial lo lanzo energía cinetica cae potencial.

La energía esta presente en cambios químicos.

Tipos de energía:

Química:

La energía química es la que se produce en las reacciones químicas. Puede estar retenida en alimentos, elementos o combustibles. Caso de las pilas, derivados de combustibles, alimentos.

Eléctrica:

Energía eléctrica es causada por el movimiento de las cargas eléctricas en el interior de los materiales conductores. Es una de las formas de energía más empleadas. La mas usada

Luminosa:

La energía luminosa es la que se transporta por la luz y siempre es producida por las ondas de la luz. Proviene de cualquier fuente de luz como el sol, una bombilla, el fuego, etc. A través de una fuente natural o artificial.

Solar:

La energía solar es la que llega a la tierra en forma de radiación electromagnética (luz, calor, rayos ultravioletas principalmente) procedente del sol. Nos permite procesos de fotosíntesis, cambios de agua, paneles solares.

Energía mecánica:

Se refiere a la posición y movimiento de un cuerpo y la suma de las energías de un cuerpo en movimiento. Un trabajo que uno ejerce

Energía hidráulica:

Es aquella que se extrae del aprovechamiento de las energías cinética y potencial de la corriente de los ríos, saltos de agua y mareas.

Energía nuclear:

Es la liberada del resultado de una reacción nuclear, se puede obtener por fusión nuclear (unión de núcleos atómicos) o por fisión nuclear ( división de núcleos atómicos

La energía electromagnética:

Se define como la cantidad de energía almacenada en una parte del espacio y que se expresa según la fuerza de un campo eléctrico y magnético

Energía eólica:

Se obtiene a través del viento, gracias a la energía cinética generada por el efecto corriente de aire. Es utilizada para producir electricidad o energía eléctrica.

Ley de conservación de masa:

Respaldada por el trabajo del científico Antoine Lavoisier, esta ley sostiene que la materia (la masa) no puede crearse o destruirse durante una reacción química, sino solo transformarse o sufrir cambios de forma. Es decir, que la cantidad de materia al inicio y al final de una reacción permanece constante

"En toda reacción química la masa se conserva, esto es, la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos"

Así, por ejemplo, cuando se hacen reaccionar 7 g de hierro con 4 g de azufre se obtienen 11 g de sulfuro de hierro:

Fe + S FeS

7g + 4g = 11g

masa = masa

Reactivos productos

Deber

ü Doce gramos de carbono reaccionan con 32 gramos de oxígeno obteniéndose 46 gramos de dióxido de carbono. Identifique los reactivos y los productos. Se comprueba la ley de Lavoisier. Justifique su respuesta

12g + 32g = 46 g CO2

O O no se comprueba la ley de conservación.

32gfe + 18gs (azufre)=50g

ü 32g de azufre se calientan con 56g de hierro, formando como producto único el sulfuro ferroso. ¿Qué cantidad de producto se obtiene de esta reacción?

ü Si se reaccionan 5g de un compuesto A con 10g de un compuesto B, ¿qué cantidad de compuesto C se obtiene como producto de la reacción?

ü En una reacción, el cloruro de sodio y el nitrato de plata producen nitrato de sodio y cloruro de plata. Si 14.61g de cloruro de sodio reaccionan con 42.45g de nitrato de plata y se forman 21.25g de nitrato de sodio, ¿qué cantidad (masa) de cloruro de plata se obtiene?

Ley de conservación de la energía:

Esta ley fue propuesta por el alemán Robert Meyer, sin embargo se le atribuyó al inglés James Joule el cual establece que “La energía del Universo se mantiene constante de tal manera que no puede ser creada ni destruida y si cambiar de una forma a otra”

Unidades del sistema internacional

Densidad:

Las diferentes partículas que existen en la naturaleza están conformadas por partículas (átomos, iones o moléculas) que según las condiciones de presión y temperatura a las que se encuentran definirán el estado de la materia (sólido, líquido o gaseoso) y una condición muy característica.

Para caracterizar el estado tan singular de la sustancia, se emplea la propiedad física intensiva denominada densidad (ρ), que nos indicara la cantidad de masa del cuerpo material contenido en un volumen definido de ella.

Calculo de energía:

• Ep = m. g.h La energía potencial es igual a la masa del cuerpo multiplicada por la gravedad y por la altura a la que se encuentra desde un centro de referencia.

