UNIVERSIDAD NACIONAL DE CATAMARCA Facultad de Ciencias … · masa líquida, por eso la temperatura...
Transcript of UNIVERSIDAD NACIONAL DE CATAMARCA Facultad de Ciencias … · masa líquida, por eso la temperatura...
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
1
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CATAMARCA
Facultad de Ciencias de la Salud
Carreras
Licenciatura en Bromatologiacutea
Tecnicatura en Hemoterapia
Caacutetedra de Quiacutemica
ANtildeO 2019
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
2
A TRAVES DEL PLANTEL DE DOCENTES DEL AREA DE QUIMICA SE DA LA
BIENVENIDA A LOS CURSANTES CON EL DESEO FIRME DE QUE LOS MISMOS
PUEDAN SENTIRSE COMODOS EN NUESTRA CASA DE ESTUDIOS CON LA
NECESIDAD IMPERIOSA QUE ALCANCEN UN NIVEL ACORDE AL SISTEMA
UNIVERSITARIO QUE PERMITA EL ENTENDIMIENTO Y FORME ALUMNOS CON
AUTONOMIA EN SUS ESTUDIOS QUE SEA PRODUCTO DE LA EXCELENCIA
DOCENTE Y DEL APOYO INSTRUCTIVO DE LA ASIGNATURA
Coordinacioacuten Bioq Leticia Coacuterdoba Dra Cecilia Salcedo
Docentes
AHUMADA EDGAR
BLAMEY SARA
BRIZUELA DE MORAL MARTIN
CARRIZO DANIELA
CLERICI MARCOR SILVANA
DE LA ROSA PATRICIA
FEDELI CINTHIA
JIMENEZ LORENA
LARCHER BERTA
LUNA AGUIRRE LILIA
LUNA CELIA
MEDINA RITA
MOLINA SOL
MOYANO PATRICIA
MELO GONZALEZ MARIA GABRIELA
NIETO SONIA
NOTARFRANCESCO MARIO
PICCCOLO NORMA
PORCU ESTELA
ROLDAN LUIS
ZELARAYAN FROGEL EUGENIA
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
3
UNIDAD Ndeg I INTRODUCCIOacuteN AL ESTUDIO DE LA QUIacuteMICA
Quiacutemica Concepto y clasificacioacuten
Materia propiedades intensivas y extensivas Estado de agregacioacuten de la materia
Fenoacutemenos fiacutesicos y quiacutemicos Cambios de estado Cuerpo y sustancia propiedades y
clasificacioacuten Moleacutecula y aacutetomo Energiacutea masa y peso (diferencias)
Sistemas materiales abiertos cerrados y aislados Clasificacioacuten homogeacuteneos y
heterogeacuteneos Sistemas dispersos y sistemas coloidales Unidades de medida
Temperatura definicioacuten y escalas
QUIacuteMICA CONCEPTO Y CLASIFICACIOacuteN
La Quiacutemica estudia la materia su estructura molecular y atoacutemica sus propiedades y
reacciones y las leyes que rigen estas reacciones
En Quiacutemica se elaboran modelos como analogiacutea de la realidad porque no se puede
ver las sustancias microscoacutepicas
La quiacutemica utiliza principalmente los meacutetodos de Observacioacuten y Experimentacioacuten Es
por ello que a la quiacutemica se la considera una ciencia experimental
MATERIA es todo lo que posee masa y ocupa un lugar en el espacio
CUERPO es una porcioacuten limitada de materia
SUSTANCIA cada una de las clases particulares de materia es una sustancia
Son sustancias el azufre el azuacutecar el algodoacuten el alcohol Las caracteriacutesticas especiales
que muestran y distinguen a cada una de ellas son las propiedades de esa sustancia Es lo
que posee en comuacuten toda materia que tiene iguales propiedades intensivas especiacuteficas o
constantes fiacutesicas
PESO DE LOS CUERPOS es la fuerza con que el cuerpo es atraiacutedo hacia el centro de la
tierra
El peso de los cuerpos aumenta desde el Ecuador al Polo
El peso disminuye a medida que el cuerpo se aleja de la tierra Hasta llegar a
anularse (zona gravitacional)
MASA DE LOS CUERPOS si sobre un cuerpo se ejerce una fuerza el cuerpo adquiere una
aceleracioacuten El cociente entre la fuerza que actuacutea sobre el cuerpo y la aceleracioacuten que eacuteste
adquiere es una constante (en cualquier latitud y lugar) denominada masa del cuerpo
119898 =119865
119886= 119896 (119888119900119899119904119905119886119899119905119890) 119897119906119890119892119900 119886 =
119865
119898
La masa es invariable independientemente del lugar de la tierra donde se la mida
119898 =119875
119892 119875 = 119898 times 119892
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
4
FENOacuteMENO es todo cambio que en sus propiedades en su estructura o en sus relaciones
presentan las sustancias o los cuerpos Clasificacioacuten de los Fenoacutemenos
1) Fenoacutemeno Fiacutesico
a) Se puede repetir con la sustancia inicial
b) El cambio que experimenta la sustancia no es permanente pues no afecta a su
composicioacuten molecular
c) Ej calentar hierro y luego dejar enfriar Posteriormente puede volverse a calentar y
enfriar Transformacioacuten aguandashhielo hielo-agua
2) Fenoacutemeno Quiacutemico
a) No se puede repetir con la misma sustancia inicial
b) El cambio que experimenta la sustancia es permanente pues se afecta su estructura
molecular
c) Ej combustioacuten del papel
PROPIEDADES DE LA MATERIA una propiedad de la materia es una cualidad que puede
ser apreciada por nuestros sentidos (caracteres organoleacutepticos) o determinada por
mediciones (constantes fiacutesicas o especiacuteficas)
1 CARACTERES ORGANOLEPTICOS color textura olor permiten diferenciar o
identificar
2 CONSTANTES FIacuteSICAS O ESPECIacuteFICAS
a) PROPIEDADES FIacuteSICAS punto de fusioacuten punto de ebullicioacuten densidad calor
especiacutefico
b) PROPIEDADES QUIacuteMICAS son aquellas que se manifiestan en las sustancias cuando
se ponen en contacto con otra sustancia oxidacioacuten reaccioacuten frente al aacutecido
Propiedades Extensivas dependen de la cantidad de materia que constituye el sistema
ejemplo masa volumen
Propiedades Intensivas no dependen de la cantidad de materia que constituye el
sistema Por ejemplo punto de ebullicioacuten
TEORIacuteA CINEacuteTICO MOLECULAR Teoriacutea cineacutetica de la materia (Maxwell Clasius)
Seguacuten esta teoriacutea las moleacuteculas de las sustancias se hallan en agitacioacuten al existir entre
ellas fuerzas de atraccioacuten que tienden a mantenerlas unidas en contra de las de repulsioacuten
originadas por su energiacutea cineacutetica
Las fuerzas de atraccioacuten que son deacutebiles cuando las moleacuteculas estaacuten alejadas e intensas
cuando se aproximan se denominan ldquoFUERZAS DE VAN DER WAALSrdquo
ESTADOS DE AGREGACIOacuteN DE LA MATERIA de la diferente intensidad de las fuerzas de
atraccioacuten y de repulsioacuten molecular dependen 3 estados fiacutesicos caracteriacutesticos de la materia
que se detallan a continuacioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
5
ESTADO SOacuteLIDO ESTADO LIQUIDO ESTADO GASEOSO
Poseen forma propia No tienen forma
propia pero siacute
volumen propio
No tienen forma ni volumen propio
Sus moleacuteculas se hallan en
estado de ordenacioacuten
regular
Sus moleacuteculas no se
hallan en estado de
ordenacioacuten regular
Moleacuteculas con mucha movilidad
necesitando espacios grandes con
respecto a su propio volumen
Poseen Fuerza expansiva
El estado soacutelido verdadero
se halla asociado a una
forma cristalina definida
Tiene superficie
plana y horizontal
No tiene superficie libre
No son compresibles y su
volumen cambia poco con
la presioacuten
Se comprimen con
dificultad
Son faacutecilmente compresibles
Entre sus moleacuteculas
predominan las fuerzas de
atraccioacuten fuerzas de Van
der Waals
Las fuerzas de
repulsioacuten y de
atraccioacuten se hallan
en equilibrio
Predominan entre sus moleacuteculas las
fuerzas de repulsioacuten
Las fuerzas de Van der Waals son
despreciables
FUSION pasaje del estado soacutelido al liacutequido producido por accioacuten del calor A una
determinada temperatura se denomina ldquoPunto de Fusioacutenrdquo Las fuerzas de atraccioacuten
disminuyen y el cuerpo pasa al estado liacutequido Ej hielo azufre plomo hierro etc
LEYES DE FUSIOacuteN
1) Cada sustancia pura tiene una temperatura de fusioacuten propia
2) Mientras dura la fusioacuten de una sustancia pura la temperatura permanece constante
3) La temperatura de fusioacuten depende de la presioacuten exterior
SOLIDIFICACIOacuteN pasaje del estado liacutequido al soacutelido producido por disminucioacuten de la
temperatura Ej Agua (friacuteo) rarr Hielo
El agua se congela a la temperatura de 0degC si la presioacuten exterior es normal
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
6
El hielo funde en iguales condiciones a la temperatura de 0degC
Esto nos indica que 0degC es la temperatura de equilibrio para el sistema HIELO-AGUA
Si al sistema se le proporciona calor el hielo se fundiraacute
Si en cambio se le quita calor el agua se solidificaraacute
VAPORIZACIOacuteN se engloban bajo este nombre los fenoacutemenos de evaporacioacuten y ebullicioacuten
EVAPORACIOacuteN si las moleacuteculas de un liacutequido aumentan su energiacutea interna las maacutes
proacuteximas a la superficie (que ademaacutes tienen fuerzas de atraccioacuten de menor intensidad que
las que se hallan maacutes abajo) abandonan el estado liacutequido y pasan al estado gaseoso
Las moleacuteculas que escapan llevan mucha energiacutea interna y le restan a la que posee la
masa liacutequida por eso la temperatura del liacutequido disminuye mientras se produce la
evaporacioacuten La evaporacioacuten es el pasaje del estado liacutequido al estado de vapor o de gas que
se verifica en la superficie del liacutequido La rapidez con que se efectuacutea la evaporacioacuten
depende de varios factores La naturaleza del liacutequido los que evaporan raacutepidamente se
denominan volaacutetiles (sulfuro de carbono y cloroformo) Los no volaacutetiles lo hacen con lentitud
Ej Agua mercurio La superficie expuesta cuanto mayor la superficie mayor velocidad de
evaporacioacuten La presioacuten exterior la velocidad de evaporacioacuten es proporcional a la diferencia
entre la presioacuten del vapor del liacutequido y la presioacuten del vapor en la atmoacutesfera (por esta razoacuten la
ropa huacutemeda tarda en secar los diacuteas de mucha humedad porque la diferencia es casi nula)
La circulacioacuten de una corriente de aire sobre el liacutequido las telas mojadas secan maacutes
raacutepidamente con el viento
EBULLICIOacuteN si a un liacutequido se le suministra calor muchas de sus moleacuteculas adquieren
energiacutea interna suficiente como para pasar a la fase gaseosa El pasaje del vapor se
produce en varios puntos de la masa del liacutequido incluida la superficie Estas porciones
gaseosas ascienden a la superficie formando burbujas ldquoel liacutequido entra en Ebullicioacutenrdquo
Ebullicioacuten es el pasaje del estado liacutequido al gaseoso que se cumple en el seno y en la
superficie del liacutequido Cada liacutequido tiene una temperatura de ebullicioacuten que le es propia y lo
caracteriza (constante fiacutesica) Mientras dura la ebullicioacuten de un liacutequido la temperatura de sus
vapores permanece constante La presioacuten que soporta el liacutequido modifica su temperatura de
ebullicioacuten Si la presioacuten que soporta un liacutequido que se ejerce sobre una masa de agua es
menor de 1 atm (76 cm de mercurio) la ebullicioacuten se produce a menos de 100degC Si la
presioacuten es mayor tambieacuten aumenta la temperatura a la que el liacutequido ebulle
VAPORES Y GASES Los vapores como el agua por efecto de enfriamiento o compresioacuten
pasan al estado liacutequido ldquose condensanrdquo Los gases como el CO2 para pasar al estado
liacutequido deben enfriarse hasta cierta temperatura y luego comprimirse entonces ldquoLICUANrdquo
TEMPERATURA CRIacuteTICA es aquella que por encima de la cual no es posible licuar a
ninguacuten gas ldquocualquiera sea la presioacutenrdquo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
7
VOLATILIZACION Y SUBLIMACION El pasaje del estado soacutelido al gaseoso sin pasar por el
estado liacutequido se denomina volatilizacioacuten El pasaje del estado gaseoso al soacutelido sin pasar
por el estado liacutequido se denomina sublimacioacuten Ejemplos naftalina yodo aacutecido benzoico Si
un soacutelido volatiliza sus vapores pueden sublimar
La materia existe en diferentes fases o estados Modificando la temperatura y la presioacuten de
una porcioacuten de materia eacutesta puede pasar de uno de sus estados (soacutelido liacutequido o gaseoso)
a otro se trata de una transicioacuten de fase o cambio de estado
SISTEMAS MATERIALES toda porcioacuten del universo que se aiacutesla real o imaginariamente
para su estudio Es un cuerpo o un conjunto de cuerpo o de partes de un cuerpo o una
porcioacuten de universo que aislamos convenientemente para someterlo a estudio
ESTADOS DE AGREGACIOacuteN DE LOS SISTEMAS (CLASIFICACION)
Sistemas Homogeacuteneos
Son aquellos que en todos los puntos de su masa poseen las mismas propiedades
intensivas
Diluyendo sal en agua (solucioacuten) y determinando luego las propiedades intensivas de varias
porciones diferentes extraiacutedas de la solucioacuten se podraacute comprobar que las propiedades
intensivas de todas las porciones son iguales ldquoSe considera que el sistema agua salada es
un sistema homogeacuteneo
Todo sistema homogeacuteneo se caracteriza por presentar continuidad cuando se lo observa a
simple vista al microscopio y aun al ultramicroscopio
Si analizamos las propiedades intensivas de la muestra de agua pura (punto de ebullicioacuten
de fusioacuten densidad) Veremos que ella permanece constante para cualquier porcioacuten de
agua que se considere igualmente en el cloruro de sodio (sal)
Sistemas Heterogeacuteneos
Son aquellos que presentan distintas propiedades intensivas en por lo menos 2 de sus
puntos Si analizamos un sistema constituido por agua y nafta comprobaremos que no
posee homogeneidad ya que puede discriminarse a simple vista entre la zona ocupada por
un liacutequido y la que ocupa el otro Esta disposicioacuten demuestra que las densidades son
distintas
Sistema Inhomogeacuteneo Es aquel cuyas propiedades intensivas variacutean en forma gradual y
continua Puntos proacuteximos en estos sistemas tienen propiedades semejantes pero si se
analizan porciones muy separadas unas de otras se exhiben propiedades diferentes Ej
atmoacutesfera terrestre
FASE es cada uno de los sistemas homogeacuteneos que componen un sistema heterogeacuteneo
Las fases estaacuten separadas unas de otras en los sistemas heterogeacuteneos por superficies
llamadas interfases Los sistemas inhomogeacuteneos no presentan interfases bien
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
8
determinadas Las fases pueden presentar cualquiera de los 3 estados fiacutesicos y estaacuten
separadas entre siacute por superficies netas y definidas
SEPARACIOacuteN DE FASES en la naturaleza los sistemas homogeacuteneos suelen formar parte
de sistemas heterogeacuteneos cuyas fases es necesario separar Para ello se emplean diversos
meacutetodos cuyas caracteriacutesticas dependen del estado fiacutesico que presentan fases
Solubilizacioacuten Permite separar un soacutelido soluble de otro insoluble Ej Arena y sal Si se
antildeade agua al sistema la sal se disuelve complementando con filtracioacuten y evaporacioacuten
Tamizacioacuten meacutetodo de separacioacuten se emplea cuando el sistema heterogeacuteneo estaacute
formado por fases soacutelidas cuyas partiacuteculas son de diferente tamantildeo Ej para separar la
arena del canto rodado se utiliza un tamiz o malla metaacutelica Las partiacuteculas de mayor tamantildeo
quedan sobre el tamiz y las maacutes pequentildeas la atraviesan
Levigacioacuten se separan sistemas heterogeacuteneos formados por fases soacutelidas de distinta
densidad Ej para separar el oro de las arenas auriacuteferas se hace pasar sobre el sistema
una corriente de agua que arrastra el componente maacutes liviano (arena) y deja el maacutes pesado
(oro)
Flotacioacuten se separan sistemas heterogeacuteneos en reposo formado por soacutelidos de distinta
densidad tales como arena y partiacuteculas de corcho Si se sumerge el sistema en un liacutequido
de densidad intermedia ej agua la fase maacutes liviana flota y la pesada se deposita en el
fondo del recipiente
Filtracioacuten separa una fase soacutelida dispersa en un medio liacutequido tal como talco en agua El
material filtrante es papel de filtro tambieacuten se utiliza arena carboacuten en polvo amianto
algodoacuten
Decantacioacuten separa las fases de un sistema heterogeacuteneo formado por liacutequidos no
miscibles (no solubles entre siacute) de distinta densidad ej agua y nafta Si se deja el sistema
en reposo por diferencia de densidad se separan ambas fases la nafta sobrenada y el
agua se deposita en el fondo En los laboratorios se emplean recipientes especiales
denominados ampollas o embudos de decantacioacuten Cuando se abre la llave el liacutequido que
ocupa la posicioacuten inferior circula hacia abajo y ambas raciones se separan La decantacioacuten
se emplea tambieacuten para separar una fase soacutelida dispersa en un liacutequido tal como arena en
agua por diferencia de densidad la arena se deposita en el fondo luego se inclina el
recipiente eliminando el agua
Centrifugacioacuten se emplea para acelerar el proceso de decantacioacuten sometiendo el
sistema a una rotacioacuten La fuerza centriacutefuga que actuacutea sobre las fases permite la separacioacuten
de las mismas con mayor rapidez
Dilucioacuten se aplica cuando una de las fases es soluble en un determinado solvente
mientras la otra no lo es Un sistema formado por arena y sal puede ser separado
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
9
introducieacutendolo en un recipiente que contiene agua luego de agitar el sistema para permitir
la disolucioacuten de la sal se lo somete a filtracioacuten separaacutendose asiacute la arena del agua salada A
su vez se separa el agua de la sal por evaporacioacuten del disolvente
Sublimacioacuten permite separar aquellas fases capaces de sublimar asiacute ocurre en el caso
de un sistema constituido por yodo y arena El yodo sublima por efecto del calor y se
convierte en vapor adoptando luego nuevamente el estado soacutelido al tomar contacto con una
superficie friacutea
CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS HOMOGEacuteNEOS
a) SUSTANCIAS PURAS son sistemas homogeacuteneos que estaacuten formados por una sola
sustancia Poseen propiedades especiacuteficas o intensivas o constantes Resisten
procedimientos mecaacutenicos y fiacutesicos de anaacutelisis
b) SOLUCIONES son tambieacuten sistemas homogeacuteneos pero se hallan formadas por maacutes de
una sustancia por lo que pueden separarse en fracciones (sal-agua) por medios fiacutesicos
Ej destilacioacuten
A estos procedimientos por los cuales puede separarse un sistema homogeacuteneo en dos o
maacutes fracciones se denominan ldquoMeacutetodos de Fraccionamientordquo
FRACCIONAMIENTO DE AGUNOS SISTEMAS HOMOGEacuteNEOS (SOLUCIONES)
Destilacioacuten simple se emplea para separar un liacutequido de las sales disueltas en eacutel Asiacute es
posible obtener agua pura a partir de agua de mar Si la solucioacuten es llevada a una
temperatura adecuada el agua se vaporiza separaacutendose de la sal disuelta en ella Al
condensar el vapor de agua obtenemos nuevamente agua en estado liacutequido
Destilacioacuten fraccionada se emplea para separar liacutequidos volaacutetiles que tengan puntos de
ebullicioacuten diferentes En la praacutectica se utilizan dispositivos llamados columnas rectificadoras
o deflagmadores permiten una separacioacuten definida de los liacutequidos
Cristalizacioacuten empleado para obtener un soacutelido disuelto en un liacutequido siempre que aquel
tenga la propiedad de cristalizar Por evaporacioacuten del disolvente se separa el soacutelido
cristalino Es posible obtener sal a partir del agua salada dejando simplemente que el agua
se evapore
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
10
Cromatografiacutea en papel esta teacutecnica se basa en el principio por el cual varios solutos en
contacto con dos disolventes no miscibles entre siacute se reparten entre ellos Esta distribucioacuten
se realizaraacute de acuerdo con la solubilidad de cada uno de los solutos en cada disolvente
SOLUCIONES sistemas dispersos Homogeacuteneos 1 FASE
DISPERSIONES sistemas dispersos Heterogeacuteneos VARIAS FASES
En estos sistemas dispersos se distinguen dos medios
a) El medio externo o fase dispersante
b) El medio interno o fase dispersa
FASE DISPERSANTE O EXTERNA FASE DISPERSA O INTERNA
Tinta China AGUA NEGRO DE HUMO
Niebla AIRE AGUA
Agua azucarada 1 sola fase AGUA AZUCAR
CARACTERES DE LOS SISTEMAS DISPERSOS O MEZCLAS
a) Los componentes de las mezclas conservan sus propiedades
b) Intervienen en proporciones variadas
c) En ellos hay diferentes clases de moleacuteculas
d) Cuando son homogeacuteneos se pueden fraccionar
e) Cuando son heterogeacuteneos se pueden separar en fases
CASOS POSIBLES DE SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten sea el estado fiacutesico del dispersante (Solvente) y el Disperso (soluto) existen casos
posibles de mezclas o sistemas dispersos
Dispersante
(Solvente)
MEZCLAS EJEMPLOS
GASEOSO
GAS EN GAS AIRE
LIQUIDO EN GAS NIEBLA
SOacuteLIDO EN GAS HUMO
LIQUIDOS
GAS EN LIacuteQUIDO OXIGENO EN AGUA
LIQUIDO EN LIQUIDO ACEITE EN AGUA
SOacuteLIDO EN LIQUIDO SAL EN AGUA
SOacuteLIDOS
GAS EN SOacuteLIDO HIELO CON AIRE
LIQUIDO EN SOacuteLIDO AZUCAR HUMEDA
SOacuteLIDO EN SOacuteLIDO ARENA Y AZUFRE EN
POLVO
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
11
CLASIFICACIOacuteN DE LOS SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten el grado de divisioacuten de las partiacuteculas dispersas los sistemas dispersos se clasifican
en
1) Dispersiones Macroscoacutepicas o Groseras sistema heterogeacuteneo mayor a 500000
Amstrong (50 μm) Ejemplo agua-arena
2) Dispersiones finas sistemas heterogeacuteneos visibles al microscopio Menores a 500000
Amstrong (50 μm) y mayores a 10 3 Amstrong (01 μm)
Toman distintos nombres seguacuten el estado fiacutesico de los medios dispersos o dispersantes
a) Emulsiones ambos medios liacutequidos (leche Crema + Suero)
b) Suspensiones medio dispersante liacutequido y disperso soacutelido (Tinta China)
3) Dispersiones o sistemas coloidales marcan el liacutemite entre ambos sistemas Homogeacuteneo y
Heterogeacuteneo visibles al ultramicroscopio entre 01 μm y 0001μm
4) Soluciones verdaderas las partiacuteculas dispersas son moleacuteculas o iones menores a 0001
μm Sistemas homogeacuteneos sal en agua azuacutecar en agua
ENERGIA Es la capacidad que tienen los cuerpos para generar trabajo La Energiacutea puede
manifestarse de diferentes maneras en forma de movimiento (cineacutetica) de posicioacuten
(potencial) de calor de electricidad de radiaciones electromagneacuteticas etc Seguacuten sea el
proceso En nuestra asignatura nos interesa la Energiacutea quiacutemica es la que se produce en
las reacciones quiacutemicas Una pila o una bateriacutea poseen este tipo de energiacutea como tambieacuten
la que posee el carboacuten y que se manifiesta al quemarlo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
12
Representacioacuten de los tipos de energiacutea
TEMPERATURA Es una medida de la cantidad de calor de los cuerpos Para medirla se
utilizan termoacutemetros El desarrollo de teacutecnicas para la medicioacuten de la temperatura ha pasado
por un largo proceso histoacuterico ya que es necesario darle un valor numeacuterico a una idea
intuitiva como es el friacuteo o el calor Los termoacutemetros pueden ser calibrados de acuerdo a una
multitud de escalas que dan lugar a unidades de medicioacuten de la temperatura En el Sistema
Internacional de Unidades la unidad de temperatura es el kelvin (K) y la escala
correspondiente es la escala Kelvin o escala absoluta que asocia el valor laquocero kelvinraquo (0
K) al laquocero absolutoraquo y se graduacutea con un tamantildeo de grado igual al del grado Celsius Sin
embargo fuera del aacutembito cientiacutefico el uso de otras escalas de temperatura es comuacuten La
escala maacutes extendida es la escala Celsius llamada laquocentiacutegradaraquo y en mucha menor
medida y praacutecticamente solo en los Estados Unidos la escala Fahrenheit Unidades de
medidas en el caso de la escala Centiacutegrado la unidad de medida corresponde a 1100 entre
el punto triple del agua y la temperatura de ebullicioacuten del agua a 1 atmoacutesfera de presioacuten
Para la escala Fahrenheit su unidad de medida se define como 59 de 1ordmC Antiguamente el
100ordmF correspondiacutea a la temperatura media del cuerpo humano (reflejo de la formacioacuten
meacutedica de su creador) Asiacute alguien tiene fiebre cuando estaacute sobre 100ordmF
En lo recieacuten visto se constata que la escala Fahrenheit tiene puntos de referencia poco
precisos a diferencia de la escala Centiacutegrada Esto hace que actualmente la
escala Fahrenheit tenga su referencia real en la Centiacutegrada
Para pasar de grados Centiacutegrado a grados Fahrenheit usar la siguiente conversioacuten
ordmF = 95ordmC + 32ordmC
Para pasar de grados Fahrenheit a grados Centiacutegrado usar la siguiente conversioacuten
ordmC = (ordmF - 32ordm) x 59
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
13
UNIDAD Ndeg II ESTRUCTURA ATOacuteMICA
Estructura atoacutemica generalidades Partiacuteculas atoacutemicas y subatoacutemicas Modelos Atoacutemicos
Nuacutemero maacutesico y nuacutemero atoacutemico Isoacutetopos e isoacutebaros
Modelos atoacutemicos modernos Nuacutemeros cuaacutenticos Orbitales Regla de construccioacuten atoacutemica
llenado de orbitales Principio de exclusioacuten de Pauling Regla de Hund Tabla perioacutedica
moderna Periacuteodos grupos y subgrupos caracteriacutesticas Tipo de enlace enlace ioacutenico y
covalente
ATOMO Y MOLEacuteCULA
EVOLUCIOacuteN DEL MODELO ATOacuteMICO
1) El primer modelo atoacutemico en 1898 Thompson lo propuso describiendo al aacutetomo como
una esfera con caga positiva en la que estaban incrustadas unas pocas partiacuteculas con carga
negativas llamadas electrones
2) Aacutetomo de Rutherford en 1911 descubrioacute que
a) el aacutetomo estaacute formado por un nuacutecleo central cargado positivamente rodeado de
electrones que giran (siacutemil sistema planetario) alrededor
b) El nuacutecleo concentra casi toda la masa del aacutetomo
c) La masa de las cargas positivas (protones) es aproximadamente igual a la mitad de la
masa del aacutetomo
3) Niveles Espectroscoacutepicos modelo de Borh
Descubrioacute que los electrones de un aacutetomo soacutelo pueden tener determinados valores de
energiacutea Propuso que la energiacutea de un electroacuten estaba relacionada con la distancia de su
orbital al nuacutecleo Por lo tanto los electrones soacutelo giraban en torno al nuacutecleo a determinadas
distancias en oacuterbitas cuantizadas que correspondiacutean a energiacuteas permitidas
Conclusiones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
14
a) Los electrones pueden girar en oacuterbitas determinadas sin perder energiacutea
b) Estos niveles permitidos o definidos de energiacutea Los electrones no absorben ni emiten
energiacutea Por ello se los denomina niveles estacionarios
c) Cuando el electroacuten gira en la oacuterbita maacutes cercana al nuacutecleo el aacutetomo se encuentra en su
estado maacutes estable ldquoNormalrdquo de energiacutea miacutenima Si el aacutetomo recibe un impulso energeacutetico
externo (luz calor electricidad) el electroacuten puede saltar a otra oacuterbita maacutes alejada es decir
de mayor energiacutea el aacutetomo que contiene el electroacuten en uno de estos estados recibe el
nombre de ldquoAacutetomo Excitadordquo es decir que el aacutetomo absorbe energiacutea cuando el electroacuten
ldquoSaltardquo hacia un nivel maacutes alejado del nuacutecleo y absorbe cuando lo hace hacia eacutel
d) La diferencia de energiacutea al pasar el electroacuten de uno a otro nivel es proporcional a la
radiacioacuten emitida o absorbida multiplicada por una constante ldquohrdquo es decir
E2 ndash E1 = hv o bien E2 ndash E1 = constante h
v
Aacutetomo de SHODINGER 1926 seguacuten el modelo propuesto los electrones no giran en torno
al nuacutecleo sino que se comportan maacutes bien como ondas que se desplazan alrededor del
nuacutecleo a determinada distancia y con determinadas energiacuteas Este modelo resulta ser el
maacutes exacto los fiacutesicos emplean ecuaciones que describen la onda electroacutenica para hallar la
regioacuten del espacio en la que resulta maacutes probable que se encuentre el electroacuten
CONCEPTO DE ORBITAL ATOacuteMICO Seguacuten el principio de indeterminacioacuten debido a la
enorme velocidad del electroacuten soacutelo es posible calcular ldquola probabilidad de hallarlo en una
zona alrededor del nuacutecleo del aacutetomordquo De acuerdo con este razonamiento el electroacuten se
mueve alrededor del nuacutecleo de manera tal que produce una ldquoNube electroacutenicardquo de carga
negativa cuya densidad indica donde es mayor la probabilidad de ubicarlo Aparece asiacute un
nuevo concepto el de orbital atoacutemico que es la regioacuten del espacio alrededor del nuacutecleo
donde es mayor la probabilidad de hallar al electroacuten El electroacuten entonces no ocupa una
oacuterbita sino un orbital
El avance en el conocimiento ha dado lugar al modelo atoacutemico actual propuesto por la
Mecaacutenica Cuaacutentica (modelo de Schroumldinger)
El modelo de Bohr es un modelo unidimensional que utiliza un nuacutemero (n) para describir la
distribucioacuten de electrones en el aacutetomo El modelo de Schroumldinger permite que el electroacuten
ocupe un espacio tridimensional Por lo tanto requiere tres nuacutemeros conocidos como
nuacutemeros cuaacutenticos para describir los orbitales en los que se puede encontrar al electroacuten
El nuacutemero cuaacutentico principal ldquonrdquo describe el tamantildeo del orbital por ejemplo los
orbitales para los cuales n = 2 son maacutes grandes que aquellos para los cuales n = 1
Puede tomar cualquier valor entero empezando desde 1
n = 1 2 3 4 etc
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
15
El nuacutemero cuaacutentico del momento angular orbital ldquolrdquo describe la forma del orbital
atoacutemico Puede tomar todos los valores naturales desde 0 hasta n-1 (siendo n el valor del
nuacutemero cuaacutentico principal) Por ejemplo si n = 5 los valores del son
I = 0 1 2 3 4
Se designa a los orbitales atoacutemicos en funcioacuten del valor del nuacutemero cuaacutentico secundario l
como
l = 0 orbital s (sharp)
l = 1 orbital p (principal)
l = 2 orbital d (diffuse)
l = 3 orbital f (fundamental)
El nuacutemero cuaacutentico magneacutetico ldquomrdquo determina la orientacioacuten espacial del orbital Se
denomina magneacutetico porque esta orientacioacuten espacial se acostumbra a definir en relacioacuten a
un campo magneacutetico externo Puede tomar valores enteros desde -l hasta +l Por ejemplo si
l = 2 los valores posibles para m son
m = -2 -1 0 1 2
El nuacutemero cuaacutentico de espiacuten ldquosrdquo soacutelo puede tomar dos valores +12 y -12 Indican el
sentido de la rotacioacuten del electroacuten sobre su eje como las ajugas del reloj o en sentido
contrario
Capas y Subcapas principales
Todos los orbitales con el mismo valor del nuacutemero cuaacutentico principal n se encuentran en la
misma capa electroacutenica principal o nivel principal y todos los orbitales con los mismos
valores de n y ml estaacuten en la misma subcapa o subnivel
El nuacutemero de subcapas en una capa principal es igual al nuacutemero cuaacutentico principal esto es
hay una subcapa en la capa principal con n = 1 dos subcapas en la capa 37 principal con n
= 2 y asiacute sucesivamente El nombre dado a una subcapa independientemente de la capa
principal en la que se encuentre estaacute determinado por el nuacutemero cuaacutentico l de manera que
como se ha indicado anteriormente ml=0 (subcapa s) ml=1 (subcapa p) ml=2 (subcapa d)
y m = 3 (subcapa f)
El nuacutemero de orbitales en una subcapa es igual al nuacutemero de valores permitidos de m para
un valor particular de m por lo que el nuacutemero de orbitales en una subcapa es 2m + 1 Los
nombres de los orbitales son los mismos que los de las subcapas en las que aparecen
Orbitales s Orbitales p Orbitales d Orbitales f
l = 0 l = 1 l = 2 l = 3
m = 0 m = -1 0 1 m = -2 -1 0 1 2 m = -3 -2 -1 0 1 2 3
Un orbital s en una subcapa s
Tres orbitales p en una subcapa p
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
16
Cinco orbitales d en una subcapa d
Siete orbitales f en una subcapa f
Forma y tamantildeos de los orbitales
Los orbitales s (m = 0) tienen forma esfeacuterica El tamantildeo de este orbital depende del valor del
nuacutemero cuaacutentico principal un orbital 3s tiene la misma forma pero es mayor que un orbital
2s
Los orbitales p (m = 1) estaacuten formados por dos loacutebulos ideacutenticos que se proyectan a lo largo
de un eje La zona de unioacuten de ambos loacutebulos coincide con el nuacutecleo atoacutemico Hay tres
orbitales p (m =-1 m = 0 y m = +1) de ideacutentica forma que difieren soacutelo en su orientacioacuten a lo
largo de los ejes x y o z
Los orbitales d (m = 2) tambieacuten estaacuten formados por loacutebulos Hay cinco tipos de orbitales d
(que corresponden a m = -2 -1 0 1 2)
Los orbitales f (m = 3) tambieacuten tienen un aspecto multilobular Existen siete tipos de orbitales
f (que corresponden a m = -3 -2 -1 0 +1 +2 +3)
A continuacioacuten utilizaremos los nuacutemeros cuaacutenticos para describir la estructura electroacutenica
del aacutetomo de hidroacutegeno
El uacutenico electroacuten de un aacutetomo de hidroacutegeno se encuentra en el nivel de energiacutea maacutes bajo es
decir n = 1 y dado que la primera capa principal contiene soacutelo un orbital s el nuacutemero
cuaacutentico orbital es m = 0 El uacutenico valor posible para el nuacutemero cuaacutentico magneacutetico es m = 0
Cualquiera de los dos estados de spin son posibles para el electroacuten
ORBITALES S
ORBITALES P
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
17
AacuteTOMOS MULTIELECTROacuteNICOS
En los aacutetomos multielectroacutenicos los electrones se repelen tratando de permanecer alejados
de los demaacutes
Configuraciones electroacutenicas
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo consiste en indicar coacutemo se distribuyen sus
electrones entre los diferentes orbitales en las capas principales y las subcapas Esta
distribucioacuten se realiza apoyaacutendonos en tres reglas energiacutea de los orbitales principio de
exclusioacuten de Pauli y regla de Hund
Energiacutea de los orbitales los electrones ocupan los orbitales de forma que se minimice la
energiacutea del aacutetomo El orden exacto de llenado de los orbitales se establecioacute
experimentalmente principalmente mediante estudios espectroscoacutepicos y magneacuteticos y es
el orden que debemos seguir al asignar las configuraciones electroacutenicas a los elementos El
orden de llenado de orbitales es
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1 4p6 5s2 4d 5p6 6s2 4f1 5d 6p6 7s2 5f 6d 7p6
Para recordar este orden maacutes faacutecilmente se puede utilizar el diagrama siguiente
ORBITALES D
ORBITALES F
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
18
Empezando por la liacutenea superior sigue las flechas y el orden obtenido es el mismo que en la
serie anterior Debido al liacutemite de dos electrones por orbital la capacidad de una subcapa de
electrones puede obtenerse tomando el doble del nuacutemero de orbitales en la subcapa Asiacute la
subcapa s consiste en un orbital con una capacidad de dos electrones la subcapa p
consiste en tres orbitales con una capacidad total de seis electrones la subcapa d consiste
en cinco orbitales con una capacidad total de diez electrones la subcapa f consiste en siete
orbitales con una capacidad total de catorce electrones
En un determinado aacutetomo los electrones van ocupando y llenando los orbitales de menor
energiacutea cuando se da esta circunstancia el aacutetomo se encuentra en su estado fundamental
Si el aacutetomo recibe energiacutea alguno de sus electrones maacutes externos puede saltar a orbitales
de mayor energiacutea pasando el aacutetomo a un estado excitado
Principio de exclusioacuten de Pauli en un aacutetomo no puede haber dos electrones con los
cuatro nuacutemeros cuaacutenticos iguales Los tres primeros nuacutemero cuaacutenticos n l y m determinan
un orbital especiacutefico Dos electrones en un aacutetomo pueden tener estos tres nuacutemeros
cuaacutenticos iguales pero si es asiacute deben tener valores diferentes del nuacutemero cuaacutentico de
spiacuten Es decir un orbital solamente puede estar ocupado por dos electrones y eacutestos deben
tener spines opuestos
Regla de Hund al llenar orbitales de igual energiacutea (los tres orbitales p los cinco orbitales
d o los siete orbitales f) los electrones se distribuyen siempre que sea posible con sus
espines paralelos es decir desapareados
Ejemplo
La estructura electroacutenica del 7N es
1s2
2s2
2px1
2py1
2pz1
Para asignar las configuraciones electroacutenicas a los elementos por orden de su nuacutemero
atoacutemico creciente veamos el siguiente ejemplo de coacutemo seriacutea la configuracioacuten electroacutenica
para Z = 11 hasta Z = 18 es decir desde el Na hasta el Ar
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
19
Cada uno de estos elementos tiene las subcapas 1s 2s y 2p llenas Como la configuracioacuten
1s2 2s2 2p6 corresponde a la del neoacuten se denomina configuracioacuten interna del neoacuten y se
representa con el siacutembolo quiacutemico del neoacuten entre corchetes es decir [Ne] Los electrones
que se situacutean en la capa electroacutenica del nuacutemero cuaacutentico principal maacutes alto (externos) se
denominan electrones de valencia Ej configuracioacuten electroacutenica para Mg Al Si P S Cl y
Ar
Mg [Ne] 3s2
Al [Ne] 3s2 3p1
Si [Ne] 3s2 3p2
P [Ne] 3s2 3p3
S [Ne] 3s2 3p4
Cl [Ne] 3s2 3p5
Ar [Ne] 3s2 3p643
MOLECULA es la menor porcioacuten de sustancia que puede existir en estado libre
conservando las propiedades de esa sustancia y es un conjunto neutro de aacutetomos que se
comporta como una unidad
TABLA PERIODICA
La tabla perioacutedica proporciona la informacioacuten acerca de los elementos quiacutemicos referente a
su estructura interna y propiedades fiacutesicas o quiacutemicas La tabla perioacutedica moderna explica
en forma detallada y actualizada las propiedades de los elementos quiacutemicos tomando como
base su estructura atoacutemica
Seguacuten sus propiedades quiacutemicas los elementos se clasifican en metales y no metales Hay
maacutes elementos metaacutelicos que no metaacutelicos Los mismos elementos que hay en la tierra
existen en otros planetas del espacio sideral El estudiante debe conocer ambas clases sus
propiedades fiacutesicas y quiacutemicas importantes no memorizar sino familiarizarse asiacute por
ejemplo familiarizarse con la valencia de los principales elementos metaacutelicos y no metaacutelicos
no en forma individual o aislada sino por grupos o familias (I II III etc) y de ese modo
aprender de manera faacutecil y aacutegil formulas y nombres de los compuestos quiacutemicos que es
parte vital del lenguaje quiacutemico
Antecedentes e Historia a la tabla perioacutedica actual
Durante los primeros 25 antildeos del siglo XIX se descubrieron 20 nuevos elementos A medida
que el nuacutemero de elementos conocidos aumentaba resultaron evidentes las semejanzas
fiacutesicas y quiacutemicas entre algunos de ellos Entonces los quiacutemicos entendieron que el estudio
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
20
de las propiedades de los elementos quiacutemicos era maacutes faacutecil agrupaacutendolos seguacuten sus
propiedades semejantes en base a una ley natural
En 1913 Henry Moseley descubrioacute el principio o ley natural que guiacutea la clasificacioacuten
moderna las propiedades de los elementos son funciones perioacutedicas de sus nuacutemeros
atoacutemicos
El descubrimiento de esta ley perioacutedica necesitoacute dos acontecimientos previos
El establecimiento de una serie de pesos atoacutemicos
La concepcioacuten del aacutetomo nuclear con un numero definido de protones e igual nuacutemero de
electrones que giran a su alrededor
Las Triadas de Johan Dobereiner (1817) agrupan los elementos hasta entonces conocidos
en serie de tres elementos llamaacutendolo ldquotriadasrdquo Los elementos que pertenecen a una triada
poseen propiedades quiacutemicas semejantes Ademaacutes el elemento central posee un peso
atoacutemico (PA) aproximadamente igual a la semisuma de los PA de los elementos
extremos
Hacia 1850 los quiacutemicos habiacutean llegado a identificar unas veinte triadas Se descartoacute de
esta forma agruparlos porque se descubrieron nuevos elementos que no cumpliacutean con esta
regla
Ordenamiento Helicoidal o Tornillo Teluacuterico de Chancourtois (1862) geoacutelogo franceacutes
propone una clasificacioacuten perioacutedica de los elementos en forma de heacutelice que llamoacute Caracol
Teluacuterico En un cilindro trazoacute una heacutelice con un aacutengulo de 45deg sobre la base y en ella se fue
colocando los elementos en funcioacuten creciente de sus pesos atoacutemicos de tal manera que la
liacutenea vertical (generatriz) del cilindro intercepta a los elementos con propiedades
semejantes
Ley de Las Octavas de John Newlands (1864) Este quiacutemico ingleacutes ordenoacute los elementos
quiacutemicos hasta en ese entonces conocidos en grupo de 7 elementos cada uno en funcioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
21
creciente a sus pesos atoacutemicos de tal modo que el octavo elemento teniacutea propiedades
semejantes al primer elemento del grupo anterior Esta forma de clasificar se llamoacute Ley de
las Octavas
Tabla Perioacutedica de Dimitri Mendeleiev y Lothar Meyer (1869) Se denomina tabla
perioacutedica porque el ordenamiento estaacute basado en la variacioacuten perioacutedica de las propiedades
de los elementos
Descripcioacuten de la Tabla de Mendeleiev
Los 63 elementos conocidos hasta ese entonces fueron ordenados en funcioacuten creciente a
su peso atoacutemico en series (filas) y grupos (columnas)
Asigna a los elementos de un mismo grupo una valencia asiacute los elementos del grupo III
tendraacuten valencia igual a tres por lo tanto el nuacutemero de grupo era igual a la valencia
Los elementos de un mismo grupo poseen propiedades semejantes asiacute por ejemplo
forman oacutexidos e hidruros de foacutermulas similares porque teniacutean igual valencia
La tabla posee ocho grupos
ldquoLas propiedades de los elementos quiacutemicos es una funcioacuten perioacutedica de su nuacutemero atoacutemico
(Z) es decir variacutean en forma sistemaacutetica o perioacutedica con la carga nuclearrdquo
DESCRIPCION GENERAL
1 Los 109 elementos reconocidos por la Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada
(IUPAC) estaacuten ordenados seguacuten el nuacutemero atoacutemico creciente en 7 periodos y 16 grupos (8
grupos A y 8 grupos B) Siendo el primer elemento Hidrogeno (Z = 1) y el uacuteltimo reconocido
hasta el momento meitnerio (Z = 109) pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118
2 Periodo es el ordenamiento de los elementos en liacutenea horizontal Estos elementos
difieren en propiedades pero tienen la misma cantidad de niveles en su estructura atoacutemica
Tener presente que
Numero de periodos = Numero de niveles del aacutetomo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
22
Cada periodo (excepto el primero) comienza con un metal alcalino y termina con un
gas noble
El seacuteptimo periodo estaacute incompleto
El sexto periodo es el que posee mayor cantidad de elementos (es el periodo maacutes
largo)
3 Grupo o Familia Es el ordenamiento de los elementos en columna Estos elementos
presentan similar disposicioacuten de sus electrones externos de alliacute que forman familias de
elementos con propiedades quiacutemicas similares
Grupos ldquoArdquo
Estaacuten formados por los elementos representativos donde los electrones externos o
electrones de valencia estaacuten en orbitales ldquosrdquo yo ldquoprdquo por lo tanto sus propiedades dependen
de estos orbitales
Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia variacutean de
manera muy regular a ello se debe el nombre de elemento representativo
Los electrones de valencia para un elemento representativo es el nuacutemero de electrones a
nivel externo que interviene en los enlaces quiacutemicos
Las propiedades quiacutemicas similares o anaacutelogas de los elementos de un grupo se debe a
que poseen igual nuacutemero de electrones de valencia lo cual indica a su vez el nuacutemero de
grupo
Grupos ldquoBrdquo
Estaacuten formados por elementos de transicioacuten en cuyos aacutetomos el electroacuten de mayor energiacutea
