Prof. Jorge Daz Galleguillos INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR VIDA NUEVA

Docente: Ing. Carlos Echeverra

QUMICA Definicin Ciencia que estudia las propiedades, composicin y estructura de la materia ; la relacin que tiene esta con la energa y los cambios que ambas sufren as como las leyes que regulan y explican tales interacciones

Histricamente la qumica moderna es la evolucin de la alquimia tras

la Revolucin Qumica (1733).

La Alquimia era una Doctrina y estudio experimental de los fenmenos qumicos que se desarroll desde la Antigedad y a lo largo de la poca medieval y que pretenda descubrir los elementos constitutivos del universo, la transformacin de los metales , etc.

Las disciplinas de la qumica han sido agrupadas por la clase de

materia bajo estudio o el tipo de estudio realizado. Entre stas se

tienen:

* Qumica Orgnica

* Qumica Inorgnica

* Fisicoqumica

* Qumica analtica

* Bioqumica

Ciencia Experimental

Materia (propiedades,

transformaciones, combinaciones)

Ramas

Qumica: General

Inorgnica Orgnica Analtica

Fsica Industrial

Bioqumica

Mtodo Cientfico Trabajo de

laboratorio

estudia Se divide

Se basa

Estructura atmica

El tomo est conformado por una parte central llamada ncleo, que contiene las partculas subatmicas llamadas protones (p+) y neutrones (n).

Rodeado de una capa externa donde se encuentran los electrones (e-).

Molculas

Partcula formada por dos o ms tomos unidos entre s por enlaces qumicos.

Por ejemplo la molcula de agua (H2O) tiene un tomo de oxgeno y dos tomos de hidrgeno.

Iones:

Son tomos cargados elctricamente que se forman cuando un tomo gana o cede electrones.

Se dividen en cationes y aniones.

Estructura Atmica

+ + + +

-

-

-

-

+ + + +

-

-

- + + + +

-

-

-

Como los electrones que giran en la rbita ms apartada del ncleo son los menos ligados al

tomo, ocurre a veces, que algunos de ellos escapan, acaso por el choque de un electrn libre que se

acerca a ellos a gran velocidad. Entonces prepondera la carga positiva existente en el ncleo; el

tomo se ha convertido en un in positivo.

A la inversa, la envoltura de electrones puede captar adicionalmente electrones libres. Entonces

prepondera la carga negativa de la envoltura de electrones; el tomo se ha convertido en un in

negativo.

n e- = n p+ n e- n p+ n e- > n p+

CUERPO ELECTRICAMENTE

NEUTRO

CUERPO CON CARGA

POSITIVA

CUERPO CON CARGA

NEGATIVA

NATURALEZA DE LA ELECTRICIDAD

NATURALEZA DE LA ELECTRICIDAD

SUSTANCIAS Y MEZCLAS

SUSTANCIA: Es una forma de materia que tiene una composicin constante o definida y con propiedades distintivas. Ejemplo: el agua, el amonaco, el azcar, el oro, la plata y el oxgeno. Las sustancias difieren entre s en su composicin y pueden ser identificadas por su apariencia, olor, sabor y otras propiedades. MEZCLA: Es una combinacin de dos o mas sustancias en la cual las sustancias conservan sus propiedades caractersticas. Ejemplo: aire, bebidas gaseosas, la leche, el cemento. Las mezclas no tienen una composicin constante. Las mezclas pueden ser homogneas heterogneas. Homognea: La composicin de la mezcla es la misma en toda la disolucin. Ej Azcar en agua. Heterognea: Su composicin no es uniforme. Ej: Arena y virutas de hierro.