La gravedad es una constante de 9,8 m/s²

^•Ec = ½.m.v^{2
La energía cinética es igual a un medio del producto entre la masa y el
cuadrado de la velocidad.}

• Em = Ep + Ec La energía mecánica es la suma entre la energía potencial y cinética.

a) Calcular la energía potencial que posee un libro de 500g de masa que está colocado sobre una mesa de 80 cm de altura

Ep= m.g.h

Ep= 0.5 kg * 9.8/s2 * 0.8

Ep= 3.92 Joule J

b) Calcular la energía potencial de un cuerpo que tiene 42 kg de masa y se encuentra a una altura de 28 m

Ep= m * g * h

Ep= 42 kg * 9.8 m /s2 * 28 m

Ep= 11524.8 J

c) Determine la energía cinética de un auto que se desplaza a 72 km/ h si su masa es de 345kg

Ec= ½ (345 kg)

72 km = 1000m = 1 h = (20 m/s)2

H 1 km 3600 s

Ec= 172.5 kg * (20m/s)2

Ec= 172.5 kg * 400 m2/ s2

Ec= 69000J

d) Un avión vuela con una velocidad 670 km / h a 8 km del suelo si la masa del avión es de 4500 kg . Cuál será la energía mecánica

670 km * 1000m * 1 h

H 1 km 3600s

(186.11 m/s) 2

34636.93 m2 / s2

8km * 1000m =8000m

Ep= 4500 * 9.8 m/ s2 * 8000m

Ep= 352800000

Ec= 0.5 m* v 2

Ec= 0.5 (4500 kg) * v2

Ec=2250 kg * 34636.93 m2 / s2

Ec= 77933025 J

Em= 430733025 J

Unidades de medida de temperatura

la temperatura es una magnitud física que refleja la cantidad de calor, ya sea de un cuerpo, de un objeto o del ambiente. Dicha magnitud está vinculada a la noción de frío (menor temperatura) y caliente (mayor temperatura).

37 grados la persona debe tener

0 grados se solidifica el agua

100 grados se ebulla el agua

• Escalas Relativas: Consideran como referencia el punto de ebullición y solidificación de una sustancia o mezcla.

Escala Celsius o Centígrado: Toma como compuesto de referencia el agua: punto de ebullición 100 ° C y punto de solidificación 0 °C. El nombre se debe al físico Andrés Celsius que la propuso en 1742

Escala Fahrenheit: Toma como referencia el punto de congelamiento de una solución amoniacal 0 °F. La temperatura de congelación del agua es de 32° F y la de ebullición es de 212 °F.

• Escalas absolutas: Son las que consideran al cero absoluto como punto de referencia, en el cero absoluto se considera que no existe movimiento molecular

Escala Kelvin: El punto de congelamiento del agua es 273 K y el de ebullición 373 K. Llamada así en honor a su creador, el físico inglés William Kelvin. No lleva el símbolo de grados °

Escala Rankine: El punto de congelamiento del agua es 492 ° R

Formulas

°C = 5(°F-32)/9

°F = 9 °C/5 + 32

K = °C + 273

°R = °F + 459,67

a) 415 °C a K

K= 415 °C +273

K= 688

b) -85K a °C

°C= -85K – 273

°C= -358

c) 537 °R a K

537 °F+459.67 =°F

77.33 = °F

°C = 5(77.33-32)/9

°C= 5(45.33)/9

°C= 226.65/9

°C=25.18

K=°C+273

K=25.18+273

K=298.18

El atomo

• En la filosofía de la antigua Grecia, la palabra “átomo” se empleaba para referirse a la parte de materia más pequeño que podía concebirse.

• Átomo significa en griego “no divisible”.

• En el siglo V antes de Cristo, el filósofo griego Demócrito postuló, sin evidencia científica, que el Universo estaba compuesto por partículas muy pequeñas e indivisibles, que llamó "átomos".

• A esta especulación se le llamó Atomismo, la cual hablaba de la existencia de átomos indestructibles e indivisibles.

• Con los avances científicos y la aparición de la ciencia experimental se ha demostrado que la estructura atómica integra a partículas más pequeñas.

