ESCUELA ACADEMCO PROFESONAL DE NGENERA NDUSTRALCAPITULO IINTRODUCCIN A LA QUIMICA Importancia de la QumicaLa qumica es una ciencia antigua que el hombre ha practicado desde siempre buscandocomprender los misterios del entorno que habita. Ha sido cultivada y estudiada a largo de mileniosde diferentes formas y persiguiendo los ms variados objetivos- por las civilizaciones de todos loscontinentes. Perolaqumica,tal comolaconcebimoshoyen da,puededecirseque apenastieneunpar desiglos de vida. Efectivamente, fue Antoine Lavoisier quien a fines del siglo XV, haciendo uso de labalanza, la convirti en una ciencia cuantitativa y por primera vez plasm los conceptos bsicos delas combinaciones qumicas, la estequiometria y la combustin. Es por eso que, con sobrada razn,es reconocido como el "padre de la qumica". En su tiempo se conocan slo unos veinte elementos;latablaperidicafuecreciendomuylentamenteylos112elementosquehoylaconformansonproducto del siglo XX. Laconstitucindelamateriatambincomenzadesentraarseafinesdel sigloXV conlosexperimentos de Luigi Galvani que determinaron la naturaleza elctrica de la materia, pero fue en elsiglo XX cuando Gilbert Newton Lewis hizo los primeros intentos por comprender la forma en que seunan los tomos para formar las molculas. Luego, en 1954 para mayor precisin, Linus Pauling, elqumico ms destacado del siglo pasado, obtuvo el Premio Nbel de Qumica por sus trabajos sobrela naturaleza del enlace qumico, fundamental para la comprensin moderna de la estructura de lamateria y bsico para el desarrollo de la investigacin en el campo de la qumica. Laobtencindenuevoscompuestoshasidootrodeloslogrosdelaqumicaquecomienzaamaterializarse a principios del siglo XX, con la sntesis de la urea lograda por Friedrich Whler en1829. Desde entonces muchos nuevos compuestos han sido sintetizados: de unos millaresdisponibles antes de 1950 a unos cuantos millones con que se cuenta en la actualidad. Las nuevastcnicas analticas que permiten rpidas caracterizaciones de compuestos desconocidos y laelucidacin de sus estructuras ha sido la base de este impresionante avance de nuestro tiempo. Asmismo, la dinmica de los procesos qumicos que nos dice cmo y por qu ocurren las reaccionesqumicas, ha alcanzado un desarrollo tal que permite seguir reacciones que ocurren enfemtosegundos (10-15segundos), un logro que ha producido una verdadera revolucin en elconocimiento y uso de la qumica. Enlaactualidad, losqumicosusanrutinariamentemtodosmecnico-cunticosysimulacionescomputacionales para explicar y predecir las propiedades y el comportamiento de sistemas qumicos.Lo ms importantes enfoques de la qumica moderna estn relacionados con la biologa y los nuevosmateriales. Las contribuciones de la qumica a las disciplinas asociadas con la biologa, como porejemplo, la salud o el ambiente, han sido cruciales y lo mismo ocurre con la sntesis y desarrollo denuevos materiales que por sus propiedades particulares abren novedosos campos a la investigaciny a la industria.Constitucin umica del uni!erso" la tierra # el $om%reTodo el universo esta compuesto por partculas o elementos llamadas tomos cuya distribucin esmuy irregular. Dos elementos, el hidrogeno y el helio, son los que forman parte principal del universo.1ESCUELA ACADEMCO PROFESONAL DE NGENERA NDUSTRALOnceelementosformanaproximadamenteel 99%delacortezaterrestre, el oxigenoesel masabundante con el 47 % seguido por el silicio con el 28 %. La composicin del cuerpo humano y la del agua de mar aparecen muy similares, lo que da una ideade que nuestra vida no es posible en ausencia de agua.La siguiente tabla muestra la composicin porcentual den cada una de las regiones mencionadasComposicinUni!ersoComposicincorte&a terrestreComposicin a'uade marComposicin cuerpo$umanoPorcentaje del total de tomos( 91 O 47 ( 66 ( 63He 9,1 Si 28 O 33 O 25,5O 0,057 Al 7,9 Cl 0,33 C 9,5N 0,042 Fe 4,5 Na 0,28 N 1,4C 0,021 Ca 3,5 M' 0,033 Ca 0,31Si 0,003 Na 2,5 S 0,017 P 0,22Ne 0,003 ) 2,5 Ca 0,006 Cl 0,03Mg 0,002 M' 2,2 ) 0,006 ) 0,06Fe 0,002 Ti 0,46 C 0,0014 * 0,05S 0,001 ( 0,22 Br 0,0005 Na 0,03C 0,19 M' 0,01otros < 0,001 otros < 0,010 otros < 0,001 otros < 0,01+ : Elementos esenciales para la vidaAs, en la corteza terrestre, salvo Oxgeno que participa en muchos xidos de elementos qumicos yen el agua que abunda en nuestro medio, el Silicio es el siguiente elemento de gran abundancia yque forma parte de la tierra propiamente tal, en los campos y en las arenas tanto de ro como de mar,en las rocas, montaas, etc.Materia # ,ner'aMateria es todo aquello que tiene masa y ocupa un espacio. La Masa es una medida de la cantidadde materia que hay en una muestra de cualquier material. Cuanta mayor masa tenga un objeto, msfuerza se requerir para moverlo, lo cual nos lleva al concepto de Energa. La Energa suele definirse como la capacidad de realizar un trabajo. Todos estamos familiarizados ennuestra vida diaria con varias formas de energa, como la energa mecnica, elctrica, calorfica yluminosa. Por razonesdecomodidad, laenergaseclasificaendostiposprincipales:energapotencial y energa cintica. La Energa Potencial es aquella que un objeto o una muestra de material poseen por su situacin ocomposicin. Por ejemplo, el carbn, tiene energa qumica (una forma de energa potencial) debidoa su composicin. Muchas plantas generadoras de electricidad queman carbn que produce calor y,a continuacin energa elctrica. Un cuerpo en movimiento, como una roca rodando, tiene energa a causa de su movimiento. EstaenergasedenominaEnergaCintica. Laenergacinticarepresentalacapacidadderealizartrabajo directamente y se transfiere fcilmente de un cuerpo a otro.2ESCUELA ACADEMCO PROFESONAL DE NGENERA NDUSTRALTodos los Procesos Qumicos se acompaan de cambios energticos. La mayora son Exotrmicos,o sea que segn ocurre la reaccin se cede energa al entorno, generalmente en forma calorfica. Sinembargo, algunos procesos qumicos son Endotrmicos, es decir, absorben energa del entorno.Ocurre que algunas formas de la materia se convierten rpidamente en otras mediante reacciones qumicas, las que si se controlan apropiadamente, producen grandes beneficios. Por ejemplo, el uso de la gasolina en automviles es justamente uno de estos casos ya que, sin entrar en detalles, lo queocurre dentro del motor es una reaccin de la formaGasolina + Aire (el oxgeno del aire) chispa inicial> Agua + CO2 + Calor y es ese Calor el se convierte en energa mecnica que mueve todo el sistema mecnico automotriz!Obviamente, esta no es la nica forma de cambios de la materia que nos importa, ya que desde el inicio de mundo hay reacciones que tiene directa relacin con la conservacin de las especies vivas. Un ejemplo de esto es que, para el hombre, Hombre + Alimentos reacciones qumicas > Conservacin de la vida lo que significa que, al menos que existan