La tabla peridica de los elementos clasifica, organiza y distribuye los distintos elementos qumicos conforme a sus propiedades y caractersticas; su funcin principal es establecer un orden especfico agrupando elementos. Suele atribuirse la tabla a Dmitri Mendelyev, quien orden los elementos basndose en sus propiedades qumicas,1 si bien Julius Lothar Meyer, trabajando por separado, llev a cabo un ordenamiento a partir de las propiedades fsicas de los tomos.2 La estructura actual fue diseada por Alfred Werner a partir de la versin de Mendelyev. En 1952, el cientfico costarricense Gil Chaverri (1921-2005) present una nueva versin basada en la estructura electrnica de los elementos, la cual permite ubicar las series lantnidos y los actnidos en una secuencia lgica de acuerdo con su nmero atmico.3

TABLA PERIDICA

TABLA PERIDICA

Las sustancias pueden ser elementos y compuestos.

Elemento : Es una sustancia que no se puede separar en sustancias mas simples por medios qumicos. (112 elementos de los cuales 83 forma natural en la Tierra).

DESCRIPCION GENERAL: Los 109 elementos reconocidos por la Unin Internacional de Qumica Pura y Aplicada (IUPAC) estn ordenados segn el numero atomico creciente, en 7 periodos y 16 grupos (8 grupos A y 8 grupos B). Siendo el primer elemento Hidrogeno (Z = 1) y el ltimo reconocido hasta el momento meitnerio (Z = 109); pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118. Periodo, es el ordenamiento de los elementos en lnea horizontal. Estos elementos difieren en propiedades, pero tienen la misma cantidad de niveles en su estructura atmica. Tener presente que: Numero de periodos = Numero de niveles del tomo Cada periodo (excepto el primero) comienza con un metal alcalino y termina con un gas noble. El sptimo periodo esta incompleto. El sexto periodo es el que posee mayor cantidad de elementos (es el periodo mas largo) Grupo o Familia, Es el ordenamiento de los elementos en columna. Estos elementos presentan similar disposicin de sus electrones externos; de all que forman familias de elementos con propiedades qumicas similares. Grupos A Estn formados por los elementos representativos donde los electrones externos o electrones de valencia estan en orbitales s y/o p; por lo tanto sus propiedades dependen de estos orbitales. Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia varan de manera muy regular, a ello se debe el nombre de elemento representativo.

Los electrones de valencia, para un elemento representativo, es el nmero de electrones a nivel externo que interviene en los enlaces quimicos. Las propiedades qumicas similares o anlogas de los elementos de un grupo, se debe a que poseen igual nmero de electrones de valencia, lo cual indica a su vez el nmero de grupo. Grupos B Estn formados por elementos de transicin, en cuyos tomos el electrn de mayor energa relativa estn en orbitales d o f; y sus electrones de valencia se encuentran en orbitales s (del ltimo nivel) y/o orbitales d o f; por lo tanto sus propiedades qumicas dependen de estos orbitales. Se denominan elementos de transicin, porque se consideran como trnsito entre elementos metlicos de alta reactividad que forman generalmente bases fuertes (IA y IIA) y los elementos de menor carcter metlico que poseen ms acentuado su tendencia a formar cidos (IIIA, IVA, VIIA). Las propiedades de los elementos de transicin dentro del grupo o familia varia en forma irregular.

Las propiedades de los elementos de transicin dentro del grupo o familia varia en forma irregular.

El grupo VIIIB abarca tres columnas (familia del Fe, Co y Ni). Los elementos del grupo IB (Cu, Ag, Au), as como tambin los elementos del grupo VIB (Cr y Mo) no cumplen la distribucin electrnica, como ya se analizar oportunamente. Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades. Los elementos de transicin interna (tierras raras), poseen electrones de mayor energa relativa en orbitales f y pertenecen al grupo IIIB; a estos se les denomina lantnidos y actnidos, cuya abundancia en la naturaleza es muy escasa y muchas veces solo se encuentran en forma de trazas combinados con otros elementos, razn por lo cual se llama tierras raras. Lantnidos (lantanoides): comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio (Z=71), poseen propiedades semejantes al lantano. Actnidos (actinoides): comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio (Z=103), poseen propiedades semejantes al actinio

COMPUESTOS QUMICOS

Los compuestos se forman por la unin qumica (fuerzas de atraccin) entre dos o ms elementos diferentes, la unin entre elementos se le conoce como enlace qumico, y en este proceso intervienen los electrones de valencia.