Modelos atomicos:

El Modelo de DALTON (1808):

John Dalton (1766-1844) fue un químico y físico británico que creó una importante teoría atómica de la materia basada en las leyes de la combinación química. Considerado el padre de la teoría atómica – molecular. Para Dalton los átomos eran esferas rígidas. Su teoría se puede resumir así:

• Los elementos químicos están formados por partículas muy pequeñas e indivisibles llamadas átomos.

• Todos los átomos de un elemento químico dado son idénticos en su masa y demás propiedades.

• Los átomos de diferentes elementos químicos son distintos, en particular sus masas son diferentes.

• Los átomos son indestructibles y retienen su identidad en los cambios químicos.

• Los compuestos se forman cuando átomos de diferentes elementos se combinan entre sí, en una relación de números enteros sencilla, formando entidades definidas (hoy llamadas moléculas).

El Modelo de THOMSON (1898):

Sir Joseph John Thomson (1856 -1940), fue un físico británico que descubrió la existencia del ELECTRÓN, partícula subatómica cargada negativamente. Según el modelo de Thomson, conocido como "modelo del pastel de pasas", el átomo consistía en una esfera uniforme de materia cargada positivamente en la que se hallaban incrustados los electrones de un modo parecido a como lo están las semillas en una sandía (patilla). Este sencillo modelo explicaba el hecho de que la materia fuese eléctricamente neutra, pues en los átomos de Thomson la carga positiva era neutralizada por la negativa.

Para explicar la formación de iones, positivos y negativos, y la presencia de los electrones dentro de la estructura atómica, Thomson ideó un átomo parecido a un pastel de frutas: una nube positiva que contenía las pequeñas partículas negativas (los electrones) suspendidos en ella

El Modelo de Rutherford (1911):

Sir Ernst Rutherford (1871 - 1937), famoso hombre de ciencia inglés que obtuvo el premio Nobel de Química en 1919, fue un físico neozelandés que identificó en 1898 dos tipos de las radiaciones emitidas por el Uranio, a las que llamó alfa y beta.

El hecho de que sólo unas pocas radiaciones sufriesen desviaciones hizo suponer que las cargas positivas que las desviaban estaban concentradas dentro de los átomos ocupando un espacio muy pequeño en comparación a todo el tamaño atómico; esta parte del átomo con electricidad positiva fue llamado NÚCLEO.

En el modelo de Rutherford, los electrones se movían alrededor del núcleo como los planetas alrededor del Sol. La carga eléctrica del núcleo y de los electrones se neutralizan entre sí, provocando que el átomo sea eléctricamente neutro. Los electrones no caían en el núcleo, ya que la fuerza de atracción electrostática era contrarrestada por la tendencia del electrón a continuar moviéndose en línea recta. Este modelo fue satisfactorio hasta que se observó que estaba en contradicción con una información ya conocida en aquel momento: de acuerdo con las leyes del electromagnetismo, un electrón o todo objeto eléctricamente cargado que es acelerado o cuya dirección lineal es modificada, emite o absorbe radiación electromagnética.

El Modelo de Bohr (1913):

Después de los descubrimientos de Rutherford, los científicos pensaron en el átomo como un sistema solar microscópico, con los electrones girando en órbita alrededor del núcleo, Bohr al principio supuso que los electrones se movían en órbitas circulares, pero la física clásica decía que una partícula con carga eléctrica debía perder energía, lo que llevaría en un momento hacer al electrón caer hacia el núcleo, entonces Bohr dijo que las leyes conocidas de la física eran inadecuadas para describir algunos procesos de los átomos. El físico Danés Niels Bohr, premio Nobel de Física en 1922, introdujo en 1913 los tres postulados siguientes:

Primer Postulado: El producto del impulso o cantidad de movimiento (mv) del electrón por la longitud de la órbita que describe es un múltiplo del cuanto de energía (primer postulado).

Segundo Postulado: Mientras un electrón gira en una orbita fija no emite energía radiante.

Tercer Postulado: Un electrón puede saltar desde una orbita de energía a otra inferior de menor energía. En este salto el átomo emite una cantidad de energía radiante igual a la diferencia de energía de los estados inicial y final.