los alimentos, nada quedara. A propsito, de donde provienen los alimentos ? La respuesta est directamente relacionada con la presencia de la LUZ SOLAR en nuestro medio, para que ocurra otra reaccin qumica de la formaLuz solar + CO2 + Plantas reaccin qumica > Alimentos con el resultado que la Energa Solar proveniente de los rayos del Sol, junto al anhdrido carbnico del aire y las plantas, producen los alimentos necesarios que, al ocurrir la reaccin anterior relacionada al Hombre, recuperamos las energas y almacenamos parte de sta para nuestro posterior uso. Esto nos lleva entonces a plantear algunos esquemas que simbolizan el uso de estos aprovechamientos de la energa. Uno de estos casos, en forma de diagramas, es el que se muestra a continuacin, que describe en muy buena forma la accin del aprovechamiento de la Energa solar para nuestro uso, segn lo hacemos ahora en nuestro medio. ,lementos # CompuestosLas sustancias puras tienen una composicin constante, invariable. Podemos clasificar lassustancias como ,lementoso como Compuestos- ,lementosson sustancias que no se puedendescomponerensustanciasmssimplespormediosqumicos. LosCompuestos, encambio,sepueden descomponer por medios qumicos en dos o ms elementos.3ESCUELA ACADEMCO PROFESONAL DE NGENERA NDUSTRALLoselementossonlassustancias fundamentalesdeloscuales secompone todalamateria.Loselementos son sustancias puras que no pueden ser descompuestas en otras ms sencillas mediantecambios qumicos. El oxgeno, nitrgeno, plata, aluminio, cobre, oro y azufre son sustanciaselementales.Clasi.icacin de la MateriaMaterial $etero'/neo: Es una mezcla desustancias en ms de una fase oque sonfsicamentedistinguibles. Ejemplo0 mezcla de agua y aceite.Material $omo'/neo0Constituido por una sola sustancia o por varias que se encuentran en unasola fase. Ejemplo0 mezcla de sal y agua.*olucin0 Es un material homogneo constituido por ms de una sustancia. Una caracterstica muyimportante es la composicin,la cuales igualen todas sus partes. Sin embargo, con los mismoscomponentes es posible preparar muchas otras soluciones con solo variar la proporcin de aquellosEjemplo0 las gaseosas.*ustancia pura0 Es unmaterial homogneocuyacomposicinqumicaes invariable.Ejemplo0alco$ol (etanol),lemento0 Sustancia conformada por una sola clase de tomos. Ejemplo0 nitrgeno gaseoso (N2), laplata (Ag)Compuesto0 Sustancia conformada por varias clases de tomos. Ejemplo0 dixido de carbono (CO2)Lamayor partedelamateriaqueencontramos, porejemploel airequerespiramos(ungas), lagasolinaparaautomvil (unlquido) ounaacerasobrelacual caminamos(unslido) nosonqumicamente puros, sino una mezcla de sustancias. Sin embargo, podemos descomponer o separarestas clases de materias en diferentes sustancias puras. Una sustancia pura es materia que tieneuna composicin fija y propiedades que la distinguen de otra.4ESCUELA ACADEMCO PROFESONAL DE NGENERA NDUSTRALPropiedades de la MateriaToda sustancia tiene un conjunto nico depropiedadescaractersticas que nos permitenreconocerlas y distinguirlas de otras sustancias. Estas caractersticas se pueden agrupar dentro dedos categoras:1sicas # Qumicas. Propiedades .sicas son las que podemos medir sin cambiarlaidentidad bsicadelasustancia. ncluyen color, olor, densidad, puntodefusin, puntodeebullicin, ydureza.Laspropiedades umicasdescriben laformaenqueuna sustanciapuedecambiar o "reaccionar para formar otras sustancias.Como sucede con las propiedades de las sustancias, los Cam%ios que ellas experimentan puedenclasificarseenFsicosyQumicos. LasCam%ios1sicossonprocesosduranteloscualesunasustanciacambiasuaparienciafsica, (estadodeagregacin), peronosuidentidadbsica. Laevaporacin del agua es un cambio fsico. En los Cam%ios Qumicos (llamados tambin reaccionesqumicas), una sustancia se transforma en otra sustancia qumicamente diferente. La combustin deun trozo de papel es un cambio qumico.La naturaleza tridimensional de la materia puede llevar a una propiedad fsica notable, denominada2uiralidad3 de las sustancias. Las manos izquierda y derecha son virtualmente idnticas en todoslos aspectos y sin embargo son muy diferentes. Son imgenes de espejo una de la otra. En formasimilar, dos sustancias pueden ser idnticas, excepto que una es "zurda en tanto que la otra est"orientadahacialaderecha. LouisPasteur (1825-1895), qumicoybacterilogofrancs, fueelprimero en comprobar que las sustancias pueden existir en versiones orientadas hacia la izquierda yhacia la derecha. El descubrimiento de Pasteur llev al desarrollo del campo de la Estereoqumica,que es el estudio de la disposicin espacial de los tomos en las molculas.Al observar la materia nos damos cuenta que existen muchas clases de ella porque la materia tiene propiedades generales y propiedades particulares. Propiedades 'eneralesLas propiedades generales son aquellas que presentan caractersticas iguales para todo tipo de materia. Dentro de las propiedades generales tenemos:Masa 4 Es la cantidad de materia que posee un cuerpo.Peso 4 Es la fuerza de atraccin llamada gravedad que ejerce la tierra sobre la materia para llevarlahacia su centro.,5tensin 4 Es la propiedad que tienen los cuerpos de ocupar un lugar determinado en el espacio.Impenetra%ilidad4 Eslapropiedadquedicequedoscuerposnoocupanel mismotiempooelmismo espacio.Inercia4Eslapropiedadqueindicaquetodocuerpovaapermanecer enestadodereposoomovimiento mientras no exista una fuerza externa que cambie dicho estado de reposo o movimiento.Porosidad 4 Es la propiedad que dice que como la materia esta constituida por molculas entre ellashay un espacio que se llama poro.5ESCUELA ACADEMCO PROFESONAL DE NGENERA NDUSTRAL,lasticidad 4 Es la propiedad que indica que cuando a un cuerpo se le aplica una fuerza esta sedeforma y que al dejar de aplicar dicha fuerza el cuerpo recupera su forma original; lgicamente sinpasar l limite de elasticidad. 