relativa estaacuten en orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo y sus electrones de valencia se encuentran en orbitales
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
23
ldquosrdquo (del uacuteltimo nivel) yu orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo por lo tanto sus propiedades quiacutemicas dependen
de estos orbitales
Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito entre elementos
metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases fuertes (IA y IIA) y los
elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes acentuado su tendencia a formar
aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia variacutean en forma
irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos del grupo I B
(Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y Mo) no cumplen la
distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los elementos
de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor energiacutea relativa en orbitales
ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya
abundancia en la naturaleza es muy escasa y muchas veces solo se encuentran en forma
de trazas combinados con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio (Z=71) poseen
propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio (Z=103)
poseen propiedades semejantes al actinio
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
24
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace interatoacutemico)
para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos metaacutelicos o covalentes) y
moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los estados condensados de la materia
(soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica)
predominante fuerza eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces quiacutemicos con la
finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute lograr una condicioacuten de mayor
estabilidad En el caso de los aacutetomos la estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su
configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace (energiacutea de
disociacioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
25
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los electrones
de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos) mediante el uso de puntos
o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2) notoacute que cada
aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la estructura electroacutenica del
gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los demaacutes aacutetomos que comparten electrones
al formar enlace quiacutemico llegan a adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no hay que
sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas excepciones las trataremos
posteriormente
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
26
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
27
UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS
Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios
Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula
molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro
Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o foacutermulas que
se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos quiacutemicos Actualmente
la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada (en ingleacutes International Union of
Pure and Applied Chemistry) es la maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica
la cual se encarga de establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos elementos pueden
ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos presenta maacutes
de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de sodio en este ejemplo
(IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las valencias con que
actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la terminacioacuten oso e
ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con un no metal
Con metales ej Na2O2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
28
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la palabra
hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua Son aacutecidos
oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido baacutesico con el
agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto queda con
una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de aacutetomos en
nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos forma compuestos con
propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal tantos
radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
O
H
Na
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
29
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA
HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales
oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro Hidroacutexido (III)
Caracteriacutesticas de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica incolora de
fenolftaleiacutena se vuelve roja
Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando que en la
foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula de Na2O con
una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de otros
metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio Estos dos
aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
30
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua Se denominan
OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales (fluacuteor cloro
bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA ANHIacuteDRIDO POR
ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE IGUALAN ASI
Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL METAL Y AL
FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
31
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno seguacuten
datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14 veces mayor que
la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le asignamos un valor
igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la masa del
aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA DOCEAVA
PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA CANTIDAD SE DENOMINA
UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa
atoacutemica Relativa (A) de un elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor
la masa de un aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de Carbono 12
La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de comparacioacuten la masa de un
aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar como unidad la doceava parte de la masa de
12C son nuacutemeros praacutecticamente iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16
la del H 1008 y la del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee
una masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112 parte del
aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una cantidad expresada
en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es monoatoacutemica 112 parte
de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea (UMA)Entonces masa molecular relativa
(M) de una sustancia es el nuacutemero que expresa cuantas veces es mayor la masa de una
moleacutecula de una sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
32
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina sumando las
masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos constituyen la moleacutecula de esa
sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o de agua es
una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir indistintamente al peso de la
arena a su volumen o a su masa Actualmente la cantidad de materia es una magnitud
diferente de la masa de la materia La cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas
(por ahora aacutetomos y moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone designar al
MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales como
aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas elementales que
pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
33
El nuacutemero de moles es igual pero al ser diferentes las masas de los aacutetomos de cada MOL
las masas de la misma cantidad de materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia cualquiera sea el
lugar donde se la determine
2) ldquoNordmrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg cualquiera
que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que variaraacute seguacuten la
latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas relativas de los
mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un elemento medida en
gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa atoacutemica relativa Ejemplo
La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de moleacuteculas de
sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un nuacutemero igual a su masa
molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono) 44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H
Posee 602 x 1023 aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un gas por la
densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de moleacuteculas del gas o sea el
volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
34
GAS
DENSIDAD (δ)
(gcm3)
m (g) V =119898
120575
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO 1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
d =mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N O en (CNTP)
hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de moleacuteculas de cualquier
sustancia en estado gaseoso en condiciones normales de temperatura y presioacuten (0degC
760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224 litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17 protones
pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el nuacutemero de
neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado exclusivamente por el ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas resultan nuacutemeros
fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es ligeramente diferente cuando se
consideran distinto patrones de unidad (masa del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del
aacutetomo de O2 Si cada elemento tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea
precisamente A (Ndeg entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un aacutetomo de O2
ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones por las cuales se considera
en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es
que de tal modo las masa atoacutemicas de muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a
nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual debe fijarse cuaacutel
de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya masa atoacutemica se considera
exactamente 120000 variedad maacutes estable y abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de diversos isoacutetopos
la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente traduce la mayor o menor
abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten centesimal del elemento) puede
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
35
calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar) Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo
elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y 2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
119860119903 =1199011
1119860 + 11987522119860
100
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias porcentuales 754 y
246 HALLAR SU MASA ATOMICA
119860119903 =754 times 35 + 246 times 37
100= 35492 cong 355
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el mismo ldquoNdeg
MASICOrdquo (A)
Ej Cloro (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A) y diferente
ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas Reaccionantes y otros
llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos experimentales se comproboacute que en estas
reacciones se mantienen relaciones de masas de y volumen que corresponden a las leyes
precisas Las leyes de las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las
sustancias que intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales de la
Quiacutemicardquo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
36
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece constante
cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los elementos
que hay en 100 g de ese compuesto
Comp de un elem =119899times119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119890119897119890119898119890119899119905119900
119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119888119900119898119901119906119890119904119905119900 x 100
Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la ECUACIOacuteN QUIacuteMICA
En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los compuestos de partida los REACTIVOS y
las de los compuestos obtenidos al final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se
separan por una flecha que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido
global de la transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni cambian su
identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica puesto que el nuacutemero y tipo
de aacutetomos que forman parte de los reactivos es igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los
productos Cuando una ecuacioacuten quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en
los reactivos y en los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este
modo la ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
37
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones de masas
voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la ecuacioacuten quiacutemica
son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en conjunto expresan la
conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten que contempla la conservacioacuten de los
aacutetomos se llama ECUACIOacuteN BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente
con el principio de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las sustancias
podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas de los
reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados por los coeficientes
estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin
embargo puede suceder que las relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los
reactivos no sea estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los reactivos en
exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en defecto se lo denomina
REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite de la cantidad de producto a obtener
En el laboratorio generalmente los reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la
relacioacuten exactamente necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en
exceso y por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto formado estaacute
determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza Para poder sacar
conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario identificar el reactivo limitante que es
el que va a determinar los liacutemites de una reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor
proporcioacuten con respecto a la relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con composiciones
variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras diferentes cuya unioacuten no
produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se
disuelve en otra (solvente) formando una sola fase Los componentes pueden separarse
utilizando procedimientos fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el
solvente o disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el solvente es
el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De acuerdo al estado fiacutesico de
los componentes pueden obtenerse los siguientes tipos de soluciones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
38
Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos sal Si
revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que la sal se disolvioacute
Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado solvente Variacutea con
la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La solubilidad de los soacutelidos en los
liacutequidos es siempre limitada y depende de la naturaleza del solvente de la naturaleza del
soluto de la temperatura y muy poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la
solubilidad de una sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la variacioacuten de la
solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solvente o
cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solucioacuten Siempre indica una
relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y la solucioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
39
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la cantidad
relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente Esta forma de expresioacuten
soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar es que una solucioacuten es maacutes o menos
diluida o maacutes o menos concentrada que otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten
saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que el solvente
puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega maacutes soluto no lo disuelve si
es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido
el exceso queda separado del solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa
si es un gas en un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En
una solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la misma
velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor que la que el
solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido como es el caso
del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto en agua la solubilidad
disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta con el aumento de la presioacuten En el
caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el
gas disuelto pero no se lo ve justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se
visualizan las burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes sustancia que la
correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que la solucioacuten es sobresaturada
Estas soluciones sobresaturadas son inestables pues el exceso de soluto ya sea por
agitacioacuten o enfriamiento tiende a separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten
de gas en liacutequido como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja temperatura
y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a elevada presioacuten Es por
ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten disminuye y el exceso de soluto se
separa de la solucioacuten y aparecen las burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de soluto y
solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de la solucioacuten o
del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso o masa en masa o mm
porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de volumen en volumen V V
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
40
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se quiere indicar que
contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se expresa 8 P V se quiere
indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de soluto y
solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en agua como 1100 la
cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y 100 partes de agua En cambio si
decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V V indica que hay 1ml de metanol por cada
100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
100119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 5119892119903 119889119890 11987011986111990380119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 119909 = 4119892119903 119889119890 119870119861119903
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la etiqueta ldquopara
preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo de la cantidad de
concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
1119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119903119886119889119900 rarr 9119898119897 119889119890 119886119892119906119886111119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119905119903119886119889119900 = 119909 rarr 1000119898119897 119889119890 119886119892119906119886
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta concentracioacuten
o molaridad M corresponde a la relacioacuten
119872 =ndeg moles
Volumen de solucioacuten en litros=
119899
119881(1)
Recuerde que
ndeg moles =119898119886119904119886
119898119886119904119886 119898119900119897119890119888119906119897119886119903=
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)
=119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)(2)
Reemplazando (2) en (1)
119872 =
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897frasl )
V (L) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten conociendo la masa
de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la solucioacuten
Despejando de (3)
119898(119892119903)119872 = 119872 lowast 119872119872(119892119903
119898119900119897frasl ) lowast V (L)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
41
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M ldquoTemas
de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2003 (2ordm
edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio y
ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 - 1 (1ordm
edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA 1977
(8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El Ateneo
Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995 ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA 1977
(2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo Editorial
Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash 1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998 (5ordm
Edicioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
2
A TRAVES DEL PLANTEL DE DOCENTES DEL AREA DE QUIMICA SE DA LA
BIENVENIDA A LOS CURSANTES CON EL DESEO FIRME DE QUE LOS MISMOS
PUEDAN SENTIRSE COMODOS EN NUESTRA CASA DE ESTUDIOS CON LA
NECESIDAD IMPERIOSA QUE ALCANCEN UN NIVEL ACORDE AL SISTEMA
UNIVERSITARIO QUE PERMITA EL ENTENDIMIENTO Y FORME ALUMNOS CON
AUTONOMIA EN SUS ESTUDIOS QUE SEA PRODUCTO DE LA EXCELENCIA
DOCENTE Y DEL APOYO INSTRUCTIVO DE LA ASIGNATURA
Coordinacioacuten Bioq Leticia Coacuterdoba Dra Cecilia Salcedo
Docentes
AHUMADA EDGAR
BLAMEY SARA
BRIZUELA DE MORAL MARTIN
CARRIZO DANIELA
CLERICI MARCOR SILVANA
DE LA ROSA PATRICIA
FEDELI CINTHIA
JIMENEZ LORENA
LARCHER BERTA
LUNA AGUIRRE LILIA
LUNA CELIA
MEDINA RITA
MOLINA SOL
MOYANO PATRICIA
MELO GONZALEZ MARIA GABRIELA
NIETO SONIA
NOTARFRANCESCO MARIO
PICCCOLO NORMA
PORCU ESTELA
ROLDAN LUIS
ZELARAYAN FROGEL EUGENIA
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
3
UNIDAD Ndeg I INTRODUCCIOacuteN AL ESTUDIO DE LA QUIacuteMICA
Quiacutemica Concepto y clasificacioacuten
Materia propiedades intensivas y extensivas Estado de agregacioacuten de la materia
Fenoacutemenos fiacutesicos y quiacutemicos Cambios de estado Cuerpo y sustancia propiedades y
clasificacioacuten Moleacutecula y aacutetomo Energiacutea masa y peso (diferencias)
Sistemas materiales abiertos cerrados y aislados Clasificacioacuten homogeacuteneos y
heterogeacuteneos Sistemas dispersos y sistemas coloidales Unidades de medida
Temperatura definicioacuten y escalas
QUIacuteMICA CONCEPTO Y CLASIFICACIOacuteN
La Quiacutemica estudia la materia su estructura molecular y atoacutemica sus propiedades y
reacciones y las leyes que rigen estas reacciones
En Quiacutemica se elaboran modelos como analogiacutea de la realidad porque no se puede
ver las sustancias microscoacutepicas
La quiacutemica utiliza principalmente los meacutetodos de Observacioacuten y Experimentacioacuten Es
por ello que a la quiacutemica se la considera una ciencia experimental
MATERIA es todo lo que posee masa y ocupa un lugar en el espacio
CUERPO es una porcioacuten limitada de materia
SUSTANCIA cada una de las clases particulares de materia es una sustancia
Son sustancias el azufre el azuacutecar el algodoacuten el alcohol Las caracteriacutesticas especiales
que muestran y distinguen a cada una de ellas son las propiedades de esa sustancia Es lo
que posee en comuacuten toda materia que tiene iguales propiedades intensivas especiacuteficas o
constantes fiacutesicas
PESO DE LOS CUERPOS es la fuerza con que el cuerpo es atraiacutedo hacia el centro de la
tierra
El peso de los cuerpos aumenta desde el Ecuador al Polo
El peso disminuye a medida que el cuerpo se aleja de la tierra Hasta llegar a
anularse (zona gravitacional)
MASA DE LOS CUERPOS si sobre un cuerpo se ejerce una fuerza el cuerpo adquiere una
aceleracioacuten El cociente entre la fuerza que actuacutea sobre el cuerpo y la aceleracioacuten que eacuteste
adquiere es una constante (en cualquier latitud y lugar) denominada masa del cuerpo
119898 =119865
119886= 119896 (119888119900119899119904119905119886119899119905119890) 119897119906119890119892119900 119886 =
119865
119898
La masa es invariable independientemente del lugar de la tierra donde se la mida
119898 =119875
119892 119875 = 119898 times 119892
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
4
FENOacuteMENO es todo cambio que en sus propiedades en su estructura o en sus relaciones
presentan las sustancias o los cuerpos Clasificacioacuten de los Fenoacutemenos
1) Fenoacutemeno Fiacutesico
a) Se puede repetir con la sustancia inicial
b) El cambio que experimenta la sustancia no es permanente pues no afecta a su
composicioacuten molecular
c) Ej calentar hierro y luego dejar enfriar Posteriormente puede volverse a calentar y
enfriar Transformacioacuten aguandashhielo hielo-agua
2) Fenoacutemeno Quiacutemico
a) No se puede repetir con la misma sustancia inicial
b) El cambio que experimenta la sustancia es permanente pues se afecta su estructura
molecular
c) Ej combustioacuten del papel
PROPIEDADES DE LA MATERIA una propiedad de la materia es una cualidad que puede
ser apreciada por nuestros sentidos (caracteres organoleacutepticos) o determinada por
mediciones (constantes fiacutesicas o especiacuteficas)
1 CARACTERES ORGANOLEPTICOS color textura olor permiten diferenciar o
identificar
2 CONSTANTES FIacuteSICAS O ESPECIacuteFICAS
a) PROPIEDADES FIacuteSICAS punto de fusioacuten punto de ebullicioacuten densidad calor
especiacutefico
b) PROPIEDADES QUIacuteMICAS son aquellas que se manifiestan en las sustancias cuando
se ponen en contacto con otra sustancia oxidacioacuten reaccioacuten frente al aacutecido
Propiedades Extensivas dependen de la cantidad de materia que constituye el sistema
ejemplo masa volumen
Propiedades Intensivas no dependen de la cantidad de materia que constituye el
sistema Por ejemplo punto de ebullicioacuten
TEORIacuteA CINEacuteTICO MOLECULAR Teoriacutea cineacutetica de la materia (Maxwell Clasius)
Seguacuten esta teoriacutea las moleacuteculas de las sustancias se hallan en agitacioacuten al existir entre
ellas fuerzas de atraccioacuten que tienden a mantenerlas unidas en contra de las de repulsioacuten
originadas por su energiacutea cineacutetica
Las fuerzas de atraccioacuten que son deacutebiles cuando las moleacuteculas estaacuten alejadas e intensas
cuando se aproximan se denominan ldquoFUERZAS DE VAN DER WAALSrdquo
ESTADOS DE AGREGACIOacuteN DE LA MATERIA de la diferente intensidad de las fuerzas de
atraccioacuten y de repulsioacuten molecular dependen 3 estados fiacutesicos caracteriacutesticos de la materia
que se detallan a continuacioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
5
ESTADO SOacuteLIDO ESTADO LIQUIDO ESTADO GASEOSO
Poseen forma propia No tienen forma
propia pero siacute
volumen propio
No tienen forma ni volumen propio
Sus moleacuteculas se hallan en
estado de ordenacioacuten
regular
Sus moleacuteculas no se
hallan en estado de
ordenacioacuten regular
Moleacuteculas con mucha movilidad
necesitando espacios grandes con
respecto a su propio volumen
Poseen Fuerza expansiva
El estado soacutelido verdadero
se halla asociado a una
forma cristalina definida
Tiene superficie
plana y horizontal
No tiene superficie libre
No son compresibles y su
volumen cambia poco con
la presioacuten
Se comprimen con
dificultad
Son faacutecilmente compresibles
Entre sus moleacuteculas
predominan las fuerzas de
atraccioacuten fuerzas de Van
der Waals
Las fuerzas de
repulsioacuten y de
atraccioacuten se hallan
en equilibrio
Predominan entre sus moleacuteculas las
fuerzas de repulsioacuten
Las fuerzas de Van der Waals son
despreciables
FUSION pasaje del estado soacutelido al liacutequido producido por accioacuten del calor A una
determinada temperatura se denomina ldquoPunto de Fusioacutenrdquo Las fuerzas de atraccioacuten
disminuyen y el cuerpo pasa al estado liacutequido Ej hielo azufre plomo hierro etc
LEYES DE FUSIOacuteN
1) Cada sustancia pura tiene una temperatura de fusioacuten propia
2) Mientras dura la fusioacuten de una sustancia pura la temperatura permanece constante
3) La temperatura de fusioacuten depende de la presioacuten exterior
SOLIDIFICACIOacuteN pasaje del estado liacutequido al soacutelido producido por disminucioacuten de la
temperatura Ej Agua (friacuteo) rarr Hielo
El agua se congela a la temperatura de 0degC si la presioacuten exterior es normal
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
6
El hielo funde en iguales condiciones a la temperatura de 0degC
Esto nos indica que 0degC es la temperatura de equilibrio para el sistema HIELO-AGUA
Si al sistema se le proporciona calor el hielo se fundiraacute
Si en cambio se le quita calor el agua se solidificaraacute
VAPORIZACIOacuteN se engloban bajo este nombre los fenoacutemenos de evaporacioacuten y ebullicioacuten
EVAPORACIOacuteN si las moleacuteculas de un liacutequido aumentan su energiacutea interna las maacutes
proacuteximas a la superficie (que ademaacutes tienen fuerzas de atraccioacuten de menor intensidad que
las que se hallan maacutes abajo) abandonan el estado liacutequido y pasan al estado gaseoso
Las moleacuteculas que escapan llevan mucha energiacutea interna y le restan a la que posee la
masa liacutequida por eso la temperatura del liacutequido disminuye mientras se produce la
evaporacioacuten La evaporacioacuten es el pasaje del estado liacutequido al estado de vapor o de gas que
se verifica en la superficie del liacutequido La rapidez con que se efectuacutea la evaporacioacuten
depende de varios factores La naturaleza del liacutequido los que evaporan raacutepidamente se
denominan volaacutetiles (sulfuro de carbono y cloroformo) Los no volaacutetiles lo hacen con lentitud
Ej Agua mercurio La superficie expuesta cuanto mayor la superficie mayor velocidad de
evaporacioacuten La presioacuten exterior la velocidad de evaporacioacuten es proporcional a la diferencia
entre la presioacuten del vapor del liacutequido y la presioacuten del vapor en la atmoacutesfera (por esta razoacuten la
ropa huacutemeda tarda en secar los diacuteas de mucha humedad porque la diferencia es casi nula)
La circulacioacuten de una corriente de aire sobre el liacutequido las telas mojadas secan maacutes
raacutepidamente con el viento
EBULLICIOacuteN si a un liacutequido se le suministra calor muchas de sus moleacuteculas adquieren
energiacutea interna suficiente como para pasar a la fase gaseosa El pasaje del vapor se
produce en varios puntos de la masa del liacutequido incluida la superficie Estas porciones
gaseosas ascienden a la superficie formando burbujas ldquoel liacutequido entra en Ebullicioacutenrdquo
Ebullicioacuten es el pasaje del estado liacutequido al gaseoso que se cumple en el seno y en la
superficie del liacutequido Cada liacutequido tiene una temperatura de ebullicioacuten que le es propia y lo
caracteriza (constante fiacutesica) Mientras dura la ebullicioacuten de un liacutequido la temperatura de sus
vapores permanece constante La presioacuten que soporta el liacutequido modifica su temperatura de
ebullicioacuten Si la presioacuten que soporta un liacutequido que se ejerce sobre una masa de agua es
menor de 1 atm (76 cm de mercurio) la ebullicioacuten se produce a menos de 100degC Si la
presioacuten es mayor tambieacuten aumenta la temperatura a la que el liacutequido ebulle
VAPORES Y GASES Los vapores como el agua por efecto de enfriamiento o compresioacuten
pasan al estado liacutequido ldquose condensanrdquo Los gases como el CO2 para pasar al estado
liacutequido deben enfriarse hasta cierta temperatura y luego comprimirse entonces ldquoLICUANrdquo
TEMPERATURA CRIacuteTICA es aquella que por encima de la cual no es posible licuar a
ninguacuten gas ldquocualquiera sea la presioacutenrdquo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
7
VOLATILIZACION Y SUBLIMACION El pasaje del estado soacutelido al gaseoso sin pasar por el
estado liacutequido se denomina volatilizacioacuten El pasaje del estado gaseoso al soacutelido sin pasar
por el estado liacutequido se denomina sublimacioacuten Ejemplos naftalina yodo aacutecido benzoico Si
un soacutelido volatiliza sus vapores pueden sublimar
La materia existe en diferentes fases o estados Modificando la temperatura y la presioacuten de
una porcioacuten de materia eacutesta puede pasar de uno de sus estados (soacutelido liacutequido o gaseoso)
a otro se trata de una transicioacuten de fase o cambio de estado
SISTEMAS MATERIALES toda porcioacuten del universo que se aiacutesla real o imaginariamente
para su estudio Es un cuerpo o un conjunto de cuerpo o de partes de un cuerpo o una
porcioacuten de universo que aislamos convenientemente para someterlo a estudio
ESTADOS DE AGREGACIOacuteN DE LOS SISTEMAS (CLASIFICACION)
Sistemas Homogeacuteneos
Son aquellos que en todos los puntos de su masa poseen las mismas propiedades
intensivas
Diluyendo sal en agua (solucioacuten) y determinando luego las propiedades intensivas de varias
porciones diferentes extraiacutedas de la solucioacuten se podraacute comprobar que las propiedades
intensivas de todas las porciones son iguales ldquoSe considera que el sistema agua salada es
un sistema homogeacuteneo
Todo sistema homogeacuteneo se caracteriza por presentar continuidad cuando se lo observa a
simple vista al microscopio y aun al ultramicroscopio
Si analizamos las propiedades intensivas de la muestra de agua pura (punto de ebullicioacuten
de fusioacuten densidad) Veremos que ella permanece constante para cualquier porcioacuten de
agua que se considere igualmente en el cloruro de sodio (sal)
Sistemas Heterogeacuteneos
Son aquellos que presentan distintas propiedades intensivas en por lo menos 2 de sus
puntos Si analizamos un sistema constituido por agua y nafta comprobaremos que no
posee homogeneidad ya que puede discriminarse a simple vista entre la zona ocupada por
un liacutequido y la que ocupa el otro Esta disposicioacuten demuestra que las densidades son
distintas
Sistema Inhomogeacuteneo Es aquel cuyas propiedades intensivas variacutean en forma gradual y
continua Puntos proacuteximos en estos sistemas tienen propiedades semejantes pero si se
analizan porciones muy separadas unas de otras se exhiben propiedades diferentes Ej
atmoacutesfera terrestre
FASE es cada uno de los sistemas homogeacuteneos que componen un sistema heterogeacuteneo
Las fases estaacuten separadas unas de otras en los sistemas heterogeacuteneos por superficies
llamadas interfases Los sistemas inhomogeacuteneos no presentan interfases bien
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
8
determinadas Las fases pueden presentar cualquiera de los 3 estados fiacutesicos y estaacuten
separadas entre siacute por superficies netas y definidas
SEPARACIOacuteN DE FASES en la naturaleza los sistemas homogeacuteneos suelen formar parte
de sistemas heterogeacuteneos cuyas fases es necesario separar Para ello se emplean diversos
meacutetodos cuyas caracteriacutesticas dependen del estado fiacutesico que presentan fases
Solubilizacioacuten Permite separar un soacutelido soluble de otro insoluble Ej Arena y sal Si se
antildeade agua al sistema la sal se disuelve complementando con filtracioacuten y evaporacioacuten
Tamizacioacuten meacutetodo de separacioacuten se emplea cuando el sistema heterogeacuteneo estaacute
formado por fases soacutelidas cuyas partiacuteculas son de diferente tamantildeo Ej para separar la
arena del canto rodado se utiliza un tamiz o malla metaacutelica Las partiacuteculas de mayor tamantildeo
quedan sobre el tamiz y las maacutes pequentildeas la atraviesan
Levigacioacuten se separan sistemas heterogeacuteneos formados por fases soacutelidas de distinta
densidad Ej para separar el oro de las arenas auriacuteferas se hace pasar sobre el sistema
una corriente de agua que arrastra el componente maacutes liviano (arena) y deja el maacutes pesado
(oro)
Flotacioacuten se separan sistemas heterogeacuteneos en reposo formado por soacutelidos de distinta
densidad tales como arena y partiacuteculas de corcho Si se sumerge el sistema en un liacutequido
de densidad intermedia ej agua la fase maacutes liviana flota y la pesada se deposita en el
fondo del recipiente
Filtracioacuten separa una fase soacutelida dispersa en un medio liacutequido tal como talco en agua El
material filtrante es papel de filtro tambieacuten se utiliza arena carboacuten en polvo amianto
algodoacuten
Decantacioacuten separa las fases de un sistema heterogeacuteneo formado por liacutequidos no
miscibles (no solubles entre siacute) de distinta densidad ej agua y nafta Si se deja el sistema
en reposo por diferencia de densidad se separan ambas fases la nafta sobrenada y el
agua se deposita en el fondo En los laboratorios se emplean recipientes especiales
denominados ampollas o embudos de decantacioacuten Cuando se abre la llave el liacutequido que
ocupa la posicioacuten inferior circula hacia abajo y ambas raciones se separan La decantacioacuten
se emplea tambieacuten para separar una fase soacutelida dispersa en un liacutequido tal como arena en
agua por diferencia de densidad la arena se deposita en el fondo luego se inclina el
recipiente eliminando el agua
Centrifugacioacuten se emplea para acelerar el proceso de decantacioacuten sometiendo el
sistema a una rotacioacuten La fuerza centriacutefuga que actuacutea sobre las fases permite la separacioacuten
de las mismas con mayor rapidez
Dilucioacuten se aplica cuando una de las fases es soluble en un determinado solvente
mientras la otra no lo es Un sistema formado por arena y sal puede ser separado
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
9
introducieacutendolo en un recipiente que contiene agua luego de agitar el sistema para permitir
la disolucioacuten de la sal se lo somete a filtracioacuten separaacutendose asiacute la arena del agua salada A
su vez se separa el agua de la sal por evaporacioacuten del disolvente
Sublimacioacuten permite separar aquellas fases capaces de sublimar asiacute ocurre en el caso
de un sistema constituido por yodo y arena El yodo sublima por efecto del calor y se
convierte en vapor adoptando luego nuevamente el estado soacutelido al tomar contacto con una
superficie friacutea
CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS HOMOGEacuteNEOS
a) SUSTANCIAS PURAS son sistemas homogeacuteneos que estaacuten formados por una sola
sustancia Poseen propiedades especiacuteficas o intensivas o constantes Resisten
procedimientos mecaacutenicos y fiacutesicos de anaacutelisis
b) SOLUCIONES son tambieacuten sistemas homogeacuteneos pero se hallan formadas por maacutes de
una sustancia por lo que pueden separarse en fracciones (sal-agua) por medios fiacutesicos
Ej destilacioacuten
A estos procedimientos por los cuales puede separarse un sistema homogeacuteneo en dos o
maacutes fracciones se denominan ldquoMeacutetodos de Fraccionamientordquo
FRACCIONAMIENTO DE AGUNOS SISTEMAS HOMOGEacuteNEOS (SOLUCIONES)
Destilacioacuten simple se emplea para separar un liacutequido de las sales disueltas en eacutel Asiacute es
posible obtener agua pura a partir de agua de mar Si la solucioacuten es llevada a una
temperatura adecuada el agua se vaporiza separaacutendose de la sal disuelta en ella Al
condensar el vapor de agua obtenemos nuevamente agua en estado liacutequido
Destilacioacuten fraccionada se emplea para separar liacutequidos volaacutetiles que tengan puntos de
ebullicioacuten diferentes En la praacutectica se utilizan dispositivos llamados columnas rectificadoras
o deflagmadores permiten una separacioacuten definida de los liacutequidos
Cristalizacioacuten empleado para obtener un soacutelido disuelto en un liacutequido siempre que aquel
tenga la propiedad de cristalizar Por evaporacioacuten del disolvente se separa el soacutelido
cristalino Es posible obtener sal a partir del agua salada dejando simplemente que el agua
se evapore
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
10
Cromatografiacutea en papel esta teacutecnica se basa en el principio por el cual varios solutos en
contacto con dos disolventes no miscibles entre siacute se reparten entre ellos Esta distribucioacuten
se realizaraacute de acuerdo con la solubilidad de cada uno de los solutos en cada disolvente
SOLUCIONES sistemas dispersos Homogeacuteneos 1 FASE
DISPERSIONES sistemas dispersos Heterogeacuteneos VARIAS FASES
En estos sistemas dispersos se distinguen dos medios
a) El medio externo o fase dispersante
b) El medio interno o fase dispersa
FASE DISPERSANTE O EXTERNA FASE DISPERSA O INTERNA
Tinta China AGUA NEGRO DE HUMO
Niebla AIRE AGUA
Agua azucarada 1 sola fase AGUA AZUCAR
CARACTERES DE LOS SISTEMAS DISPERSOS O MEZCLAS
a) Los componentes de las mezclas conservan sus propiedades
b) Intervienen en proporciones variadas
c) En ellos hay diferentes clases de moleacuteculas
d) Cuando son homogeacuteneos se pueden fraccionar
e) Cuando son heterogeacuteneos se pueden separar en fases
CASOS POSIBLES DE SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten sea el estado fiacutesico del dispersante (Solvente) y el Disperso (soluto) existen casos
posibles de mezclas o sistemas dispersos
Dispersante
(Solvente)
MEZCLAS EJEMPLOS
GASEOSO
GAS EN GAS AIRE
LIQUIDO EN GAS NIEBLA
SOacuteLIDO EN GAS HUMO
LIQUIDOS
GAS EN LIacuteQUIDO OXIGENO EN AGUA
LIQUIDO EN LIQUIDO ACEITE EN AGUA
SOacuteLIDO EN LIQUIDO SAL EN AGUA
SOacuteLIDOS
GAS EN SOacuteLIDO HIELO CON AIRE
LIQUIDO EN SOacuteLIDO AZUCAR HUMEDA
SOacuteLIDO EN SOacuteLIDO ARENA Y AZUFRE EN
POLVO
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
11
CLASIFICACIOacuteN DE LOS SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten el grado de divisioacuten de las partiacuteculas dispersas los sistemas dispersos se clasifican
en
1) Dispersiones Macroscoacutepicas o Groseras sistema heterogeacuteneo mayor a 500000
Amstrong (50 μm) Ejemplo agua-arena
2) Dispersiones finas sistemas heterogeacuteneos visibles al microscopio Menores a 500000
Amstrong (50 μm) y mayores a 10 3 Amstrong (01 μm)
Toman distintos nombres seguacuten el estado fiacutesico de los medios dispersos o dispersantes
a) Emulsiones ambos medios liacutequidos (leche Crema + Suero)
b) Suspensiones medio dispersante liacutequido y disperso soacutelido (Tinta China)
3) Dispersiones o sistemas coloidales marcan el liacutemite entre ambos sistemas Homogeacuteneo y
Heterogeacuteneo visibles al ultramicroscopio entre 01 μm y 0001μm
4) Soluciones verdaderas las partiacuteculas dispersas son moleacuteculas o iones menores a 0001
μm Sistemas homogeacuteneos sal en agua azuacutecar en agua
ENERGIA Es la capacidad que tienen los cuerpos para generar trabajo La Energiacutea puede
manifestarse de diferentes maneras en forma de movimiento (cineacutetica) de posicioacuten
(potencial) de calor de electricidad de radiaciones electromagneacuteticas etc Seguacuten sea el
proceso En nuestra asignatura nos interesa la Energiacutea quiacutemica es la que se produce en
las reacciones quiacutemicas Una pila o una bateriacutea poseen este tipo de energiacutea como tambieacuten
la que posee el carboacuten y que se manifiesta al quemarlo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
12
Representacioacuten de los tipos de energiacutea
TEMPERATURA Es una medida de la cantidad de calor de los cuerpos Para medirla se
utilizan termoacutemetros El desarrollo de teacutecnicas para la medicioacuten de la temperatura ha pasado
por un largo proceso histoacuterico ya que es necesario darle un valor numeacuterico a una idea