Si dos tomos se acercan lo suficiente, sus orbitales externos se traslapan. Esta superposicin es posible porque casi toda la parte externa del tomo es espacio vaco, el traslape da como resultado toda una serie de fuerzas electrostticas, unas de atraccin y otras de repulsin ambas al mismo tiempo.

-

-

+ + Ncleo A Ncleo B

Modelo de Bohr Forma en que se combinan dos tomos para formar una molcula de Hidrgeno.

FUERZAS DE ATRACCIN

FUERZAS DE REPULSIN

ELECTRN DE VALENCIA

ELECTRN

POLAR forman dipolos

NO POLAR

COORDINADO

ENLACE ATMICO

Unin de un metal con un no metal, el metal transfiere electrones al no metal, se forman compuestos con las siguientes caractersticas: - Slidos cristalinos -Solubles al agua, conducen electricidad - insolubles en solventes orgnicos - punto de fusin elevados - inflamables

Unin entre no metales, comparten electrones, los compuestos tienen las

siguientes caractersticas: -Son insolubles en agua

- no conducen electricidad - casi todos son combustibles

- puntos de fusin bajos - incluyen prcticamente todos los

compuestos orgnicos

INICO

COVALENTE

Los compuestos se forman por la unin de elementos

- Los compuestos pueden ser: - binarios ( dos elementos)

- ternarios (tres elementos), y - cuaternarios (cuatro elementos)

M metales MH hidruro de _____

Hidruros M

MO xido de ____ xido bsico M

MX __ uro de ___ Sales x M

XO anhdrido ______ ico Anhdrido x

X No

metales

+

+ H2

+ O2

+ O2

+ H2 HX cido ____ hdrico Hidrcido x

+ H2O

+ H2O

MOH Hidrxido de ___ M

HXO cido __ ico Oxicido X oso

+ MXO __ ato de ___ oxisales x ito M

Fenmenos MATERIA

FSICOS

No dependen del tamao de la

sustancia

QUMICOS

EXTENSIVAS

INTENSIVAS o INTRINSECAS

PROPIEDADES

Dependen del tamao de la

sustancia

Pueden ser observadas o

medidas, sin que ocurra ningn cambio en su composicin

Describen el comportamiento

de la materia cuando esta sufre un cambio en su

composicin

- Densidad - Punto de congelacin - Punto de ebullicin - Reactividad - Maleabilidad - Conductividad - Color - Brillo -Solubilidad

-Volumen - Masa - Peso - longitud - Inercia -Impenetrabilidad

Fenmenos

Sus propiedades son intensivas

-Poder oxidante - poder reductor -Comburente -Combustibilidad -Reactividad qumica - carcter cido y bsico

MATERIA

ESTADOS DE AGREGACIN

SLIDO LQUIDO

GAS

MEZCLAS

MEZCLAS SLIDO LQUIDO GAS

SLIDO

Aleacin

Agua azucarada,

Agua de mar

Esmog

LQUIDO

Amalgama (mercurio en

plata)