6limite de in.luen&a 6Di!isi%ilidad 4 Esta propiedad demuestra que toda la materia se puede dividir.Propiedades ,spec.icasTodas las sustancias al formarse como materia presentan unas propiedades que las distinguen deotras y esas propiedades reciben el nombre de especificas y dichas propiedades reciben el nombrede color, olor, sabor, estado de agregacin, densidad, punto de ebullicin, solubilidad, etc.El color, olor y sabor demuestra que toda la materia tiene diferentes colores, sabores u olores. El estadode deagregacin indicaque lamateriase puedepresentaren estadoslido, liquidoogaseoso. La densidad es la que indica que las sustancias tienen diferentes pesos y que por eso no se puedenunir fcilmente.,stados de la Materia*olidoUn cuerpo slido, uno de los cinco estados de agregacin de la materia, es caracterizado porqueopone resistencia a los cambios de forma y los cambios de volumen. Manteniendo constante la presin, a baja temperatura los cuerpos se presentan en forma slida talque los tomos se encuentran entrelazados formando generalmente estructuras cristalinas, lo queconfiereal cuerpolacapacidaddesoportar fuerzassindeformacinaparente. Son, por tanto,agregados generalmente rgidos, incomprensibles, duros y resistentes. Poseen volumen constante yno se difunden, ya que no pueden desplazarse.Los slidos presentan propiedades especficas:6ESCUELA ACADEMCO PROFESONAL DE NGENERA NDUSTRAL Elasticidad: Un slido recupera su forma original cuando es deformado. Un elstico o unresorte son objetos en los que podemos observar esta propiedad. Fragilidad: Un slido puede romperse en muchos pedazos (quebradizo). Dureza: Unslidoes durocuandonopuedeser rayado por otroms blando. Eldiamante es un ejemplo de slido con dureza elevada. El slidomsligeroconocidoesunmaterial artificial, elaerogel, quetieneunadensidadde1,9mg/cm,mientras que elms denso es un metal, elosmio(Os), quetiene una densidad de 22,6g/cm. Las molculas de un slido tienen una gran cohesin y adoptan formas bien definidas.LiuidoElluidoes uno de los cinco estados de agregacin de la materia, un lquido es un fluidocuyovolumen es constante en condiciones de temperatura y presin constante y su forma es definida porsu contenedor. Un lquido ejerce presin en el contenedor con igual magnitud hacia todos los lados.Si un lquido se encuentra en reposo, la presin que ejerce esta dada por:P=d g zDondedesladensidaddel lquido, glagravedadyzesladistanciadel puntodebajodelasuperficie.Loslquidos presentantensinsuperficialycapilaridad, generalmenteseexpandencuandoseincrementa su temperatura y se comprimen cuando se enfran. Los objetos inmersos en algn lquidoson sujetos a un fenmeno conocido como flotabilidad.Lasmolculas enel estadolquidoocupanposiciones al azar quevaranconel tiempo. Lasdistancias intermoleculares son constantes dentro de un estrecho margen.Cuando un lquido sobrepasa su punto de ebullicin cambia su estado a gaseoso, y cuando alcanzasu punto de congelacin cambia a slido.Pormediode la destilacinfraccionada,unamezcla delquidospuedensepararsede entre salevaporarsecadaunoal alcanzar sus respectivos puntos deebullicin. Lacohesin entrelasmolculasde un lquido no es lo suficientemente fuerte por lo que las molculas superficiales sepueden evaporar.Esimportantemencionar queelvidrioatemperaturasnormalesnoesunslidosinounlquidosupercongelado.Lquidos, sustancias en un estado de la materia intermedio entre los estados slido y gaseoso. Lasmolculas delos lquidos noestntanprximas comolas delos slidos, peroestnmenosseparadas que las de los gases. En algunos lquidos, las molculas tienen una orientacinpreferente, loquehacequeel lquidopresentepropiedadesanisotrpicas(propiedades, comoelndice de refraccin, que varan segn la direccin dentro del material). En condiciones apropiadasde temperatura y presin,la mayora de las sustancias puede existir en estado lquido.A presinatmosfrica, sin embargo, algunos slidos se subliman al calentarse; es decir, pasan directamentedel estadoslidoal estadogaseoso. Ladensidaddeloslquidossueleser algomenor quela7ESCUELA ACADEMCO PROFESONAL DE NGENERA NDUSTRALdensidaddelamismasustanciaenestadoslido. Algunassustancias, comoel agua, sonmsdensas en estado lquido.Sedenominatensinsuper.icialal fenmenopor el cual lasuperficiedeunlquidotiendeacomportarse como sifuera una delgada pelcula elstica.Este efecto permite a algunosinsectos,como los zancudos, desplazarse por la superficie del agua sin hundirse. La tensin superficial (unamanifestacin de las fuerzas intermoleculares en los lquidos), junto a las fuerzas que se dan entrelos lquidos y las superficies slidas que entran en contacto con ellos, da lugar a la capilaridad, porejemplo.La tensin superficial tiene como principal efecto la tendencia del lquido a disminuir en lo posible susuperficie para un volumen dado, de aqu que un lquido en ausencia de gravedadadopte la formaesfrica, que es la que tiene menor relacin rea/volumen.La capilaridades la cualidad que posee un tubodelgado para succionar un lquidoencontradelafuerzadegravedad. Sucedecuandolasfuerzasintermolecularesadhesivas entre el lquido y el slido son ms fuertes que las fuerzas intermolecularescohesivas entre el lquido. Esto causa que elmeniscotenga una forma cncavacuando el lquidoestencontactoconunasuperficievertical. Esteesel mismoefectoquecausaquematerialesporosos absorban lquidos.Un aparato comn usado para demostrar la capilaridad es el tubo capilar. Cuando la parte inferior deun tubo de vidrio se coloca verticalmente en un lquido como el agua, se forma un menisco convexo.Latensinsuperficialsuccionalacolumnalquidahaciaarribahastaqueel pesodel lquidoseasuficiente para que la fuerza gravitacional sobreponga a las fuerzas intermoleculares. El peso de lacolumnalquidaesproporcional al cuadradodel dimetrodel tubo, por loqueuntuboangostosuccionar el lquido ms arriba que un tubo ancho. Por ejemplo, un tubo de vidrio de 0.1 mm dedimetro levantar 30 cm la columna de agua.Con algunos materiales como el mercurio y el vidrio, las fuerzas interatmicas en el lquido excedena aquellas entre el lquido y el slido, por lo que se forma un menisco cncavo y la capilaridad trabajaen sentido inverso.Las plantas usan la capilaridad para succionar agua a sus sistemas, aunque las plantas ms grandesrequieren la transpiracin para mover la cantidad necesaria de agua donde la requieren.Cuantomspequeoseael dimetrodel tubocapilar mayor serlapresincapilarylaalturaalcanzada. 7aseosoSe denomina 'asalestado de agregacin de la materiaque no tiene forma ni volumen propio. Suprincipal composicin son molculas no unidas, expandidas y con poca fuerza de atraccin,haciendo que no tengan volumen y forma definida, provocando que este se expanda para ocupartodo el volumen del recipiente que la contiene.El comportamiento de un gas suele concordar ms con el comportamiento ideal cuanto ms sencillaseasufrmulaqumicaycuantomenorseasureactividad, tendenciaaformarenlaces.As, porejemplo, los gases nobles o gases raros cumplen con la ley general de los gases.8ESCUELA ACADEMCO PROFESONAL DE NGENERA NDUSTRALPara el comportamiento trmico de partculas de la materia existen cuatro cantidades medibles queson de gran inters: presin, volumen, temperatura y masa de la muestra del material.Cualquier gas se considera como un fluido, porque tiene las propiedades que le permitencomportarse como tal.Sus molculas, en continuo movimiento, logran colisionar las paredes que los contiene y casi todo eltiempo ejercen una presin permanente. Como el gas se expande, la energa intermolecular (entremolcula y molcula) hace que un gas, alir aadindole energa calorfica, tienda a aumentar suvolumen.Un gas tiende a ser activo qumicamente debido a que su superficie molecular es tambin grande, esdecir entre cada partcula se realiza