Aunque la teoría de Bohr fue de gran utilidad, tenía fallas, para empezar años después el electrón se identificó con un comportamiento de onda y en este modelo eso no se tomó en cuenta, además el modelo solo funcionaba para el hidrógeno, dejando fuera las relaciones electrón - electrón en átomos de muchos electrones.

Modelo Cuántico:

El físico E. Schrödinger estableció el modelo mecano-cuántico del átomo, ya que el modelo de Bohr suponía que los electrones se encontraban en órbitas concretas a distancias definidas del núcleo; mientras que, el nuevo modelo establece que los electrones se encuentran alrededor del núcleo ocupando posiciones más o menos probables, pero su posición no se puede predecir con exactitud.

Con estas dos partículas, se intentó construir todos los átomos conocidos, pero no pudo ser así porque faltaban unas de las partículas elementales del núcleo que fue descubierto por J. Chadwick en 1932 y que se llamó neutrón. Esta partícula era de carga nula y su masa es ligerísimamente superior a la del protón (1,6748210-27kg.). Sin negar el considerable avance que supuso la teoría atómica de Bohr, ésta solo podía aplicarse a átomos muy sencillos, y aunque dedujo el valor de algunas constantes, que prácticamente coincidían con los valores experimentales sencillos, el modelo no fue capaz de explicar los numerosos saltos electrónicos, responsables de las líneas que aparecen en los espectros de los átomos que poseen más de un electrón. Al modelo de Bohr se le fueron introduciendo mejoras, pero la idea de un átomo compuesto por orbitas alrededor de un núcleo central puede considerarse demasiado sencilla, no fue posible interpretar satisfactoriamente el espectro de otros átomos con más de un electrón (átomos poli electrónicos) ni mucho menos la capacidad de los átomos para formar enlaces químicos.

e electrones Thomson

p+ protones Rutherford

n neutrones Bothe y becker

1 elemento se cambia con otro el primero gano los electrones el otro lo pierde hablamos de iones

Ion + cede electrones

Ion – gana

Masa atómica:

La masa atómica es la cantidad de materia que tiene un átomo y generalmente se obtiene de sumar Z + N = A

Z= el número de protones

N= el número de neutrones

A= masa atómica

El número atómico:

El número atómico es el número entero positivo que equivale al número total de protones en un núcleo del átomo. Se suele representar con la letra Z. Es característico de cada elemento químico y representa una propiedad fundamental del átomo. Este hecho permitió clasificar a los elementos en la tabla periódica en orden creciente de número atómico.

Molécula:

Es un conjunto de átomos unidos unos con otros por enlaces fuertes. Es la expresión mínima de un compuesto o sustancia química, es decir, es una sustancia química constituida por la unión de varios átomos que mantienen las propiedades químicas específicas de la sustancia que forman.

Configuración electrónica:

La configuración electrónica de un átomo es una designación de la distribución de los electrones entre los diferentes orbitales, en las capas principales y las subcapas.

El número atómico:

Molécula:

Configuración electrónica:

La configuración electrónica de un átomo es una designación de la distribución de los electrones entre los diferentes orbitales, en las capas principales y las subcapas.

K=19= electrones número atómico 1S 2 2S2 2P6 3P6 4S1

Subniveles: s, p, d, f orbitales 1.3.7 átomos cuentan electrones 2,6, 10, 14

Silicio

Si= 14= 1S2 2S2 2p6 3S2 3p2

Configuración electrónica estándar: el único subnivel que queda incompleto es el último.

Ar 18 4S2 configuración electrónica condensada

Ne10 3D2 3P2

Ni=28= 1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D8

Se busca el gas noble último para realizar la condensada

Ar18 Es2 3D8 configuración electrónica condensada

Bloque “s” los 2 primeros grupos que empiezan con el higrogeno termiann en un subnivel “s “

Del 3 al 12 bloque “d” desde el escandio al cinc

Del 13 al 18 comienza con el boro hasta gases nobles corresponden al grupo “p”

Bloque separado del lantano al bloque “f”

Metales alcalinos grupo 1 : sodio potasio los más importantes son los mas reactivos mucho mas fácil de combinar con los demás elementos.

El unico metal que se encunetra en estado liquido es HG

Propiedad química: facilidad que tiene de combinarse con los otros

Los elementos del campo 2: metales alcalinotérreos: son ligeramente duros, conductores de electricidad son menos reactivos que los metales alcalinos los mas importantes calcio y magnesio.