Petrleo, una cuba

Refresco, neblina

GAS

Esmog

Bebida gaseosa

Aire

SLIDOS LQUIDOS GASES

VOLUMEN Y FORMA DEFINIDA VOLUMEN DEFINIDO, TOMA LA FORMA DEL RECIPIENTE QUE LO CONTIENE

NO TIENE VOLUMEN NI FORMA DEFINIDA

SON RGIDOS, SUS MOLCULAS SE MANTIENEN EN UN ESPACIO FIJO

SUS MOLCULAS SE DESLIZAN UNAS SOBRE OTRAS, PERDIENDO LA

ESTRUCTURA RGIDA

SUS MOLCULAS TIENEN UN MOVIMIENTO LIBRE

ES DIFICIL DE COMPRIMIR POCO COMPRIMIBLES FACILMENTE COMPRIMIBLES

EXISTEN ESPACIOS PEQUEOS ENTRE SUS PARTCULAS

HAY UN ESPACIO PEQUEO ENTRE SUS PARTCULAS, PERO CON MAYOR LIBERTAD

DE MOVIMIENTO

HAY ESPACIOS LIBRES DE MOVIMIENTO ENTRE SUS PARTCULAS

NO FLUYEN FLUYE FLUYE CON FACILIDAD

EL MOVIMIENTO QUE PRESENTAN SUS MOLCULAS ES DE VIBRACIN

EL MOVIMIENTO QUE PRESENTAN SUS MOLCULAS ES DE VIBRACIN Y

DESLIZAMIENTO.

PRESENTAN UN MOVIMIENTO LIBRE

LAS MOLCULAS ESTN EMPAQUETADAS USUALMENTE EN UN CIERTO ARREGLO.

LAS MOLCULAS SE ENCUENTRAN UNIDAS, PERO SIN NINGN ARREGLO

DEFINIDO

LAS MOLCULAS SE ENCUENTRAN SEPARADAS LIBREMENTE

PRESENTAN BAJA ENERGA CINTICA Y MAYOR ORDENAMIENTO MOLECULAR

PRESENTAN INTERMEDIA ENERGA CINTICA Y REGULAR ORDENAMIENTO

MOLECULAR

PRESENTAN ALTA ENERGA CINTICA Y MENOR ORDENAMIENTO MOLECULAR

CAMBIOS DE ESTADO

SLIDO LQUIDO

GAS

Fusin

Solidificacin

Las transformaciones de un estado de agregacin a otro dependen de la temperatura ( aumentando o disminuyendo el flujo de calor). Los cambios de estado ms comunes son: - Evaporacin: cambio de lquido a gas, al calentar dicho lquido - Condensacin: Cambio de gas a lquido, al enfriar el gas. - Fusin: Cambio de slido a lquido, calentando el slido ste se funde. - Sublimacin: Cambio de slido a gas, al calentar el slido. - Solidificacin: Cambio de lquido a slido, al enfriar dicho lquido - Deposicin: Cambio directo de gas a slido, al enfriar el gas.

MEZCLAS

Los componentes de la mezcla no se encuentran

unidos qumicamente

La separacin de los componentes se basa en

propiedades fsicas o mecnicas

FILTRACIN SUBLIMACIN

DESTILACIN

DECANTACIN

EVAPORACIN CROMATOGRAFA

CENTRIFUGACIN

forman

forman forman forman

MATERIA

ATOMOS

HETEROGENEAS

MEZCLAS

COMPUESTOS

ELEMENTOS

HOMOGENEAS

Esta formada por

forman

- METALES - NO METALES - METALOIDES

MOLECULAS

Sustancias puras

forman

LOS ELEMENTOS QUMICOS Y SU CLASIFICACIN

Un elemento es una sustancia que no puede descomponerse, por calor o energa elctrica, en sustancias ms simples. Cuando un elemento puede existir en ms de una forma en el mismo estado, se dice que es un elemento alotrpico, por ejemplo el carbono

presenta dos formas en el estado slido: el diamante y el grafito.

PROPIEDADES METALES METALOIDES NO METALES

FSICAS

Tienen brillo, son maleables, dctiles, tenaces, conducen

electricidad y calor, se combinan entre s

formando aleaciones, son slidos menos el mercurio.

Son slidos, tienen brillo metlico, son

semiconductores de electricidad, malos

conductores de calor

No presentan brillo, no son maleables, no son

dctiles, malos conductores de la

electricidad y el calor, son slidos, lquidos y

gaseosos

QUMICAS

Pierden electrones (electropositivos), forman: xidos, hidrxidos y sales,

son molculas monoatmicas, son agentes reductores

Similares propiedades a los metales y no metal,

dependiendo de las condiciones en las que

reaccionan.

Ganan electrones (electronegativos),

forman: anhdridos, cidos, y sales, forman

molculas diatmicas. Son agentes oxidantes