mayor contacto, haciendo ms fcil una o varias reacciones entre las sustancias.Para el comportamiento de las partculas gaseosa de la materia existen cuatro cantidades medibles que son de gran inters: presin, volumen, temperatura y masa de la muestra del material.Un gas tiende a ser activo qumicamente debido a que su superficie molecular es tambin grande, esdecir entre cada partcula se realiza mayor contacto, haciendo ms fcil una o varias reacciones entre las sustancias.Caractersticas de los di.erentes estados de la materia *lidosLuidos7ases Compresi%ilidad No se puedencomprimirNo se puedencomprimirS puedencomprimirse8olumen No se adaptan alvolumen del recipienteSe adaptan alvolumen delrecipienteSe adaptan alvolumen delrecipiente7rados de li%ertadVibracin Vibracin, rotacinVibracin, rotacin,traslacin,5pansi%ilidadNo se expanden No se expanden S se expandenLe#es de conser!acin de la masa # la ener'aPrimera0 (Ley de Lavoisier)En una reaccin qumica ordinaria lamasa de todos los productos es igual ala masa de las sustancias reaccionantes*e'unda (Ley de laTermodinmica )Laenerganosecreani sedestruye,solo se transforma.Tercera 0 (Ley de Einstein ) La materia y al energa puedentransformarse mutuamente, pero lasuma total de la materia y la energa deluniverso es constante.9ESCUELA ACADEMCO PROFESONAL DE NGENERA NDUSTRALPREGUNTAS DE AUTOEVALUACION1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.10ESCUELA ACADEMCO PROFESONAL DE NGENERA NDUSTRALCAPITULO IIMateria 9tomos- De Demcrito a DaltonLos primeros humanos distinguan fcilmente entre losmateriales para hacer ropa, instrumentos o bienes paraalimentarse. Ellosdesarrrollaronunlenguajeconpalabrasquedescribanestas cosas, tales como"piel, "piedra o"conejo. Sin embargo, ellos no tenan nuestro actualconocimiento sobre las sustancias que componen estosobjetos. Empdocles, un filsofo y cientfico griego que vivienlacostasur deSicilia, entrelosaos492y432AC,propuso una de las primeras teoras que intentaba describirlas cosas que nos rodean. Empdocles argument que todamateria se compone de cuatro elementos: fuego, aire, agua y tierra. La proporcin de estos cuatroelementos afecta las propiedades de la materia. La teora de Empdocles era muy estimada, perotenavariosproblemas. Porejemplo, noimportacuntas veces serompeunapiedraendos,laspiezas nunca se parecen a ninguno de los elementos esenciales del fuego, del aire, del agua o de latierra. Apesar deestosproblemas, lateoradeEmpdocles fueundesarrolloimportantedelpensamientocientficoyaqueesunadelasprimerasensugerir quealgunas sustanciasqueparecanmateriales puros, comolapiedra, enrealidadsecomponendeunacombinacindediferentes "elementos". Algunas dcadas despus de Empdocles, Demcrito, otro griego que vivi del ao 460 al 370 AC,desarroll una nueva teora de la materia que trataba de resolver el problema de su predecesor. Lasideas de Demcrito sebasabanen el razonamiento,en vezdebasarseenlaciencia.Demcritosaba que si uno toma una piedra y la corta en dos, cada mitad tiene las mismas propiedades que lapiedra original. El infiri que si uno contina cortando la piedra en piezas cada vez ms pequeas,llegaunmomentoenqueel pedazodepiedraestanpequeoquenoselopuededividir ms.Demcrito llam a estos pequeos pedazos infinitesimales tomos, lo que quiere decir "indivisibles.Sugiriquelostomoseraneternosyquenopodanserdestrudos. Demcritoteorizquelostomoseran especficos al material que los formaban. Esto quiere decir que los tomosde piedraeran propios a la piedra y diferentes de los tomos de otros materiales, tales como la piel. Esta erauna extraordinaria teora que intentaba explicar todo el mundo fsico en trminos de unas cuantasideas. 11ESCUELA ACADEMCO PROFESONAL DE NGENERA NDUSTRALPiel PiedraFinalmente, sinembargo,AristtelesyPlatn, dosdelosfilsofosmsconocidosdela AntiguaGrecia, rechazaron las teoras de Demcrito. Aristteles acept la teora de Empdocles, aadiendosu (incorrecta) idea que los cuatro elementos esenciales se podan transformar entre s. Debido a lagran influencia de Aristteles, la teora de Demcrito, y la ciencia en general, se atras casi 2,000aos. En los siglos 17 y 18 DC, varios eventos de importancia ayudaron a revivir la teora que postulabaque la materia est hecha de partculas pequeas e indivisibles. En 1643, Evangelista Torricelli, unmatemtico italiano y pupilo de Galileo, demostr que el aire tena peso y que era capaz de derribaruna columna de mercurio lquido (inventado as el barmetro). Este fue un descubrimientosorprendente. Si el aire, una sustancia que no podiamos ver, sentir u oler, posea peso, tena queestar hechodealgofsico. Perocmoeraposiblequealgotuvieseunapresenciafsicasinresponder al tacto o la visin humana? Daniel Bernoulli, un matemtico suizo, propuso la respuesta.Desarrollunateoraquepostulabaqueel aireyotrosgasesestabancompuestosdepequeaspartculas, muy pequeas para ser vistas y que, adems, estaban libremente empaquetadas en unvolumen de espacio vacio. Estas partculas no podan sentirse porque, al contrario que una pared depiedra slida que no se mueve, las pequeas partculas se mueven a un lado cuando una manohumana o un cuerpo las atraviesa. Bernoulliconcluy que si estas partculas no estuviesen en unmovimiento constante, se caeran al piso como partculas de polvo. De este modo, visualiz el aire yotros gases como colecciones de pequeas partculas parecidas a bolas de billar que se muevencontinuamente y rebotan entre ellas. Muchoscientficosestabanocupadosenestudiar el mundonatural duranteesteperodo. Pocodespus de que Bernoullipropusiese su teora, elngls Joseph Priestley empez a experimentarcon el mineral mercurio calx en 1773. Durante miles de aos se conoca y codiciaba al mercurio calx,una piedra slida roja, porque cuando se lo calienta parece convertirse en mercurio, un metal lquidoplateado. Priestley observ queel mercurio calx no slo seconvierteen mercurio, sino queefectivamente se convierte en dos sustancias cuando se lo calienta, mercurio lquido y otro extraogas. Priestelycuidadosamenterecogiestegasenunajarradevidrioyloestudi. Despusdemuchos largos das y noches en el laboratorio, Priestley dijo del extrao gas, "lo que me sorprendimsdeloquepuedobuenamenteexpresar,esqueunavelaseconsumienesteaireconunanotable y vigorosa llama. No solamente la llamas se consumieron vigorosamente en este gas, sinoun ratn puesto en un contenedor sellado con este gas vivi durante un perodo de tiempo ms largoqueunratnpuestoenuncontenedorselladoconaireordinario. El descubrimientodePriestleyrevel que las sustancias se podan combinar o separar paraformar nuevas sustancias condiferentes propiedades. Por ejemplo, un gas incoloro y sin olor puede combinarse con el mercurio, unmetal plateado, y formar mercurio calx, un mineral rojo. Priestleydenominal gasquedescubriairedeflogstico, peroestenombrenoseconserv. En1778 Antoine