intuitiva como es el friacuteo o el calor Los termoacutemetros pueden ser calibrados de acuerdo a una
multitud de escalas que dan lugar a unidades de medicioacuten de la temperatura En el Sistema
Internacional de Unidades la unidad de temperatura es el kelvin (K) y la escala
correspondiente es la escala Kelvin o escala absoluta que asocia el valor laquocero kelvinraquo (0
K) al laquocero absolutoraquo y se graduacutea con un tamantildeo de grado igual al del grado Celsius Sin
embargo fuera del aacutembito cientiacutefico el uso de otras escalas de temperatura es comuacuten La
escala maacutes extendida es la escala Celsius llamada laquocentiacutegradaraquo y en mucha menor
medida y praacutecticamente solo en los Estados Unidos la escala Fahrenheit Unidades de
medidas en el caso de la escala Centiacutegrado la unidad de medida corresponde a 1100 entre
el punto triple del agua y la temperatura de ebullicioacuten del agua a 1 atmoacutesfera de presioacuten
Para la escala Fahrenheit su unidad de medida se define como 59 de 1ordmC Antiguamente el
100ordmF correspondiacutea a la temperatura media del cuerpo humano (reflejo de la formacioacuten
meacutedica de su creador) Asiacute alguien tiene fiebre cuando estaacute sobre 100ordmF
En lo recieacuten visto se constata que la escala Fahrenheit tiene puntos de referencia poco
precisos a diferencia de la escala Centiacutegrada Esto hace que actualmente la
escala Fahrenheit tenga su referencia real en la Centiacutegrada
Para pasar de grados Centiacutegrado a grados Fahrenheit usar la siguiente conversioacuten
ordmF = 95ordmC + 32ordmC
Para pasar de grados Fahrenheit a grados Centiacutegrado usar la siguiente conversioacuten
ordmC = (ordmF - 32ordm) x 59
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
13
UNIDAD Ndeg II ESTRUCTURA ATOacuteMICA
Estructura atoacutemica generalidades Partiacuteculas atoacutemicas y subatoacutemicas Modelos Atoacutemicos
Nuacutemero maacutesico y nuacutemero atoacutemico Isoacutetopos e isoacutebaros
Modelos atoacutemicos modernos Nuacutemeros cuaacutenticos Orbitales Regla de construccioacuten atoacutemica
llenado de orbitales Principio de exclusioacuten de Pauling Regla de Hund Tabla perioacutedica
moderna Periacuteodos grupos y subgrupos caracteriacutesticas Tipo de enlace enlace ioacutenico y
covalente
ATOMO Y MOLEacuteCULA
EVOLUCIOacuteN DEL MODELO ATOacuteMICO
1) El primer modelo atoacutemico en 1898 Thompson lo propuso describiendo al aacutetomo como
una esfera con caga positiva en la que estaban incrustadas unas pocas partiacuteculas con carga
negativas llamadas electrones
2) Aacutetomo de Rutherford en 1911 descubrioacute que
a) el aacutetomo estaacute formado por un nuacutecleo central cargado positivamente rodeado de
electrones que giran (siacutemil sistema planetario) alrededor
b) El nuacutecleo concentra casi toda la masa del aacutetomo
c) La masa de las cargas positivas (protones) es aproximadamente igual a la mitad de la
masa del aacutetomo
3) Niveles Espectroscoacutepicos modelo de Borh
Descubrioacute que los electrones de un aacutetomo soacutelo pueden tener determinados valores de
energiacutea Propuso que la energiacutea de un electroacuten estaba relacionada con la distancia de su
orbital al nuacutecleo Por lo tanto los electrones soacutelo giraban en torno al nuacutecleo a determinadas
distancias en oacuterbitas cuantizadas que correspondiacutean a energiacuteas permitidas
Conclusiones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
14
a) Los electrones pueden girar en oacuterbitas determinadas sin perder energiacutea
b) Estos niveles permitidos o definidos de energiacutea Los electrones no absorben ni emiten
energiacutea Por ello se los denomina niveles estacionarios
c) Cuando el electroacuten gira en la oacuterbita maacutes cercana al nuacutecleo el aacutetomo se encuentra en su
estado maacutes estable ldquoNormalrdquo de energiacutea miacutenima Si el aacutetomo recibe un impulso energeacutetico
externo (luz calor electricidad) el electroacuten puede saltar a otra oacuterbita maacutes alejada es decir
de mayor energiacutea el aacutetomo que contiene el electroacuten en uno de estos estados recibe el
nombre de ldquoAacutetomo Excitadordquo es decir que el aacutetomo absorbe energiacutea cuando el electroacuten
ldquoSaltardquo hacia un nivel maacutes alejado del nuacutecleo y absorbe cuando lo hace hacia eacutel
d) La diferencia de energiacutea al pasar el electroacuten de uno a otro nivel es proporcional a la
radiacioacuten emitida o absorbida multiplicada por una constante ldquohrdquo es decir
E2 ndash E1 = hv o bien E2 ndash E1 = constante h
v
Aacutetomo de SHODINGER 1926 seguacuten el modelo propuesto los electrones no giran en torno
al nuacutecleo sino que se comportan maacutes bien como ondas que se desplazan alrededor del
nuacutecleo a determinada distancia y con determinadas energiacuteas Este modelo resulta ser el
maacutes exacto los fiacutesicos emplean ecuaciones que describen la onda electroacutenica para hallar la
regioacuten del espacio en la que resulta maacutes probable que se encuentre el electroacuten
CONCEPTO DE ORBITAL ATOacuteMICO Seguacuten el principio de indeterminacioacuten debido a la
enorme velocidad del electroacuten soacutelo es posible calcular ldquola probabilidad de hallarlo en una
zona alrededor del nuacutecleo del aacutetomordquo De acuerdo con este razonamiento el electroacuten se
mueve alrededor del nuacutecleo de manera tal que produce una ldquoNube electroacutenicardquo de carga
negativa cuya densidad indica donde es mayor la probabilidad de ubicarlo Aparece asiacute un
nuevo concepto el de orbital atoacutemico que es la regioacuten del espacio alrededor del nuacutecleo
donde es mayor la probabilidad de hallar al electroacuten El electroacuten entonces no ocupa una
oacuterbita sino un orbital
El avance en el conocimiento ha dado lugar al modelo atoacutemico actual propuesto por la
Mecaacutenica Cuaacutentica (modelo de Schroumldinger)
El modelo de Bohr es un modelo unidimensional que utiliza un nuacutemero (n) para describir la
distribucioacuten de electrones en el aacutetomo El modelo de Schroumldinger permite que el electroacuten
ocupe un espacio tridimensional Por lo tanto requiere tres nuacutemeros conocidos como
nuacutemeros cuaacutenticos para describir los orbitales en los que se puede encontrar al electroacuten
El nuacutemero cuaacutentico principal ldquonrdquo describe el tamantildeo del orbital por ejemplo los
orbitales para los cuales n = 2 son maacutes grandes que aquellos para los cuales n = 1
Puede tomar cualquier valor entero empezando desde 1
n = 1 2 3 4 etc
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
15
El nuacutemero cuaacutentico del momento angular orbital ldquolrdquo describe la forma del orbital
atoacutemico Puede tomar todos los valores naturales desde 0 hasta n-1 (siendo n el valor del
nuacutemero cuaacutentico principal) Por ejemplo si n = 5 los valores del son
I = 0 1 2 3 4
Se designa a los orbitales atoacutemicos en funcioacuten del valor del nuacutemero cuaacutentico secundario l
como
l = 0 orbital s (sharp)
l = 1 orbital p (principal)
l = 2 orbital d (diffuse)
l = 3 orbital f (fundamental)
El nuacutemero cuaacutentico magneacutetico ldquomrdquo determina la orientacioacuten espacial del orbital Se
denomina magneacutetico porque esta orientacioacuten espacial se acostumbra a definir en relacioacuten a
un campo magneacutetico externo Puede tomar valores enteros desde -l hasta +l Por ejemplo si
l = 2 los valores posibles para m son
m = -2 -1 0 1 2
El nuacutemero cuaacutentico de espiacuten ldquosrdquo soacutelo puede tomar dos valores +12 y -12 Indican el
sentido de la rotacioacuten del electroacuten sobre su eje como las ajugas del reloj o en sentido
contrario
Capas y Subcapas principales
Todos los orbitales con el mismo valor del nuacutemero cuaacutentico principal n se encuentran en la
misma capa electroacutenica principal o nivel principal y todos los orbitales con los mismos
valores de n y ml estaacuten en la misma subcapa o subnivel
El nuacutemero de subcapas en una capa principal es igual al nuacutemero cuaacutentico principal esto es
hay una subcapa en la capa principal con n = 1 dos subcapas en la capa 37 principal con n
= 2 y asiacute sucesivamente El nombre dado a una subcapa independientemente de la capa
principal en la que se encuentre estaacute determinado por el nuacutemero cuaacutentico l de manera que
como se ha indicado anteriormente ml=0 (subcapa s) ml=1 (subcapa p) ml=2 (subcapa d)
y m = 3 (subcapa f)
El nuacutemero de orbitales en una subcapa es igual al nuacutemero de valores permitidos de m para
un valor particular de m por lo que el nuacutemero de orbitales en una subcapa es 2m + 1 Los
nombres de los orbitales son los mismos que los de las subcapas en las que aparecen
Orbitales s Orbitales p Orbitales d Orbitales f
l = 0 l = 1 l = 2 l = 3
m = 0 m = -1 0 1 m = -2 -1 0 1 2 m = -3 -2 -1 0 1 2 3
Un orbital s en una subcapa s
Tres orbitales p en una subcapa p
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
16
Cinco orbitales d en una subcapa d
Siete orbitales f en una subcapa f
Forma y tamantildeos de los orbitales
Los orbitales s (m = 0) tienen forma esfeacuterica El tamantildeo de este orbital depende del valor del
nuacutemero cuaacutentico principal un orbital 3s tiene la misma forma pero es mayor que un orbital
2s
Los orbitales p (m = 1) estaacuten formados por dos loacutebulos ideacutenticos que se proyectan a lo largo
de un eje La zona de unioacuten de ambos loacutebulos coincide con el nuacutecleo atoacutemico Hay tres
orbitales p (m =-1 m = 0 y m = +1) de ideacutentica forma que difieren soacutelo en su orientacioacuten a lo
largo de los ejes x y o z
Los orbitales d (m = 2) tambieacuten estaacuten formados por loacutebulos Hay cinco tipos de orbitales d
(que corresponden a m = -2 -1 0 1 2)
Los orbitales f (m = 3) tambieacuten tienen un aspecto multilobular Existen siete tipos de orbitales
f (que corresponden a m = -3 -2 -1 0 +1 +2 +3)
A continuacioacuten utilizaremos los nuacutemeros cuaacutenticos para describir la estructura electroacutenica
del aacutetomo de hidroacutegeno
El uacutenico electroacuten de un aacutetomo de hidroacutegeno se encuentra en el nivel de energiacutea maacutes bajo es
decir n = 1 y dado que la primera capa principal contiene soacutelo un orbital s el nuacutemero
cuaacutentico orbital es m = 0 El uacutenico valor posible para el nuacutemero cuaacutentico magneacutetico es m = 0
Cualquiera de los dos estados de spin son posibles para el electroacuten
ORBITALES S
ORBITALES P
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
17
AacuteTOMOS MULTIELECTROacuteNICOS
En los aacutetomos multielectroacutenicos los electrones se repelen tratando de permanecer alejados
de los demaacutes
Configuraciones electroacutenicas
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo consiste en indicar coacutemo se distribuyen sus
electrones entre los diferentes orbitales en las capas principales y las subcapas Esta
distribucioacuten se realiza apoyaacutendonos en tres reglas energiacutea de los orbitales principio de
exclusioacuten de Pauli y regla de Hund
Energiacutea de los orbitales los electrones ocupan los orbitales de forma que se minimice la
energiacutea del aacutetomo El orden exacto de llenado de los orbitales se establecioacute
experimentalmente principalmente mediante estudios espectroscoacutepicos y magneacuteticos y es
el orden que debemos seguir al asignar las configuraciones electroacutenicas a los elementos El
orden de llenado de orbitales es
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1 4p6 5s2 4d 5p6 6s2 4f1 5d 6p6 7s2 5f 6d 7p6
Para recordar este orden maacutes faacutecilmente se puede utilizar el diagrama siguiente
ORBITALES D
ORBITALES F
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
18
Empezando por la liacutenea superior sigue las flechas y el orden obtenido es el mismo que en la
serie anterior Debido al liacutemite de dos electrones por orbital la capacidad de una subcapa de
electrones puede obtenerse tomando el doble del nuacutemero de orbitales en la subcapa Asiacute la
subcapa s consiste en un orbital con una capacidad de dos electrones la subcapa p
consiste en tres orbitales con una capacidad total de seis electrones la subcapa d consiste
en cinco orbitales con una capacidad total de diez electrones la subcapa f consiste en siete
orbitales con una capacidad total de catorce electrones
En un determinado aacutetomo los electrones van ocupando y llenando los orbitales de menor
energiacutea cuando se da esta circunstancia el aacutetomo se encuentra en su estado fundamental
Si el aacutetomo recibe energiacutea alguno de sus electrones maacutes externos puede saltar a orbitales
de mayor energiacutea pasando el aacutetomo a un estado excitado
Principio de exclusioacuten de Pauli en un aacutetomo no puede haber dos electrones con los
cuatro nuacutemeros cuaacutenticos iguales Los tres primeros nuacutemero cuaacutenticos n l y m determinan
un orbital especiacutefico Dos electrones en un aacutetomo pueden tener estos tres nuacutemeros
cuaacutenticos iguales pero si es asiacute deben tener valores diferentes del nuacutemero cuaacutentico de
spiacuten Es decir un orbital solamente puede estar ocupado por dos electrones y eacutestos deben
tener spines opuestos
Regla de Hund al llenar orbitales de igual energiacutea (los tres orbitales p los cinco orbitales
d o los siete orbitales f) los electrones se distribuyen siempre que sea posible con sus
espines paralelos es decir desapareados
Ejemplo
La estructura electroacutenica del 7N es
1s2
2s2
2px1
2py1
2pz1
Para asignar las configuraciones electroacutenicas a los elementos por orden de su nuacutemero
atoacutemico creciente veamos el siguiente ejemplo de coacutemo seriacutea la configuracioacuten electroacutenica
para Z = 11 hasta Z = 18 es decir desde el Na hasta el Ar
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
19
Cada uno de estos elementos tiene las subcapas 1s 2s y 2p llenas Como la configuracioacuten
1s2 2s2 2p6 corresponde a la del neoacuten se denomina configuracioacuten interna del neoacuten y se
representa con el siacutembolo quiacutemico del neoacuten entre corchetes es decir [Ne] Los electrones
que se situacutean en la capa electroacutenica del nuacutemero cuaacutentico principal maacutes alto (externos) se
denominan electrones de valencia Ej configuracioacuten electroacutenica para Mg Al Si P S Cl y
Ar
Mg [Ne] 3s2
Al [Ne] 3s2 3p1
Si [Ne] 3s2 3p2
P [Ne] 3s2 3p3
S [Ne] 3s2 3p4
Cl [Ne] 3s2 3p5
Ar [Ne] 3s2 3p643
MOLECULA es la menor porcioacuten de sustancia que puede existir en estado libre
conservando las propiedades de esa sustancia y es un conjunto neutro de aacutetomos que se
comporta como una unidad
TABLA PERIODICA
La tabla perioacutedica proporciona la informacioacuten acerca de los elementos quiacutemicos referente a
su estructura interna y propiedades fiacutesicas o quiacutemicas La tabla perioacutedica moderna explica
en forma detallada y actualizada las propiedades de los elementos quiacutemicos tomando como
base su estructura atoacutemica
Seguacuten sus propiedades quiacutemicas los elementos se clasifican en metales y no metales Hay
maacutes elementos metaacutelicos que no metaacutelicos Los mismos elementos que hay en la tierra
existen en otros planetas del espacio sideral El estudiante debe conocer ambas clases sus
propiedades fiacutesicas y quiacutemicas importantes no memorizar sino familiarizarse asiacute por
ejemplo familiarizarse con la valencia de los principales elementos metaacutelicos y no metaacutelicos
no en forma individual o aislada sino por grupos o familias (I II III etc) y de ese modo
aprender de manera faacutecil y aacutegil formulas y nombres de los compuestos quiacutemicos que es
parte vital del lenguaje quiacutemico
Antecedentes e Historia a la tabla perioacutedica actual
Durante los primeros 25 antildeos del siglo XIX se descubrieron 20 nuevos elementos A medida
que el nuacutemero de elementos conocidos aumentaba resultaron evidentes las semejanzas
fiacutesicas y quiacutemicas entre algunos de ellos Entonces los quiacutemicos entendieron que el estudio
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
20
de las propiedades de los elementos quiacutemicos era maacutes faacutecil agrupaacutendolos seguacuten sus
propiedades semejantes en base a una ley natural
En 1913 Henry Moseley descubrioacute el principio o ley natural que guiacutea la clasificacioacuten
moderna las propiedades de los elementos son funciones perioacutedicas de sus nuacutemeros
atoacutemicos
El descubrimiento de esta ley perioacutedica necesitoacute dos acontecimientos previos
El establecimiento de una serie de pesos atoacutemicos
La concepcioacuten del aacutetomo nuclear con un numero definido de protones e igual nuacutemero de
electrones que giran a su alrededor
Las Triadas de Johan Dobereiner (1817) agrupan los elementos hasta entonces conocidos
en serie de tres elementos llamaacutendolo ldquotriadasrdquo Los elementos que pertenecen a una triada
poseen propiedades quiacutemicas semejantes Ademaacutes el elemento central posee un peso
atoacutemico (PA) aproximadamente igual a la semisuma de los PA de los elementos
extremos
Hacia 1850 los quiacutemicos habiacutean llegado a identificar unas veinte triadas Se descartoacute de
esta forma agruparlos porque se descubrieron nuevos elementos que no cumpliacutean con esta
regla
Ordenamiento Helicoidal o Tornillo Teluacuterico de Chancourtois (1862) geoacutelogo franceacutes
propone una clasificacioacuten perioacutedica de los elementos en forma de heacutelice que llamoacute Caracol
Teluacuterico En un cilindro trazoacute una heacutelice con un aacutengulo de 45deg sobre la base y en ella se fue
colocando los elementos en funcioacuten creciente de sus pesos atoacutemicos de tal manera que la
liacutenea vertical (generatriz) del cilindro intercepta a los elementos con propiedades
semejantes
Ley de Las Octavas de John Newlands (1864) Este quiacutemico ingleacutes ordenoacute los elementos
quiacutemicos hasta en ese entonces conocidos en grupo de 7 elementos cada uno en funcioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
21
creciente a sus pesos atoacutemicos de tal modo que el octavo elemento teniacutea propiedades
semejantes al primer elemento del grupo anterior Esta forma de clasificar se llamoacute Ley de
las Octavas
Tabla Perioacutedica de Dimitri Mendeleiev y Lothar Meyer (1869) Se denomina tabla
perioacutedica porque el ordenamiento estaacute basado en la variacioacuten perioacutedica de las propiedades
de los elementos
Descripcioacuten de la Tabla de Mendeleiev
Los 63 elementos conocidos hasta ese entonces fueron ordenados en funcioacuten creciente a
su peso atoacutemico en series (filas) y grupos (columnas)
Asigna a los elementos de un mismo grupo una valencia asiacute los elementos del grupo III
tendraacuten valencia igual a tres por lo tanto el nuacutemero de grupo era igual a la valencia
Los elementos de un mismo grupo poseen propiedades semejantes asiacute por ejemplo
forman oacutexidos e hidruros de foacutermulas similares porque teniacutean igual valencia
La tabla posee ocho grupos
ldquoLas propiedades de los elementos quiacutemicos es una funcioacuten perioacutedica de su nuacutemero atoacutemico
(Z) es decir variacutean en forma sistemaacutetica o perioacutedica con la carga nuclearrdquo
DESCRIPCION GENERAL
1 Los 109 elementos reconocidos por la Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada
(IUPAC) estaacuten ordenados seguacuten el nuacutemero atoacutemico creciente en 7 periodos y 16 grupos (8
grupos A y 8 grupos B) Siendo el primer elemento Hidrogeno (Z = 1) y el uacuteltimo reconocido
hasta el momento meitnerio (Z = 109) pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118
2 Periodo es el ordenamiento de los elementos en liacutenea horizontal Estos elementos
difieren en propiedades pero tienen la misma cantidad de niveles en su estructura atoacutemica
Tener presente que
Numero de periodos = Numero de niveles del aacutetomo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
22
Cada periodo (excepto el primero) comienza con un metal alcalino y termina con un
gas noble
El seacuteptimo periodo estaacute incompleto
El sexto periodo es el que posee mayor cantidad de elementos (es el periodo maacutes
largo)
3 Grupo o Familia Es el ordenamiento de los elementos en columna Estos elementos
presentan similar disposicioacuten de sus electrones externos de alliacute que forman familias de
elementos con propiedades quiacutemicas similares
Grupos ldquoArdquo
Estaacuten formados por los elementos representativos donde los electrones externos o
electrones de valencia estaacuten en orbitales ldquosrdquo yo ldquoprdquo por lo tanto sus propiedades dependen
de estos orbitales
Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia variacutean de
manera muy regular a ello se debe el nombre de elemento representativo
Los electrones de valencia para un elemento representativo es el nuacutemero de electrones a
nivel externo que interviene en los enlaces quiacutemicos
Las propiedades quiacutemicas similares o anaacutelogas de los elementos de un grupo se debe a
que poseen igual nuacutemero de electrones de valencia lo cual indica a su vez el nuacutemero de
grupo
Grupos ldquoBrdquo
Estaacuten formados por elementos de transicioacuten en cuyos aacutetomos el electroacuten de mayor energiacutea
relativa estaacuten en orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo y sus electrones de valencia se encuentran en orbitales
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
23
ldquosrdquo (del uacuteltimo nivel) yu orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo por lo tanto sus propiedades quiacutemicas dependen
de estos orbitales
Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito entre elementos
metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases fuertes (IA y IIA) y los
elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes acentuado su tendencia a formar
aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia variacutean en forma
irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos del grupo I B
(Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y Mo) no cumplen la
distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los elementos
de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor energiacutea relativa en orbitales
ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya
abundancia en la naturaleza es muy escasa y muchas veces solo se encuentran en forma
de trazas combinados con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio (Z=71) poseen
propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio (Z=103)
poseen propiedades semejantes al actinio
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
24
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace interatoacutemico)
para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos metaacutelicos o covalentes) y
moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los estados condensados de la materia
(soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica)
predominante fuerza eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces quiacutemicos con la
finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute lograr una condicioacuten de mayor
estabilidad En el caso de los aacutetomos la estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su
configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace (energiacutea de
disociacioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
25
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los electrones
de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos) mediante el uso de puntos
o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2) notoacute que cada
aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la estructura electroacutenica del
gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los demaacutes aacutetomos que comparten electrones
al formar enlace quiacutemico llegan a adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no hay que
sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas excepciones las trataremos
posteriormente
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
26
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
27
UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS
Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios
Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula
molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro
Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o foacutermulas que
se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos quiacutemicos Actualmente
la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada (en ingleacutes International Union of
Pure and Applied Chemistry) es la maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica
la cual se encarga de establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos elementos pueden
ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos presenta maacutes
de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de sodio en este ejemplo
(IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las valencias con que
actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la terminacioacuten oso e
ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con un no metal
Con metales ej Na2O2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
28
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la palabra
hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua Son aacutecidos
oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido baacutesico con el
agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto queda con
una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de aacutetomos en
nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos forma compuestos con
propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal tantos
radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
O
H
Na
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
29
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA
HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales
oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro Hidroacutexido (III)
Caracteriacutesticas de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica incolora de
fenolftaleiacutena se vuelve roja
Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando que en la
foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula de Na2O con
una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de otros
metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio Estos dos
aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
30
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua Se denominan
OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales (fluacuteor cloro
bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA ANHIacuteDRIDO POR
ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE IGUALAN ASI
Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL METAL Y AL
FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
31
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno seguacuten
datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14 veces mayor que
la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le asignamos un valor
igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la masa del
aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA DOCEAVA
PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA CANTIDAD SE DENOMINA
UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa
atoacutemica Relativa (A) de un elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor
la masa de un aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de Carbono 12
La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de comparacioacuten la masa de un
aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar como unidad la doceava parte de la masa de
12C son nuacutemeros praacutecticamente iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16
la del H 1008 y la del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee
una masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112 parte del
aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una cantidad expresada
en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es monoatoacutemica 112 parte
de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea (UMA)Entonces masa molecular relativa
(M) de una sustancia es el nuacutemero que expresa cuantas veces es mayor la masa de una
moleacutecula de una sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
32
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina sumando las
masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos constituyen la moleacutecula de esa
sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o de agua es
una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir indistintamente al peso de la
arena a su volumen o a su masa Actualmente la cantidad de materia es una magnitud
diferente de la masa de la materia La cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas
(por ahora aacutetomos y moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone designar al
MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales como
aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas elementales que
pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
33
El nuacutemero de moles es igual pero al ser diferentes las masas de los aacutetomos de cada MOL
las masas de la misma cantidad de materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia cualquiera sea el
lugar donde se la determine
2) ldquoNordmrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg cualquiera
que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que variaraacute seguacuten la
latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas relativas de los
mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un elemento medida en
gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa atoacutemica relativa Ejemplo
La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de moleacuteculas de
sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un nuacutemero igual a su masa
molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono) 44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H
Posee 602 x 1023 aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un gas por la
densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de moleacuteculas del gas o sea el
volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
34
GAS
DENSIDAD (δ)
(gcm3)
m (g) V =119898
120575
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO 1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
d =mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N O en (CNTP)
hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de moleacuteculas de cualquier
sustancia en estado gaseoso en condiciones normales de temperatura y presioacuten (0degC
760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224 litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17 protones
pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el nuacutemero de
neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado exclusivamente por el ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas resultan nuacutemeros
fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es ligeramente diferente cuando se
consideran distinto patrones de unidad (masa del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del
aacutetomo de O2 Si cada elemento tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea
precisamente A (Ndeg entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un aacutetomo de O2
ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones por las cuales se considera
en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es
que de tal modo las masa atoacutemicas de muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a
nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual debe fijarse cuaacutel
de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya masa atoacutemica se considera
exactamente 120000 variedad maacutes estable y abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de diversos isoacutetopos
la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente traduce la mayor o menor
abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten centesimal del elemento) puede
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
35
calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar) Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo
elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y 2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
119860119903 =1199011
1119860 + 11987522119860
100
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias porcentuales 754 y
246 HALLAR SU MASA ATOMICA
119860119903 =754 times 35 + 246 times 37
100= 35492 cong 355
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el mismo ldquoNdeg
MASICOrdquo (A)
Ej Cloro (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A) y diferente
ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas Reaccionantes y otros
llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos experimentales se comproboacute que en estas
reacciones se mantienen relaciones de masas de y volumen que corresponden a las leyes
precisas Las leyes de las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las
sustancias que intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales de la
Quiacutemicardquo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
36
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece constante
cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los elementos
que hay en 100 g de ese compuesto
Comp de un elem =119899times119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119890119897119890119898119890119899119905119900
119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119888119900119898119901119906119890119904119905119900 x 100
Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la ECUACIOacuteN QUIacuteMICA
En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los compuestos de partida los REACTIVOS y
las de los compuestos obtenidos al final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se
separan por una flecha que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido
global de la transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni cambian su
identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica puesto que el nuacutemero y tipo
de aacutetomos que forman parte de los reactivos es igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los
productos Cuando una ecuacioacuten quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en
los reactivos y en los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este
modo la ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
37
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones de masas
voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la ecuacioacuten quiacutemica
son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en conjunto expresan la
conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten que contempla la conservacioacuten de los
aacutetomos se llama ECUACIOacuteN BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente
con el principio de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las sustancias
podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas de los
reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados por los coeficientes
estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin
embargo puede suceder que las relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los
reactivos no sea estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los reactivos en
exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en defecto se lo denomina
REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite de la cantidad de producto a obtener
En el laboratorio generalmente los reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la
relacioacuten exactamente necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en
exceso y por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto formado estaacute
determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza Para poder sacar
conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario identificar el reactivo limitante que es
el que va a determinar los liacutemites de una reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor
proporcioacuten con respecto a la relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con composiciones
variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras diferentes cuya unioacuten no
produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se
disuelve en otra (solvente) formando una sola fase Los componentes pueden separarse
utilizando procedimientos fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el
solvente o disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el solvente es
el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De acuerdo al estado fiacutesico de
los componentes pueden obtenerse los siguientes tipos de soluciones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
38
Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos sal Si
revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que la sal se disolvioacute
Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado solvente Variacutea con
la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La solubilidad de los soacutelidos en los
liacutequidos es siempre limitada y depende de la naturaleza del solvente de la naturaleza del
soluto de la temperatura y muy poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la
solubilidad de una sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la variacioacuten de la
solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solvente o
cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solucioacuten Siempre indica una
relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y la solucioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
39
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la cantidad
relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente Esta forma de expresioacuten
soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar es que una solucioacuten es maacutes o menos
diluida o maacutes o menos concentrada que otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten
saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que el solvente
puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega maacutes soluto no lo disuelve si
es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido
el exceso queda separado del solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa
si es un gas en un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En
una solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la misma
velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor que la que el
solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido como es el caso
del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto en agua la solubilidad
disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta con el aumento de la presioacuten En el
caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el
gas disuelto pero no se lo ve justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se
visualizan las burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes sustancia que la
correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que la solucioacuten es sobresaturada
Estas soluciones sobresaturadas son inestables pues el exceso de soluto ya sea por
agitacioacuten o enfriamiento tiende a separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten
de gas en liacutequido como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja temperatura
y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a elevada presioacuten Es por
ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten disminuye y el exceso de soluto se
separa de la solucioacuten y aparecen las burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de soluto y
solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de la solucioacuten o
del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso o masa en masa o mm
porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de volumen en volumen V V
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
40
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se quiere indicar que
contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se expresa 8 P V se quiere
indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de soluto y
solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en agua como 1100 la
cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y 100 partes de agua En cambio si
decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V V indica que hay 1ml de metanol por cada
100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
100119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 5119892119903 119889119890 11987011986111990380119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 119909 = 4119892119903 119889119890 119870119861119903
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la etiqueta ldquopara
preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo de la cantidad de
concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
1119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119903119886119889119900 rarr 9119898119897 119889119890 119886119892119906119886111119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119905119903119886119889119900 = 119909 rarr 1000119898119897 119889119890 119886119892119906119886
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta concentracioacuten
o molaridad M corresponde a la relacioacuten
119872 =ndeg moles
Volumen de solucioacuten en litros=
119899
119881(1)
Recuerde que
ndeg moles =119898119886119904119886
119898119886119904119886 119898119900119897119890119888119906119897119886119903=
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)
=119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)(2)
Reemplazando (2) en (1)
119872 =
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897frasl )
V (L) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten conociendo la masa
de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la solucioacuten
Despejando de (3)
119898(119892119903)119872 = 119872 lowast 119872119872(119892119903
119898119900119897frasl ) lowast V (L)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
41
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M ldquoTemas
de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2003 (2ordm
edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio y
ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 - 1 (1ordm
edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA 1977
(8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El Ateneo
Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995 ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA 1977
(2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo Editorial
Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash 1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998 (5ordm
Edicioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
3
UNIDAD Ndeg I INTRODUCCIOacuteN AL ESTUDIO DE LA QUIacuteMICA
Quiacutemica Concepto y clasificacioacuten
Materia propiedades intensivas y extensivas Estado de agregacioacuten de la materia
Fenoacutemenos fiacutesicos y quiacutemicos Cambios de estado Cuerpo y sustancia propiedades y
clasificacioacuten Moleacutecula y aacutetomo Energiacutea masa y peso (diferencias)
Sistemas materiales abiertos cerrados y aislados Clasificacioacuten homogeacuteneos y
heterogeacuteneos Sistemas dispersos y sistemas coloidales Unidades de medida
Temperatura definicioacuten y escalas
QUIacuteMICA CONCEPTO Y CLASIFICACIOacuteN
La Quiacutemica estudia la materia su estructura molecular y atoacutemica sus propiedades y
reacciones y las leyes que rigen estas reacciones
En Quiacutemica se elaboran modelos como analogiacutea de la realidad porque no se puede
ver las sustancias microscoacutepicas
La quiacutemica utiliza principalmente los meacutetodos de Observacioacuten y Experimentacioacuten Es