Del grupo 3 al 12 elemntos de metales de trancicion buenos conductores de electricidad son el hierro, cobre, niquel, plata y el oro.

Del 13 al 25 son metales con menor reactividad entre los metsles de este grupo el mas importante son el aluminio y el plomo

Existen dos grupos especiales lantánidos y actiniudos son llamados elementos de trancicion interna de gran abundancia en la corteza terrestre en la minería dentro están los elementos radioactivos uranio, actinio se lo conocen elementos de periodo porto y útil

Metales y no metales casi a l final tienen puntos de fucion (cambian de solido a liquido) densidad baja en los no metales es muy bajo , carbono, yodo , azufre, bromo en estado liquido.

Los metales malos conductores de calor o electricidad. Dentro de la clacificacion de los no metales están :

1 Haologenos: fluor , cloro, bromo, yodo , astato(F, CL ,BR, I, AT)

2 Familia anfígenos: oxigeno, selenio , azufre , telurio(O, SE, S,TE)

En español se deriba el oxigeno como la propiedad que tiene para formar gases y acidos

3 Famuilia nitrogeneoides: el principal elemeto es el idrogeno. Nitrigeno, fosforo, arcenico, antimonio(N, P, AS, SB)

4 Familia carbonoides: la carbono , germanio , silicio(C, GE, SI)

El elemnto principal al carbono para la química orgánica

1. Realizar la configuracion electronica de los siguientes elementos.

P =15 = 1S2 2S2 2P6 3S2 3P3 bloque “p”

As= 53= 1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P3 bloque “p”

AL= 13= 1S2 2S2 2P6 3S2 3P1 bloque “p”

Au=79= 1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P6 6S2 4F14 5D10 bloque d”

Br=35= 1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P5 bloque “p”

2. Realizer la configuracion electronica condensadas de los sigueintes elementos.

Fe= 26=Ar=18= 4S2 3D6 3 al 12 bloque “d”

CL=17= NE=10= 3S2 3P5 13 al 18 bloque “p”

Ce=58=XE=54=6S2 4F2 bloque f separado del lantano

CD=48=KR=36=5S2 4D10 bloque “d” 3 al 12

SC=21=AR=18= 4S2 3D1 bloque “d” 3 al 12

Enlaces químicos

Es un proceso quimico responsable de las interacciones entre atomos, molesculas e iones que tiene como estabilidad en los compuestos diatónicos y poliatomicos.

Enlaces químicos metálicos

Es la unión o conjunto enlace entre un atomo y un numeor de valencia.

Los atomos se agrupan de forma muy orbital unos a otros, lo que produce estructuras compactas.

Enlace metalico el acercamiento de2 atomos cuando se van uniéndose van separando los electrones se ponen alrededor de los 2 atomos como nubes.

Enlaces covalentes

Se define como unión del electrones del ultimo nivel

Características:

1. Se presenta solido liquido y gasesoso

2. Malos conductores de electricidad

3. Son solubles o solventes

4. Insolubles o insolventes polares

H2O tiene una molecula de aga y 2 de hidrogeno

Enlace quimico ionico

Unión de atomos:

1 frecuentemente electropositivo

1 frcuente electronegativo

1 de los atomos capta elctrones del otro

Li + f= li f

1S2 2S1 1S2 2S2 2P5 1S2 1S2 2S2 P6

ANION FLUORURO

Clasificación:

Iones: ation (carga electrónica positiva generalmente no metales) y anion (carga eléctrica negativa ation tien debiendo electrones)

(CLO)-1 y valencias negativas hipo clofito

(CLO)-2 clorito

(CLO)-3clorato

(CLO)-4iperclorato

Enlaces por puente de hidrogeno

El hidrogeno hace la unión

H2O 2 atomos de hidrogeno y 1 atomo de agua

Metales valencia fija:
monovalentes trabajan con 1 sola valencia +1

NH4 el hidrogeno no va aquí porque es formador de compuesto

NA, K, RB, CS, FR, LI, AQ

No metales = valencia negativas -1

Metales= valencias postivas +1

Permite la formulación de composiciones lo elementos necesitan del hidrogeno

Divalentes +2

BE,CA,RA, SR, BA, CD, MG, ZN

Trivalentes +3

AL, GA, GD,SC, Y

Boro y bismuto son metaloides

Tetravalentes +4

Cilicio y carbono son no metales

Hablar de no metales no se habla de grupo sino de familia el oxigeno -2 y en excepción -1 este elemento es formulario de compuestos

Familia 3 se pueden formar con las valencias de la familia 1 para estudio

1 compuesto es la unión de elementos

1 caracteristica que tienen los compuestos es la formula

H2O molecula de agua 2 atomos de hidrogeno y 1 de oxigeno

Al momento de intercambiar que etsan a la parte superior se ponen en la parte inferior y no se toma en cuenta los signos.