Lavoisier, un cientfico francs, condujo muchos experimentos con el aire deflogstico yteoriz que el gas converta algunas sustancias en cidas. Lavoisier le cambi el nombre al gas dePriestleyporel deoxgeno, queprovienedelaspalabrasgriegasquequierendecir"hacedordecido. MientrasquelateoradeLaovisier sobreel oxgenoyloscidosresultincorrecta, seconserv el nombre. Lavoisier saba por otros cientficos anteriores a l, que los cidos reaccionancon algunos metales y sueltan otro extrao y altamente inflamable gas, llamado flogisto. Lavoisiermezcl los dos gases, flogisto y el ahora denominado oxgeno, en un contenedor de vidrio cerrado einsertunfsforo. Viqueel flogistoseconsumainmediatamenteenpresenciadel oxgenoydespus observque habagotasde un lquidoincoloroenel contenedordevidrio. Despus decuidadosaspruebas, Lavoisier sedicuentaqueel lquidoqueseformabapor lareaccindelflogisto y deloxgeno eraagua.Deestamanera,llam alflogisto hidrgenoqueprovienede las12ESCUELA ACADEMCO PROFESONAL DE NGENERA NDUSTRALpalabras griegas "hacedor de agua.Lavoisier tambinquem otras sustancias como elfsforo yazufre en elaire, y demostr que se combinaban con elaire y creaban nuevos materiales.Estosnuevos materiales pesaban ms que las sustancias originales, con lo cual Lavoisier demostr que elpesoobtenidopor losnuevosmateriales, erael mismoqueseperdaenel aireenel quesequemaban las sustancias. Apartir de estas observaciones, Lavoisier postul la Ley de laConser!acin de la Masa, que dice que no se pierde o gana masa durante una reaccin qumica. Priestley, Lavoisier y otros haban sentado las bases para el campo de la qumica. Sus experimentosdemostraron que algunas sustancias pueden combinarse con otras para formar nuevos materiales;otras sustancias pueden separarse para formar otras ms simples; y algunos "elementosimportantes no pueden separarse. Pero, qu poda explicar estas complejas series deobservaciones?JohnDalton, unexcepcional profesor ycientficobritnico, reunilaspiezasydesarroll la primera teora atmica moderna en 1803. Daltonconvirtienunregular hbitoobservar yanotar el climaensupueblo, Manchester, ennglaterra. Atravsdesusobservacionesdelanieblamatutinayotrasconstantesclimticas, Daltncomprendiqueelagua poda existir como un gas que se mezclaba con el aire y ocupaba elmismo espacio que el aire. Los slidos no podan ocupar el mismo espacio.Por ejemplo, el hielo no poda mezclarse con el aire. Entonces qu podapermitir que el agua algunas veces se comportase como un slido y otrasvecescomoungas?Daltncomprendiquelamateriasecomponadepequeas partculas. En el estado gaseoso, estas partculas flotanlibremente y pueden mezclarse con otros gases, tal como haba propuestoBernoulli. PeroDaltnextendiestaideaparaaplicarlaatodamateria-gases, slidos y lquidos. Daltn primero propuso parte de su teora atmica en 1803 y despus puliestos conceptos en su trabajo clsico de 1808 Un Nuevo istema de la !iloso"a #umica La teora de Dalton tiene cuatro principales conceptos: 1. Toda materia se compone de partculas indi!isi%les llamadas :tomos- Bernoulli, Daltn yotrosvisualizabanlostomoscomopequeaspartculasenformadebolasdebillar envariosestadosdemovimiento.A pesar dequeesteconceptoestil porquenosayudaaentender lostomos, es incorrecto.2. Todos los:tomosdeunelementodadosonid/nticos; los:tomosdedi.erenteselementostienendi.erentespropiedades-LateoradeDaltnsugeraquecadatomodeunelementotal comoel oxgeno, esidnticoacadatomodeoxgeno; esms, lostomosdediferenteselementos, talescomoel oxgenooel mercurio, sondiferentesunodel otro. Daltncaracteriz a los elementos de acuerdo a su peso atmico; sin embargo cuando los istopos de loselementos fueron descubiertos al final del 1800, este concepto cambi. 3. Lasreaccionesumicasreuierenlacom%inacinde:tomos" noladestruccinde:tomos- Los tomos son indestructibles e incambiables, as que los compuestos, como el agua y elmercurio calx, se forman cuando un tomo se combina qumicamente con otros tomos. Este es unconcepto extremadamente avanzado para su tiempo. Mientras que la teora de Daltn implicaba quelos tomos se juntaban, pasaran ms de 100 aos antes que los cientficos empezaran a explicar elconcepto de la unin qumica. 4. Cuando los elementos reaccionan para .ormar compuestos" reaccionan en relacionesde.inidas # en n= parte de o5'enoC$ispa el/ctrica @= parte de !apor de a'ua14ESCUELA ACADEMCO PROFESONAL DE NGENERA NDUSTRALEn losejemplos mencionados, la relacin delhidrgenoaloxgeno esde 2 a1a 1.Cuando loselementos presentan en exceso las proporciones fundamentales, algunos de los elementospermanecern de la misma manera despus que haya ocurrido la reaccin qumica. = partes de $idro'eno>= parte de o5'eno C$ispa el/ctrica @? parte de !apor de a'ua > ? partede o5'enoLa historia del desarrollo de la moderna teora atmica es la historia que los cientficos construyeronsobre el trabajo de otros para producir una explicacin ms precisa del mundo que los rodeaba. Esteproceso es comn en las ciencias y hasta las teoras incorrectas pueden contribuir aimportantesdescubrimientoscientficos. Daltn, Priestleyyotrossentaronlasbasesdelateoraatmicaymuchas de sus hiptesis son todava tiles. Sin embargo, en las dcadas despus de sus trabajos,otros cientficos demostraran que los tomos nos son bolas de billar slidas, sino sistemascomplejos de partculas. Por consiguiente, ellos destruiran un poco de la teora atmica de Daltn enun esfuerzo de construir una visin ms completa del mundo que nos rodea. Hasta los ltimos aos del siglo XX, el modelo aceptado del tomo se pareca a una bola de billar -una pequea esfera slida. En 1897, J.J. Thomson cambi dramticamente la visin moderna deltomo con su descubrimiento del electrn. El trabajo de Thomson sugiere que el tomo no es unapartcula 'indivisible' como John Dalton haba sugerido, sino ms bien un rompecabezas compuestode piezas todava ms pequeas. La nocin de Thomson sobre el electrn se origina en su investigacin sobre una curiosidad cientficadel siglo XX: el tubo de rayo catdico. Durante aos, algunos cientficos haban tenido conocimientodel hecho que si una corriente elctrica pasaba a travs de un tubo, se poda ver un rayo de materialresplandeciente. Sin embargo, nadie poda explicar el por qu. Thomson descubri que el misteriosorayo resplandeciente se torca hacia una placa elctrica cargada positivamente. Thomson teoriz, yposteriormenteseprobqueestabaenlocierto, que, enrealidad, el rayoestabacompuestodepequeaspartculasopedazosdetomosquellevabanunacarganegativa. Mstarde, aestaspartculas se las llam electrones.Thomson imagin que los tomos parecan pedazos de pan con uvas pasas o una estrucura en lacual grupos de pequeos electrones cargados negativamente (las 'uvas pasas') estaban dispersasdentrodeunamanchadecargaspositivas(el 'pan', yaqueEugenGolstein haba descubierto en 1886 que los tomos tenan cargaspositivas). En 