por ello que a la quiacutemica se la considera una ciencia experimental
MATERIA es todo lo que posee masa y ocupa un lugar en el espacio
CUERPO es una porcioacuten limitada de materia
SUSTANCIA cada una de las clases particulares de materia es una sustancia
Son sustancias el azufre el azuacutecar el algodoacuten el alcohol Las caracteriacutesticas especiales
que muestran y distinguen a cada una de ellas son las propiedades de esa sustancia Es lo
que posee en comuacuten toda materia que tiene iguales propiedades intensivas especiacuteficas o
constantes fiacutesicas
PESO DE LOS CUERPOS es la fuerza con que el cuerpo es atraiacutedo hacia el centro de la
tierra
El peso de los cuerpos aumenta desde el Ecuador al Polo
El peso disminuye a medida que el cuerpo se aleja de la tierra Hasta llegar a
anularse (zona gravitacional)
MASA DE LOS CUERPOS si sobre un cuerpo se ejerce una fuerza el cuerpo adquiere una
aceleracioacuten El cociente entre la fuerza que actuacutea sobre el cuerpo y la aceleracioacuten que eacuteste
adquiere es una constante (en cualquier latitud y lugar) denominada masa del cuerpo
119898 =119865
119886= 119896 (119888119900119899119904119905119886119899119905119890) 119897119906119890119892119900 119886 =
119865
119898
La masa es invariable independientemente del lugar de la tierra donde se la mida
119898 =119875
119892 119875 = 119898 times 119892
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
4
FENOacuteMENO es todo cambio que en sus propiedades en su estructura o en sus relaciones
presentan las sustancias o los cuerpos Clasificacioacuten de los Fenoacutemenos
1) Fenoacutemeno Fiacutesico
a) Se puede repetir con la sustancia inicial
b) El cambio que experimenta la sustancia no es permanente pues no afecta a su
composicioacuten molecular
c) Ej calentar hierro y luego dejar enfriar Posteriormente puede volverse a calentar y
enfriar Transformacioacuten aguandashhielo hielo-agua
2) Fenoacutemeno Quiacutemico
a) No se puede repetir con la misma sustancia inicial
b) El cambio que experimenta la sustancia es permanente pues se afecta su estructura
molecular
c) Ej combustioacuten del papel
PROPIEDADES DE LA MATERIA una propiedad de la materia es una cualidad que puede
ser apreciada por nuestros sentidos (caracteres organoleacutepticos) o determinada por
mediciones (constantes fiacutesicas o especiacuteficas)
1 CARACTERES ORGANOLEPTICOS color textura olor permiten diferenciar o
identificar
2 CONSTANTES FIacuteSICAS O ESPECIacuteFICAS
a) PROPIEDADES FIacuteSICAS punto de fusioacuten punto de ebullicioacuten densidad calor
especiacutefico
b) PROPIEDADES QUIacuteMICAS son aquellas que se manifiestan en las sustancias cuando
se ponen en contacto con otra sustancia oxidacioacuten reaccioacuten frente al aacutecido
Propiedades Extensivas dependen de la cantidad de materia que constituye el sistema
ejemplo masa volumen
Propiedades Intensivas no dependen de la cantidad de materia que constituye el
sistema Por ejemplo punto de ebullicioacuten
TEORIacuteA CINEacuteTICO MOLECULAR Teoriacutea cineacutetica de la materia (Maxwell Clasius)
Seguacuten esta teoriacutea las moleacuteculas de las sustancias se hallan en agitacioacuten al existir entre
ellas fuerzas de atraccioacuten que tienden a mantenerlas unidas en contra de las de repulsioacuten
originadas por su energiacutea cineacutetica
Las fuerzas de atraccioacuten que son deacutebiles cuando las moleacuteculas estaacuten alejadas e intensas
cuando se aproximan se denominan ldquoFUERZAS DE VAN DER WAALSrdquo
ESTADOS DE AGREGACIOacuteN DE LA MATERIA de la diferente intensidad de las fuerzas de
atraccioacuten y de repulsioacuten molecular dependen 3 estados fiacutesicos caracteriacutesticos de la materia
que se detallan a continuacioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
5
ESTADO SOacuteLIDO ESTADO LIQUIDO ESTADO GASEOSO
Poseen forma propia No tienen forma
propia pero siacute
volumen propio
No tienen forma ni volumen propio
Sus moleacuteculas se hallan en
estado de ordenacioacuten
regular
Sus moleacuteculas no se
hallan en estado de
ordenacioacuten regular
Moleacuteculas con mucha movilidad
necesitando espacios grandes con
respecto a su propio volumen
Poseen Fuerza expansiva
El estado soacutelido verdadero
se halla asociado a una
forma cristalina definida
Tiene superficie
plana y horizontal
No tiene superficie libre
No son compresibles y su
volumen cambia poco con
la presioacuten
Se comprimen con
dificultad
Son faacutecilmente compresibles
Entre sus moleacuteculas
predominan las fuerzas de
atraccioacuten fuerzas de Van
der Waals
Las fuerzas de
repulsioacuten y de
atraccioacuten se hallan
en equilibrio
Predominan entre sus moleacuteculas las
fuerzas de repulsioacuten
Las fuerzas de Van der Waals son
despreciables
FUSION pasaje del estado soacutelido al liacutequido producido por accioacuten del calor A una
determinada temperatura se denomina ldquoPunto de Fusioacutenrdquo Las fuerzas de atraccioacuten
disminuyen y el cuerpo pasa al estado liacutequido Ej hielo azufre plomo hierro etc
LEYES DE FUSIOacuteN
1) Cada sustancia pura tiene una temperatura de fusioacuten propia
2) Mientras dura la fusioacuten de una sustancia pura la temperatura permanece constante
3) La temperatura de fusioacuten depende de la presioacuten exterior
SOLIDIFICACIOacuteN pasaje del estado liacutequido al soacutelido producido por disminucioacuten de la
temperatura Ej Agua (friacuteo) rarr Hielo
El agua se congela a la temperatura de 0degC si la presioacuten exterior es normal
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
6
El hielo funde en iguales condiciones a la temperatura de 0degC
Esto nos indica que 0degC es la temperatura de equilibrio para el sistema HIELO-AGUA
Si al sistema se le proporciona calor el hielo se fundiraacute
Si en cambio se le quita calor el agua se solidificaraacute
VAPORIZACIOacuteN se engloban bajo este nombre los fenoacutemenos de evaporacioacuten y ebullicioacuten
EVAPORACIOacuteN si las moleacuteculas de un liacutequido aumentan su energiacutea interna las maacutes
proacuteximas a la superficie (que ademaacutes tienen fuerzas de atraccioacuten de menor intensidad que
las que se hallan maacutes abajo) abandonan el estado liacutequido y pasan al estado gaseoso
Las moleacuteculas que escapan llevan mucha energiacutea interna y le restan a la que posee la
masa liacutequida por eso la temperatura del liacutequido disminuye mientras se produce la
evaporacioacuten La evaporacioacuten es el pasaje del estado liacutequido al estado de vapor o de gas que
se verifica en la superficie del liacutequido La rapidez con que se efectuacutea la evaporacioacuten
depende de varios factores La naturaleza del liacutequido los que evaporan raacutepidamente se
denominan volaacutetiles (sulfuro de carbono y cloroformo) Los no volaacutetiles lo hacen con lentitud
Ej Agua mercurio La superficie expuesta cuanto mayor la superficie mayor velocidad de
evaporacioacuten La presioacuten exterior la velocidad de evaporacioacuten es proporcional a la diferencia
entre la presioacuten del vapor del liacutequido y la presioacuten del vapor en la atmoacutesfera (por esta razoacuten la
ropa huacutemeda tarda en secar los diacuteas de mucha humedad porque la diferencia es casi nula)
La circulacioacuten de una corriente de aire sobre el liacutequido las telas mojadas secan maacutes
raacutepidamente con el viento
EBULLICIOacuteN si a un liacutequido se le suministra calor muchas de sus moleacuteculas adquieren
energiacutea interna suficiente como para pasar a la fase gaseosa El pasaje del vapor se
produce en varios puntos de la masa del liacutequido incluida la superficie Estas porciones
gaseosas ascienden a la superficie formando burbujas ldquoel liacutequido entra en Ebullicioacutenrdquo
Ebullicioacuten es el pasaje del estado liacutequido al gaseoso que se cumple en el seno y en la
superficie del liacutequido Cada liacutequido tiene una temperatura de ebullicioacuten que le es propia y lo
caracteriza (constante fiacutesica) Mientras dura la ebullicioacuten de un liacutequido la temperatura de sus
vapores permanece constante La presioacuten que soporta el liacutequido modifica su temperatura de
ebullicioacuten Si la presioacuten que soporta un liacutequido que se ejerce sobre una masa de agua es
menor de 1 atm (76 cm de mercurio) la ebullicioacuten se produce a menos de 100degC Si la
presioacuten es mayor tambieacuten aumenta la temperatura a la que el liacutequido ebulle
VAPORES Y GASES Los vapores como el agua por efecto de enfriamiento o compresioacuten
pasan al estado liacutequido ldquose condensanrdquo Los gases como el CO2 para pasar al estado
liacutequido deben enfriarse hasta cierta temperatura y luego comprimirse entonces ldquoLICUANrdquo
TEMPERATURA CRIacuteTICA es aquella que por encima de la cual no es posible licuar a
ninguacuten gas ldquocualquiera sea la presioacutenrdquo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
7
VOLATILIZACION Y SUBLIMACION El pasaje del estado soacutelido al gaseoso sin pasar por el
estado liacutequido se denomina volatilizacioacuten El pasaje del estado gaseoso al soacutelido sin pasar
por el estado liacutequido se denomina sublimacioacuten Ejemplos naftalina yodo aacutecido benzoico Si
un soacutelido volatiliza sus vapores pueden sublimar
La materia existe en diferentes fases o estados Modificando la temperatura y la presioacuten de
una porcioacuten de materia eacutesta puede pasar de uno de sus estados (soacutelido liacutequido o gaseoso)
a otro se trata de una transicioacuten de fase o cambio de estado
SISTEMAS MATERIALES toda porcioacuten del universo que se aiacutesla real o imaginariamente
para su estudio Es un cuerpo o un conjunto de cuerpo o de partes de un cuerpo o una
porcioacuten de universo que aislamos convenientemente para someterlo a estudio
ESTADOS DE AGREGACIOacuteN DE LOS SISTEMAS (CLASIFICACION)
Sistemas Homogeacuteneos
Son aquellos que en todos los puntos de su masa poseen las mismas propiedades
intensivas
Diluyendo sal en agua (solucioacuten) y determinando luego las propiedades intensivas de varias
porciones diferentes extraiacutedas de la solucioacuten se podraacute comprobar que las propiedades
intensivas de todas las porciones son iguales ldquoSe considera que el sistema agua salada es
un sistema homogeacuteneo
Todo sistema homogeacuteneo se caracteriza por presentar continuidad cuando se lo observa a
simple vista al microscopio y aun al ultramicroscopio
Si analizamos las propiedades intensivas de la muestra de agua pura (punto de ebullicioacuten
de fusioacuten densidad) Veremos que ella permanece constante para cualquier porcioacuten de
agua que se considere igualmente en el cloruro de sodio (sal)
Sistemas Heterogeacuteneos
Son aquellos que presentan distintas propiedades intensivas en por lo menos 2 de sus
puntos Si analizamos un sistema constituido por agua y nafta comprobaremos que no
posee homogeneidad ya que puede discriminarse a simple vista entre la zona ocupada por
un liacutequido y la que ocupa el otro Esta disposicioacuten demuestra que las densidades son
distintas
Sistema Inhomogeacuteneo Es aquel cuyas propiedades intensivas variacutean en forma gradual y
continua Puntos proacuteximos en estos sistemas tienen propiedades semejantes pero si se
analizan porciones muy separadas unas de otras se exhiben propiedades diferentes Ej
atmoacutesfera terrestre
FASE es cada uno de los sistemas homogeacuteneos que componen un sistema heterogeacuteneo
Las fases estaacuten separadas unas de otras en los sistemas heterogeacuteneos por superficies
llamadas interfases Los sistemas inhomogeacuteneos no presentan interfases bien
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
8
determinadas Las fases pueden presentar cualquiera de los 3 estados fiacutesicos y estaacuten
separadas entre siacute por superficies netas y definidas
SEPARACIOacuteN DE FASES en la naturaleza los sistemas homogeacuteneos suelen formar parte
de sistemas heterogeacuteneos cuyas fases es necesario separar Para ello se emplean diversos
meacutetodos cuyas caracteriacutesticas dependen del estado fiacutesico que presentan fases
Solubilizacioacuten Permite separar un soacutelido soluble de otro insoluble Ej Arena y sal Si se
antildeade agua al sistema la sal se disuelve complementando con filtracioacuten y evaporacioacuten
Tamizacioacuten meacutetodo de separacioacuten se emplea cuando el sistema heterogeacuteneo estaacute
formado por fases soacutelidas cuyas partiacuteculas son de diferente tamantildeo Ej para separar la
arena del canto rodado se utiliza un tamiz o malla metaacutelica Las partiacuteculas de mayor tamantildeo
quedan sobre el tamiz y las maacutes pequentildeas la atraviesan
Levigacioacuten se separan sistemas heterogeacuteneos formados por fases soacutelidas de distinta
densidad Ej para separar el oro de las arenas auriacuteferas se hace pasar sobre el sistema
una corriente de agua que arrastra el componente maacutes liviano (arena) y deja el maacutes pesado
(oro)
Flotacioacuten se separan sistemas heterogeacuteneos en reposo formado por soacutelidos de distinta
densidad tales como arena y partiacuteculas de corcho Si se sumerge el sistema en un liacutequido
de densidad intermedia ej agua la fase maacutes liviana flota y la pesada se deposita en el
fondo del recipiente
Filtracioacuten separa una fase soacutelida dispersa en un medio liacutequido tal como talco en agua El
material filtrante es papel de filtro tambieacuten se utiliza arena carboacuten en polvo amianto
algodoacuten
Decantacioacuten separa las fases de un sistema heterogeacuteneo formado por liacutequidos no
miscibles (no solubles entre siacute) de distinta densidad ej agua y nafta Si se deja el sistema
en reposo por diferencia de densidad se separan ambas fases la nafta sobrenada y el
agua se deposita en el fondo En los laboratorios se emplean recipientes especiales
denominados ampollas o embudos de decantacioacuten Cuando se abre la llave el liacutequido que
ocupa la posicioacuten inferior circula hacia abajo y ambas raciones se separan La decantacioacuten
se emplea tambieacuten para separar una fase soacutelida dispersa en un liacutequido tal como arena en
agua por diferencia de densidad la arena se deposita en el fondo luego se inclina el
recipiente eliminando el agua
Centrifugacioacuten se emplea para acelerar el proceso de decantacioacuten sometiendo el
sistema a una rotacioacuten La fuerza centriacutefuga que actuacutea sobre las fases permite la separacioacuten
de las mismas con mayor rapidez
Dilucioacuten se aplica cuando una de las fases es soluble en un determinado solvente
mientras la otra no lo es Un sistema formado por arena y sal puede ser separado
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
9
introducieacutendolo en un recipiente que contiene agua luego de agitar el sistema para permitir
la disolucioacuten de la sal se lo somete a filtracioacuten separaacutendose asiacute la arena del agua salada A
su vez se separa el agua de la sal por evaporacioacuten del disolvente
Sublimacioacuten permite separar aquellas fases capaces de sublimar asiacute ocurre en el caso
de un sistema constituido por yodo y arena El yodo sublima por efecto del calor y se
convierte en vapor adoptando luego nuevamente el estado soacutelido al tomar contacto con una
superficie friacutea
CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS HOMOGEacuteNEOS
a) SUSTANCIAS PURAS son sistemas homogeacuteneos que estaacuten formados por una sola
sustancia Poseen propiedades especiacuteficas o intensivas o constantes Resisten
procedimientos mecaacutenicos y fiacutesicos de anaacutelisis
b) SOLUCIONES son tambieacuten sistemas homogeacuteneos pero se hallan formadas por maacutes de
una sustancia por lo que pueden separarse en fracciones (sal-agua) por medios fiacutesicos
Ej destilacioacuten
A estos procedimientos por los cuales puede separarse un sistema homogeacuteneo en dos o
maacutes fracciones se denominan ldquoMeacutetodos de Fraccionamientordquo
FRACCIONAMIENTO DE AGUNOS SISTEMAS HOMOGEacuteNEOS (SOLUCIONES)
Destilacioacuten simple se emplea para separar un liacutequido de las sales disueltas en eacutel Asiacute es
posible obtener agua pura a partir de agua de mar Si la solucioacuten es llevada a una
temperatura adecuada el agua se vaporiza separaacutendose de la sal disuelta en ella Al
condensar el vapor de agua obtenemos nuevamente agua en estado liacutequido
Destilacioacuten fraccionada se emplea para separar liacutequidos volaacutetiles que tengan puntos de
ebullicioacuten diferentes En la praacutectica se utilizan dispositivos llamados columnas rectificadoras
o deflagmadores permiten una separacioacuten definida de los liacutequidos
Cristalizacioacuten empleado para obtener un soacutelido disuelto en un liacutequido siempre que aquel
tenga la propiedad de cristalizar Por evaporacioacuten del disolvente se separa el soacutelido
cristalino Es posible obtener sal a partir del agua salada dejando simplemente que el agua
se evapore
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
10
Cromatografiacutea en papel esta teacutecnica se basa en el principio por el cual varios solutos en
contacto con dos disolventes no miscibles entre siacute se reparten entre ellos Esta distribucioacuten
se realizaraacute de acuerdo con la solubilidad de cada uno de los solutos en cada disolvente
SOLUCIONES sistemas dispersos Homogeacuteneos 1 FASE
DISPERSIONES sistemas dispersos Heterogeacuteneos VARIAS FASES
En estos sistemas dispersos se distinguen dos medios
a) El medio externo o fase dispersante
b) El medio interno o fase dispersa
FASE DISPERSANTE O EXTERNA FASE DISPERSA O INTERNA
Tinta China AGUA NEGRO DE HUMO
Niebla AIRE AGUA
Agua azucarada 1 sola fase AGUA AZUCAR
CARACTERES DE LOS SISTEMAS DISPERSOS O MEZCLAS
a) Los componentes de las mezclas conservan sus propiedades
b) Intervienen en proporciones variadas
c) En ellos hay diferentes clases de moleacuteculas
d) Cuando son homogeacuteneos se pueden fraccionar
e) Cuando son heterogeacuteneos se pueden separar en fases
CASOS POSIBLES DE SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten sea el estado fiacutesico del dispersante (Solvente) y el Disperso (soluto) existen casos
posibles de mezclas o sistemas dispersos
Dispersante
(Solvente)
MEZCLAS EJEMPLOS
GASEOSO
GAS EN GAS AIRE
LIQUIDO EN GAS NIEBLA
SOacuteLIDO EN GAS HUMO
LIQUIDOS
GAS EN LIacuteQUIDO OXIGENO EN AGUA
LIQUIDO EN LIQUIDO ACEITE EN AGUA
SOacuteLIDO EN LIQUIDO SAL EN AGUA
SOacuteLIDOS
GAS EN SOacuteLIDO HIELO CON AIRE
LIQUIDO EN SOacuteLIDO AZUCAR HUMEDA
SOacuteLIDO EN SOacuteLIDO ARENA Y AZUFRE EN
POLVO
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
11
CLASIFICACIOacuteN DE LOS SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten el grado de divisioacuten de las partiacuteculas dispersas los sistemas dispersos se clasifican
en
1) Dispersiones Macroscoacutepicas o Groseras sistema heterogeacuteneo mayor a 500000
Amstrong (50 μm) Ejemplo agua-arena
2) Dispersiones finas sistemas heterogeacuteneos visibles al microscopio Menores a 500000
Amstrong (50 μm) y mayores a 10 3 Amstrong (01 μm)
Toman distintos nombres seguacuten el estado fiacutesico de los medios dispersos o dispersantes
a) Emulsiones ambos medios liacutequidos (leche Crema + Suero)
b) Suspensiones medio dispersante liacutequido y disperso soacutelido (Tinta China)
3) Dispersiones o sistemas coloidales marcan el liacutemite entre ambos sistemas Homogeacuteneo y
Heterogeacuteneo visibles al ultramicroscopio entre 01 μm y 0001μm
4) Soluciones verdaderas las partiacuteculas dispersas son moleacuteculas o iones menores a 0001
μm Sistemas homogeacuteneos sal en agua azuacutecar en agua
ENERGIA Es la capacidad que tienen los cuerpos para generar trabajo La Energiacutea puede
manifestarse de diferentes maneras en forma de movimiento (cineacutetica) de posicioacuten
(potencial) de calor de electricidad de radiaciones electromagneacuteticas etc Seguacuten sea el
proceso En nuestra asignatura nos interesa la Energiacutea quiacutemica es la que se produce en
las reacciones quiacutemicas Una pila o una bateriacutea poseen este tipo de energiacutea como tambieacuten
la que posee el carboacuten y que se manifiesta al quemarlo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
12
Representacioacuten de los tipos de energiacutea
TEMPERATURA Es una medida de la cantidad de calor de los cuerpos Para medirla se
utilizan termoacutemetros El desarrollo de teacutecnicas para la medicioacuten de la temperatura ha pasado
por un largo proceso histoacuterico ya que es necesario darle un valor numeacuterico a una idea
intuitiva como es el friacuteo o el calor Los termoacutemetros pueden ser calibrados de acuerdo a una
multitud de escalas que dan lugar a unidades de medicioacuten de la temperatura En el Sistema
Internacional de Unidades la unidad de temperatura es el kelvin (K) y la escala
correspondiente es la escala Kelvin o escala absoluta que asocia el valor laquocero kelvinraquo (0
K) al laquocero absolutoraquo y se graduacutea con un tamantildeo de grado igual al del grado Celsius Sin
embargo fuera del aacutembito cientiacutefico el uso de otras escalas de temperatura es comuacuten La
escala maacutes extendida es la escala Celsius llamada laquocentiacutegradaraquo y en mucha menor
medida y praacutecticamente solo en los Estados Unidos la escala Fahrenheit Unidades de
medidas en el caso de la escala Centiacutegrado la unidad de medida corresponde a 1100 entre
el punto triple del agua y la temperatura de ebullicioacuten del agua a 1 atmoacutesfera de presioacuten
Para la escala Fahrenheit su unidad de medida se define como 59 de 1ordmC Antiguamente el
100ordmF correspondiacutea a la temperatura media del cuerpo humano (reflejo de la formacioacuten
meacutedica de su creador) Asiacute alguien tiene fiebre cuando estaacute sobre 100ordmF
En lo recieacuten visto se constata que la escala Fahrenheit tiene puntos de referencia poco
precisos a diferencia de la escala Centiacutegrada Esto hace que actualmente la
escala Fahrenheit tenga su referencia real en la Centiacutegrada
Para pasar de grados Centiacutegrado a grados Fahrenheit usar la siguiente conversioacuten
ordmF = 95ordmC + 32ordmC
Para pasar de grados Fahrenheit a grados Centiacutegrado usar la siguiente conversioacuten
ordmC = (ordmF - 32ordm) x 59
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
13
UNIDAD Ndeg II ESTRUCTURA ATOacuteMICA
Estructura atoacutemica generalidades Partiacuteculas atoacutemicas y subatoacutemicas Modelos Atoacutemicos
Nuacutemero maacutesico y nuacutemero atoacutemico Isoacutetopos e isoacutebaros
Modelos atoacutemicos modernos Nuacutemeros cuaacutenticos Orbitales Regla de construccioacuten atoacutemica
llenado de orbitales Principio de exclusioacuten de Pauling Regla de Hund Tabla perioacutedica
moderna Periacuteodos grupos y subgrupos caracteriacutesticas Tipo de enlace enlace ioacutenico y
covalente
ATOMO Y MOLEacuteCULA
EVOLUCIOacuteN DEL MODELO ATOacuteMICO
1) El primer modelo atoacutemico en 1898 Thompson lo propuso describiendo al aacutetomo como
una esfera con caga positiva en la que estaban incrustadas unas pocas partiacuteculas con carga
negativas llamadas electrones
2) Aacutetomo de Rutherford en 1911 descubrioacute que
a) el aacutetomo estaacute formado por un nuacutecleo central cargado positivamente rodeado de
electrones que giran (siacutemil sistema planetario) alrededor
b) El nuacutecleo concentra casi toda la masa del aacutetomo
c) La masa de las cargas positivas (protones) es aproximadamente igual a la mitad de la
masa del aacutetomo
3) Niveles Espectroscoacutepicos modelo de Borh
Descubrioacute que los electrones de un aacutetomo soacutelo pueden tener determinados valores de
energiacutea Propuso que la energiacutea de un electroacuten estaba relacionada con la distancia de su
orbital al nuacutecleo Por lo tanto los electrones soacutelo giraban en torno al nuacutecleo a determinadas
distancias en oacuterbitas cuantizadas que correspondiacutean a energiacuteas permitidas
Conclusiones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
14
a) Los electrones pueden girar en oacuterbitas determinadas sin perder energiacutea
b) Estos niveles permitidos o definidos de energiacutea Los electrones no absorben ni emiten
energiacutea Por ello se los denomina niveles estacionarios
c) Cuando el electroacuten gira en la oacuterbita maacutes cercana al nuacutecleo el aacutetomo se encuentra en su
estado maacutes estable ldquoNormalrdquo de energiacutea miacutenima Si el aacutetomo recibe un impulso energeacutetico
externo (luz calor electricidad) el electroacuten puede saltar a otra oacuterbita maacutes alejada es decir
de mayor energiacutea el aacutetomo que contiene el electroacuten en uno de estos estados recibe el
nombre de ldquoAacutetomo Excitadordquo es decir que el aacutetomo absorbe energiacutea cuando el electroacuten
ldquoSaltardquo hacia un nivel maacutes alejado del nuacutecleo y absorbe cuando lo hace hacia eacutel
d) La diferencia de energiacutea al pasar el electroacuten de uno a otro nivel es proporcional a la
radiacioacuten emitida o absorbida multiplicada por una constante ldquohrdquo es decir
E2 ndash E1 = hv o bien E2 ndash E1 = constante h
v
Aacutetomo de SHODINGER 1926 seguacuten el modelo propuesto los electrones no giran en torno
al nuacutecleo sino que se comportan maacutes bien como ondas que se desplazan alrededor del
nuacutecleo a determinada distancia y con determinadas energiacuteas Este modelo resulta ser el
maacutes exacto los fiacutesicos emplean ecuaciones que describen la onda electroacutenica para hallar la
regioacuten del espacio en la que resulta maacutes probable que se encuentre el electroacuten
CONCEPTO DE ORBITAL ATOacuteMICO Seguacuten el principio de indeterminacioacuten debido a la
enorme velocidad del electroacuten soacutelo es posible calcular ldquola probabilidad de hallarlo en una
zona alrededor del nuacutecleo del aacutetomordquo De acuerdo con este razonamiento el electroacuten se
mueve alrededor del nuacutecleo de manera tal que produce una ldquoNube electroacutenicardquo de carga
negativa cuya densidad indica donde es mayor la probabilidad de ubicarlo Aparece asiacute un
nuevo concepto el de orbital atoacutemico que es la regioacuten del espacio alrededor del nuacutecleo
donde es mayor la probabilidad de hallar al electroacuten El electroacuten entonces no ocupa una
oacuterbita sino un orbital
El avance en el conocimiento ha dado lugar al modelo atoacutemico actual propuesto por la
Mecaacutenica Cuaacutentica (modelo de Schroumldinger)
El modelo de Bohr es un modelo unidimensional que utiliza un nuacutemero (n) para describir la
distribucioacuten de electrones en el aacutetomo El modelo de Schroumldinger permite que el electroacuten
ocupe un espacio tridimensional Por lo tanto requiere tres nuacutemeros conocidos como
nuacutemeros cuaacutenticos para describir los orbitales en los que se puede encontrar al electroacuten
El nuacutemero cuaacutentico principal ldquonrdquo describe el tamantildeo del orbital por ejemplo los
orbitales para los cuales n = 2 son maacutes grandes que aquellos para los cuales n = 1
Puede tomar cualquier valor entero empezando desde 1
n = 1 2 3 4 etc
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
15
El nuacutemero cuaacutentico del momento angular orbital ldquolrdquo describe la forma del orbital
atoacutemico Puede tomar todos los valores naturales desde 0 hasta n-1 (siendo n el valor del
nuacutemero cuaacutentico principal) Por ejemplo si n = 5 los valores del son
I = 0 1 2 3 4
Se designa a los orbitales atoacutemicos en funcioacuten del valor del nuacutemero cuaacutentico secundario l
como
l = 0 orbital s (sharp)
l = 1 orbital p (principal)
l = 2 orbital d (diffuse)
l = 3 orbital f (fundamental)
El nuacutemero cuaacutentico magneacutetico ldquomrdquo determina la orientacioacuten espacial del orbital Se
denomina magneacutetico porque esta orientacioacuten espacial se acostumbra a definir en relacioacuten a
un campo magneacutetico externo Puede tomar valores enteros desde -l hasta +l Por ejemplo si
l = 2 los valores posibles para m son
m = -2 -1 0 1 2
El nuacutemero cuaacutentico de espiacuten ldquosrdquo soacutelo puede tomar dos valores +12 y -12 Indican el
sentido de la rotacioacuten del electroacuten sobre su eje como las ajugas del reloj o en sentido
contrario
Capas y Subcapas principales
Todos los orbitales con el mismo valor del nuacutemero cuaacutentico principal n se encuentran en la
misma capa electroacutenica principal o nivel principal y todos los orbitales con los mismos
valores de n y ml estaacuten en la misma subcapa o subnivel
El nuacutemero de subcapas en una capa principal es igual al nuacutemero cuaacutentico principal esto es
hay una subcapa en la capa principal con n = 1 dos subcapas en la capa 37 principal con n
= 2 y asiacute sucesivamente El nombre dado a una subcapa independientemente de la capa
principal en la que se encuentre estaacute determinado por el nuacutemero cuaacutentico l de manera que
como se ha indicado anteriormente ml=0 (subcapa s) ml=1 (subcapa p) ml=2 (subcapa d)
y m = 3 (subcapa f)
El nuacutemero de orbitales en una subcapa es igual al nuacutemero de valores permitidos de m para
un valor particular de m por lo que el nuacutemero de orbitales en una subcapa es 2m + 1 Los
nombres de los orbitales son los mismos que los de las subcapas en las que aparecen
Orbitales s Orbitales p Orbitales d Orbitales f
l = 0 l = 1 l = 2 l = 3
m = 0 m = -1 0 1 m = -2 -1 0 1 2 m = -3 -2 -1 0 1 2 3
Un orbital s en una subcapa s
Tres orbitales p en una subcapa p
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
16
Cinco orbitales d en una subcapa d
Siete orbitales f en una subcapa f
Forma y tamantildeos de los orbitales
Los orbitales s (m = 0) tienen forma esfeacuterica El tamantildeo de este orbital depende del valor del
nuacutemero cuaacutentico principal un orbital 3s tiene la misma forma pero es mayor que un orbital
2s
Los orbitales p (m = 1) estaacuten formados por dos loacutebulos ideacutenticos que se proyectan a lo largo
de un eje La zona de unioacuten de ambos loacutebulos coincide con el nuacutecleo atoacutemico Hay tres
orbitales p (m =-1 m = 0 y m = +1) de ideacutentica forma que difieren soacutelo en su orientacioacuten a lo
largo de los ejes x y o z
Los orbitales d (m = 2) tambieacuten estaacuten formados por loacutebulos Hay cinco tipos de orbitales d
(que corresponden a m = -2 -1 0 1 2)
Los orbitales f (m = 3) tambieacuten tienen un aspecto multilobular Existen siete tipos de orbitales
f (que corresponden a m = -3 -2 -1 0 +1 +2 +3)
A continuacioacuten utilizaremos los nuacutemeros cuaacutenticos para describir la estructura electroacutenica
del aacutetomo de hidroacutegeno
El uacutenico electroacuten de un aacutetomo de hidroacutegeno se encuentra en el nivel de energiacutea maacutes bajo es
decir n = 1 y dado que la primera capa principal contiene soacutelo un orbital s el nuacutemero
cuaacutentico orbital es m = 0 El uacutenico valor posible para el nuacutemero cuaacutentico magneacutetico es m = 0
Cualquiera de los dos estados de spin son posibles para el electroacuten
ORBITALES S
ORBITALES P
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
17
AacuteTOMOS MULTIELECTROacuteNICOS
En los aacutetomos multielectroacutenicos los electrones se repelen tratando de permanecer alejados
de los demaacutes
Configuraciones electroacutenicas
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo consiste en indicar coacutemo se distribuyen sus
electrones entre los diferentes orbitales en las capas principales y las subcapas Esta
distribucioacuten se realiza apoyaacutendonos en tres reglas energiacutea de los orbitales principio de
exclusioacuten de Pauli y regla de Hund
Energiacutea de los orbitales los electrones ocupan los orbitales de forma que se minimice la
energiacutea del aacutetomo El orden exacto de llenado de los orbitales se establecioacute
experimentalmente principalmente mediante estudios espectroscoacutepicos y magneacuteticos y es
el orden que debemos seguir al asignar las configuraciones electroacutenicas a los elementos El
orden de llenado de orbitales es
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1 4p6 5s2 4d 5p6 6s2 4f1 5d 6p6 7s2 5f 6d 7p6
Para recordar este orden maacutes faacutecilmente se puede utilizar el diagrama siguiente
ORBITALES D
ORBITALES F
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
18
Empezando por la liacutenea superior sigue las flechas y el orden obtenido es el mismo que en la
serie anterior Debido al liacutemite de dos electrones por orbital la capacidad de una subcapa de
electrones puede obtenerse tomando el doble del nuacutemero de orbitales en la subcapa Asiacute la
subcapa s consiste en un orbital con una capacidad de dos electrones la subcapa p
consiste en tres orbitales con una capacidad total de seis electrones la subcapa d consiste
en cinco orbitales con una capacidad total de diez electrones la subcapa f consiste en siete
orbitales con una capacidad total de catorce electrones
En un determinado aacutetomo los electrones van ocupando y llenando los orbitales de menor
energiacutea cuando se da esta circunstancia el aacutetomo se encuentra en su estado fundamental
Si el aacutetomo recibe energiacutea alguno de sus electrones maacutes externos puede saltar a orbitales
de mayor energiacutea pasando el aacutetomo a un estado excitado
Principio de exclusioacuten de Pauli en un aacutetomo no puede haber dos electrones con los
cuatro nuacutemeros cuaacutenticos iguales Los tres primeros nuacutemero cuaacutenticos n l y m determinan
un orbital especiacutefico Dos electrones en un aacutetomo pueden tener estos tres nuacutemeros
cuaacutenticos iguales pero si es asiacute deben tener valores diferentes del nuacutemero cuaacutentico de
spiacuten Es decir un orbital solamente puede estar ocupado por dos electrones y eacutestos deben
tener spines opuestos
Regla de Hund al llenar orbitales de igual energiacutea (los tres orbitales p los cinco orbitales
d o los siete orbitales f) los electrones se distribuyen siempre que sea posible con sus
espines paralelos es decir desapareados
Ejemplo
La estructura electroacutenica del 7N es
1s2
2s2
2px1
2py1
2pz1
Para asignar las configuraciones electroacutenicas a los elementos por orden de su nuacutemero
atoacutemico creciente veamos el siguiente ejemplo de coacutemo seriacutea la configuracioacuten electroacutenica
para Z = 11 hasta Z = 18 es decir desde el Na hasta el Ar
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
19
Cada uno de estos elementos tiene las subcapas 1s 2s y 2p llenas Como la configuracioacuten
1s2 2s2 2p6 corresponde a la del neoacuten se denomina configuracioacuten interna del neoacuten y se
representa con el siacutembolo quiacutemico del neoacuten entre corchetes es decir [Ne] Los electrones
que se situacutean en la capa electroacutenica del nuacutemero cuaacutentico principal maacutes alto (externos) se
denominan electrones de valencia Ej configuracioacuten electroacutenica para Mg Al Si P S Cl y
Ar
Mg [Ne] 3s2
Al [Ne] 3s2 3p1
Si [Ne] 3s2 3p2
P [Ne] 3s2 3p3
S [Ne] 3s2 3p4
Cl [Ne] 3s2 3p5
Ar [Ne] 3s2 3p643
MOLECULA es la menor porcioacuten de sustancia que puede existir en estado libre
conservando las propiedades de esa sustancia y es un conjunto neutro de aacutetomos que se
comporta como una unidad
TABLA PERIODICA
La tabla perioacutedica proporciona la informacioacuten acerca de los elementos quiacutemicos referente a
su estructura interna y propiedades fiacutesicas o quiacutemicas La tabla perioacutedica moderna explica
en forma detallada y actualizada las propiedades de los elementos quiacutemicos tomando como
base su estructura atoacutemica
Seguacuten sus propiedades quiacutemicas los elementos se clasifican en metales y no metales Hay
maacutes elementos metaacutelicos que no metaacutelicos Los mismos elementos que hay en la tierra
existen en otros planetas del espacio sideral El estudiante debe conocer ambas clases sus
propiedades fiacutesicas y quiacutemicas importantes no memorizar sino familiarizarse asiacute por
ejemplo familiarizarse con la valencia de los principales elementos metaacutelicos y no metaacutelicos
no en forma individual o aislada sino por grupos o familias (I II III etc) y de ese modo
aprender de manera faacutecil y aacutegil formulas y nombres de los compuestos quiacutemicos que es
parte vital del lenguaje quiacutemico
Antecedentes e Historia a la tabla perioacutedica actual
Durante los primeros 25 antildeos del siglo XIX se descubrieron 20 nuevos elementos A medida
que el nuacutemero de elementos conocidos aumentaba resultaron evidentes las semejanzas
fiacutesicas y quiacutemicas entre algunos de ellos Entonces los quiacutemicos entendieron que el estudio
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
20
de las propiedades de los elementos quiacutemicos era maacutes faacutecil agrupaacutendolos seguacuten sus
propiedades semejantes en base a una ley natural
En 1913 Henry Moseley descubrioacute el principio o ley natural que guiacutea la clasificacioacuten
moderna las propiedades de los elementos son funciones perioacutedicas de sus nuacutemeros
atoacutemicos
El descubrimiento de esta ley perioacutedica necesitoacute dos acontecimientos previos
El establecimiento de una serie de pesos atoacutemicos
La concepcioacuten del aacutetomo nuclear con un numero definido de protones e igual nuacutemero de
electrones que giran a su alrededor
Las Triadas de Johan Dobereiner (1817) agrupan los elementos hasta entonces conocidos
en serie de tres elementos llamaacutendolo ldquotriadasrdquo Los elementos que pertenecen a una triada
poseen propiedades quiacutemicas semejantes Ademaacutes el elemento central posee un peso
atoacutemico (PA) aproximadamente igual a la semisuma de los PA de los elementos
extremos
Hacia 1850 los quiacutemicos habiacutean llegado a identificar unas veinte triadas Se descartoacute de
esta forma agruparlos porque se descubrieron nuevos elementos que no cumpliacutean con esta
regla
Ordenamiento Helicoidal o Tornillo Teluacuterico de Chancourtois (1862) geoacutelogo franceacutes
propone una clasificacioacuten perioacutedica de los elementos en forma de heacutelice que llamoacute Caracol
Teluacuterico En un cilindro trazoacute una heacutelice con un aacutengulo de 45deg sobre la base y en ella se fue
colocando los elementos en funcioacuten creciente de sus pesos atoacutemicos de tal manera que la
liacutenea vertical (generatriz) del cilindro intercepta a los elementos con propiedades
semejantes
Ley de Las Octavas de John Newlands (1864) Este quiacutemico ingleacutes ordenoacute los elementos
quiacutemicos hasta en ese entonces conocidos en grupo de 7 elementos cada uno en funcioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
21
creciente a sus pesos atoacutemicos de tal modo que el octavo elemento teniacutea propiedades
semejantes al primer elemento del grupo anterior Esta forma de clasificar se llamoacute Ley de
las Octavas
Tabla Perioacutedica de Dimitri Mendeleiev y Lothar Meyer (1869) Se denomina tabla
perioacutedica porque el ordenamiento estaacute basado en la variacioacuten perioacutedica de las propiedades
de los elementos
Descripcioacuten de la Tabla de Mendeleiev
Los 63 elementos conocidos hasta ese entonces fueron ordenados en funcioacuten creciente a
su peso atoacutemico en series (filas) y grupos (columnas)
Asigna a los elementos de un mismo grupo una valencia asiacute los elementos del grupo III
tendraacuten valencia igual a tres por lo tanto el nuacutemero de grupo era igual a la valencia
Los elementos de un mismo grupo poseen propiedades semejantes asiacute por ejemplo
forman oacutexidos e hidruros de foacutermulas similares porque teniacutean igual valencia
La tabla posee ocho grupos
ldquoLas propiedades de los elementos quiacutemicos es una funcioacuten perioacutedica de su nuacutemero atoacutemico
(Z) es decir variacutean en forma sistemaacutetica o perioacutedica con la carga nuclearrdquo
DESCRIPCION GENERAL
1 Los 109 elementos reconocidos por la Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada
(IUPAC) estaacuten ordenados seguacuten el nuacutemero atoacutemico creciente en 7 periodos y 16 grupos (8
grupos A y 8 grupos B) Siendo el primer elemento Hidrogeno (Z = 1) y el uacuteltimo reconocido
hasta el momento meitnerio (Z = 109) pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118
2 Periodo es el ordenamiento de los elementos en liacutenea horizontal Estos elementos
difieren en propiedades pero tienen la misma cantidad de niveles en su estructura atoacutemica
Tener presente que
Numero de periodos = Numero de niveles del aacutetomo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
22
Cada periodo (excepto el primero) comienza con un metal alcalino y termina con un
gas noble
El seacuteptimo periodo estaacute incompleto
El sexto periodo es el que posee mayor cantidad de elementos (es el periodo maacutes
largo)
3 Grupo o Familia Es el ordenamiento de los elementos en columna Estos elementos
presentan similar disposicioacuten de sus electrones externos de alliacute que forman familias de
elementos con propiedades quiacutemicas similares
Grupos ldquoArdquo
Estaacuten formados por los elementos representativos donde los electrones externos o
electrones de valencia estaacuten en orbitales ldquosrdquo yo ldquoprdquo por lo tanto sus propiedades dependen
de estos orbitales
Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia variacutean de
manera muy regular a ello se debe el nombre de elemento representativo
Los electrones de valencia para un elemento representativo es el nuacutemero de electrones a
nivel externo que interviene en los enlaces quiacutemicos
Las propiedades quiacutemicas similares o anaacutelogas de los elementos de un grupo se debe a
que poseen igual nuacutemero de electrones de valencia lo cual indica a su vez el nuacutemero de
grupo
Grupos ldquoBrdquo
Estaacuten formados por elementos de transicioacuten en cuyos aacutetomos el electroacuten de mayor energiacutea
relativa estaacuten en orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo y sus electrones de valencia se encuentran en orbitales
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
23
ldquosrdquo (del uacuteltimo nivel) yu orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo por lo tanto sus propiedades quiacutemicas dependen
de estos orbitales
Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito entre elementos
metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases fuertes (IA y IIA) y los
elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes acentuado su tendencia a formar
aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia variacutean en forma
irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos del grupo I B
(Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y Mo) no cumplen la
distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los elementos
de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor energiacutea relativa en orbitales
ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya
abundancia en la naturaleza es muy escasa y muchas veces solo se encuentran en forma
de trazas combinados con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio (Z=71) poseen
propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio (Z=103)
poseen propiedades semejantes al actinio
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
24
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace interatoacutemico)
para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos metaacutelicos o covalentes) y
moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los estados condensados de la materia
(soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica)
predominante fuerza eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces quiacutemicos con la
finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute lograr una condicioacuten de mayor
estabilidad En el caso de los aacutetomos la estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su
configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace (energiacutea de
disociacioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
25
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los electrones
de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos) mediante el uso de puntos
o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2) notoacute que cada
aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la estructura electroacutenica del
gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los demaacutes aacutetomos que comparten electrones
al formar enlace quiacutemico llegan a adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no hay que
sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas excepciones las trataremos
posteriormente
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
26
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
27
UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS
Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios
Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula
molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro
Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o foacutermulas que
se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos quiacutemicos Actualmente
la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada (en ingleacutes International Union of
Pure and Applied Chemistry) es la maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica
la cual se encarga de establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos elementos pueden
ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos presenta maacutes
de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de sodio en este ejemplo
(IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las valencias con que
actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la terminacioacuten oso e
ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con un no metal
Con metales ej Na2O2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
28
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la palabra
hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua Son aacutecidos
oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido baacutesico con el
agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto queda con
una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de aacutetomos en
nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos forma compuestos con
propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal tantos
radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
O
H
Na
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
29
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA
HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales
oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro Hidroacutexido (III)
Caracteriacutesticas de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica incolora de
fenolftaleiacutena se vuelve roja
Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando que en la
foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula de Na2O con
una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de otros
metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio Estos dos
aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
30
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua Se denominan
OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales (fluacuteor cloro
bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA ANHIacuteDRIDO POR
ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE IGUALAN ASI
Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL METAL Y AL
FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
31
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno seguacuten
datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14 veces mayor que
la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le asignamos un valor
igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la masa del
aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA DOCEAVA
PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA CANTIDAD SE DENOMINA
UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa
atoacutemica Relativa (A) de un elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor
la masa de un aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de Carbono 12
La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de comparacioacuten la masa de un
aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar como unidad la doceava parte de la masa de
12C son nuacutemeros praacutecticamente iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16
la del H 1008 y la del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee
una masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112 parte del
aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una cantidad expresada
en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es monoatoacutemica 112 parte
de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea (UMA)Entonces masa molecular relativa
(M) de una sustancia es el nuacutemero que expresa cuantas veces es mayor la masa de una
moleacutecula de una sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
32
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina sumando las
masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos constituyen la moleacutecula de esa
sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o de agua es
una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir indistintamente al peso de la
arena a su volumen o a su masa Actualmente la cantidad de materia es una magnitud
diferente de la masa de la materia La cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas
(por ahora aacutetomos y moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone designar al
MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales como
aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas elementales que
pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
33
El nuacutemero de moles es igual pero al ser diferentes las masas de los aacutetomos de cada MOL
las masas de la misma cantidad de materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia cualquiera sea el
lugar donde se la determine
2) ldquoNordmrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg cualquiera
que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que variaraacute seguacuten la
latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas relativas de los
mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un elemento medida en
gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa atoacutemica relativa Ejemplo
La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de moleacuteculas de
sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un nuacutemero igual a su masa
molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono) 44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H
Posee 602 x 1023 aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un gas por la
densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de moleacuteculas del gas o sea el
volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
34
GAS
DENSIDAD (δ)
(gcm3)
m (g) V =119898
120575
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO 1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
d =mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N O en (CNTP)
hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de moleacuteculas de cualquier
sustancia en estado gaseoso en condiciones normales de temperatura y presioacuten (0degC
760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224 litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17 protones
pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el nuacutemero de
neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado exclusivamente por el ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas resultan nuacutemeros
fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es ligeramente diferente cuando se
consideran distinto patrones de unidad (masa del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del
aacutetomo de O2 Si cada elemento tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea
precisamente A (Ndeg entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un aacutetomo de O2
ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones por las cuales se considera
en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es
que de tal modo las masa atoacutemicas de muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a
nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual debe fijarse cuaacutel
de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya masa atoacutemica se considera
exactamente 120000 variedad maacutes estable y abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de diversos isoacutetopos
la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente traduce la mayor o menor
abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten centesimal del elemento) puede
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
35
calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar) Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo
elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y 2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
119860119903 =1199011
1119860 + 11987522119860
100
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias porcentuales 754 y
246 HALLAR SU MASA ATOMICA
119860119903 =754 times 35 + 246 times 37
100= 35492 cong 355
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el mismo ldquoNdeg
MASICOrdquo (A)
Ej Cloro (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A) y diferente
ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas Reaccionantes y otros
llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos experimentales se comproboacute que en estas
reacciones se mantienen relaciones de masas de y volumen que corresponden a las leyes
precisas Las leyes de las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las
sustancias que intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales de la
Quiacutemicardquo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
36
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece constante
cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los elementos
que hay en 100 g de ese compuesto
Comp de un elem =119899times119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119890119897119890119898119890119899119905119900
119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119888119900119898119901119906119890119904119905119900 x 100
Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la ECUACIOacuteN QUIacuteMICA
En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los compuestos de partida los REACTIVOS y
las de los compuestos obtenidos al final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se
separan por una flecha que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido
global de la transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni cambian su
identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica puesto que el nuacutemero y tipo
de aacutetomos que forman parte de los reactivos es igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los
productos Cuando una ecuacioacuten quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en
los reactivos y en los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este
modo la ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
37
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones de masas
voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la ecuacioacuten quiacutemica
son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en conjunto expresan la
conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten que contempla la conservacioacuten de los
aacutetomos se llama ECUACIOacuteN BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente
con el principio de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las sustancias
podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas de los
reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados por los coeficientes
estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin
embargo puede suceder que las relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los
reactivos no sea estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los reactivos en
exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en defecto se lo denomina
REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite de la cantidad de producto a obtener
En el laboratorio generalmente los reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la
relacioacuten exactamente necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en
exceso y por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto formado estaacute
determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza Para poder sacar
conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario identificar el reactivo limitante que es
el que va a determinar los liacutemites de una reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor
proporcioacuten con respecto a la relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con composiciones
variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras diferentes cuya unioacuten no
produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se
disuelve en otra (solvente) formando una sola fase Los componentes pueden separarse
utilizando procedimientos fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el
solvente o disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el solvente es
el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De acuerdo al estado fiacutesico de
los componentes pueden obtenerse los siguientes tipos de soluciones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
38
Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos sal Si
revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que la sal se disolvioacute
Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado solvente Variacutea con
la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La solubilidad de los soacutelidos en los
liacutequidos es siempre limitada y depende de la naturaleza del solvente de la naturaleza del
soluto de la temperatura y muy poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la
solubilidad de una sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la variacioacuten de la
solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solvente o
cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solucioacuten Siempre indica una
relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y la solucioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
39
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la cantidad
relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente Esta forma de expresioacuten
soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar es que una solucioacuten es maacutes o menos
diluida o maacutes o menos concentrada que otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten
saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que el solvente
puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega maacutes soluto no lo disuelve si
es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido
el exceso queda separado del solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa
si es un gas en un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En
una solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la misma
velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor que la que el
solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido como es el caso
del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto en agua la solubilidad
disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta con el aumento de la presioacuten En el
caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el
gas disuelto pero no se lo ve justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se
visualizan las burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes sustancia que la
correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que la solucioacuten es sobresaturada
Estas soluciones sobresaturadas son inestables pues el exceso de soluto ya sea por
agitacioacuten o enfriamiento tiende a separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten
de gas en liacutequido como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja temperatura
y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a elevada presioacuten Es por
ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten disminuye y el exceso de soluto se
separa de la solucioacuten y aparecen las burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de soluto y
solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de la solucioacuten o
del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso o masa en masa o mm
porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de volumen en volumen V V
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
40
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se quiere indicar que
contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se expresa 8 P V se quiere
indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de soluto y
solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en agua como 1100 la
cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y 100 partes de agua En cambio si
decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V V indica que hay 1ml de metanol por cada
100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
100119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 5119892119903 119889119890 11987011986111990380119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 119909 = 4119892119903 119889119890 119870119861119903
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la etiqueta ldquopara
preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo de la cantidad de
concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
1119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119903119886119889119900 rarr 9119898119897 119889119890 119886119892119906119886111119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119905119903119886119889119900 = 119909 rarr 1000119898119897 119889119890 119886119892119906119886
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta concentracioacuten
o molaridad M corresponde a la relacioacuten
119872 =ndeg moles
Volumen de solucioacuten en litros=
119899
119881(1)
Recuerde que
ndeg moles =119898119886119904119886
119898119886119904119886 119898119900119897119890119888119906119897119886119903=
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)
=119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)(2)
Reemplazando (2) en (1)
119872 =
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897frasl )
V (L) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten conociendo la masa
de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la solucioacuten
Despejando de (3)
119898(119892119903)119872 = 119872 lowast 119872119872(119892119903
119898119900119897frasl ) lowast V (L)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
41
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M ldquoTemas
de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2003 (2ordm
edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio y
ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 - 1 (1ordm
edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA 1977
(8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El Ateneo
Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995 ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA 1977
(2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo Editorial
Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash 1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998 (5ordm
Edicioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
4
FENOacuteMENO es todo cambio que en sus propiedades en su estructura o en sus relaciones
presentan las sustancias o los cuerpos Clasificacioacuten de los Fenoacutemenos
1) Fenoacutemeno Fiacutesico
a) Se puede repetir con la sustancia inicial
b) El cambio que experimenta la sustancia no es permanente pues no afecta a su
composicioacuten molecular
c) Ej calentar hierro y luego dejar enfriar Posteriormente puede volverse a calentar y
enfriar Transformacioacuten aguandashhielo hielo-agua
2) Fenoacutemeno Quiacutemico
a) No se puede repetir con la misma sustancia inicial
b) El cambio que experimenta la sustancia es permanente pues se afecta su estructura
molecular
c) Ej combustioacuten del papel
PROPIEDADES DE LA MATERIA una propiedad de la materia es una cualidad que puede
ser apreciada por nuestros sentidos (caracteres organoleacutepticos) o determinada por
mediciones (constantes fiacutesicas o especiacuteficas)
1 CARACTERES ORGANOLEPTICOS color textura olor permiten diferenciar o
identificar
2 CONSTANTES FIacuteSICAS O ESPECIacuteFICAS
a) PROPIEDADES FIacuteSICAS punto de fusioacuten punto de ebullicioacuten densidad calor
especiacutefico
b) PROPIEDADES QUIacuteMICAS son aquellas que se manifiestan en las sustancias cuando
se ponen en contacto con otra sustancia oxidacioacuten reaccioacuten frente al aacutecido
Propiedades Extensivas dependen de la cantidad de materia que constituye el sistema
ejemplo masa volumen
Propiedades Intensivas no dependen de la cantidad de materia que constituye el
sistema Por ejemplo punto de ebullicioacuten
TEORIacuteA CINEacuteTICO MOLECULAR Teoriacutea cineacutetica de la materia (Maxwell Clasius)
Seguacuten esta teoriacutea las moleacuteculas de las sustancias se hallan en agitacioacuten al existir entre
ellas fuerzas de atraccioacuten que tienden a mantenerlas unidas en contra de las de repulsioacuten
originadas por su energiacutea cineacutetica
Las fuerzas de atraccioacuten que son deacutebiles cuando las moleacuteculas estaacuten alejadas e intensas
cuando se aproximan se denominan ldquoFUERZAS DE VAN DER WAALSrdquo
ESTADOS DE AGREGACIOacuteN DE LA MATERIA de la diferente intensidad de las fuerzas de
atraccioacuten y de repulsioacuten molecular dependen 3 estados fiacutesicos caracteriacutesticos de la materia
que se detallan a continuacioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
5
ESTADO SOacuteLIDO ESTADO LIQUIDO ESTADO GASEOSO
Poseen forma propia No tienen forma
propia pero siacute
volumen propio
No tienen forma ni volumen propio
Sus moleacuteculas se hallan en
estado de ordenacioacuten
regular
Sus moleacuteculas no se
hallan en estado de
ordenacioacuten regular
Moleacuteculas con mucha movilidad
necesitando espacios grandes con
respecto a su propio volumen
Poseen Fuerza expansiva
El estado soacutelido verdadero
se halla asociado a una
forma cristalina definida
Tiene superficie
plana y horizontal
No tiene superficie libre
No son compresibles y su
volumen cambia poco con
la presioacuten
Se comprimen con
dificultad
Son faacutecilmente compresibles
Entre sus moleacuteculas
predominan las fuerzas de
atraccioacuten fuerzas de Van
der Waals
Las fuerzas de
repulsioacuten y de
atraccioacuten se hallan
en equilibrio
Predominan entre sus moleacuteculas las
fuerzas de repulsioacuten
Las fuerzas de Van der Waals son
despreciables
FUSION pasaje del estado soacutelido al liacutequido producido por accioacuten del calor A una
determinada temperatura se denomina ldquoPunto de Fusioacutenrdquo Las fuerzas de atraccioacuten
disminuyen y el cuerpo pasa al estado liacutequido Ej hielo azufre plomo hierro etc
LEYES DE FUSIOacuteN
1) Cada sustancia pura tiene una temperatura de fusioacuten propia
2) Mientras dura la fusioacuten de una sustancia pura la temperatura permanece constante
3) La temperatura de fusioacuten depende de la presioacuten exterior
SOLIDIFICACIOacuteN pasaje del estado liacutequido al soacutelido producido por disminucioacuten de la
temperatura Ej Agua (friacuteo) rarr Hielo
El agua se congela a la temperatura de 0degC si la presioacuten exterior es normal
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
6
El hielo funde en iguales condiciones a la temperatura de 0degC
Esto nos indica que 0degC es la temperatura de equilibrio para el sistema HIELO-AGUA
Si al sistema se le proporciona calor el hielo se fundiraacute
Si en cambio se le quita calor el agua se solidificaraacute
VAPORIZACIOacuteN se engloban bajo este nombre los fenoacutemenos de evaporacioacuten y ebullicioacuten
EVAPORACIOacuteN si las moleacuteculas de un liacutequido aumentan su energiacutea interna las maacutes
proacuteximas a la superficie (que ademaacutes tienen fuerzas de atraccioacuten de menor intensidad que
las que se hallan maacutes abajo) abandonan el estado liacutequido y pasan al estado gaseoso
Las moleacuteculas que escapan llevan mucha energiacutea interna y le restan a la que posee la
masa liacutequida por eso la temperatura del liacutequido disminuye mientras se produce la
evaporacioacuten La evaporacioacuten es el pasaje del estado liacutequido al estado de vapor o de gas que
se verifica en la superficie del liacutequido La rapidez con que se efectuacutea la evaporacioacuten
depende de varios factores La naturaleza del liacutequido los que evaporan raacutepidamente se
denominan volaacutetiles (sulfuro de carbono y cloroformo) Los no volaacutetiles lo hacen con lentitud
Ej Agua mercurio La superficie expuesta cuanto mayor la superficie mayor velocidad de
evaporacioacuten La presioacuten exterior la velocidad de evaporacioacuten es proporcional a la diferencia
entre la presioacuten del vapor del liacutequido y la presioacuten del vapor en la atmoacutesfera (por esta razoacuten la
ropa huacutemeda tarda en secar los diacuteas de mucha humedad porque la diferencia es casi nula)
La circulacioacuten de una corriente de aire sobre el liacutequido las telas mojadas secan maacutes
raacutepidamente con el viento
EBULLICIOacuteN si a un liacutequido se le suministra calor muchas de sus moleacuteculas adquieren
energiacutea interna suficiente como para pasar a la fase gaseosa El pasaje del vapor se
produce en varios puntos de la masa del liacutequido incluida la superficie Estas porciones
gaseosas ascienden a la superficie formando burbujas ldquoel liacutequido entra en Ebullicioacutenrdquo
Ebullicioacuten es el pasaje del estado liacutequido al gaseoso que se cumple en el seno y en la
superficie del liacutequido Cada liacutequido tiene una temperatura de ebullicioacuten que le es propia y lo
caracteriza (constante fiacutesica) Mientras dura la ebullicioacuten de un liacutequido la temperatura de sus
vapores permanece constante La presioacuten que soporta el liacutequido modifica su temperatura de
ebullicioacuten Si la presioacuten que soporta un liacutequido que se ejerce sobre una masa de agua es
menor de 1 atm (76 cm de mercurio) la ebullicioacuten se produce a menos de 100degC Si la
presioacuten es mayor tambieacuten aumenta la temperatura a la que el liacutequido ebulle
VAPORES Y GASES Los vapores como el agua por efecto de enfriamiento o compresioacuten
pasan al estado liacutequido ldquose condensanrdquo Los gases como el CO2 para pasar al estado
liacutequido deben enfriarse hasta cierta temperatura y luego comprimirse entonces ldquoLICUANrdquo
TEMPERATURA CRIacuteTICA es aquella que por encima de la cual no es posible licuar a
ninguacuten gas ldquocualquiera sea la presioacutenrdquo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
7
VOLATILIZACION Y SUBLIMACION El pasaje del estado soacutelido al gaseoso sin pasar por el
estado liacutequido se denomina volatilizacioacuten El pasaje del estado gaseoso al soacutelido sin pasar
por el estado liacutequido se denomina sublimacioacuten Ejemplos naftalina yodo aacutecido benzoico Si
un soacutelido volatiliza sus vapores pueden sublimar
La materia existe en diferentes fases o estados Modificando la temperatura y la presioacuten de
una porcioacuten de materia eacutesta puede pasar de uno de sus estados (soacutelido liacutequido o gaseoso)
a otro se trata de una transicioacuten de fase o cambio de estado
SISTEMAS MATERIALES toda porcioacuten del universo que se aiacutesla real o imaginariamente
para su estudio Es un cuerpo o un conjunto de cuerpo o de partes de un cuerpo o una
porcioacuten de universo que aislamos convenientemente para someterlo a estudio
ESTADOS DE AGREGACIOacuteN DE LOS SISTEMAS (CLASIFICACION)
Sistemas Homogeacuteneos
Son aquellos que en todos los puntos de su masa poseen las mismas propiedades
intensivas
Diluyendo sal en agua (solucioacuten) y determinando luego las propiedades intensivas de varias
porciones diferentes extraiacutedas de la solucioacuten se podraacute comprobar que las propiedades
intensivas de todas las porciones son iguales ldquoSe considera que el sistema agua salada es
un sistema homogeacuteneo
Todo sistema homogeacuteneo se caracteriza por presentar continuidad cuando se lo observa a
simple vista al microscopio y aun al ultramicroscopio
Si analizamos las propiedades intensivas de la muestra de agua pura (punto de ebullicioacuten
de fusioacuten densidad) Veremos que ella permanece constante para cualquier porcioacuten de
agua que se considere igualmente en el cloruro de sodio (sal)
Sistemas Heterogeacuteneos
Son aquellos que presentan distintas propiedades intensivas en por lo menos 2 de sus
puntos Si analizamos un sistema constituido por agua y nafta comprobaremos que no
posee homogeneidad ya que puede discriminarse a simple vista entre la zona ocupada por
un liacutequido y la que ocupa el otro Esta disposicioacuten demuestra que las densidades son
distintas
Sistema Inhomogeacuteneo Es aquel cuyas propiedades intensivas variacutean en forma gradual y
continua Puntos proacuteximos en estos sistemas tienen propiedades semejantes pero si se
analizan porciones muy separadas unas de otras se exhiben propiedades diferentes Ej
atmoacutesfera terrestre
FASE es cada uno de los sistemas homogeacuteneos que componen un sistema heterogeacuteneo
Las fases estaacuten separadas unas de otras en los sistemas heterogeacuteneos por superficies
llamadas interfases Los sistemas inhomogeacuteneos no presentan interfases bien
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
8
determinadas Las fases pueden presentar cualquiera de los 3 estados fiacutesicos y estaacuten
separadas entre siacute por superficies netas y definidas
SEPARACIOacuteN DE FASES en la naturaleza los sistemas homogeacuteneos suelen formar parte
de sistemas heterogeacuteneos cuyas fases es necesario separar Para ello se emplean diversos
meacutetodos cuyas caracteriacutesticas dependen del estado fiacutesico que presentan fases
Solubilizacioacuten Permite separar un soacutelido soluble de otro insoluble Ej Arena y sal Si se
antildeade agua al sistema la sal se disuelve complementando con filtracioacuten y evaporacioacuten
Tamizacioacuten meacutetodo de separacioacuten se emplea cuando el sistema heterogeacuteneo estaacute
formado por fases soacutelidas cuyas partiacuteculas son de diferente tamantildeo Ej para separar la
arena del canto rodado se utiliza un tamiz o malla metaacutelica Las partiacuteculas de mayor tamantildeo
quedan sobre el tamiz y las maacutes pequentildeas la atraviesan
Levigacioacuten se separan sistemas heterogeacuteneos formados por fases soacutelidas de distinta
densidad Ej para separar el oro de las arenas auriacuteferas se hace pasar sobre el sistema
una corriente de agua que arrastra el componente maacutes liviano (arena) y deja el maacutes pesado
(oro)
Flotacioacuten se separan sistemas heterogeacuteneos en reposo formado por soacutelidos de distinta
densidad tales como arena y partiacuteculas de corcho Si se sumerge el sistema en un liacutequido
de densidad intermedia ej agua la fase maacutes liviana flota y la pesada se deposita en el
fondo del recipiente
Filtracioacuten separa una fase soacutelida dispersa en un medio liacutequido tal como talco en agua El
material filtrante es papel de filtro tambieacuten se utiliza arena carboacuten en polvo amianto
algodoacuten
Decantacioacuten separa las fases de un sistema heterogeacuteneo formado por liacutequidos no
miscibles (no solubles entre siacute) de distinta densidad ej agua y nafta Si se deja el sistema
en reposo por diferencia de densidad se separan ambas fases la nafta sobrenada y el
agua se deposita en el fondo En los laboratorios se emplean recipientes especiales
denominados ampollas o embudos de decantacioacuten Cuando se abre la llave el liacutequido que
ocupa la posicioacuten inferior circula hacia abajo y ambas raciones se separan La decantacioacuten
se emplea tambieacuten para separar una fase soacutelida dispersa en un liacutequido tal como arena en
agua por diferencia de densidad la arena se deposita en el fondo luego se inclina el
recipiente eliminando el agua
Centrifugacioacuten se emplea para acelerar el proceso de decantacioacuten sometiendo el
sistema a una rotacioacuten La fuerza centriacutefuga que actuacutea sobre las fases permite la separacioacuten
de las mismas con mayor rapidez
Dilucioacuten se aplica cuando una de las fases es soluble en un determinado solvente
mientras la otra no lo es Un sistema formado por arena y sal puede ser separado
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
9
introducieacutendolo en un recipiente que contiene agua luego de agitar el sistema para permitir
la disolucioacuten de la sal se lo somete a filtracioacuten separaacutendose asiacute la arena del agua salada A
su vez se separa el agua de la sal por evaporacioacuten del disolvente
Sublimacioacuten permite separar aquellas fases capaces de sublimar asiacute ocurre en el caso
de un sistema constituido por yodo y arena El yodo sublima por efecto del calor y se
convierte en vapor adoptando luego nuevamente el estado soacutelido al tomar contacto con una
superficie friacutea
CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS HOMOGEacuteNEOS
a) SUSTANCIAS PURAS son sistemas homogeacuteneos que estaacuten formados por una sola
sustancia Poseen propiedades especiacuteficas o intensivas o constantes Resisten
procedimientos mecaacutenicos y fiacutesicos de anaacutelisis
b) SOLUCIONES son tambieacuten sistemas homogeacuteneos pero se hallan formadas por maacutes de
una sustancia por lo que pueden separarse en fracciones (sal-agua) por medios fiacutesicos
Ej destilacioacuten
A estos procedimientos por los cuales puede separarse un sistema homogeacuteneo en dos o
maacutes fracciones se denominan ldquoMeacutetodos de Fraccionamientordquo
FRACCIONAMIENTO DE AGUNOS SISTEMAS HOMOGEacuteNEOS (SOLUCIONES)
Destilacioacuten simple se emplea para separar un liacutequido de las sales disueltas en eacutel Asiacute es
posible obtener agua pura a partir de agua de mar Si la solucioacuten es llevada a una
temperatura adecuada el agua se vaporiza separaacutendose de la sal disuelta en ella Al
condensar el vapor de agua obtenemos nuevamente agua en estado liacutequido
Destilacioacuten fraccionada se emplea para separar liacutequidos volaacutetiles que tengan puntos de
ebullicioacuten diferentes En la praacutectica se utilizan dispositivos llamados columnas rectificadoras
o deflagmadores permiten una separacioacuten definida de los liacutequidos
Cristalizacioacuten empleado para obtener un soacutelido disuelto en un liacutequido siempre que aquel
tenga la propiedad de cristalizar Por evaporacioacuten del disolvente se separa el soacutelido
cristalino Es posible obtener sal a partir del agua salada dejando simplemente que el agua
se evapore
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
10
Cromatografiacutea en papel esta teacutecnica se basa en el principio por el cual varios solutos en
contacto con dos disolventes no miscibles entre siacute se reparten entre ellos Esta distribucioacuten
se realizaraacute de acuerdo con la solubilidad de cada uno de los solutos en cada disolvente
SOLUCIONES sistemas dispersos Homogeacuteneos 1 FASE
DISPERSIONES sistemas dispersos Heterogeacuteneos VARIAS FASES
En estos sistemas dispersos se distinguen dos medios
a) El medio externo o fase dispersante
b) El medio interno o fase dispersa
FASE DISPERSANTE O EXTERNA FASE DISPERSA O INTERNA
Tinta China AGUA NEGRO DE HUMO
Niebla AIRE AGUA
Agua azucarada 1 sola fase AGUA AZUCAR
CARACTERES DE LOS SISTEMAS DISPERSOS O MEZCLAS
a) Los componentes de las mezclas conservan sus propiedades
b) Intervienen en proporciones variadas
c) En ellos hay diferentes clases de moleacuteculas
d) Cuando son homogeacuteneos se pueden fraccionar
e) Cuando son heterogeacuteneos se pueden separar en fases
CASOS POSIBLES DE SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten sea el estado fiacutesico del dispersante (Solvente) y el Disperso (soluto) existen casos
posibles de mezclas o sistemas dispersos
Dispersante
(Solvente)
MEZCLAS EJEMPLOS
GASEOSO
GAS EN GAS AIRE
LIQUIDO EN GAS NIEBLA
SOacuteLIDO EN GAS HUMO
LIQUIDOS
GAS EN LIacuteQUIDO OXIGENO EN AGUA
LIQUIDO EN LIQUIDO ACEITE EN AGUA
SOacuteLIDO EN LIQUIDO SAL EN AGUA
SOacuteLIDOS
GAS EN SOacuteLIDO HIELO CON AIRE
LIQUIDO EN SOacuteLIDO AZUCAR HUMEDA
SOacuteLIDO EN SOacuteLIDO ARENA Y AZUFRE EN
POLVO
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
11
CLASIFICACIOacuteN DE LOS SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten el grado de divisioacuten de las partiacuteculas dispersas los sistemas dispersos se clasifican
en
1) Dispersiones Macroscoacutepicas o Groseras sistema heterogeacuteneo mayor a 500000
Amstrong (50 μm) Ejemplo agua-arena
2) Dispersiones finas sistemas heterogeacuteneos visibles al microscopio Menores a 500000
Amstrong (50 μm) y mayores a 10 3 Amstrong (01 μm)
Toman distintos nombres seguacuten el estado fiacutesico de los medios dispersos o dispersantes
a) Emulsiones ambos medios liacutequidos (leche Crema + Suero)
b) Suspensiones medio dispersante liacutequido y disperso soacutelido (Tinta China)
3) Dispersiones o sistemas coloidales marcan el liacutemite entre ambos sistemas Homogeacuteneo y
Heterogeacuteneo visibles al ultramicroscopio entre 01 μm y 0001μm
4) Soluciones verdaderas las partiacuteculas dispersas son moleacuteculas o iones menores a 0001
μm Sistemas homogeacuteneos sal en agua azuacutecar en agua
ENERGIA Es la capacidad que tienen los cuerpos para generar trabajo La Energiacutea puede
manifestarse de diferentes maneras en forma de movimiento (cineacutetica) de posicioacuten
(potencial) de calor de electricidad de radiaciones electromagneacuteticas etc Seguacuten sea el
proceso En nuestra asignatura nos interesa la Energiacutea quiacutemica es la que se produce en
las reacciones quiacutemicas Una pila o una bateriacutea poseen este tipo de energiacutea como tambieacuten
la que posee el carboacuten y que se manifiesta al quemarlo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
12
Representacioacuten de los tipos de energiacutea
TEMPERATURA Es una medida de la cantidad de calor de los cuerpos Para medirla se
utilizan termoacutemetros El desarrollo de teacutecnicas para la medicioacuten de la temperatura ha pasado
por un largo proceso histoacuterico ya que es necesario darle un valor numeacuterico a una idea
intuitiva como es el friacuteo o el calor Los termoacutemetros pueden ser calibrados de acuerdo a una
multitud de escalas que dan lugar a unidades de medicioacuten de la temperatura En el Sistema
Internacional de Unidades la unidad de temperatura es el kelvin (K) y la escala
correspondiente es la escala Kelvin o escala absoluta que asocia el valor laquocero kelvinraquo (0
K) al laquocero absolutoraquo y se graduacutea con un tamantildeo de grado igual al del grado Celsius Sin
embargo fuera del aacutembito cientiacutefico el uso de otras escalas de temperatura es comuacuten La
escala maacutes extendida es la escala Celsius llamada laquocentiacutegradaraquo y en mucha menor
medida y praacutecticamente solo en los Estados Unidos la escala Fahrenheit Unidades de
medidas en el caso de la escala Centiacutegrado la unidad de medida corresponde a 1100 entre
el punto triple del agua y la temperatura de ebullicioacuten del agua a 1 atmoacutesfera de presioacuten
Para la escala Fahrenheit su unidad de medida se define como 59 de 1ordmC Antiguamente el
100ordmF correspondiacutea a la temperatura media del cuerpo humano (reflejo de la formacioacuten
meacutedica de su creador) Asiacute alguien tiene fiebre cuando estaacute sobre 100ordmF
En lo recieacuten visto se constata que la escala Fahrenheit tiene puntos de referencia poco
precisos a diferencia de la escala Centiacutegrada Esto hace que actualmente la
escala Fahrenheit tenga su referencia real en la Centiacutegrada
Para pasar de grados Centiacutegrado a grados Fahrenheit usar la siguiente conversioacuten
ordmF = 95ordmC + 32ordmC
Para pasar de grados Fahrenheit a grados Centiacutegrado usar la siguiente conversioacuten
ordmC = (ordmF - 32ordm) x 59
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
13
UNIDAD Ndeg II ESTRUCTURA ATOacuteMICA
Estructura atoacutemica generalidades Partiacuteculas atoacutemicas y subatoacutemicas Modelos Atoacutemicos
Nuacutemero maacutesico y nuacutemero atoacutemico Isoacutetopos e isoacutebaros
Modelos atoacutemicos modernos Nuacutemeros cuaacutenticos Orbitales Regla de construccioacuten atoacutemica
llenado de orbitales Principio de exclusioacuten de Pauling Regla de Hund Tabla perioacutedica
moderna Periacuteodos grupos y subgrupos caracteriacutesticas Tipo de enlace enlace ioacutenico y
covalente
ATOMO Y MOLEacuteCULA
EVOLUCIOacuteN DEL MODELO ATOacuteMICO
1) El primer modelo atoacutemico en 1898 Thompson lo propuso describiendo al aacutetomo como
una esfera con caga positiva en la que estaban incrustadas unas pocas partiacuteculas con carga
negativas llamadas electrones
2) Aacutetomo de Rutherford en 1911 descubrioacute que
a) el aacutetomo estaacute formado por un nuacutecleo central cargado positivamente rodeado de
electrones que giran (siacutemil sistema planetario) alrededor
b) El nuacutecleo concentra casi toda la masa del aacutetomo
c) La masa de las cargas positivas (protones) es aproximadamente igual a la mitad de la
masa del aacutetomo
3) Niveles Espectroscoacutepicos modelo de Borh
Descubrioacute que los electrones de un aacutetomo soacutelo pueden tener determinados valores de
energiacutea Propuso que la energiacutea de un electroacuten estaba relacionada con la distancia de su
orbital al nuacutecleo Por lo tanto los electrones soacutelo giraban en torno al nuacutecleo a determinadas
distancias en oacuterbitas cuantizadas que correspondiacutean a energiacuteas permitidas
Conclusiones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
14
a) Los electrones pueden girar en oacuterbitas determinadas sin perder energiacutea
b) Estos niveles permitidos o definidos de energiacutea Los electrones no absorben ni emiten
energiacutea Por ello se los denomina niveles estacionarios
c) Cuando el electroacuten gira en la oacuterbita maacutes cercana al nuacutecleo el aacutetomo se encuentra en su
estado maacutes estable ldquoNormalrdquo de energiacutea miacutenima Si el aacutetomo recibe un impulso energeacutetico
externo (luz calor electricidad) el electroacuten puede saltar a otra oacuterbita maacutes alejada es decir
de mayor energiacutea el aacutetomo que contiene el electroacuten en uno de estos estados recibe el
nombre de ldquoAacutetomo Excitadordquo es decir que el aacutetomo absorbe energiacutea cuando el electroacuten
ldquoSaltardquo hacia un nivel maacutes alejado del nuacutecleo y absorbe cuando lo hace hacia eacutel
d) La diferencia de energiacutea al pasar el electroacuten de uno a otro nivel es proporcional a la
radiacioacuten emitida o absorbida multiplicada por una constante ldquohrdquo es decir
E2 ndash E1 = hv o bien E2 ndash E1 = constante h
v
Aacutetomo de SHODINGER 1926 seguacuten el modelo propuesto los electrones no giran en torno
al nuacutecleo sino que se comportan maacutes bien como ondas que se desplazan alrededor del
nuacutecleo a determinada distancia y con determinadas energiacuteas Este modelo resulta ser el
maacutes exacto los fiacutesicos emplean ecuaciones que describen la onda electroacutenica para hallar la
regioacuten del espacio en la que resulta maacutes probable que se encuentre el electroacuten
CONCEPTO DE ORBITAL ATOacuteMICO Seguacuten el principio de indeterminacioacuten debido a la
enorme velocidad del electroacuten soacutelo es posible calcular ldquola probabilidad de hallarlo en una
zona alrededor del nuacutecleo del aacutetomordquo De acuerdo con este razonamiento el electroacuten se
mueve alrededor del nuacutecleo de manera tal que produce una ldquoNube electroacutenicardquo de carga
negativa cuya densidad indica donde es mayor la probabilidad de ubicarlo Aparece asiacute un
nuevo concepto el de orbital atoacutemico que es la regioacuten del espacio alrededor del nuacutecleo