Existen diferentes tipos de compuestos:

Binario 2 elementos

Terciario 3 elementos

Cuartearios 4 elementos especialmente las sal

M+O Oxido básico

Compuestos cada elemento se llama reactivo y lo que se obtiene producto

Binarios NM+O Oxido acido o anhidrido

1 reactivo + otro reactivo serian binarios

Metales de valencia fija

Monovalentes +1 Divalentes +2 Trivalentes +3 Tetravalentes +4

NA BE AL OS

K CA GA IR

RB RA GD

CS SR SC

FR BA Y

LI CD IN

AQ MG

NH4 ZN

Pentavalantes +5 Hexavalentes+6

TA W

METALES DE VALENCIA VARIABLE

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

CU AU FE PB V CR MN

HG TL CO SN

NI PT

NO METALES

FAMILIA 1 FAMILIA 2 FAMILIA 3 FAMILIA 4

HALOGENOS ANFIGENOS NITROGENOIDES CARBONOIDES

(1,3,5,7) (2,4,6) (1, 3, 5, 7) (4)

BR, I, CL, F(1) SE, S, TE, O (-2) N, P, AS, SB C (2,4), SI, GE

Oxido básico + O peróxido

M +H Hidruro

NM+M hidracido

M+ NM sal binaria

Reglas de formulación:

Oxigeno simpre trabaja con valencia -2 a excepción de los peróxidos valencias -1

Siempre que se puede se simplifica a excepción de los peróxidos

Cuando escribimos los elementos para formular con la valencia

NA + O-2 NA2 O

Se lee de derecha a izquierda.

Existen 3 tipos de nomenclatura para nombrar los elementos : tradicional, stock y sistematica (iupaq)

Oxido de odio según N.T.

Oxido de sodio (I) según N. STOCK

Monóxido de disodio mono porque hay 1 di porque hay 2 según N.S.

RA+2 + O-2 ----> RA2 O2= RA O --->Oxido de radio

REGLAS:

1. H +1, -1

2. O -2 excepcion peróxidos -1

3. Primero se escribe el elemnto que tiene valencia positiva mas el electron que tiene valencia negativa

4. M+ + O- para formular cambian estos números de oxidación sin tomar en cuenta los signos

5. El compuetso se lee siempre de derecha a izquierda

6. Siempre que se pueda se simplifica a excepción de los peróxidos

Primero están los positivos

Nomenclatura tradicional:

Oxido básico: se usa oxido

Hidracidos : hidracidos

Hidruros: hidruro

N. tradicional : palabra grupo funcional

N. stock (I) (II) (III)

N. sistematica: mono, di, tri, tetra, penta, hexa, hepta

A los variables se usa oso e ico oso a los menores ico a los mayores

Compuestos binarios metal + oxigeno

SR+2 + O-2 SR O

oxido de estroncio NT

oxido de estroncio (II) N. STOCK

Monoxido de estroncio N.S.

FE3 + O-2 FE2 O3

Oxido férrico N.T

Oxido de hierro (III) N. STOCK

Trióxido de dihierro N.S

W 6+ O-2 WO3

Oxido de wolframio

Oxido de walframio (VI)

Trióxido de wolframio

OS+4 + O-2 OS O2

Oxido de osmio

Oxido de osmio (IV)

Dióxido de osmio

3 valencias :

Hipo…..oso

Oso

Ico

QUIMICA 001

domingo, 24 de mayo de 2015

Quimica

Objetivos de la química ¿Qué es química?

Modelos atomicos:

Metales de valencia fija

METALES DE VALENCIA VARIABLE

NO METALES

No hay comentarios:

Publicar un comentario