1908, Ernest Rutherord, un antiguo estudiante deThomson, prob que la teora del pan con uvas pasas de Thomson eraincorrecta.Rutherford ejecut una serie de experimentos con partculas alpharadioactivas. A pesar de que en ese momento no se saba que era unapartcula alpha, se saba que era muy pequea. Rutherford lanz pequeas partculas alpha haciaobjetos slidos como lminas doradas. Descubri que la mayora de las partculas alpha atravesabanla lmina dorada, que un reducido nmero de las partculas alpha atravesaban en un ngulo (como sise hubiesen chocado contra algo), y que algunas rebotaban como una pelota de tenis que golpeaunapared. LosexperimentosdeRutherfordsugirieronquelaslminasdoradas, ylamateriaengeneral, tena huecos! Estos huecos permitan a la mayora de la partculas alpha atravesardirectamente, mientrasqueunreducidonmerorebotabadevueltaporquegolpeabaunobjetoslido.En 1911, Rutherford propuso una visin revolucionaria del tomo. Sugiri que eltomo consista de un pequeo y denso ncleo de partculas cargadas15ESCUELA ACADEMCO PROFESONAL DE NGENERA NDUSTRALpositivamente en el centro (o ncleo) del tomo, rodeado de un remolino de electrones. El ncleo eratan denso que las partculas alpha rebotaban en el, pero el electrn era tan pequeo, y se extenda atangrandedistanciaquelaspartculasalphaatravesabandirectamenteestareadel tomo. Eltomo de Rutherford se pareca a un pequeo sistema solar con el ncleo cargado positivamentesiempre en el centro y con los electrones girando alrededor del ncleo.nterpretando el Experimento de la Lmina Dorada de RutherfordLas partculas cargadas positivamenteen elncleo deltomo fueron denominadas protones.Losprotonescontienenunnmeroigual decargas, peroopuesto, aloselectrones. Sinembargolosprotones son mucho ms grandes y pesados que los electrones. En1932, JamesChadwickdescubriuntercer tipodepartculasub-tomicaalaquellamelneutrn. Los neutrones ayudan a estabilizar los protones en el ncleo del tomo. Ya que el ncleo esuna masa tan compacta, los protones cargados positivamente tienden a recharzase entre ellos. Losneutronesayudanareducir larepulsinentrelosprotonesyestabilizanelncleotomico. Losneutrones siempre residen en el ncleo de los tomos y son aproximadamente del mismo tamaoque los protones. Sin embargo, los neutrones no tienen una carga elctrica, ms bien sonelctricamente neutrales.Lostomossonelctricamenteneutralesporqueel nmerodeprotones(cargas+) esigual alnmerodeelectrones(cargas-). Deestamaneraseneutralizan. Si seconsiderantomosmsgrandes, el nmero de protones aumenta, y tambin aumenta el nmero de electrones en el estadoneutral del tomo. El enlacealasiguienteilustracin, comparalosdostomosmssimples, elhidrgeno y el helio.Los tomos son extramademente pequeos. Un tomo de hidrgeno (el tomo ms pequeo que seconoce) tiene aproximademente 5 x 10-8mm de dimetro. Para poner esto en perspectiva, habraque tomar casi 20 millones de tomos de hidrgeno para hace una lnea tan larga como este guin- . La mayora del espacio ocupado por un tomo est en realidad vaco porque el electrn gira a unadistancia muy alejada del ncleo. Por ejemplo, si fusemos a dibujar un tomo de hidrgeno a escalay ussemos un protn de ms o menos del tamao de este dibujo -, el tomo del electrn girara auna distancia de ~0.5 km del ncleo. En otras palabras, el tomo sera ms grande que una canchade football! Los tomos de diferentes elementos se distinguen entre si por el nmero de protones (el nmero deprotones es constanteparatodos los tomos deunelemento, el nmerodeneutrones y deelectrones puede variar bajo cierta circunstancias). Para identificar esta importante caracterstica deltomo, se usa el trmino nmero atmico (Z) para describir el nmero de protones en un tomo. Porejemplo, Z = 1 para el hidrgeno y Z = 2 para el helio.Otra importante caracterstica del tomo es su peso o su masa atmica. El peso de un tomo estaproximadamente determinado por el nmero total de protones y de neutrones en el tomo. Mientras16ESCUELA ACADEMCO PROFESONAL DE NGENERA NDUSTRALque los protones y los neutrones son ms o menos del mismo tamao, el electrn es ms de 1,800veces ms pequeo que estos dos. Es as que el peso del electrn es irrelevante al determinar elpeso del tomo. Es como comparar el peso de una mosca al peso de un elefante.Normalmente, los tomos contienen un nmero igual de protones y de electrones. Ya que las cargasnegativas y positivas se neutralizan, los tomos son elctricamente neutrales.IonesCuandoel nmerodeelectronescambiaenuntomo, lacargaelctricatambincambia. Si untomo adquiere electrones, recoge un desproporcionado nmero de partculas cargadasnegativamentey, deestamanera, seconvierteennegativo. Si untomopierdeelectrones, elbalanceentrelascargaspositivasynegativascambiaenladireccinopuestayel tomoseconvierteenpositivo. Encualquier caso, lamagnitud(+1, +2, -1, -2, etc.) delacargaelctricacorresponderal nmerodeelectronesadquiridosoperdidos. Lostomosquecontienencargaselctricas son denominados iones (independientemente que ellos sean positivos o negativos).IstoposEl nmerodeneutronesencualquier tomotambinpuedevariar. Dos tomosdeunmismoelementoquecontienenunnmerodiferentedeneutronessedenominanistopos. Porejemplo,normalmente el hidrgeno no contiene neutrones. Sin embargo, existe un istopo del hidrgeno quecontiene 1 neutrn (comnmente llamado deuterio). Elnmero atmico (z) es el mismo en ambosistopos, pero la masa atmica aumenta uno en el deuterio, a medida que el tomo se vuelve mspesado por el neutrn de ms.,n!oltura de ,lectronesLavisindel tomodeErnest Rutherfordconsistadeunncleodensorodeadodeelectronesgirando libremente. En 1913, el fsico dans Niels Bohr propuso otra modificacin a la teora de laestructura atmica basada en un curioso fenmeno llamado la lnea espectral. Cuando se calienta la materia, ella produce luz. Por ejemplo, encender una bombilla produce el flujode una corriente elctrica a travs de un filamento de metal que calienta el filamento y produce luz.La energa absorbida por el filamento anima los electrones del tomo lo cual los induce a 'menearse'.Esta energa absorbida se libera eventualmente del tomo bajo la forma de luz.Cuandolaluzblancanormal, tal comoladel sol, atraviesaunprisma, laluzseconvierteenuncontinuo espectro de colores separados: Espectro continuo (luz blanca)Bohr saba que cuando se anima a los elementos puros con luz o electricidad, ellos producen coloresdefinidos en vez de luz blanca. Comnmente se puede apreciar este fenmeno en las luces de nende nuestros das. Las luces de nen son tubos llenos de elementos gaseosos (generalmente nen).Cuando una corriente elctrica atraviesa el gas, el elemento produce un color definido (generalmenterojo). Cuandounaluzdeunelementoanimadoatraviesaunprisma, slosepuedever lneasespecficas (u ondas) de luz. A estas delgadas lneas se las llama lneas espectrales. Por ejemplo,17ESCUELA