donde es mayor la probabilidad de hallar al electroacuten El electroacuten entonces no ocupa una
oacuterbita sino un orbital
El avance en el conocimiento ha dado lugar al modelo atoacutemico actual propuesto por la
Mecaacutenica Cuaacutentica (modelo de Schroumldinger)
El modelo de Bohr es un modelo unidimensional que utiliza un nuacutemero (n) para describir la
distribucioacuten de electrones en el aacutetomo El modelo de Schroumldinger permite que el electroacuten
ocupe un espacio tridimensional Por lo tanto requiere tres nuacutemeros conocidos como
nuacutemeros cuaacutenticos para describir los orbitales en los que se puede encontrar al electroacuten
El nuacutemero cuaacutentico principal ldquonrdquo describe el tamantildeo del orbital por ejemplo los
orbitales para los cuales n = 2 son maacutes grandes que aquellos para los cuales n = 1
Puede tomar cualquier valor entero empezando desde 1
n = 1 2 3 4 etc
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
15
El nuacutemero cuaacutentico del momento angular orbital ldquolrdquo describe la forma del orbital
atoacutemico Puede tomar todos los valores naturales desde 0 hasta n-1 (siendo n el valor del
nuacutemero cuaacutentico principal) Por ejemplo si n = 5 los valores del son
I = 0 1 2 3 4
Se designa a los orbitales atoacutemicos en funcioacuten del valor del nuacutemero cuaacutentico secundario l
como
l = 0 orbital s (sharp)
l = 1 orbital p (principal)
l = 2 orbital d (diffuse)
l = 3 orbital f (fundamental)
El nuacutemero cuaacutentico magneacutetico ldquomrdquo determina la orientacioacuten espacial del orbital Se
denomina magneacutetico porque esta orientacioacuten espacial se acostumbra a definir en relacioacuten a
un campo magneacutetico externo Puede tomar valores enteros desde -l hasta +l Por ejemplo si
l = 2 los valores posibles para m son
m = -2 -1 0 1 2
El nuacutemero cuaacutentico de espiacuten ldquosrdquo soacutelo puede tomar dos valores +12 y -12 Indican el
sentido de la rotacioacuten del electroacuten sobre su eje como las ajugas del reloj o en sentido
contrario
Capas y Subcapas principales
Todos los orbitales con el mismo valor del nuacutemero cuaacutentico principal n se encuentran en la
misma capa electroacutenica principal o nivel principal y todos los orbitales con los mismos
valores de n y ml estaacuten en la misma subcapa o subnivel
El nuacutemero de subcapas en una capa principal es igual al nuacutemero cuaacutentico principal esto es
hay una subcapa en la capa principal con n = 1 dos subcapas en la capa 37 principal con n
= 2 y asiacute sucesivamente El nombre dado a una subcapa independientemente de la capa
principal en la que se encuentre estaacute determinado por el nuacutemero cuaacutentico l de manera que
como se ha indicado anteriormente ml=0 (subcapa s) ml=1 (subcapa p) ml=2 (subcapa d)
y m = 3 (subcapa f)
El nuacutemero de orbitales en una subcapa es igual al nuacutemero de valores permitidos de m para
un valor particular de m por lo que el nuacutemero de orbitales en una subcapa es 2m + 1 Los
nombres de los orbitales son los mismos que los de las subcapas en las que aparecen
Orbitales s Orbitales p Orbitales d Orbitales f
l = 0 l = 1 l = 2 l = 3
m = 0 m = -1 0 1 m = -2 -1 0 1 2 m = -3 -2 -1 0 1 2 3
Un orbital s en una subcapa s
Tres orbitales p en una subcapa p
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
16
Cinco orbitales d en una subcapa d
Siete orbitales f en una subcapa f
Forma y tamantildeos de los orbitales
Los orbitales s (m = 0) tienen forma esfeacuterica El tamantildeo de este orbital depende del valor del
nuacutemero cuaacutentico principal un orbital 3s tiene la misma forma pero es mayor que un orbital
2s
Los orbitales p (m = 1) estaacuten formados por dos loacutebulos ideacutenticos que se proyectan a lo largo
de un eje La zona de unioacuten de ambos loacutebulos coincide con el nuacutecleo atoacutemico Hay tres
orbitales p (m =-1 m = 0 y m = +1) de ideacutentica forma que difieren soacutelo en su orientacioacuten a lo
largo de los ejes x y o z
Los orbitales d (m = 2) tambieacuten estaacuten formados por loacutebulos Hay cinco tipos de orbitales d
(que corresponden a m = -2 -1 0 1 2)
Los orbitales f (m = 3) tambieacuten tienen un aspecto multilobular Existen siete tipos de orbitales
f (que corresponden a m = -3 -2 -1 0 +1 +2 +3)
A continuacioacuten utilizaremos los nuacutemeros cuaacutenticos para describir la estructura electroacutenica
del aacutetomo de hidroacutegeno
El uacutenico electroacuten de un aacutetomo de hidroacutegeno se encuentra en el nivel de energiacutea maacutes bajo es
decir n = 1 y dado que la primera capa principal contiene soacutelo un orbital s el nuacutemero
cuaacutentico orbital es m = 0 El uacutenico valor posible para el nuacutemero cuaacutentico magneacutetico es m = 0
Cualquiera de los dos estados de spin son posibles para el electroacuten
ORBITALES S
ORBITALES P
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
17
AacuteTOMOS MULTIELECTROacuteNICOS
En los aacutetomos multielectroacutenicos los electrones se repelen tratando de permanecer alejados
de los demaacutes
Configuraciones electroacutenicas
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo consiste en indicar coacutemo se distribuyen sus
electrones entre los diferentes orbitales en las capas principales y las subcapas Esta
distribucioacuten se realiza apoyaacutendonos en tres reglas energiacutea de los orbitales principio de
exclusioacuten de Pauli y regla de Hund
Energiacutea de los orbitales los electrones ocupan los orbitales de forma que se minimice la
energiacutea del aacutetomo El orden exacto de llenado de los orbitales se establecioacute
experimentalmente principalmente mediante estudios espectroscoacutepicos y magneacuteticos y es
el orden que debemos seguir al asignar las configuraciones electroacutenicas a los elementos El
orden de llenado de orbitales es
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1 4p6 5s2 4d 5p6 6s2 4f1 5d 6p6 7s2 5f 6d 7p6
Para recordar este orden maacutes faacutecilmente se puede utilizar el diagrama siguiente
ORBITALES D
ORBITALES F
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
18
Empezando por la liacutenea superior sigue las flechas y el orden obtenido es el mismo que en la
serie anterior Debido al liacutemite de dos electrones por orbital la capacidad de una subcapa de
electrones puede obtenerse tomando el doble del nuacutemero de orbitales en la subcapa Asiacute la
subcapa s consiste en un orbital con una capacidad de dos electrones la subcapa p
consiste en tres orbitales con una capacidad total de seis electrones la subcapa d consiste
en cinco orbitales con una capacidad total de diez electrones la subcapa f consiste en siete
orbitales con una capacidad total de catorce electrones
En un determinado aacutetomo los electrones van ocupando y llenando los orbitales de menor
energiacutea cuando se da esta circunstancia el aacutetomo se encuentra en su estado fundamental
Si el aacutetomo recibe energiacutea alguno de sus electrones maacutes externos puede saltar a orbitales
de mayor energiacutea pasando el aacutetomo a un estado excitado
Principio de exclusioacuten de Pauli en un aacutetomo no puede haber dos electrones con los
cuatro nuacutemeros cuaacutenticos iguales Los tres primeros nuacutemero cuaacutenticos n l y m determinan
un orbital especiacutefico Dos electrones en un aacutetomo pueden tener estos tres nuacutemeros
cuaacutenticos iguales pero si es asiacute deben tener valores diferentes del nuacutemero cuaacutentico de
spiacuten Es decir un orbital solamente puede estar ocupado por dos electrones y eacutestos deben
tener spines opuestos
Regla de Hund al llenar orbitales de igual energiacutea (los tres orbitales p los cinco orbitales
d o los siete orbitales f) los electrones se distribuyen siempre que sea posible con sus
espines paralelos es decir desapareados
Ejemplo
La estructura electroacutenica del 7N es
1s2
2s2
2px1
2py1
2pz1
Para asignar las configuraciones electroacutenicas a los elementos por orden de su nuacutemero
atoacutemico creciente veamos el siguiente ejemplo de coacutemo seriacutea la configuracioacuten electroacutenica
para Z = 11 hasta Z = 18 es decir desde el Na hasta el Ar
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
19
Cada uno de estos elementos tiene las subcapas 1s 2s y 2p llenas Como la configuracioacuten
1s2 2s2 2p6 corresponde a la del neoacuten se denomina configuracioacuten interna del neoacuten y se
representa con el siacutembolo quiacutemico del neoacuten entre corchetes es decir [Ne] Los electrones
que se situacutean en la capa electroacutenica del nuacutemero cuaacutentico principal maacutes alto (externos) se
denominan electrones de valencia Ej configuracioacuten electroacutenica para Mg Al Si P S Cl y
Ar
Mg [Ne] 3s2
Al [Ne] 3s2 3p1
Si [Ne] 3s2 3p2
P [Ne] 3s2 3p3
S [Ne] 3s2 3p4
Cl [Ne] 3s2 3p5
Ar [Ne] 3s2 3p643
MOLECULA es la menor porcioacuten de sustancia que puede existir en estado libre
conservando las propiedades de esa sustancia y es un conjunto neutro de aacutetomos que se
comporta como una unidad
TABLA PERIODICA
La tabla perioacutedica proporciona la informacioacuten acerca de los elementos quiacutemicos referente a
su estructura interna y propiedades fiacutesicas o quiacutemicas La tabla perioacutedica moderna explica
en forma detallada y actualizada las propiedades de los elementos quiacutemicos tomando como
base su estructura atoacutemica
Seguacuten sus propiedades quiacutemicas los elementos se clasifican en metales y no metales Hay
maacutes elementos metaacutelicos que no metaacutelicos Los mismos elementos que hay en la tierra
existen en otros planetas del espacio sideral El estudiante debe conocer ambas clases sus
propiedades fiacutesicas y quiacutemicas importantes no memorizar sino familiarizarse asiacute por
ejemplo familiarizarse con la valencia de los principales elementos metaacutelicos y no metaacutelicos
no en forma individual o aislada sino por grupos o familias (I II III etc) y de ese modo
aprender de manera faacutecil y aacutegil formulas y nombres de los compuestos quiacutemicos que es
parte vital del lenguaje quiacutemico
Antecedentes e Historia a la tabla perioacutedica actual
Durante los primeros 25 antildeos del siglo XIX se descubrieron 20 nuevos elementos A medida
que el nuacutemero de elementos conocidos aumentaba resultaron evidentes las semejanzas
fiacutesicas y quiacutemicas entre algunos de ellos Entonces los quiacutemicos entendieron que el estudio
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
20
de las propiedades de los elementos quiacutemicos era maacutes faacutecil agrupaacutendolos seguacuten sus
propiedades semejantes en base a una ley natural
En 1913 Henry Moseley descubrioacute el principio o ley natural que guiacutea la clasificacioacuten
moderna las propiedades de los elementos son funciones perioacutedicas de sus nuacutemeros
atoacutemicos
El descubrimiento de esta ley perioacutedica necesitoacute dos acontecimientos previos
El establecimiento de una serie de pesos atoacutemicos
La concepcioacuten del aacutetomo nuclear con un numero definido de protones e igual nuacutemero de
electrones que giran a su alrededor
Las Triadas de Johan Dobereiner (1817) agrupan los elementos hasta entonces conocidos
en serie de tres elementos llamaacutendolo ldquotriadasrdquo Los elementos que pertenecen a una triada
poseen propiedades quiacutemicas semejantes Ademaacutes el elemento central posee un peso
atoacutemico (PA) aproximadamente igual a la semisuma de los PA de los elementos
extremos
Hacia 1850 los quiacutemicos habiacutean llegado a identificar unas veinte triadas Se descartoacute de
esta forma agruparlos porque se descubrieron nuevos elementos que no cumpliacutean con esta
regla
Ordenamiento Helicoidal o Tornillo Teluacuterico de Chancourtois (1862) geoacutelogo franceacutes
propone una clasificacioacuten perioacutedica de los elementos en forma de heacutelice que llamoacute Caracol
Teluacuterico En un cilindro trazoacute una heacutelice con un aacutengulo de 45deg sobre la base y en ella se fue
colocando los elementos en funcioacuten creciente de sus pesos atoacutemicos de tal manera que la
liacutenea vertical (generatriz) del cilindro intercepta a los elementos con propiedades
semejantes
Ley de Las Octavas de John Newlands (1864) Este quiacutemico ingleacutes ordenoacute los elementos
quiacutemicos hasta en ese entonces conocidos en grupo de 7 elementos cada uno en funcioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
21
creciente a sus pesos atoacutemicos de tal modo que el octavo elemento teniacutea propiedades
semejantes al primer elemento del grupo anterior Esta forma de clasificar se llamoacute Ley de
las Octavas
Tabla Perioacutedica de Dimitri Mendeleiev y Lothar Meyer (1869) Se denomina tabla
perioacutedica porque el ordenamiento estaacute basado en la variacioacuten perioacutedica de las propiedades
de los elementos
Descripcioacuten de la Tabla de Mendeleiev
Los 63 elementos conocidos hasta ese entonces fueron ordenados en funcioacuten creciente a
su peso atoacutemico en series (filas) y grupos (columnas)
Asigna a los elementos de un mismo grupo una valencia asiacute los elementos del grupo III
tendraacuten valencia igual a tres por lo tanto el nuacutemero de grupo era igual a la valencia
Los elementos de un mismo grupo poseen propiedades semejantes asiacute por ejemplo
forman oacutexidos e hidruros de foacutermulas similares porque teniacutean igual valencia
La tabla posee ocho grupos
ldquoLas propiedades de los elementos quiacutemicos es una funcioacuten perioacutedica de su nuacutemero atoacutemico
(Z) es decir variacutean en forma sistemaacutetica o perioacutedica con la carga nuclearrdquo
DESCRIPCION GENERAL
1 Los 109 elementos reconocidos por la Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada
(IUPAC) estaacuten ordenados seguacuten el nuacutemero atoacutemico creciente en 7 periodos y 16 grupos (8
grupos A y 8 grupos B) Siendo el primer elemento Hidrogeno (Z = 1) y el uacuteltimo reconocido
hasta el momento meitnerio (Z = 109) pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118
2 Periodo es el ordenamiento de los elementos en liacutenea horizontal Estos elementos
difieren en propiedades pero tienen la misma cantidad de niveles en su estructura atoacutemica
Tener presente que
Numero de periodos = Numero de niveles del aacutetomo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
22
Cada periodo (excepto el primero) comienza con un metal alcalino y termina con un
gas noble
El seacuteptimo periodo estaacute incompleto
El sexto periodo es el que posee mayor cantidad de elementos (es el periodo maacutes
largo)
3 Grupo o Familia Es el ordenamiento de los elementos en columna Estos elementos
presentan similar disposicioacuten de sus electrones externos de alliacute que forman familias de
elementos con propiedades quiacutemicas similares
Grupos ldquoArdquo
Estaacuten formados por los elementos representativos donde los electrones externos o
electrones de valencia estaacuten en orbitales ldquosrdquo yo ldquoprdquo por lo tanto sus propiedades dependen
de estos orbitales
Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia variacutean de
manera muy regular a ello se debe el nombre de elemento representativo
Los electrones de valencia para un elemento representativo es el nuacutemero de electrones a
nivel externo que interviene en los enlaces quiacutemicos
Las propiedades quiacutemicas similares o anaacutelogas de los elementos de un grupo se debe a
que poseen igual nuacutemero de electrones de valencia lo cual indica a su vez el nuacutemero de
grupo
Grupos ldquoBrdquo
Estaacuten formados por elementos de transicioacuten en cuyos aacutetomos el electroacuten de mayor energiacutea
relativa estaacuten en orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo y sus electrones de valencia se encuentran en orbitales
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
23
ldquosrdquo (del uacuteltimo nivel) yu orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo por lo tanto sus propiedades quiacutemicas dependen
de estos orbitales
Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito entre elementos
metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases fuertes (IA y IIA) y los
elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes acentuado su tendencia a formar
aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia variacutean en forma
irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos del grupo I B
(Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y Mo) no cumplen la
distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los elementos
de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor energiacutea relativa en orbitales
ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya
abundancia en la naturaleza es muy escasa y muchas veces solo se encuentran en forma
de trazas combinados con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio (Z=71) poseen
propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio (Z=103)
poseen propiedades semejantes al actinio
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
24
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace interatoacutemico)
para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos metaacutelicos o covalentes) y
moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los estados condensados de la materia
(soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica)
predominante fuerza eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces quiacutemicos con la
finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute lograr una condicioacuten de mayor
estabilidad En el caso de los aacutetomos la estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su
configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace (energiacutea de
disociacioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
25
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los electrones
de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos) mediante el uso de puntos
o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2) notoacute que cada
aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la estructura electroacutenica del
gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los demaacutes aacutetomos que comparten electrones
al formar enlace quiacutemico llegan a adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no hay que
sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas excepciones las trataremos
posteriormente
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
26
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
27
UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS
Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios
Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula
molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro
Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o foacutermulas que
se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos quiacutemicos Actualmente
la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada (en ingleacutes International Union of
Pure and Applied Chemistry) es la maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica
la cual se encarga de establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos elementos pueden
ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos presenta maacutes
de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de sodio en este ejemplo
(IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las valencias con que
actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la terminacioacuten oso e
ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con un no metal
Con metales ej Na2O2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
28
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la palabra
hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua Son aacutecidos
oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido baacutesico con el
agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto queda con
una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de aacutetomos en
nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos forma compuestos con
propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal tantos
radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
O
H
Na
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
29
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA
HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales
oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro Hidroacutexido (III)
Caracteriacutesticas de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica incolora de
fenolftaleiacutena se vuelve roja
Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando que en la
foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula de Na2O con
una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de otros
metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio Estos dos
aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
30
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua Se denominan
OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales (fluacuteor cloro
bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA ANHIacuteDRIDO POR
ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE IGUALAN ASI
Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL METAL Y AL
FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
31
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno seguacuten
datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14 veces mayor que
la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le asignamos un valor
igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la masa del
aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA DOCEAVA
PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA CANTIDAD SE DENOMINA
UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa
atoacutemica Relativa (A) de un elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor
la masa de un aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de Carbono 12
La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de comparacioacuten la masa de un
aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar como unidad la doceava parte de la masa de
12C son nuacutemeros praacutecticamente iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16
la del H 1008 y la del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee
una masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112 parte del
aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una cantidad expresada
en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es monoatoacutemica 112 parte
de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea (UMA)Entonces masa molecular relativa
(M) de una sustancia es el nuacutemero que expresa cuantas veces es mayor la masa de una
moleacutecula de una sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
32
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina sumando las
masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos constituyen la moleacutecula de esa
sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o de agua es
una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir indistintamente al peso de la
arena a su volumen o a su masa Actualmente la cantidad de materia es una magnitud
diferente de la masa de la materia La cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas
(por ahora aacutetomos y moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone designar al
MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales como
aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas elementales que
pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
33
El nuacutemero de moles es igual pero al ser diferentes las masas de los aacutetomos de cada MOL
las masas de la misma cantidad de materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia cualquiera sea el
lugar donde se la determine
2) ldquoNordmrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg cualquiera
que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que variaraacute seguacuten la
latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas relativas de los
mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un elemento medida en
gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa atoacutemica relativa Ejemplo
La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de moleacuteculas de
sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un nuacutemero igual a su masa
molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono) 44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H
Posee 602 x 1023 aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un gas por la
densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de moleacuteculas del gas o sea el
volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
34
GAS
DENSIDAD (δ)
(gcm3)
m (g) V =119898
120575
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO 1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
d =mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N O en (CNTP)
hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de moleacuteculas de cualquier
sustancia en estado gaseoso en condiciones normales de temperatura y presioacuten (0degC
760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224 litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17 protones
pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el nuacutemero de
neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado exclusivamente por el ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas resultan nuacutemeros
fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es ligeramente diferente cuando se
consideran distinto patrones de unidad (masa del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del
aacutetomo de O2 Si cada elemento tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea
precisamente A (Ndeg entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un aacutetomo de O2
ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones por las cuales se considera
en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es
que de tal modo las masa atoacutemicas de muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a
nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual debe fijarse cuaacutel
de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya masa atoacutemica se considera
exactamente 120000 variedad maacutes estable y abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de diversos isoacutetopos
la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente traduce la mayor o menor
abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten centesimal del elemento) puede
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
35
calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar) Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo
elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y 2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
119860119903 =1199011
1119860 + 11987522119860
100
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias porcentuales 754 y
246 HALLAR SU MASA ATOMICA
119860119903 =754 times 35 + 246 times 37
100= 35492 cong 355
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el mismo ldquoNdeg
MASICOrdquo (A)
Ej Cloro (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A) y diferente
ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas Reaccionantes y otros
llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos experimentales se comproboacute que en estas
reacciones se mantienen relaciones de masas de y volumen que corresponden a las leyes
precisas Las leyes de las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las
sustancias que intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales de la
Quiacutemicardquo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
36
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece constante
cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los elementos
que hay en 100 g de ese compuesto
Comp de un elem =119899times119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119890119897119890119898119890119899119905119900
119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119888119900119898119901119906119890119904119905119900 x 100
Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la ECUACIOacuteN QUIacuteMICA
En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los compuestos de partida los REACTIVOS y
las de los compuestos obtenidos al final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se
separan por una flecha que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido
global de la transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni cambian su
identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica puesto que el nuacutemero y tipo
de aacutetomos que forman parte de los reactivos es igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los
productos Cuando una ecuacioacuten quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en
los reactivos y en los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este
modo la ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
37
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones de masas
voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la ecuacioacuten quiacutemica
son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en conjunto expresan la
conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten que contempla la conservacioacuten de los
aacutetomos se llama ECUACIOacuteN BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente
con el principio de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las sustancias
podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas de los
reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados por los coeficientes
estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin
embargo puede suceder que las relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los
reactivos no sea estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los reactivos en
exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en defecto se lo denomina
REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite de la cantidad de producto a obtener
En el laboratorio generalmente los reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la
relacioacuten exactamente necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en
exceso y por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto formado estaacute
determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza Para poder sacar
conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario identificar el reactivo limitante que es
el que va a determinar los liacutemites de una reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor
proporcioacuten con respecto a la relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con composiciones
variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras diferentes cuya unioacuten no
produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se
disuelve en otra (solvente) formando una sola fase Los componentes pueden separarse
utilizando procedimientos fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el
solvente o disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el solvente es
el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De acuerdo al estado fiacutesico de
los componentes pueden obtenerse los siguientes tipos de soluciones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
38
Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos sal Si
revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que la sal se disolvioacute
Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado solvente Variacutea con
la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La solubilidad de los soacutelidos en los
liacutequidos es siempre limitada y depende de la naturaleza del solvente de la naturaleza del
soluto de la temperatura y muy poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la
solubilidad de una sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la variacioacuten de la
solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solvente o
cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solucioacuten Siempre indica una
relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y la solucioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
39
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la cantidad
relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente Esta forma de expresioacuten
soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar es que una solucioacuten es maacutes o menos
diluida o maacutes o menos concentrada que otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten
saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que el solvente
puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega maacutes soluto no lo disuelve si
es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido
el exceso queda separado del solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa
si es un gas en un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En
una solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la misma
velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor que la que el
solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido como es el caso
del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto en agua la solubilidad
disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta con el aumento de la presioacuten En el
caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el
gas disuelto pero no se lo ve justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se
visualizan las burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes sustancia que la
correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que la solucioacuten es sobresaturada
Estas soluciones sobresaturadas son inestables pues el exceso de soluto ya sea por
agitacioacuten o enfriamiento tiende a separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten
de gas en liacutequido como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja temperatura
y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a elevada presioacuten Es por
ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten disminuye y el exceso de soluto se
separa de la solucioacuten y aparecen las burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de soluto y
solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de la solucioacuten o
del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso o masa en masa o mm
porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de volumen en volumen V V
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
40
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se quiere indicar que
contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se expresa 8 P V se quiere
indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de soluto y
solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en agua como 1100 la
cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y 100 partes de agua En cambio si
decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V V indica que hay 1ml de metanol por cada
100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
100119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 5119892119903 119889119890 11987011986111990380119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 119909 = 4119892119903 119889119890 119870119861119903
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la etiqueta ldquopara
preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo de la cantidad de
concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
1119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119903119886119889119900 rarr 9119898119897 119889119890 119886119892119906119886111119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119905119903119886119889119900 = 119909 rarr 1000119898119897 119889119890 119886119892119906119886
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta concentracioacuten
o molaridad M corresponde a la relacioacuten
119872 =ndeg moles
Volumen de solucioacuten en litros=
119899
119881(1)
Recuerde que
ndeg moles =119898119886119904119886
119898119886119904119886 119898119900119897119890119888119906119897119886119903=
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)
=119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)(2)
Reemplazando (2) en (1)
119872 =
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897frasl )
V (L) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten conociendo la masa
de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la solucioacuten
Despejando de (3)
119898(119892119903)119872 = 119872 lowast 119872119872(119892119903
119898119900119897frasl ) lowast V (L)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
41
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M ldquoTemas
de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2003 (2ordm
edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio y
ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 - 1 (1ordm
edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA 1977
(8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El Ateneo
Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995 ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA 1977
(2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo Editorial
Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash 1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998 (5ordm
Edicioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
5
ESTADO SOacuteLIDO ESTADO LIQUIDO ESTADO GASEOSO
Poseen forma propia No tienen forma
propia pero siacute
volumen propio
No tienen forma ni volumen propio
Sus moleacuteculas se hallan en
estado de ordenacioacuten
regular
Sus moleacuteculas no se
hallan en estado de
ordenacioacuten regular
Moleacuteculas con mucha movilidad
necesitando espacios grandes con
respecto a su propio volumen
Poseen Fuerza expansiva
El estado soacutelido verdadero
se halla asociado a una
forma cristalina definida
Tiene superficie
plana y horizontal
No tiene superficie libre
No son compresibles y su
volumen cambia poco con
la presioacuten
Se comprimen con
dificultad
Son faacutecilmente compresibles
Entre sus moleacuteculas
predominan las fuerzas de
atraccioacuten fuerzas de Van
der Waals
Las fuerzas de
repulsioacuten y de
atraccioacuten se hallan
en equilibrio
Predominan entre sus moleacuteculas las
fuerzas de repulsioacuten
Las fuerzas de Van der Waals son
despreciables
FUSION pasaje del estado soacutelido al liacutequido producido por accioacuten del calor A una
determinada temperatura se denomina ldquoPunto de Fusioacutenrdquo Las fuerzas de atraccioacuten
disminuyen y el cuerpo pasa al estado liacutequido Ej hielo azufre plomo hierro etc
LEYES DE FUSIOacuteN
1) Cada sustancia pura tiene una temperatura de fusioacuten propia
2) Mientras dura la fusioacuten de una sustancia pura la temperatura permanece constante
3) La temperatura de fusioacuten depende de la presioacuten exterior
SOLIDIFICACIOacuteN pasaje del estado liacutequido al soacutelido producido por disminucioacuten de la
temperatura Ej Agua (friacuteo) rarr Hielo
El agua se congela a la temperatura de 0degC si la presioacuten exterior es normal
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
6
El hielo funde en iguales condiciones a la temperatura de 0degC
Esto nos indica que 0degC es la temperatura de equilibrio para el sistema HIELO-AGUA
Si al sistema se le proporciona calor el hielo se fundiraacute
Si en cambio se le quita calor el agua se solidificaraacute
VAPORIZACIOacuteN se engloban bajo este nombre los fenoacutemenos de evaporacioacuten y ebullicioacuten
EVAPORACIOacuteN si las moleacuteculas de un liacutequido aumentan su energiacutea interna las maacutes
proacuteximas a la superficie (que ademaacutes tienen fuerzas de atraccioacuten de menor intensidad que
las que se hallan maacutes abajo) abandonan el estado liacutequido y pasan al estado gaseoso
Las moleacuteculas que escapan llevan mucha energiacutea interna y le restan a la que posee la
masa liacutequida por eso la temperatura del liacutequido disminuye mientras se produce la
evaporacioacuten La evaporacioacuten es el pasaje del estado liacutequido al estado de vapor o de gas que
se verifica en la superficie del liacutequido La rapidez con que se efectuacutea la evaporacioacuten
depende de varios factores La naturaleza del liacutequido los que evaporan raacutepidamente se
denominan volaacutetiles (sulfuro de carbono y cloroformo) Los no volaacutetiles lo hacen con lentitud
Ej Agua mercurio La superficie expuesta cuanto mayor la superficie mayor velocidad de
evaporacioacuten La presioacuten exterior la velocidad de evaporacioacuten es proporcional a la diferencia
entre la presioacuten del vapor del liacutequido y la presioacuten del vapor en la atmoacutesfera (por esta razoacuten la
ropa huacutemeda tarda en secar los diacuteas de mucha humedad porque la diferencia es casi nula)
La circulacioacuten de una corriente de aire sobre el liacutequido las telas mojadas secan maacutes
raacutepidamente con el viento
EBULLICIOacuteN si a un liacutequido se le suministra calor muchas de sus moleacuteculas adquieren
energiacutea interna suficiente como para pasar a la fase gaseosa El pasaje del vapor se
produce en varios puntos de la masa del liacutequido incluida la superficie Estas porciones
gaseosas ascienden a la superficie formando burbujas ldquoel liacutequido entra en Ebullicioacutenrdquo
Ebullicioacuten es el pasaje del estado liacutequido al gaseoso que se cumple en el seno y en la
superficie del liacutequido Cada liacutequido tiene una temperatura de ebullicioacuten que le es propia y lo
caracteriza (constante fiacutesica) Mientras dura la ebullicioacuten de un liacutequido la temperatura de sus
vapores permanece constante La presioacuten que soporta el liacutequido modifica su temperatura de
ebullicioacuten Si la presioacuten que soporta un liacutequido que se ejerce sobre una masa de agua es
menor de 1 atm (76 cm de mercurio) la ebullicioacuten se produce a menos de 100degC Si la
presioacuten es mayor tambieacuten aumenta la temperatura a la que el liacutequido ebulle
VAPORES Y GASES Los vapores como el agua por efecto de enfriamiento o compresioacuten
pasan al estado liacutequido ldquose condensanrdquo Los gases como el CO2 para pasar al estado
liacutequido deben enfriarse hasta cierta temperatura y luego comprimirse entonces ldquoLICUANrdquo
TEMPERATURA CRIacuteTICA es aquella que por encima de la cual no es posible licuar a
ninguacuten gas ldquocualquiera sea la presioacutenrdquo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
7
VOLATILIZACION Y SUBLIMACION El pasaje del estado soacutelido al gaseoso sin pasar por el
estado liacutequido se denomina volatilizacioacuten El pasaje del estado gaseoso al soacutelido sin pasar
por el estado liacutequido se denomina sublimacioacuten Ejemplos naftalina yodo aacutecido benzoico Si
un soacutelido volatiliza sus vapores pueden sublimar
La materia existe en diferentes fases o estados Modificando la temperatura y la presioacuten de
una porcioacuten de materia eacutesta puede pasar de uno de sus estados (soacutelido liacutequido o gaseoso)
a otro se trata de una transicioacuten de fase o cambio de estado
SISTEMAS MATERIALES toda porcioacuten del universo que se aiacutesla real o imaginariamente
para su estudio Es un cuerpo o un conjunto de cuerpo o de partes de un cuerpo o una
porcioacuten de universo que aislamos convenientemente para someterlo a estudio
ESTADOS DE AGREGACIOacuteN DE LOS SISTEMAS (CLASIFICACION)
Sistemas Homogeacuteneos
Son aquellos que en todos los puntos de su masa poseen las mismas propiedades
intensivas
Diluyendo sal en agua (solucioacuten) y determinando luego las propiedades intensivas de varias
porciones diferentes extraiacutedas de la solucioacuten se podraacute comprobar que las propiedades
intensivas de todas las porciones son iguales ldquoSe considera que el sistema agua salada es
un sistema homogeacuteneo
Todo sistema homogeacuteneo se caracteriza por presentar continuidad cuando se lo observa a
simple vista al microscopio y aun al ultramicroscopio
Si analizamos las propiedades intensivas de la muestra de agua pura (punto de ebullicioacuten