ACADEMCO PROFESONAL DE NGENERA NDUSTRALcuandosecalientael hidrgenoylaluzatraviesaunprisma, sepuedever lasiguientelneaespectral: Lnea espectral del HidrgenoCada elemento tiene su propia lnea espectral. Por ejemplo:Lnea espectral del HelioLnea espectral del NenPara Bohr, el fenmeno de la lnea espectral demostr que los tomos no podan emitir energa demaneracontinua, sinosloencantidadesmuyprecisas(el describilaenergaemitidacomocuntica). Ya que el movimiento de electrones produca la luz emitida, Bohr sugiri que los electronesno podan moverse continuamente en el tomo (tal como sugiri Rutherford), pero slo a pasos muyprecisos. Bohr supuso que los electrones tienen ni!eles de ener'a especficos. Cuando se animaun tomo, comoal calentarlo, los electrones pueden saltar a niveles ms altos. Cuando loselectrones caen a niveles de energa ms bajos, se liberan cuantos de energa precisos en la formade ondas (lneas) de luz especficas.SegnlateoradeBohr,sepuedeimaginar alosnivelesdeenergadeloselectrones(tambinllamados envolturas de electrones) tal como crculos concntricos alrededor del ncleo.Normalmente, los electrones existen en el estado de base, lo cual quiere decir que ellos ocupan losniveles de energa posibles ms bajos (la envoltura de electrones ms cerca al ncleo). Cuando seanimaunelectrn,como cuando se introduceenerga (porejemplo, calor)al sistema, elelectrn'salta' a un nivel de energa ms alto, y gira en ese nivel de energa ms alto. Despus de un cortotiempo, este electrn va a 'caerse' espontneamente al nivel de energa ms bajo, produciendo unaenerga de luz cuntica. La clave en la teora de Bohr est en el hecho de que el electrn slo puede'saltar' y'caerse' aniveles precisosdeenerga, emitiendoas unespectrodeluzlimitado. Laanimacin del enlace siguiente simula este proceso en un tomo del hidrgeno.Bohrnosolamentepredijoqueloselectronesocuparannivelesespecficos de energa,sinoquetambin predijo que estos niveles estaban limitados alnmero de electrones que cada uno podasostener. Segn la teora de Bohr, la capacidad mxima de la primera envoltura de electrones (lams interna) es de dos electrones. Para cada elemento con ms de dos electrones, el electrn extraresidirenenvolturasdeelectronesadicionales. Por ejemplo, enlaconfiguracindel estadodefondo del litio (que tiene tres electrones), dos electrones ocupan la primera envoltura de electrones yun electrn ocupa la segunda.PARTBCULA* 1UNDAM,NTAL,*18ESCUELA ACADEMCO PROFESONAL DE NGENERA NDUSTRALLos tomos y, por tanto, todalamateria, constadetres clases departculas fundamentales:ELECTRONES, PROTONES Y NEUTRONES. El conocimiento de la naturaleza y las funciones deesas partculas es de capital importancia para comprender las interacciones qumicas. La masa delelectrn es muy pequea comparada con la del neutrn y la del protn. La carga del protn es deigual magnitud pero de signo opuesto a la del electrn.Partculas .undamentales de la materiaPartcula Masa CargaElectrn (e-) 0,00055 uma - 1Protn (p p-) 1,0073 uma + 1Neutrn (n n0) 1,0087 uma ningunaORCITAL,* ATMICO*Para cada tomo neutro debemos considerar un nmero de electrones igualalde protones en elncleo es decir, el nmero atmico del tomo. Cada electrn ocupa un orbital atmico (definido porlos nmeros cunticos n, l y ml), el cual es simplemente la zona en que la probabilidad de encontraral electrn es mxima. Estos orbitales atmicos, tomados en conjunto dentro de cada tomo, puedenrepresentarse como una nube difusa y cuasiesfrica de electrones. 19ESCUELA ACADEMCO PROFESONAL DE NGENERA NDUSTRAL,*TRUCTURA ,L,CTRNICA D, LO* 9TOMO* DCON1I7URACIN ,L,CTRNICAELa distribucin de los electrones en los diferentes niveles y subniveles de un tomo se conoce comoCON1I7URACIN ,L,CTRNICA- En un tomo multielectrnico, los electrones ocupan diferentes orbitales de acuerdo a su energa,disponibilidad y capacidad. Para cada orbital se usan notaciones abreviadas nlx (x es el nmero deelectrones). Los electrones se van acomodando respetando los siguientes principios:PRINCIPIOD,AU1CAU0Loselectronesseagreganal tomopartiendodel orbital demenorenerga, hastaquetodosloselectronesestnubicadosenunorbital apropiado. El principiodeAufbau establece que el electrn que diferencia a un elemento del inmediatamente anterior (segn elorden de sus nmeros atmicos) ocupa el orbital disponible de menor energa.20ESCUELA ACADEMCO PROFESONAL DE NGENERA NDUSTRALEjemplos:21ESCUELA ACADEMCO PROFESONAL DE NGENERA NDUSTRALR,7LA D,(UND: Loselectronesdebenocupartodoslosorbitalesdeunsubnivel determinadoantes que se comiencen a producir apareamientos, obsrvese el ejemplo del carbono y nitrgeno. Laregla de Hund establece que los electrones van ocupando los orbitales, de a uno por orbital y con elmismo spin, una vez completado el semillenado de un orbital recin comienza su apareamiento conotro electrn pero con spin contrario.22ESCUELA ACADEMCO PROFESONAL DE NGENERA NDUSTRALPREGUNTAS DE AUTOEVALUACION1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.23ESCUELA ACADEMCO PROFESONAL DE NGENERA NDUSTRAL18.19.20.CAPITULO IIILA* UNIDAD,* D, M,DIDA ,N LA QUIMICAMuchas de las propiedades de la materia son cuantitativas, esto es, estn asociadas con las cifras.Cuandounacifrarepresentaunacantidadmedida, lasunidadesdeestacantidaddebenestarespecificadas. Decir sloquelalongituddeunobjetoes20,7carecedesentido. Decir queeseobjetotieneunalongitudde20,7centmetros(cm) especifica, apropiadamente, lalongitud. Lasunidades que se utilizan para las mediciones son las del sistema mtrico.Afindeestandarizar lasmedidascientficas, en1960seaprobunacuerdointernacional queespecifica las unidades m/tricas %:sicas que deben utilizar todos los cientficos. estas unidades seconocen como unidades S, de acuerdo con el *istema Internacional de Medidas.El Sistema Legal de Unidades de Medida del Per (SLUMP) Ley 23560- tiene como base e incluyetotalmente en su estructura al Sistema nternacional de Unidades (S); por lo tanto, engloba todas lascaractersticas de ste. ElS es el resultado de la concordancia internacionalen cuanto al uso deunidades de medida, por lo que est siendo adoptado por casi todos los pases del mundo.Es importante mencionar que el S es la versin ms moderna y evolucionada del Sistema MtricoDecimal y su adopcin es sumamente beneficiosa porque constituye uno de los factores principalespara lograr la racionalizacin, sistematizacin, simplificacin y adecuado desarrollo de lasactividades educativas, comerciales, cientficas y tecnolgicas del pas.El SLUMP comprende:- Unidades de medida, sus definiciones y smbolos. - Prefijos, susequivalencias y smbolos. - Reglas de usoy escriturade unidades, mltiplos, submltiplos ysmbolos. Reglas de presentacin de valores numricos, de fechas y del tiempo. Reglas de uso de unidades, prefijos y valores numricos en clculos, conversin y redondeo. UNIDAD,* D, CA*,UNIDAD *IMCOLOmetro mkilogramo kgsegundo sampere A24ESCUELA ACADEMCO PROFESONAL DE NGENERA NDUSTRALkelvin Kmol molcandela cdUNIDAD,* *UPL,M,NTARIA*UNIDAD *BMCOLOradin radestereorradin srUNIDAD,* D,RI8ADA* CON NOMCR, PROPIOUNIDAD *IMCOLOhertz Hznewton Npascal Pajoule Jwatt Wcoulomb Cweber Wbtesia Thenry HGrado Celsius Clumen lmlux lxvolt Vfarad Fgray Gybecquerel Bqslevert SvUnidades # los pre.iFosElSistema nternacionalde Unidades (S) tiene sus propias reglas de escritura que permiten unacomunicacin particular. Las faltas al abreviar o escribir con mayscula o en forma antojadiza podracausar ambigedad. El reglamento de escritura del S es muy extenso; a continuacinejemplificaremos solamente algunas reglas:1. El uso de unidades que no pertenecen al S debe limitarse a aquellas que han sido aprobadas porla Conferencia General de Pesas y Medidas. 2. Los smbolos de las unidades deben escribirse en caracteres romanos rectos, no en caracteresoblicuos ni con letras cursivas.3. Los smbolos de las unidades deben escribirse con minscula a excepcin hecha de las que sederivan de nombres propios. No utilizar abreviaturas.25ESCUELA ACADEMCO PROFESONAL DE NGENERA NDUSTRAL4. En los smbolos, la substitucin de una minscula por una mayscula no debe hacerse ya quecambiar el significado.5. En la expresin magnitud, los smbolos de las unidades se escriben despus del valor numricocompleto, dejando un espacio entre el valor numrico y el smbolo. Solamente en el caso del uso delossmbolos del grado, minutoysegundodenguloplano, nosedejarespacioentreestossmbolos y el valor numrico.6. Contrariamentealoquesehaceparalasabreviacionesdelaspalabras, lossmbolosdelasunidades se escriben sin punto final y no deben aplicarse para no utilizar la letra 2s3 que por otraparte representa al minuto. En el primer caso existe una excepcin: se pondr punto si el smbolofinaliza una frase o una oracin.7. Cuandolaescrituradel smbolodeunaunidadpareciesecorrecta, nodebesustituirseestesmbolopor susabreviaciones ansi estaspareciesenlgicas. Sedeberecordar laescrituracorrecta del smbolo o escribir con todas las letras el nombre de la unidad o del mltiplo a que serefiera.8. Cuandohayaconfusinconel smbolo1delitroylacifral, sepuedeescribir el smboloL,aceptada para representar a esta unidad por la Conferencia General de Pesas y Medidas.9. Las unidades no deben representar sus smbolos cuando se escribe con letras su valor numrico.10. Las unidades de las magnitudes derivadas deben elegirse tomando en consideracinprincipalmente las unidades de las magnitudes componentes de su definicin.Escribir No escribirmM Papa metro m Mtr segundo s Seg ampere A Amp. pascal o Pa pa 253 m253 mts, 5 C5C5 5 50 mm50 mm.50 kg 50 kgs segundo o sSeg. ampere o AAmp. kilogramo o kgKgr litros por minuto o L/minLPM s-1 min-1RPS RPM Km/hKPH 26ESCUELA ACADEMCO PROFESONAL DE NGENERA NDUSTRAL11L11 l cincuenta kilmetrosCincuenta kmts. momento de una fuerza newton metro momento de una fuerza:newton metro = joule energa cintica: jouleenerga cintica: newton metropresin manomtrica de 10 kPa10kPa man.presin absoluta de 10 kPa10kPa abs, tensin en corriente alterna: 120V 120 Vac N * m, N m, para designar: newton metro mN que se confunde con milinewton De.inicin de unidades de %asde del sistema internacional de unidades0metro: El metro es la longitud del trayecto recorrido en el vaco por un rayo de luz en un tiempo de1/299 792 458 segundos Gilo'ramo: Eslaunidaddemasa(ynodepesoni defuerza) igual alamasadel prototipointernacional del kilogramo se'undo: Es la duracin de 9 192 631 770 periodos de la radiacin correspondiente a la transicinentre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del tomo de cesio 133 ampere: Es la intensidad de una corriente elctrica constante que, mantenida en dos conductoresparalelos, rectilneos, delongitudinfinita, deseccincircular despreciable, enel vacoyaunadistancia de un metro el uno del otro, produce entre estos dos conductores una fuerza igual a 2 x10-7 newton por metro de longitud Gel!in: Elkelvin, unidad de temperatura termodinmica,es la fraccin 1/273,16 de la temperaturatermodinmica del punto triple del agua candela: Es la intensidad luminosa, es una direccin dada, de una fuente que emite una radiacinmonocromtica de frecuencia 540 x 1012hertz y de la cual la intensidad radiante en esa direccines de 1/683 watt por esterorradin.mol: Es la cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas entidades elementales comotomos hay en 0,012 kg de carbono 12.Pre.iFosPre.iFo *m%olo 1actor27ESCUELA ACADEMCO PROFESONAL DE NGENERA NDUSTRALyotta Y 1024 (un cuatrilln)zetta Z 1021 (mil trillones)exa E 1018 (un trilln)peta P 1015 (mil billones)tera T 1012 (un billn)giga G 109 (mil millones)mega M 106 (un milln)kilo k 103 (mil)hecto h 102 (cien)deca da 101 (diez)unidad 100 (uno)deci d 10-1 (un dcimo)centi c 10-2 (un centsimo)mili m 10-3 (un milsimo)micro 10-6 (un millonsimo)nano n 10-9 (un milmillonsimo)pico p 10-12 (un billonsimo)femto f 10-15 (un milbillonsimo)atto a 10-18 (un trillonsimo)zepto z 10-21 (un miltrillonsimo)yocto y 10-24 (un cuatrillonsimo)Ci.ras si'ni.icati!asHay dos clases de nmeros: los n4/*( ",# - %/L%( "C%#- !1&()( "R"# - 2*4!3%( "Sr#- %2*( "C!# - &/!( "B%#- >L/4/ "A+#"$# - 0(3% "-(#"?#- /'3( "NH.# "$# - %/)'( "C/#"?# (*) no son alcalinos, perotienen valencia +1 (0) no son alcalinot@rreos, pero tienen valencia +,T*RREOS ()1)VALENCIAS ()1 2 )3)VALENCIAS ()1 2 )1) 61Qumica- /L1'(3( "Al# - %&!2 "C4# - ! "A4#- &! "B# - '2!%1!( "H+# VALENCIAS ()3 2 )1)VALENCIAS ()3 2 ).)- ;(2!! "F# - 2*4/A "S(# - %&/L4 "C5#- >L' "P"# - 39Q12L "N## - >L/4(3 "P6# - %!' "Cr#"$# - >/L/)( "P/# - '/36/32* "M(#"$$#(*) a=emBs, al Cormar Bci=os act+a con la valencia )7 (**) a=emBs, al Cormar Bci=os act+a con valencias )7 : )8 Gr495 III " ()1) Gr495 IV " ()3: )1: ).) Gr495 V " ()3: )1: ).: );*)- 2*%/3)( "S - 4(4/3( "T## - D/3/)( "V#- E4!( "ara nomHrar a estos IJi=os se emplean los mismos sistemas =e nomenclaturaLue para los IJi=os Bci=os:%)(5D(&l%64r%6r%/#(%l5&lG!#&%K-*enomHranconlapalaHra'E#/5segui=a=elnomHre =el D6%l con terminaciIn OSO o ICO seg+n su valencia "si solo tiene una valenciase usa la ICO#K2Nemplos: - IJi=o C@rr#&5KKKKKK Fe,

3 - IJi=o c+pr#&5KKKKKK %u,

, -O %u - IJi=o niLuel5!5KKKK 3i,

, -O 3i - IJi=o sI=#&5KKKKKKK 3a,

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3")(5D(&l%64r%/S65&HK- *enomHranconlapalaHra'E#/5, lapreposiciIn/:elnomHre =el D6%l, con la %l(% ( (JDr5! r5D%(5! "si la valencia es +nica, @sta no sein=ica#K 2Nemplos: - IJi=o =e - - 6r#![D5(5@#/r'+(5 tetra5E5 CosCato "D# =e =ialuminioKKKKKKKKK/l,";>-#3 - "#![@#/r'+(5 penta5E5 /#CosCato "D#] =e 6r#calcioKKKKKKKKKKK %a3";>,

5#,$$4amHi@n se utiliPa una nomenclatura mo=iMca=a =e la =e *tocT en la Lue se utiliPa un preMNo=elante =e la palaHra @#/r'+(5 para in=icar los