de fusioacuten densidad) Veremos que ella permanece constante para cualquier porcioacuten de
agua que se considere igualmente en el cloruro de sodio (sal)
Sistemas Heterogeacuteneos
Son aquellos que presentan distintas propiedades intensivas en por lo menos 2 de sus
puntos Si analizamos un sistema constituido por agua y nafta comprobaremos que no
posee homogeneidad ya que puede discriminarse a simple vista entre la zona ocupada por
un liacutequido y la que ocupa el otro Esta disposicioacuten demuestra que las densidades son
distintas
Sistema Inhomogeacuteneo Es aquel cuyas propiedades intensivas variacutean en forma gradual y
continua Puntos proacuteximos en estos sistemas tienen propiedades semejantes pero si se
analizan porciones muy separadas unas de otras se exhiben propiedades diferentes Ej
atmoacutesfera terrestre
FASE es cada uno de los sistemas homogeacuteneos que componen un sistema heterogeacuteneo
Las fases estaacuten separadas unas de otras en los sistemas heterogeacuteneos por superficies
llamadas interfases Los sistemas inhomogeacuteneos no presentan interfases bien
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
8
determinadas Las fases pueden presentar cualquiera de los 3 estados fiacutesicos y estaacuten
separadas entre siacute por superficies netas y definidas
SEPARACIOacuteN DE FASES en la naturaleza los sistemas homogeacuteneos suelen formar parte
de sistemas heterogeacuteneos cuyas fases es necesario separar Para ello se emplean diversos
meacutetodos cuyas caracteriacutesticas dependen del estado fiacutesico que presentan fases
Solubilizacioacuten Permite separar un soacutelido soluble de otro insoluble Ej Arena y sal Si se
antildeade agua al sistema la sal se disuelve complementando con filtracioacuten y evaporacioacuten
Tamizacioacuten meacutetodo de separacioacuten se emplea cuando el sistema heterogeacuteneo estaacute
formado por fases soacutelidas cuyas partiacuteculas son de diferente tamantildeo Ej para separar la
arena del canto rodado se utiliza un tamiz o malla metaacutelica Las partiacuteculas de mayor tamantildeo
quedan sobre el tamiz y las maacutes pequentildeas la atraviesan
Levigacioacuten se separan sistemas heterogeacuteneos formados por fases soacutelidas de distinta
densidad Ej para separar el oro de las arenas auriacuteferas se hace pasar sobre el sistema
una corriente de agua que arrastra el componente maacutes liviano (arena) y deja el maacutes pesado
(oro)
Flotacioacuten se separan sistemas heterogeacuteneos en reposo formado por soacutelidos de distinta
densidad tales como arena y partiacuteculas de corcho Si se sumerge el sistema en un liacutequido
de densidad intermedia ej agua la fase maacutes liviana flota y la pesada se deposita en el
fondo del recipiente
Filtracioacuten separa una fase soacutelida dispersa en un medio liacutequido tal como talco en agua El
material filtrante es papel de filtro tambieacuten se utiliza arena carboacuten en polvo amianto
algodoacuten
Decantacioacuten separa las fases de un sistema heterogeacuteneo formado por liacutequidos no
miscibles (no solubles entre siacute) de distinta densidad ej agua y nafta Si se deja el sistema
en reposo por diferencia de densidad se separan ambas fases la nafta sobrenada y el
agua se deposita en el fondo En los laboratorios se emplean recipientes especiales
denominados ampollas o embudos de decantacioacuten Cuando se abre la llave el liacutequido que
ocupa la posicioacuten inferior circula hacia abajo y ambas raciones se separan La decantacioacuten
se emplea tambieacuten para separar una fase soacutelida dispersa en un liacutequido tal como arena en
agua por diferencia de densidad la arena se deposita en el fondo luego se inclina el
recipiente eliminando el agua
Centrifugacioacuten se emplea para acelerar el proceso de decantacioacuten sometiendo el
sistema a una rotacioacuten La fuerza centriacutefuga que actuacutea sobre las fases permite la separacioacuten
de las mismas con mayor rapidez
Dilucioacuten se aplica cuando una de las fases es soluble en un determinado solvente
mientras la otra no lo es Un sistema formado por arena y sal puede ser separado
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
9
introducieacutendolo en un recipiente que contiene agua luego de agitar el sistema para permitir
la disolucioacuten de la sal se lo somete a filtracioacuten separaacutendose asiacute la arena del agua salada A
su vez se separa el agua de la sal por evaporacioacuten del disolvente
Sublimacioacuten permite separar aquellas fases capaces de sublimar asiacute ocurre en el caso
de un sistema constituido por yodo y arena El yodo sublima por efecto del calor y se
convierte en vapor adoptando luego nuevamente el estado soacutelido al tomar contacto con una
superficie friacutea
CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS HOMOGEacuteNEOS
a) SUSTANCIAS PURAS son sistemas homogeacuteneos que estaacuten formados por una sola
sustancia Poseen propiedades especiacuteficas o intensivas o constantes Resisten
procedimientos mecaacutenicos y fiacutesicos de anaacutelisis
b) SOLUCIONES son tambieacuten sistemas homogeacuteneos pero se hallan formadas por maacutes de
una sustancia por lo que pueden separarse en fracciones (sal-agua) por medios fiacutesicos
Ej destilacioacuten
A estos procedimientos por los cuales puede separarse un sistema homogeacuteneo en dos o
maacutes fracciones se denominan ldquoMeacutetodos de Fraccionamientordquo
FRACCIONAMIENTO DE AGUNOS SISTEMAS HOMOGEacuteNEOS (SOLUCIONES)
Destilacioacuten simple se emplea para separar un liacutequido de las sales disueltas en eacutel Asiacute es
posible obtener agua pura a partir de agua de mar Si la solucioacuten es llevada a una
temperatura adecuada el agua se vaporiza separaacutendose de la sal disuelta en ella Al
condensar el vapor de agua obtenemos nuevamente agua en estado liacutequido
Destilacioacuten fraccionada se emplea para separar liacutequidos volaacutetiles que tengan puntos de
ebullicioacuten diferentes En la praacutectica se utilizan dispositivos llamados columnas rectificadoras
o deflagmadores permiten una separacioacuten definida de los liacutequidos
Cristalizacioacuten empleado para obtener un soacutelido disuelto en un liacutequido siempre que aquel
tenga la propiedad de cristalizar Por evaporacioacuten del disolvente se separa el soacutelido
cristalino Es posible obtener sal a partir del agua salada dejando simplemente que el agua
se evapore
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
10
Cromatografiacutea en papel esta teacutecnica se basa en el principio por el cual varios solutos en
contacto con dos disolventes no miscibles entre siacute se reparten entre ellos Esta distribucioacuten
se realizaraacute de acuerdo con la solubilidad de cada uno de los solutos en cada disolvente
SOLUCIONES sistemas dispersos Homogeacuteneos 1 FASE
DISPERSIONES sistemas dispersos Heterogeacuteneos VARIAS FASES
En estos sistemas dispersos se distinguen dos medios
a) El medio externo o fase dispersante
b) El medio interno o fase dispersa
FASE DISPERSANTE O EXTERNA FASE DISPERSA O INTERNA
Tinta China AGUA NEGRO DE HUMO
Niebla AIRE AGUA
Agua azucarada 1 sola fase AGUA AZUCAR
CARACTERES DE LOS SISTEMAS DISPERSOS O MEZCLAS
a) Los componentes de las mezclas conservan sus propiedades
b) Intervienen en proporciones variadas
c) En ellos hay diferentes clases de moleacuteculas
d) Cuando son homogeacuteneos se pueden fraccionar
e) Cuando son heterogeacuteneos se pueden separar en fases
CASOS POSIBLES DE SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten sea el estado fiacutesico del dispersante (Solvente) y el Disperso (soluto) existen casos
posibles de mezclas o sistemas dispersos
Dispersante
(Solvente)
MEZCLAS EJEMPLOS
GASEOSO
GAS EN GAS AIRE
LIQUIDO EN GAS NIEBLA
SOacuteLIDO EN GAS HUMO
LIQUIDOS
GAS EN LIacuteQUIDO OXIGENO EN AGUA
LIQUIDO EN LIQUIDO ACEITE EN AGUA
SOacuteLIDO EN LIQUIDO SAL EN AGUA
SOacuteLIDOS
GAS EN SOacuteLIDO HIELO CON AIRE
LIQUIDO EN SOacuteLIDO AZUCAR HUMEDA
SOacuteLIDO EN SOacuteLIDO ARENA Y AZUFRE EN
POLVO
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
11
CLASIFICACIOacuteN DE LOS SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten el grado de divisioacuten de las partiacuteculas dispersas los sistemas dispersos se clasifican
en
1) Dispersiones Macroscoacutepicas o Groseras sistema heterogeacuteneo mayor a 500000
Amstrong (50 μm) Ejemplo agua-arena
2) Dispersiones finas sistemas heterogeacuteneos visibles al microscopio Menores a 500000
Amstrong (50 μm) y mayores a 10 3 Amstrong (01 μm)
Toman distintos nombres seguacuten el estado fiacutesico de los medios dispersos o dispersantes
a) Emulsiones ambos medios liacutequidos (leche Crema + Suero)
b) Suspensiones medio dispersante liacutequido y disperso soacutelido (Tinta China)
3) Dispersiones o sistemas coloidales marcan el liacutemite entre ambos sistemas Homogeacuteneo y
Heterogeacuteneo visibles al ultramicroscopio entre 01 μm y 0001μm
4) Soluciones verdaderas las partiacuteculas dispersas son moleacuteculas o iones menores a 0001
μm Sistemas homogeacuteneos sal en agua azuacutecar en agua
ENERGIA Es la capacidad que tienen los cuerpos para generar trabajo La Energiacutea puede
manifestarse de diferentes maneras en forma de movimiento (cineacutetica) de posicioacuten
(potencial) de calor de electricidad de radiaciones electromagneacuteticas etc Seguacuten sea el
proceso En nuestra asignatura nos interesa la Energiacutea quiacutemica es la que se produce en
las reacciones quiacutemicas Una pila o una bateriacutea poseen este tipo de energiacutea como tambieacuten
la que posee el carboacuten y que se manifiesta al quemarlo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
12
Representacioacuten de los tipos de energiacutea
TEMPERATURA Es una medida de la cantidad de calor de los cuerpos Para medirla se
utilizan termoacutemetros El desarrollo de teacutecnicas para la medicioacuten de la temperatura ha pasado
por un largo proceso histoacuterico ya que es necesario darle un valor numeacuterico a una idea
intuitiva como es el friacuteo o el calor Los termoacutemetros pueden ser calibrados de acuerdo a una
multitud de escalas que dan lugar a unidades de medicioacuten de la temperatura En el Sistema
Internacional de Unidades la unidad de temperatura es el kelvin (K) y la escala
correspondiente es la escala Kelvin o escala absoluta que asocia el valor laquocero kelvinraquo (0
K) al laquocero absolutoraquo y se graduacutea con un tamantildeo de grado igual al del grado Celsius Sin
embargo fuera del aacutembito cientiacutefico el uso de otras escalas de temperatura es comuacuten La
escala maacutes extendida es la escala Celsius llamada laquocentiacutegradaraquo y en mucha menor
medida y praacutecticamente solo en los Estados Unidos la escala Fahrenheit Unidades de
medidas en el caso de la escala Centiacutegrado la unidad de medida corresponde a 1100 entre
el punto triple del agua y la temperatura de ebullicioacuten del agua a 1 atmoacutesfera de presioacuten
Para la escala Fahrenheit su unidad de medida se define como 59 de 1ordmC Antiguamente el
100ordmF correspondiacutea a la temperatura media del cuerpo humano (reflejo de la formacioacuten
meacutedica de su creador) Asiacute alguien tiene fiebre cuando estaacute sobre 100ordmF
En lo recieacuten visto se constata que la escala Fahrenheit tiene puntos de referencia poco
precisos a diferencia de la escala Centiacutegrada Esto hace que actualmente la
escala Fahrenheit tenga su referencia real en la Centiacutegrada
Para pasar de grados Centiacutegrado a grados Fahrenheit usar la siguiente conversioacuten
ordmF = 95ordmC + 32ordmC
Para pasar de grados Fahrenheit a grados Centiacutegrado usar la siguiente conversioacuten
ordmC = (ordmF - 32ordm) x 59
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
13
UNIDAD Ndeg II ESTRUCTURA ATOacuteMICA
Estructura atoacutemica generalidades Partiacuteculas atoacutemicas y subatoacutemicas Modelos Atoacutemicos
Nuacutemero maacutesico y nuacutemero atoacutemico Isoacutetopos e isoacutebaros
Modelos atoacutemicos modernos Nuacutemeros cuaacutenticos Orbitales Regla de construccioacuten atoacutemica
llenado de orbitales Principio de exclusioacuten de Pauling Regla de Hund Tabla perioacutedica
moderna Periacuteodos grupos y subgrupos caracteriacutesticas Tipo de enlace enlace ioacutenico y
covalente
ATOMO Y MOLEacuteCULA
EVOLUCIOacuteN DEL MODELO ATOacuteMICO
1) El primer modelo atoacutemico en 1898 Thompson lo propuso describiendo al aacutetomo como
una esfera con caga positiva en la que estaban incrustadas unas pocas partiacuteculas con carga
negativas llamadas electrones
2) Aacutetomo de Rutherford en 1911 descubrioacute que
a) el aacutetomo estaacute formado por un nuacutecleo central cargado positivamente rodeado de
electrones que giran (siacutemil sistema planetario) alrededor
b) El nuacutecleo concentra casi toda la masa del aacutetomo
c) La masa de las cargas positivas (protones) es aproximadamente igual a la mitad de la
masa del aacutetomo
3) Niveles Espectroscoacutepicos modelo de Borh
Descubrioacute que los electrones de un aacutetomo soacutelo pueden tener determinados valores de
energiacutea Propuso que la energiacutea de un electroacuten estaba relacionada con la distancia de su
orbital al nuacutecleo Por lo tanto los electrones soacutelo giraban en torno al nuacutecleo a determinadas
distancias en oacuterbitas cuantizadas que correspondiacutean a energiacuteas permitidas
Conclusiones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
14
a) Los electrones pueden girar en oacuterbitas determinadas sin perder energiacutea
b) Estos niveles permitidos o definidos de energiacutea Los electrones no absorben ni emiten
energiacutea Por ello se los denomina niveles estacionarios
c) Cuando el electroacuten gira en la oacuterbita maacutes cercana al nuacutecleo el aacutetomo se encuentra en su
estado maacutes estable ldquoNormalrdquo de energiacutea miacutenima Si el aacutetomo recibe un impulso energeacutetico
externo (luz calor electricidad) el electroacuten puede saltar a otra oacuterbita maacutes alejada es decir
de mayor energiacutea el aacutetomo que contiene el electroacuten en uno de estos estados recibe el
nombre de ldquoAacutetomo Excitadordquo es decir que el aacutetomo absorbe energiacutea cuando el electroacuten
ldquoSaltardquo hacia un nivel maacutes alejado del nuacutecleo y absorbe cuando lo hace hacia eacutel
d) La diferencia de energiacutea al pasar el electroacuten de uno a otro nivel es proporcional a la
radiacioacuten emitida o absorbida multiplicada por una constante ldquohrdquo es decir
E2 ndash E1 = hv o bien E2 ndash E1 = constante h
v
Aacutetomo de SHODINGER 1926 seguacuten el modelo propuesto los electrones no giran en torno
al nuacutecleo sino que se comportan maacutes bien como ondas que se desplazan alrededor del
nuacutecleo a determinada distancia y con determinadas energiacuteas Este modelo resulta ser el
maacutes exacto los fiacutesicos emplean ecuaciones que describen la onda electroacutenica para hallar la
regioacuten del espacio en la que resulta maacutes probable que se encuentre el electroacuten
CONCEPTO DE ORBITAL ATOacuteMICO Seguacuten el principio de indeterminacioacuten debido a la
enorme velocidad del electroacuten soacutelo es posible calcular ldquola probabilidad de hallarlo en una
zona alrededor del nuacutecleo del aacutetomordquo De acuerdo con este razonamiento el electroacuten se
mueve alrededor del nuacutecleo de manera tal que produce una ldquoNube electroacutenicardquo de carga
negativa cuya densidad indica donde es mayor la probabilidad de ubicarlo Aparece asiacute un
nuevo concepto el de orbital atoacutemico que es la regioacuten del espacio alrededor del nuacutecleo
donde es mayor la probabilidad de hallar al electroacuten El electroacuten entonces no ocupa una
oacuterbita sino un orbital
El avance en el conocimiento ha dado lugar al modelo atoacutemico actual propuesto por la
Mecaacutenica Cuaacutentica (modelo de Schroumldinger)
El modelo de Bohr es un modelo unidimensional que utiliza un nuacutemero (n) para describir la
distribucioacuten de electrones en el aacutetomo El modelo de Schroumldinger permite que el electroacuten
ocupe un espacio tridimensional Por lo tanto requiere tres nuacutemeros conocidos como
nuacutemeros cuaacutenticos para describir los orbitales en los que se puede encontrar al electroacuten
El nuacutemero cuaacutentico principal ldquonrdquo describe el tamantildeo del orbital por ejemplo los
orbitales para los cuales n = 2 son maacutes grandes que aquellos para los cuales n = 1
Puede tomar cualquier valor entero empezando desde 1
n = 1 2 3 4 etc
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
15
El nuacutemero cuaacutentico del momento angular orbital ldquolrdquo describe la forma del orbital
atoacutemico Puede tomar todos los valores naturales desde 0 hasta n-1 (siendo n el valor del
nuacutemero cuaacutentico principal) Por ejemplo si n = 5 los valores del son
I = 0 1 2 3 4
Se designa a los orbitales atoacutemicos en funcioacuten del valor del nuacutemero cuaacutentico secundario l
como
l = 0 orbital s (sharp)
l = 1 orbital p (principal)
l = 2 orbital d (diffuse)
l = 3 orbital f (fundamental)
El nuacutemero cuaacutentico magneacutetico ldquomrdquo determina la orientacioacuten espacial del orbital Se
denomina magneacutetico porque esta orientacioacuten espacial se acostumbra a definir en relacioacuten a
un campo magneacutetico externo Puede tomar valores enteros desde -l hasta +l Por ejemplo si
l = 2 los valores posibles para m son
m = -2 -1 0 1 2
El nuacutemero cuaacutentico de espiacuten ldquosrdquo soacutelo puede tomar dos valores +12 y -12 Indican el
sentido de la rotacioacuten del electroacuten sobre su eje como las ajugas del reloj o en sentido
contrario
Capas y Subcapas principales
Todos los orbitales con el mismo valor del nuacutemero cuaacutentico principal n se encuentran en la
misma capa electroacutenica principal o nivel principal y todos los orbitales con los mismos
valores de n y ml estaacuten en la misma subcapa o subnivel
El nuacutemero de subcapas en una capa principal es igual al nuacutemero cuaacutentico principal esto es
hay una subcapa en la capa principal con n = 1 dos subcapas en la capa 37 principal con n
= 2 y asiacute sucesivamente El nombre dado a una subcapa independientemente de la capa
principal en la que se encuentre estaacute determinado por el nuacutemero cuaacutentico l de manera que
como se ha indicado anteriormente ml=0 (subcapa s) ml=1 (subcapa p) ml=2 (subcapa d)
y m = 3 (subcapa f)
El nuacutemero de orbitales en una subcapa es igual al nuacutemero de valores permitidos de m para
un valor particular de m por lo que el nuacutemero de orbitales en una subcapa es 2m + 1 Los
nombres de los orbitales son los mismos que los de las subcapas en las que aparecen
Orbitales s Orbitales p Orbitales d Orbitales f
l = 0 l = 1 l = 2 l = 3
m = 0 m = -1 0 1 m = -2 -1 0 1 2 m = -3 -2 -1 0 1 2 3
Un orbital s en una subcapa s
Tres orbitales p en una subcapa p
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
16
Cinco orbitales d en una subcapa d
Siete orbitales f en una subcapa f
Forma y tamantildeos de los orbitales
Los orbitales s (m = 0) tienen forma esfeacuterica El tamantildeo de este orbital depende del valor del
nuacutemero cuaacutentico principal un orbital 3s tiene la misma forma pero es mayor que un orbital
2s
Los orbitales p (m = 1) estaacuten formados por dos loacutebulos ideacutenticos que se proyectan a lo largo
de un eje La zona de unioacuten de ambos loacutebulos coincide con el nuacutecleo atoacutemico Hay tres
orbitales p (m =-1 m = 0 y m = +1) de ideacutentica forma que difieren soacutelo en su orientacioacuten a lo
largo de los ejes x y o z
Los orbitales d (m = 2) tambieacuten estaacuten formados por loacutebulos Hay cinco tipos de orbitales d
(que corresponden a m = -2 -1 0 1 2)
Los orbitales f (m = 3) tambieacuten tienen un aspecto multilobular Existen siete tipos de orbitales
f (que corresponden a m = -3 -2 -1 0 +1 +2 +3)
A continuacioacuten utilizaremos los nuacutemeros cuaacutenticos para describir la estructura electroacutenica
del aacutetomo de hidroacutegeno
El uacutenico electroacuten de un aacutetomo de hidroacutegeno se encuentra en el nivel de energiacutea maacutes bajo es
decir n = 1 y dado que la primera capa principal contiene soacutelo un orbital s el nuacutemero
cuaacutentico orbital es m = 0 El uacutenico valor posible para el nuacutemero cuaacutentico magneacutetico es m = 0
Cualquiera de los dos estados de spin son posibles para el electroacuten
ORBITALES S
ORBITALES P
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
17
AacuteTOMOS MULTIELECTROacuteNICOS
En los aacutetomos multielectroacutenicos los electrones se repelen tratando de permanecer alejados
de los demaacutes
Configuraciones electroacutenicas
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo consiste en indicar coacutemo se distribuyen sus
electrones entre los diferentes orbitales en las capas principales y las subcapas Esta
distribucioacuten se realiza apoyaacutendonos en tres reglas energiacutea de los orbitales principio de
exclusioacuten de Pauli y regla de Hund
Energiacutea de los orbitales los electrones ocupan los orbitales de forma que se minimice la
energiacutea del aacutetomo El orden exacto de llenado de los orbitales se establecioacute
experimentalmente principalmente mediante estudios espectroscoacutepicos y magneacuteticos y es
el orden que debemos seguir al asignar las configuraciones electroacutenicas a los elementos El
orden de llenado de orbitales es
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1 4p6 5s2 4d 5p6 6s2 4f1 5d 6p6 7s2 5f 6d 7p6
Para recordar este orden maacutes faacutecilmente se puede utilizar el diagrama siguiente
ORBITALES D
ORBITALES F
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
18
Empezando por la liacutenea superior sigue las flechas y el orden obtenido es el mismo que en la
serie anterior Debido al liacutemite de dos electrones por orbital la capacidad de una subcapa de
electrones puede obtenerse tomando el doble del nuacutemero de orbitales en la subcapa Asiacute la
subcapa s consiste en un orbital con una capacidad de dos electrones la subcapa p
consiste en tres orbitales con una capacidad total de seis electrones la subcapa d consiste
en cinco orbitales con una capacidad total de diez electrones la subcapa f consiste en siete
orbitales con una capacidad total de catorce electrones
En un determinado aacutetomo los electrones van ocupando y llenando los orbitales de menor
energiacutea cuando se da esta circunstancia el aacutetomo se encuentra en su estado fundamental
Si el aacutetomo recibe energiacutea alguno de sus electrones maacutes externos puede saltar a orbitales
de mayor energiacutea pasando el aacutetomo a un estado excitado
Principio de exclusioacuten de Pauli en un aacutetomo no puede haber dos electrones con los
cuatro nuacutemeros cuaacutenticos iguales Los tres primeros nuacutemero cuaacutenticos n l y m determinan
un orbital especiacutefico Dos electrones en un aacutetomo pueden tener estos tres nuacutemeros
cuaacutenticos iguales pero si es asiacute deben tener valores diferentes del nuacutemero cuaacutentico de
spiacuten Es decir un orbital solamente puede estar ocupado por dos electrones y eacutestos deben
tener spines opuestos
Regla de Hund al llenar orbitales de igual energiacutea (los tres orbitales p los cinco orbitales
d o los siete orbitales f) los electrones se distribuyen siempre que sea posible con sus
espines paralelos es decir desapareados
Ejemplo
La estructura electroacutenica del 7N es
1s2
2s2
2px1
2py1
2pz1
Para asignar las configuraciones electroacutenicas a los elementos por orden de su nuacutemero
atoacutemico creciente veamos el siguiente ejemplo de coacutemo seriacutea la configuracioacuten electroacutenica
para Z = 11 hasta Z = 18 es decir desde el Na hasta el Ar
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
19
Cada uno de estos elementos tiene las subcapas 1s 2s y 2p llenas Como la configuracioacuten
1s2 2s2 2p6 corresponde a la del neoacuten se denomina configuracioacuten interna del neoacuten y se
representa con el siacutembolo quiacutemico del neoacuten entre corchetes es decir [Ne] Los electrones
que se situacutean en la capa electroacutenica del nuacutemero cuaacutentico principal maacutes alto (externos) se
denominan electrones de valencia Ej configuracioacuten electroacutenica para Mg Al Si P S Cl y
Ar
Mg [Ne] 3s2
Al [Ne] 3s2 3p1
Si [Ne] 3s2 3p2
P [Ne] 3s2 3p3
S [Ne] 3s2 3p4
Cl [Ne] 3s2 3p5
Ar [Ne] 3s2 3p643
MOLECULA es la menor porcioacuten de sustancia que puede existir en estado libre
conservando las propiedades de esa sustancia y es un conjunto neutro de aacutetomos que se
comporta como una unidad
TABLA PERIODICA
La tabla perioacutedica proporciona la informacioacuten acerca de los elementos quiacutemicos referente a
su estructura interna y propiedades fiacutesicas o quiacutemicas La tabla perioacutedica moderna explica
en forma detallada y actualizada las propiedades de los elementos quiacutemicos tomando como
base su estructura atoacutemica
Seguacuten sus propiedades quiacutemicas los elementos se clasifican en metales y no metales Hay
maacutes elementos metaacutelicos que no metaacutelicos Los mismos elementos que hay en la tierra
existen en otros planetas del espacio sideral El estudiante debe conocer ambas clases sus
propiedades fiacutesicas y quiacutemicas importantes no memorizar sino familiarizarse asiacute por
ejemplo familiarizarse con la valencia de los principales elementos metaacutelicos y no metaacutelicos
no en forma individual o aislada sino por grupos o familias (I II III etc) y de ese modo
aprender de manera faacutecil y aacutegil formulas y nombres de los compuestos quiacutemicos que es
parte vital del lenguaje quiacutemico
Antecedentes e Historia a la tabla perioacutedica actual
Durante los primeros 25 antildeos del siglo XIX se descubrieron 20 nuevos elementos A medida
que el nuacutemero de elementos conocidos aumentaba resultaron evidentes las semejanzas
fiacutesicas y quiacutemicas entre algunos de ellos Entonces los quiacutemicos entendieron que el estudio
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
20
de las propiedades de los elementos quiacutemicos era maacutes faacutecil agrupaacutendolos seguacuten sus
propiedades semejantes en base a una ley natural
En 1913 Henry Moseley descubrioacute el principio o ley natural que guiacutea la clasificacioacuten
moderna las propiedades de los elementos son funciones perioacutedicas de sus nuacutemeros
atoacutemicos
El descubrimiento de esta ley perioacutedica necesitoacute dos acontecimientos previos
El establecimiento de una serie de pesos atoacutemicos
La concepcioacuten del aacutetomo nuclear con un numero definido de protones e igual nuacutemero de
electrones que giran a su alrededor
Las Triadas de Johan Dobereiner (1817) agrupan los elementos hasta entonces conocidos
en serie de tres elementos llamaacutendolo ldquotriadasrdquo Los elementos que pertenecen a una triada
poseen propiedades quiacutemicas semejantes Ademaacutes el elemento central posee un peso
atoacutemico (PA) aproximadamente igual a la semisuma de los PA de los elementos
extremos
Hacia 1850 los quiacutemicos habiacutean llegado a identificar unas veinte triadas Se descartoacute de
esta forma agruparlos porque se descubrieron nuevos elementos que no cumpliacutean con esta
regla
Ordenamiento Helicoidal o Tornillo Teluacuterico de Chancourtois (1862) geoacutelogo franceacutes
propone una clasificacioacuten perioacutedica de los elementos en forma de heacutelice que llamoacute Caracol
Teluacuterico En un cilindro trazoacute una heacutelice con un aacutengulo de 45deg sobre la base y en ella se fue
colocando los elementos en funcioacuten creciente de sus pesos atoacutemicos de tal manera que la
liacutenea vertical (generatriz) del cilindro intercepta a los elementos con propiedades
semejantes
Ley de Las Octavas de John Newlands (1864) Este quiacutemico ingleacutes ordenoacute los elementos
quiacutemicos hasta en ese entonces conocidos en grupo de 7 elementos cada uno en funcioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
21
creciente a sus pesos atoacutemicos de tal modo que el octavo elemento teniacutea propiedades
semejantes al primer elemento del grupo anterior Esta forma de clasificar se llamoacute Ley de
las Octavas
Tabla Perioacutedica de Dimitri Mendeleiev y Lothar Meyer (1869) Se denomina tabla
perioacutedica porque el ordenamiento estaacute basado en la variacioacuten perioacutedica de las propiedades
de los elementos
Descripcioacuten de la Tabla de Mendeleiev
Los 63 elementos conocidos hasta ese entonces fueron ordenados en funcioacuten creciente a
su peso atoacutemico en series (filas) y grupos (columnas)
Asigna a los elementos de un mismo grupo una valencia asiacute los elementos del grupo III
tendraacuten valencia igual a tres por lo tanto el nuacutemero de grupo era igual a la valencia
Los elementos de un mismo grupo poseen propiedades semejantes asiacute por ejemplo
forman oacutexidos e hidruros de foacutermulas similares porque teniacutean igual valencia
La tabla posee ocho grupos
ldquoLas propiedades de los elementos quiacutemicos es una funcioacuten perioacutedica de su nuacutemero atoacutemico
(Z) es decir variacutean en forma sistemaacutetica o perioacutedica con la carga nuclearrdquo
DESCRIPCION GENERAL
1 Los 109 elementos reconocidos por la Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada
(IUPAC) estaacuten ordenados seguacuten el nuacutemero atoacutemico creciente en 7 periodos y 16 grupos (8
grupos A y 8 grupos B) Siendo el primer elemento Hidrogeno (Z = 1) y el uacuteltimo reconocido
hasta el momento meitnerio (Z = 109) pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118
2 Periodo es el ordenamiento de los elementos en liacutenea horizontal Estos elementos
difieren en propiedades pero tienen la misma cantidad de niveles en su estructura atoacutemica
Tener presente que
Numero de periodos = Numero de niveles del aacutetomo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
22
Cada periodo (excepto el primero) comienza con un metal alcalino y termina con un
gas noble
El seacuteptimo periodo estaacute incompleto
El sexto periodo es el que posee mayor cantidad de elementos (es el periodo maacutes
largo)
3 Grupo o Familia Es el ordenamiento de los elementos en columna Estos elementos
presentan similar disposicioacuten de sus electrones externos de alliacute que forman familias de
elementos con propiedades quiacutemicas similares
Grupos ldquoArdquo
Estaacuten formados por los elementos representativos donde los electrones externos o
electrones de valencia estaacuten en orbitales ldquosrdquo yo ldquoprdquo por lo tanto sus propiedades dependen
de estos orbitales
Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia variacutean de
manera muy regular a ello se debe el nombre de elemento representativo
Los electrones de valencia para un elemento representativo es el nuacutemero de electrones a
nivel externo que interviene en los enlaces quiacutemicos
Las propiedades quiacutemicas similares o anaacutelogas de los elementos de un grupo se debe a
que poseen igual nuacutemero de electrones de valencia lo cual indica a su vez el nuacutemero de
grupo
Grupos ldquoBrdquo
Estaacuten formados por elementos de transicioacuten en cuyos aacutetomos el electroacuten de mayor energiacutea
relativa estaacuten en orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo y sus electrones de valencia se encuentran en orbitales
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
23
ldquosrdquo (del uacuteltimo nivel) yu orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo por lo tanto sus propiedades quiacutemicas dependen
de estos orbitales
Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito entre elementos
metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases fuertes (IA y IIA) y los
elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes acentuado su tendencia a formar
aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia variacutean en forma
irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos del grupo I B
(Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y Mo) no cumplen la
distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los elementos
de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor energiacutea relativa en orbitales
ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya
abundancia en la naturaleza es muy escasa y muchas veces solo se encuentran en forma
de trazas combinados con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio (Z=71) poseen
propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio (Z=103)
poseen propiedades semejantes al actinio
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
24
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace interatoacutemico)
para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos metaacutelicos o covalentes) y
moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los estados condensados de la materia
(soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica)
predominante fuerza eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces quiacutemicos con la
finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute lograr una condicioacuten de mayor
estabilidad En el caso de los aacutetomos la estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su
configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace (energiacutea de
disociacioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
25
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los electrones
de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos) mediante el uso de puntos
o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2) notoacute que cada
aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la estructura electroacutenica del
gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los demaacutes aacutetomos que comparten electrones
al formar enlace quiacutemico llegan a adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no hay que
sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas excepciones las trataremos
posteriormente
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
26
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
27
UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS
Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios
Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula
molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro
Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o foacutermulas que
se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos quiacutemicos Actualmente
la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada (en ingleacutes International Union of
Pure and Applied Chemistry) es la maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica
la cual se encarga de establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos elementos pueden
ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos presenta maacutes
de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de sodio en este ejemplo
(IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las valencias con que
actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la terminacioacuten oso e
ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con un no metal
Con metales ej Na2O2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
28
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la palabra
hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua Son aacutecidos
oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido baacutesico con el
agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto queda con
una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de aacutetomos en
nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos forma compuestos con
propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal tantos
radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
O
H
Na
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
29
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA
HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales
oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro Hidroacutexido (III)
Caracteriacutesticas de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica incolora de
fenolftaleiacutena se vuelve roja
Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando que en la
foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula de Na2O con
una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de otros
metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio Estos dos
aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
30
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua Se denominan
OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales (fluacuteor cloro
bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA ANHIacuteDRIDO POR
ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE IGUALAN ASI
Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL METAL Y AL
FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
31
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno seguacuten
datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14 veces mayor que
la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le asignamos un valor
igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la masa del
aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA DOCEAVA
PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA CANTIDAD SE DENOMINA
UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa
atoacutemica Relativa (A) de un elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor
la masa de un aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de Carbono 12
La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de comparacioacuten la masa de un
aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar como unidad la doceava parte de la masa de
12C son nuacutemeros praacutecticamente iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16
la del H 1008 y la del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee
una masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112 parte del
aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una cantidad expresada
en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es monoatoacutemica 112 parte
de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea (UMA)Entonces masa molecular relativa
(M) de una sustancia es el nuacutemero que expresa cuantas veces es mayor la masa de una
moleacutecula de una sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
32
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina sumando las
masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos constituyen la moleacutecula de esa
sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o de agua es
una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir indistintamente al peso de la
arena a su volumen o a su masa Actualmente la cantidad de materia es una magnitud
diferente de la masa de la materia La cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas
(por ahora aacutetomos y moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone designar al
MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales como
aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas elementales que
pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
33
El nuacutemero de moles es igual pero al ser diferentes las masas de los aacutetomos de cada MOL
las masas de la misma cantidad de materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia cualquiera sea el
lugar donde se la determine
2) ldquoNordmrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg cualquiera
que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que variaraacute seguacuten la
latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas relativas de los
mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un elemento medida en
gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa atoacutemica relativa Ejemplo
La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de moleacuteculas de
sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un nuacutemero igual a su masa
molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono) 44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H
Posee 602 x 1023 aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un gas por la
densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de moleacuteculas del gas o sea el
volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
34
GAS
DENSIDAD (δ)
(gcm3)
m (g) V =119898
120575
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO 1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
d =mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N O en (CNTP)
hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de moleacuteculas de cualquier
sustancia en estado gaseoso en condiciones normales de temperatura y presioacuten (0degC
760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224 litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17 protones
pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el nuacutemero de
neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado exclusivamente por el ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas resultan nuacutemeros
fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es ligeramente diferente cuando se
consideran distinto patrones de unidad (masa del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del
aacutetomo de O2 Si cada elemento tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea
precisamente A (Ndeg entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un aacutetomo de O2
ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones por las cuales se considera
en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es
que de tal modo las masa atoacutemicas de muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a
nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual debe fijarse cuaacutel
de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya masa atoacutemica se considera
exactamente 120000 variedad maacutes estable y abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de diversos isoacutetopos
la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente traduce la mayor o menor
abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten centesimal del elemento) puede
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
35
calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar) Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo
elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y 2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
119860119903 =1199011
1119860 + 11987522119860
100
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias porcentuales 754 y
246 HALLAR SU MASA ATOMICA
119860119903 =754 times 35 + 246 times 37
100= 35492 cong 355
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el mismo ldquoNdeg
MASICOrdquo (A)
Ej Cloro (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A) y diferente
ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas Reaccionantes y otros
llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos experimentales se comproboacute que en estas
reacciones se mantienen relaciones de masas de y volumen que corresponden a las leyes
precisas Las leyes de las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las
sustancias que intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales de la
Quiacutemicardquo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
36
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece constante
cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los elementos
que hay en 100 g de ese compuesto
Comp de un elem =119899times119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119890119897119890119898119890119899119905119900
119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119888119900119898119901119906119890119904119905119900 x 100
Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la ECUACIOacuteN QUIacuteMICA
En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los compuestos de partida los REACTIVOS y
las de los compuestos obtenidos al final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se
separan por una flecha que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido
global de la transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni cambian su
identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica puesto que el nuacutemero y tipo
de aacutetomos que forman parte de los reactivos es igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los
productos Cuando una ecuacioacuten quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en
los reactivos y en los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este
modo la ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
37
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones de masas
voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la ecuacioacuten quiacutemica
son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en conjunto expresan la
conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten que contempla la conservacioacuten de los
aacutetomos se llama ECUACIOacuteN BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente
con el principio de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las sustancias
podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas de los
reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados por los coeficientes
estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin
embargo puede suceder que las relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los
reactivos no sea estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los reactivos en
exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en defecto se lo denomina
REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite de la cantidad de producto a obtener
En el laboratorio generalmente los reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la
relacioacuten exactamente necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en
exceso y por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto formado estaacute
determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza Para poder sacar
conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario identificar el reactivo limitante que es
el que va a determinar los liacutemites de una reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor
proporcioacuten con respecto a la relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con composiciones
variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras diferentes cuya unioacuten no
produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se
disuelve en otra (solvente) formando una sola fase Los componentes pueden separarse
utilizando procedimientos fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el
solvente o disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el solvente es
el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De acuerdo al estado fiacutesico de
los componentes pueden obtenerse los siguientes tipos de soluciones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
38
Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos sal Si
revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que la sal se disolvioacute
Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado solvente Variacutea con
la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La solubilidad de los soacutelidos en los
liacutequidos es siempre limitada y depende de la naturaleza del solvente de la naturaleza del
soluto de la temperatura y muy poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la
solubilidad de una sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la variacioacuten de la
solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solvente o
cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solucioacuten Siempre indica una
relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y la solucioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
39
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la cantidad
relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente Esta forma de expresioacuten
soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar es que una solucioacuten es maacutes o menos
diluida o maacutes o menos concentrada que otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten
saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que el solvente
puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega maacutes soluto no lo disuelve si
es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido
el exceso queda separado del solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa
si es un gas en un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En
una solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la misma
velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor que la que el
solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido como es el caso
del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto en agua la solubilidad
disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta con el aumento de la presioacuten En el
caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el
gas disuelto pero no se lo ve justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se
visualizan las burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes sustancia que la
correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que la solucioacuten es sobresaturada
Estas soluciones sobresaturadas son inestables pues el exceso de soluto ya sea por
agitacioacuten o enfriamiento tiende a separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten
de gas en liacutequido como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja temperatura
y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a elevada presioacuten Es por
ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten disminuye y el exceso de soluto se
separa de la solucioacuten y aparecen las burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de soluto y
solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de la solucioacuten o
del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso o masa en masa o mm
porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de volumen en volumen V V
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
40
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se quiere indicar que
contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se expresa 8 P V se quiere
indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de soluto y
solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en agua como 1100 la
cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y 100 partes de agua En cambio si
decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V V indica que hay 1ml de metanol por cada
100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
100119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 5119892119903 119889119890 11987011986111990380119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 119909 = 4119892119903 119889119890 119870119861119903
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la etiqueta ldquopara
preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo de la cantidad de
concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
1119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119903119886119889119900 rarr 9119898119897 119889119890 119886119892119906119886111119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119905119903119886119889119900 = 119909 rarr 1000119898119897 119889119890 119886119892119906119886
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta concentracioacuten
o molaridad M corresponde a la relacioacuten
119872 =ndeg moles
Volumen de solucioacuten en litros=
119899
119881(1)
Recuerde que
ndeg moles =119898119886119904119886
119898119886119904119886 119898119900119897119890119888119906119897119886119903=
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)
=119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)(2)
Reemplazando (2) en (1)
119872 =
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897frasl )
V (L) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten conociendo la masa
de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la solucioacuten
Despejando de (3)
119898(119892119903)119872 = 119872 lowast 119872119872(119892119903
119898119900119897frasl ) lowast V (L)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
41
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M ldquoTemas
de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2003 (2ordm
edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio y
ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 - 1 (1ordm
edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA 1977
(8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El Ateneo
Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995 ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA 1977
(2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo Editorial
Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash 1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998 (5ordm
Edicioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
6
El hielo funde en iguales condiciones a la temperatura de 0degC
Esto nos indica que 0degC es la temperatura de equilibrio para el sistema HIELO-AGUA
Si al sistema se le proporciona calor el hielo se fundiraacute
Si en cambio se le quita calor el agua se solidificaraacute
VAPORIZACIOacuteN se engloban bajo este nombre los fenoacutemenos de evaporacioacuten y ebullicioacuten
EVAPORACIOacuteN si las moleacuteculas de un liacutequido aumentan su energiacutea interna las maacutes
proacuteximas a la superficie (que ademaacutes tienen fuerzas de atraccioacuten de menor intensidad que
las que se hallan maacutes abajo) abandonan el estado liacutequido y pasan al estado gaseoso
Las moleacuteculas que escapan llevan mucha energiacutea interna y le restan a la que posee la
masa liacutequida por eso la temperatura del liacutequido disminuye mientras se produce la
evaporacioacuten La evaporacioacuten es el pasaje del estado liacutequido al estado de vapor o de gas que
se verifica en la superficie del liacutequido La rapidez con que se efectuacutea la evaporacioacuten
depende de varios factores La naturaleza del liacutequido los que evaporan raacutepidamente se
denominan volaacutetiles (sulfuro de carbono y cloroformo) Los no volaacutetiles lo hacen con lentitud
Ej Agua mercurio La superficie expuesta cuanto mayor la superficie mayor velocidad de
evaporacioacuten La presioacuten exterior la velocidad de evaporacioacuten es proporcional a la diferencia
entre la presioacuten del vapor del liacutequido y la presioacuten del vapor en la atmoacutesfera (por esta razoacuten la
ropa huacutemeda tarda en secar los diacuteas de mucha humedad porque la diferencia es casi nula)
La circulacioacuten de una corriente de aire sobre el liacutequido las telas mojadas secan maacutes
raacutepidamente con el viento
EBULLICIOacuteN si a un liacutequido se le suministra calor muchas de sus moleacuteculas adquieren
energiacutea interna suficiente como para pasar a la fase gaseosa El pasaje del vapor se
produce en varios puntos de la masa del liacutequido incluida la superficie Estas porciones
gaseosas ascienden a la superficie formando burbujas ldquoel liacutequido entra en Ebullicioacutenrdquo
Ebullicioacuten es el pasaje del estado liacutequido al gaseoso que se cumple en el seno y en la
superficie del liacutequido Cada liacutequido tiene una temperatura de ebullicioacuten que le es propia y lo
caracteriza (constante fiacutesica) Mientras dura la ebullicioacuten de un liacutequido la temperatura de sus
vapores permanece constante La presioacuten que soporta el liacutequido modifica su temperatura de
ebullicioacuten Si la presioacuten que soporta un liacutequido que se ejerce sobre una masa de agua es
menor de 1 atm (76 cm de mercurio) la ebullicioacuten se produce a menos de 100degC Si la
presioacuten es mayor tambieacuten aumenta la temperatura a la que el liacutequido ebulle
VAPORES Y GASES Los vapores como el agua por efecto de enfriamiento o compresioacuten
pasan al estado liacutequido ldquose condensanrdquo Los gases como el CO2 para pasar al estado
liacutequido deben enfriarse hasta cierta temperatura y luego comprimirse entonces ldquoLICUANrdquo
TEMPERATURA CRIacuteTICA es aquella que por encima de la cual no es posible licuar a
ninguacuten gas ldquocualquiera sea la presioacutenrdquo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
7
VOLATILIZACION Y SUBLIMACION El pasaje del estado soacutelido al gaseoso sin pasar por el
estado liacutequido se denomina volatilizacioacuten El pasaje del estado gaseoso al soacutelido sin pasar
por el estado liacutequido se denomina sublimacioacuten Ejemplos naftalina yodo aacutecido benzoico Si
un soacutelido volatiliza sus vapores pueden sublimar
La materia existe en diferentes fases o estados Modificando la temperatura y la presioacuten de
una porcioacuten de materia eacutesta puede pasar de uno de sus estados (soacutelido liacutequido o gaseoso)
a otro se trata de una transicioacuten de fase o cambio de estado
SISTEMAS MATERIALES toda porcioacuten del universo que se aiacutesla real o imaginariamente
para su estudio Es un cuerpo o un conjunto de cuerpo o de partes de un cuerpo o una
porcioacuten de universo que aislamos convenientemente para someterlo a estudio
ESTADOS DE AGREGACIOacuteN DE LOS SISTEMAS (CLASIFICACION)
Sistemas Homogeacuteneos
Son aquellos que en todos los puntos de su masa poseen las mismas propiedades
intensivas
Diluyendo sal en agua (solucioacuten) y determinando luego las propiedades intensivas de varias
porciones diferentes extraiacutedas de la solucioacuten se podraacute comprobar que las propiedades
intensivas de todas las porciones son iguales ldquoSe considera que el sistema agua salada es
un sistema homogeacuteneo
Todo sistema homogeacuteneo se caracteriza por presentar continuidad cuando se lo observa a
simple vista al microscopio y aun al ultramicroscopio
Si analizamos las propiedades intensivas de la muestra de agua pura (punto de ebullicioacuten
de fusioacuten densidad) Veremos que ella permanece constante para cualquier porcioacuten de
agua que se considere igualmente en el cloruro de sodio (sal)
Sistemas Heterogeacuteneos
Son aquellos que presentan distintas propiedades intensivas en por lo menos 2 de sus
puntos Si analizamos un sistema constituido por agua y nafta comprobaremos que no
posee homogeneidad ya que puede discriminarse a simple vista entre la zona ocupada por
un liacutequido y la que ocupa el otro Esta disposicioacuten demuestra que las densidades son
distintas
Sistema Inhomogeacuteneo Es aquel cuyas propiedades intensivas variacutean en forma gradual y
continua Puntos proacuteximos en estos sistemas tienen propiedades semejantes pero si se
analizan porciones muy separadas unas de otras se exhiben propiedades diferentes Ej
atmoacutesfera terrestre
FASE es cada uno de los sistemas homogeacuteneos que componen un sistema heterogeacuteneo
Las fases estaacuten separadas unas de otras en los sistemas heterogeacuteneos por superficies
llamadas interfases Los sistemas inhomogeacuteneos no presentan interfases bien
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
8
determinadas Las fases pueden presentar cualquiera de los 3 estados fiacutesicos y estaacuten
separadas entre siacute por superficies netas y definidas
SEPARACIOacuteN DE FASES en la naturaleza los sistemas homogeacuteneos suelen formar parte
de sistemas heterogeacuteneos cuyas fases es necesario separar Para ello se emplean diversos
meacutetodos cuyas caracteriacutesticas dependen del estado fiacutesico que presentan fases
Solubilizacioacuten Permite separar un soacutelido soluble de otro insoluble Ej Arena y sal Si se
antildeade agua al sistema la sal se disuelve complementando con filtracioacuten y evaporacioacuten
Tamizacioacuten meacutetodo de separacioacuten se emplea cuando el sistema heterogeacuteneo estaacute
formado por fases soacutelidas cuyas partiacuteculas son de diferente tamantildeo Ej para separar la
arena del canto rodado se utiliza un tamiz o malla metaacutelica Las partiacuteculas de mayor tamantildeo
quedan sobre el tamiz y las maacutes pequentildeas la atraviesan
Levigacioacuten se separan sistemas heterogeacuteneos formados por fases soacutelidas de distinta
densidad Ej para separar el oro de las arenas auriacuteferas se hace pasar sobre el sistema
una corriente de agua que arrastra el componente maacutes liviano (arena) y deja el maacutes pesado
(oro)
Flotacioacuten se separan sistemas heterogeacuteneos en reposo formado por soacutelidos de distinta
densidad tales como arena y partiacuteculas de corcho Si se sumerge el sistema en un liacutequido
de densidad intermedia ej agua la fase maacutes liviana flota y la pesada se deposita en el
fondo del recipiente
Filtracioacuten separa una fase soacutelida dispersa en un medio liacutequido tal como talco en agua El
material filtrante es papel de filtro tambieacuten se utiliza arena carboacuten en polvo amianto
algodoacuten
Decantacioacuten separa las fases de un sistema heterogeacuteneo formado por liacutequidos no
miscibles (no solubles entre siacute) de distinta densidad ej agua y nafta Si se deja el sistema
en reposo por diferencia de densidad se separan ambas fases la nafta sobrenada y el
agua se deposita en el fondo En los laboratorios se emplean recipientes especiales
denominados ampollas o embudos de decantacioacuten Cuando se abre la llave el liacutequido que
ocupa la posicioacuten inferior circula hacia abajo y ambas raciones se separan La decantacioacuten
se emplea tambieacuten para separar una fase soacutelida dispersa en un liacutequido tal como arena en
agua por diferencia de densidad la arena se deposita en el fondo luego se inclina el
recipiente eliminando el agua
Centrifugacioacuten se emplea para acelerar el proceso de decantacioacuten sometiendo el
sistema a una rotacioacuten La fuerza centriacutefuga que actuacutea sobre las fases permite la separacioacuten
de las mismas con mayor rapidez
Dilucioacuten se aplica cuando una de las fases es soluble en un determinado solvente
mientras la otra no lo es Un sistema formado por arena y sal puede ser separado
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
9
introducieacutendolo en un recipiente que contiene agua luego de agitar el sistema para permitir
la disolucioacuten de la sal se lo somete a filtracioacuten separaacutendose asiacute la arena del agua salada A
su vez se separa el agua de la sal por evaporacioacuten del disolvente
Sublimacioacuten permite separar aquellas fases capaces de sublimar asiacute ocurre en el caso
de un sistema constituido por yodo y arena El yodo sublima por efecto del calor y se
convierte en vapor adoptando luego nuevamente el estado soacutelido al tomar contacto con una
superficie friacutea
CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS HOMOGEacuteNEOS
a) SUSTANCIAS PURAS son sistemas homogeacuteneos que estaacuten formados por una sola
sustancia Poseen propiedades especiacuteficas o intensivas o constantes Resisten
procedimientos mecaacutenicos y fiacutesicos de anaacutelisis
b) SOLUCIONES son tambieacuten sistemas homogeacuteneos pero se hallan formadas por maacutes de
una sustancia por lo que pueden separarse en fracciones (sal-agua) por medios fiacutesicos
Ej destilacioacuten
A estos procedimientos por los cuales puede separarse un sistema homogeacuteneo en dos o
maacutes fracciones se denominan ldquoMeacutetodos de Fraccionamientordquo
FRACCIONAMIENTO DE AGUNOS SISTEMAS HOMOGEacuteNEOS (SOLUCIONES)
Destilacioacuten simple se emplea para separar un liacutequido de las sales disueltas en eacutel Asiacute es
posible obtener agua pura a partir de agua de mar Si la solucioacuten es llevada a una
temperatura adecuada el agua se vaporiza separaacutendose de la sal disuelta en ella Al
condensar el vapor de agua obtenemos nuevamente agua en estado liacutequido
Destilacioacuten fraccionada se emplea para separar liacutequidos volaacutetiles que tengan puntos de
ebullicioacuten diferentes En la praacutectica se utilizan dispositivos llamados columnas rectificadoras
o deflagmadores permiten una separacioacuten definida de los liacutequidos
Cristalizacioacuten empleado para obtener un soacutelido disuelto en un liacutequido siempre que aquel
tenga la propiedad de cristalizar Por evaporacioacuten del disolvente se separa el soacutelido
cristalino Es posible obtener sal a partir del agua salada dejando simplemente que el agua
se evapore
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
10
Cromatografiacutea en papel esta teacutecnica se basa en el principio por el cual varios solutos en
contacto con dos disolventes no miscibles entre siacute se reparten entre ellos Esta distribucioacuten
se realizaraacute de acuerdo con la solubilidad de cada uno de los solutos en cada disolvente
SOLUCIONES sistemas dispersos Homogeacuteneos 1 FASE
DISPERSIONES sistemas dispersos Heterogeacuteneos VARIAS FASES
En estos sistemas dispersos se distinguen dos medios
a) El medio externo o fase dispersante
b) El medio interno o fase dispersa
FASE DISPERSANTE O EXTERNA FASE DISPERSA O INTERNA
Tinta China AGUA NEGRO DE HUMO
Niebla AIRE AGUA
Agua azucarada 1 sola fase AGUA AZUCAR
CARACTERES DE LOS SISTEMAS DISPERSOS O MEZCLAS
a) Los componentes de las mezclas conservan sus propiedades
b) Intervienen en proporciones variadas
c) En ellos hay diferentes clases de moleacuteculas
d) Cuando son homogeacuteneos se pueden fraccionar
e) Cuando son heterogeacuteneos se pueden separar en fases
CASOS POSIBLES DE SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten sea el estado fiacutesico del dispersante (Solvente) y el Disperso (soluto) existen casos
posibles de mezclas o sistemas dispersos
Dispersante
(Solvente)
MEZCLAS EJEMPLOS
GASEOSO
GAS EN GAS AIRE
LIQUIDO EN GAS NIEBLA
SOacuteLIDO EN GAS HUMO
LIQUIDOS
GAS EN LIacuteQUIDO OXIGENO EN AGUA
LIQUIDO EN LIQUIDO ACEITE EN AGUA
SOacuteLIDO EN LIQUIDO SAL EN AGUA
SOacuteLIDOS
GAS EN SOacuteLIDO HIELO CON AIRE
LIQUIDO EN SOacuteLIDO AZUCAR HUMEDA
SOacuteLIDO EN SOacuteLIDO ARENA Y AZUFRE EN
POLVO
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
11
CLASIFICACIOacuteN DE LOS SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten el grado de divisioacuten de las partiacuteculas dispersas los sistemas dispersos se clasifican
en
1) Dispersiones Macroscoacutepicas o Groseras sistema heterogeacuteneo mayor a 500000
Amstrong (50 μm) Ejemplo agua-arena
2) Dispersiones finas sistemas heterogeacuteneos visibles al microscopio Menores a 500000
Amstrong (50 μm) y mayores a 10 3 Amstrong (01 μm)
Toman distintos nombres seguacuten el estado fiacutesico de los medios dispersos o dispersantes
a) Emulsiones ambos medios liacutequidos (leche Crema + Suero)
b) Suspensiones medio dispersante liacutequido y disperso soacutelido (Tinta China)
3) Dispersiones o sistemas coloidales marcan el liacutemite entre ambos sistemas Homogeacuteneo y
Heterogeacuteneo visibles al ultramicroscopio entre 01 μm y 0001μm
4) Soluciones verdaderas las partiacuteculas dispersas son moleacuteculas o iones menores a 0001
μm Sistemas homogeacuteneos sal en agua azuacutecar en agua
ENERGIA Es la capacidad que tienen los cuerpos para generar trabajo La Energiacutea puede
manifestarse de diferentes maneras en forma de movimiento (cineacutetica) de posicioacuten
(potencial) de calor de electricidad de radiaciones electromagneacuteticas etc Seguacuten sea el
proceso En nuestra asignatura nos interesa la Energiacutea quiacutemica es la que se produce en
las reacciones quiacutemicas Una pila o una bateriacutea poseen este tipo de energiacutea como tambieacuten
la que posee el carboacuten y que se manifiesta al quemarlo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
12
Representacioacuten de los tipos de energiacutea
TEMPERATURA Es una medida de la cantidad de calor de los cuerpos Para medirla se
utilizan termoacutemetros El desarrollo de teacutecnicas para la medicioacuten de la temperatura ha pasado
por un largo proceso histoacuterico ya que es necesario darle un valor numeacuterico a una idea
intuitiva como es el friacuteo o el calor Los termoacutemetros pueden ser calibrados de acuerdo a una
multitud de escalas que dan lugar a unidades de medicioacuten de la temperatura En el Sistema
Internacional de Unidades la unidad de temperatura es el kelvin (K) y la escala
correspondiente es la escala Kelvin o escala absoluta que asocia el valor laquocero kelvinraquo (0
K) al laquocero absolutoraquo y se graduacutea con un tamantildeo de grado igual al del grado Celsius Sin
embargo fuera del aacutembito cientiacutefico el uso de otras escalas de temperatura es comuacuten La
escala maacutes extendida es la escala Celsius llamada laquocentiacutegradaraquo y en mucha menor
medida y praacutecticamente solo en los Estados Unidos la escala Fahrenheit Unidades de
medidas en el caso de la escala Centiacutegrado la unidad de medida corresponde a 1100 entre
el punto triple del agua y la temperatura de ebullicioacuten del agua a 1 atmoacutesfera de presioacuten
Para la escala Fahrenheit su unidad de medida se define como 59 de 1ordmC Antiguamente el
100ordmF correspondiacutea a la temperatura media del cuerpo humano (reflejo de la formacioacuten
meacutedica de su creador) Asiacute alguien tiene fiebre cuando estaacute sobre 100ordmF
En lo recieacuten visto se constata que la escala Fahrenheit tiene puntos de referencia poco
precisos a diferencia de la escala Centiacutegrada Esto hace que actualmente la
escala Fahrenheit tenga su referencia real en la Centiacutegrada
Para pasar de grados Centiacutegrado a grados Fahrenheit usar la siguiente conversioacuten
ordmF = 95ordmC + 32ordmC
Para pasar de grados Fahrenheit a grados Centiacutegrado usar la siguiente conversioacuten
ordmC = (ordmF - 32ordm) x 59
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
13
UNIDAD Ndeg II ESTRUCTURA ATOacuteMICA
Estructura atoacutemica generalidades Partiacuteculas atoacutemicas y subatoacutemicas Modelos Atoacutemicos
Nuacutemero maacutesico y nuacutemero atoacutemico Isoacutetopos e isoacutebaros
Modelos atoacutemicos modernos Nuacutemeros cuaacutenticos Orbitales Regla de construccioacuten atoacutemica
llenado de orbitales Principio de exclusioacuten de Pauling Regla de Hund Tabla perioacutedica
moderna Periacuteodos grupos y subgrupos caracteriacutesticas Tipo de enlace enlace ioacutenico y
covalente
ATOMO Y MOLEacuteCULA
EVOLUCIOacuteN DEL MODELO ATOacuteMICO
1) El primer modelo atoacutemico en 1898 Thompson lo propuso describiendo al aacutetomo como
una esfera con caga positiva en la que estaban incrustadas unas pocas partiacuteculas con carga
negativas llamadas electrones
2) Aacutetomo de Rutherford en 1911 descubrioacute que
a) el aacutetomo estaacute formado por un nuacutecleo central cargado positivamente rodeado de
electrones que giran (siacutemil sistema planetario) alrededor
b) El nuacutecleo concentra casi toda la masa del aacutetomo
c) La masa de las cargas positivas (protones) es aproximadamente igual a la mitad de la
masa del aacutetomo
3) Niveles Espectroscoacutepicos modelo de Borh
Descubrioacute que los electrones de un aacutetomo soacutelo pueden tener determinados valores de
energiacutea Propuso que la energiacutea de un electroacuten estaba relacionada con la distancia de su
orbital al nuacutecleo Por lo tanto los electrones soacutelo giraban en torno al nuacutecleo a determinadas
distancias en oacuterbitas cuantizadas que correspondiacutean a energiacuteas permitidas
Conclusiones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
14
a) Los electrones pueden girar en oacuterbitas determinadas sin perder energiacutea
b) Estos niveles permitidos o definidos de energiacutea Los electrones no absorben ni emiten
energiacutea Por ello se los denomina niveles estacionarios
c) Cuando el electroacuten gira en la oacuterbita maacutes cercana al nuacutecleo el aacutetomo se encuentra en su
estado maacutes estable ldquoNormalrdquo de energiacutea miacutenima Si el aacutetomo recibe un impulso energeacutetico
externo (luz calor electricidad) el electroacuten puede saltar a otra oacuterbita maacutes alejada es decir
de mayor energiacutea el aacutetomo que contiene el electroacuten en uno de estos estados recibe el
nombre de ldquoAacutetomo Excitadordquo es decir que el aacutetomo absorbe energiacutea cuando el electroacuten
ldquoSaltardquo hacia un nivel maacutes alejado del nuacutecleo y absorbe cuando lo hace hacia eacutel
d) La diferencia de energiacutea al pasar el electroacuten de uno a otro nivel es proporcional a la
radiacioacuten emitida o absorbida multiplicada por una constante ldquohrdquo es decir
E2 ndash E1 = hv o bien E2 ndash E1 = constante h
v
Aacutetomo de SHODINGER 1926 seguacuten el modelo propuesto los electrones no giran en torno
al nuacutecleo sino que se comportan maacutes bien como ondas que se desplazan alrededor del
nuacutecleo a determinada distancia y con determinadas energiacuteas Este modelo resulta ser el
maacutes exacto los fiacutesicos emplean ecuaciones que describen la onda electroacutenica para hallar la
regioacuten del espacio en la que resulta maacutes probable que se encuentre el electroacuten
CONCEPTO DE ORBITAL ATOacuteMICO Seguacuten el principio de indeterminacioacuten debido a la
enorme velocidad del electroacuten soacutelo es posible calcular ldquola probabilidad de hallarlo en una
zona alrededor del nuacutecleo del aacutetomordquo De acuerdo con este razonamiento el electroacuten se
mueve alrededor del nuacutecleo de manera tal que produce una ldquoNube electroacutenicardquo de carga
negativa cuya densidad indica donde es mayor la probabilidad de ubicarlo Aparece asiacute un
nuevo concepto el de orbital atoacutemico que es la regioacuten del espacio alrededor del nuacutecleo
donde es mayor la probabilidad de hallar al electroacuten El electroacuten entonces no ocupa una
oacuterbita sino un orbital
El avance en el conocimiento ha dado lugar al modelo atoacutemico actual propuesto por la
Mecaacutenica Cuaacutentica (modelo de Schroumldinger)
El modelo de Bohr es un modelo unidimensional que utiliza un nuacutemero (n) para describir la
distribucioacuten de electrones en el aacutetomo El modelo de Schroumldinger permite que el electroacuten
ocupe un espacio tridimensional Por lo tanto requiere tres nuacutemeros conocidos como
nuacutemeros cuaacutenticos para describir los orbitales en los que se puede encontrar al electroacuten
El nuacutemero cuaacutentico principal ldquonrdquo describe el tamantildeo del orbital por ejemplo los
orbitales para los cuales n = 2 son maacutes grandes que aquellos para los cuales n = 1
Puede tomar cualquier valor entero empezando desde 1
n = 1 2 3 4 etc
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
15
El nuacutemero cuaacutentico del momento angular orbital ldquolrdquo describe la forma del orbital
atoacutemico Puede tomar todos los valores naturales desde 0 hasta n-1 (siendo n el valor del
nuacutemero cuaacutentico principal) Por ejemplo si n = 5 los valores del son
I = 0 1 2 3 4
Se designa a los orbitales atoacutemicos en funcioacuten del valor del nuacutemero cuaacutentico secundario l
como
l = 0 orbital s (sharp)
l = 1 orbital p (principal)
l = 2 orbital d (diffuse)
l = 3 orbital f (fundamental)
El nuacutemero cuaacutentico magneacutetico ldquomrdquo determina la orientacioacuten espacial del orbital Se
denomina magneacutetico porque esta orientacioacuten espacial se acostumbra a definir en relacioacuten a
un campo magneacutetico externo Puede tomar valores enteros desde -l hasta +l Por ejemplo si
l = 2 los valores posibles para m son
m = -2 -1 0 1 2
El nuacutemero cuaacutentico de espiacuten ldquosrdquo soacutelo puede tomar dos valores +12 y -12 Indican el
sentido de la rotacioacuten del electroacuten sobre su eje como las ajugas del reloj o en sentido
contrario
Capas y Subcapas principales
Todos los orbitales con el mismo valor del nuacutemero cuaacutentico principal n se encuentran en la
misma capa electroacutenica principal o nivel principal y todos los orbitales con los mismos
valores de n y ml estaacuten en la misma subcapa o subnivel
El nuacutemero de subcapas en una capa principal es igual al nuacutemero cuaacutentico principal esto es
hay una subcapa en la capa principal con n = 1 dos subcapas en la capa 37 principal con n
= 2 y asiacute sucesivamente El nombre dado a una subcapa independientemente de la capa
principal en la que se encuentre estaacute determinado por el nuacutemero cuaacutentico l de manera que
como se ha indicado anteriormente ml=0 (subcapa s) ml=1 (subcapa p) ml=2 (subcapa d)
y m = 3 (subcapa f)
El nuacutemero de orbitales en una subcapa es igual al nuacutemero de valores permitidos de m para
un valor particular de m por lo que el nuacutemero de orbitales en una subcapa es 2m + 1 Los
nombres de los orbitales son los mismos que los de las subcapas en las que aparecen
Orbitales s Orbitales p Orbitales d Orbitales f
l = 0 l = 1 l = 2 l = 3
m = 0 m = -1 0 1 m = -2 -1 0 1 2 m = -3 -2 -1 0 1 2 3
Un orbital s en una subcapa s
Tres orbitales p en una subcapa p
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
16
Cinco orbitales d en una subcapa d
Siete orbitales f en una subcapa f
Forma y tamantildeos de los orbitales
Los orbitales s (m = 0) tienen forma esfeacuterica El tamantildeo de este orbital depende del valor del
nuacutemero cuaacutentico principal un orbital 3s tiene la misma forma pero es mayor que un orbital
2s
Los orbitales p (m = 1) estaacuten formados por dos loacutebulos ideacutenticos que se proyectan a lo largo
de un eje La zona de unioacuten de ambos loacutebulos coincide con el nuacutecleo atoacutemico Hay tres
orbitales p (m =-1 m = 0 y m = +1) de ideacutentica forma que difieren soacutelo en su orientacioacuten a lo
largo de los ejes x y o z
Los orbitales d (m = 2) tambieacuten estaacuten formados por loacutebulos Hay cinco tipos de orbitales d
(que corresponden a m = -2 -1 0 1 2)
Los orbitales f (m = 3) tambieacuten tienen un aspecto multilobular Existen siete tipos de orbitales
f (que corresponden a m = -3 -2 -1 0 +1 +2 +3)
A continuacioacuten utilizaremos los nuacutemeros cuaacutenticos para describir la estructura electroacutenica
del aacutetomo de hidroacutegeno
El uacutenico electroacuten de un aacutetomo de hidroacutegeno se encuentra en el nivel de energiacutea maacutes bajo es
decir n = 1 y dado que la primera capa principal contiene soacutelo un orbital s el nuacutemero
cuaacutentico orbital es m = 0 El uacutenico valor posible para el nuacutemero cuaacutentico magneacutetico es m = 0
Cualquiera de los dos estados de spin son posibles para el electroacuten
ORBITALES S
ORBITALES P
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
17
AacuteTOMOS MULTIELECTROacuteNICOS
En los aacutetomos multielectroacutenicos los electrones se repelen tratando de permanecer alejados
de los demaacutes
Configuraciones electroacutenicas
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo consiste en indicar coacutemo se distribuyen sus
electrones entre los diferentes orbitales en las capas principales y las subcapas Esta
distribucioacuten se realiza apoyaacutendonos en tres reglas energiacutea de los orbitales principio de
exclusioacuten de Pauli y regla de Hund
Energiacutea de los orbitales los electrones ocupan los orbitales de forma que se minimice la
energiacutea del aacutetomo El orden exacto de llenado de los orbitales se establecioacute
experimentalmente principalmente mediante estudios espectroscoacutepicos y magneacuteticos y es
el orden que debemos seguir al asignar las configuraciones electroacutenicas a los elementos El
orden de llenado de orbitales es
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1 4p6 5s2 4d 5p6 6s2 4f1 5d 6p6 7s2 5f 6d 7p6
Para recordar este orden maacutes faacutecilmente se puede utilizar el diagrama siguiente
ORBITALES D
ORBITALES F
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
18
Empezando por la liacutenea superior sigue las flechas y el orden obtenido es el mismo que en la
serie anterior Debido al liacutemite de dos electrones por orbital la capacidad de una subcapa de
electrones puede obtenerse tomando el doble del nuacutemero de orbitales en la subcapa Asiacute la
subcapa s consiste en un orbital con una capacidad de dos electrones la subcapa p
consiste en tres orbitales con una capacidad total de seis electrones la subcapa d consiste
en cinco orbitales con una capacidad total de diez electrones la subcapa f consiste en siete
orbitales con una capacidad total de catorce electrones
En un determinado aacutetomo los electrones van ocupando y llenando los orbitales de menor
energiacutea cuando se da esta circunstancia el aacutetomo se encuentra en su estado fundamental
Si el aacutetomo recibe energiacutea alguno de sus electrones maacutes externos puede saltar a orbitales
de mayor energiacutea pasando el aacutetomo a un estado excitado
Principio de exclusioacuten de Pauli en un aacutetomo no puede haber dos electrones con los
cuatro nuacutemeros cuaacutenticos iguales Los tres primeros nuacutemero cuaacutenticos n l y m determinan
un orbital especiacutefico Dos electrones en un aacutetomo pueden tener estos tres nuacutemeros
cuaacutenticos iguales pero si es asiacute deben tener valores diferentes del nuacutemero cuaacutentico de
spiacuten Es decir un orbital solamente puede estar ocupado por dos electrones y eacutestos deben
tener spines opuestos
Regla de Hund al llenar orbitales de igual energiacutea (los tres orbitales p los cinco orbitales
d o los siete orbitales f) los electrones se distribuyen siempre que sea posible con sus
espines paralelos es decir desapareados
Ejemplo
La estructura electroacutenica del 7N es
1s2
2s2
2px1
2py1
2pz1
Para asignar las configuraciones electroacutenicas a los elementos por orden de su nuacutemero
atoacutemico creciente veamos el siguiente ejemplo de coacutemo seriacutea la configuracioacuten electroacutenica
para Z = 11 hasta Z = 18 es decir desde el Na hasta el Ar
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
19
Cada uno de estos elementos tiene las subcapas 1s 2s y 2p llenas Como la configuracioacuten
1s2 2s2 2p6 corresponde a la del neoacuten se denomina configuracioacuten interna del neoacuten y se
representa con el siacutembolo quiacutemico del neoacuten entre corchetes es decir [Ne] Los electrones
que se situacutean en la capa electroacutenica del nuacutemero cuaacutentico principal maacutes alto (externos) se
denominan electrones de valencia Ej configuracioacuten electroacutenica para Mg Al Si P S Cl y
Ar
Mg [Ne] 3s2
Al [Ne] 3s2 3p1
Si [Ne] 3s2 3p2
P [Ne] 3s2 3p3
S [Ne] 3s2 3p4
Cl [Ne] 3s2 3p5
Ar [Ne] 3s2 3p643
MOLECULA es la menor porcioacuten de sustancia que puede existir en estado libre
conservando las propiedades de esa sustancia y es un conjunto neutro de aacutetomos que se
comporta como una unidad
TABLA PERIODICA
La tabla perioacutedica proporciona la informacioacuten acerca de los elementos quiacutemicos referente a
su estructura interna y propiedades fiacutesicas o quiacutemicas La tabla perioacutedica moderna explica
en forma detallada y actualizada las propiedades de los elementos quiacutemicos tomando como
base su estructura atoacutemica
Seguacuten sus propiedades quiacutemicas los elementos se clasifican en metales y no metales Hay
maacutes elementos metaacutelicos que no metaacutelicos Los mismos elementos que hay en la tierra
existen en otros planetas del espacio sideral El estudiante debe conocer ambas clases sus
propiedades fiacutesicas y quiacutemicas importantes no memorizar sino familiarizarse asiacute por
ejemplo familiarizarse con la valencia de los principales elementos metaacutelicos y no metaacutelicos
no en forma individual o aislada sino por grupos o familias (I II III etc) y de ese modo
aprender de manera faacutecil y aacutegil formulas y nombres de los compuestos quiacutemicos que es
parte vital del lenguaje quiacutemico
Antecedentes e Historia a la tabla perioacutedica actual
Durante los primeros 25 antildeos del siglo XIX se descubrieron 20 nuevos elementos A medida
que el nuacutemero de elementos conocidos aumentaba resultaron evidentes las semejanzas
fiacutesicas y quiacutemicas entre algunos de ellos Entonces los quiacutemicos entendieron que el estudio
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
20
de las propiedades de los elementos quiacutemicos era maacutes faacutecil agrupaacutendolos seguacuten sus
propiedades semejantes en base a una ley natural
En 1913 Henry Moseley descubrioacute el principio o ley natural que guiacutea la clasificacioacuten
moderna las propiedades de los elementos son funciones perioacutedicas de sus nuacutemeros
atoacutemicos
El descubrimiento de esta ley perioacutedica necesitoacute dos acontecimientos previos
El establecimiento de una serie de pesos atoacutemicos
La concepcioacuten del aacutetomo nuclear con un numero definido de protones e igual nuacutemero de
electrones que giran a su alrededor
Las Triadas de Johan Dobereiner (1817) agrupan los elementos hasta entonces conocidos
en serie de tres elementos llamaacutendolo ldquotriadasrdquo Los elementos que pertenecen a una triada
poseen propiedades quiacutemicas semejantes Ademaacutes el elemento central posee un peso
atoacutemico (PA) aproximadamente igual a la semisuma de los PA de los elementos
extremos
Hacia 1850 los quiacutemicos habiacutean llegado a identificar unas veinte triadas Se descartoacute de
esta forma agruparlos porque se descubrieron nuevos elementos que no cumpliacutean con esta
regla
Ordenamiento Helicoidal o Tornillo Teluacuterico de Chancourtois (1862) geoacutelogo franceacutes
propone una clasificacioacuten perioacutedica de los elementos en forma de heacutelice que llamoacute Caracol
Teluacuterico En un cilindro trazoacute una heacutelice con un aacutengulo de 45deg sobre la base y en ella se fue
colocando los elementos en funcioacuten creciente de sus pesos atoacutemicos de tal manera que la
liacutenea vertical (generatriz) del cilindro intercepta a los elementos con propiedades
semejantes
Ley de Las Octavas de John Newlands (1864) Este quiacutemico ingleacutes ordenoacute los elementos
quiacutemicos hasta en ese entonces conocidos en grupo de 7 elementos cada uno en funcioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
21
creciente a sus pesos atoacutemicos de tal modo que el octavo elemento teniacutea propiedades
semejantes al primer elemento del grupo anterior Esta forma de clasificar se llamoacute Ley de
las Octavas
Tabla Perioacutedica de Dimitri Mendeleiev y Lothar Meyer (1869) Se denomina tabla
perioacutedica porque el ordenamiento estaacute basado en la variacioacuten perioacutedica de las propiedades
de los elementos
Descripcioacuten de la Tabla de Mendeleiev
Los 63 elementos conocidos hasta ese entonces fueron ordenados en funcioacuten creciente a
su peso atoacutemico en series (filas) y grupos (columnas)
Asigna a los elementos de un mismo grupo una valencia asiacute los elementos del grupo III
tendraacuten valencia igual a tres por lo tanto el nuacutemero de grupo era igual a la valencia
Los elementos de un mismo grupo poseen propiedades semejantes asiacute por ejemplo
forman oacutexidos e hidruros de foacutermulas similares porque teniacutean igual valencia
La tabla posee ocho grupos
ldquoLas propiedades de los elementos quiacutemicos es una funcioacuten perioacutedica de su nuacutemero atoacutemico
(Z) es decir variacutean en forma sistemaacutetica o perioacutedica con la carga nuclearrdquo
DESCRIPCION GENERAL
1 Los 109 elementos reconocidos por la Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada
(IUPAC) estaacuten ordenados seguacuten el nuacutemero atoacutemico creciente en 7 periodos y 16 grupos (8
grupos A y 8 grupos B) Siendo el primer elemento Hidrogeno (Z = 1) y el uacuteltimo reconocido
hasta el momento meitnerio (Z = 109) pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118
2 Periodo es el ordenamiento de los elementos en liacutenea horizontal Estos elementos
difieren en propiedades pero tienen la misma cantidad de niveles en su estructura atoacutemica
Tener presente que
Numero de periodos = Numero de niveles del aacutetomo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
22
Cada periodo (excepto el primero) comienza con un metal alcalino y termina con un
gas noble
El seacuteptimo periodo estaacute incompleto
El sexto periodo es el que posee mayor cantidad de elementos (es el periodo maacutes
largo)
3 Grupo o Familia Es el ordenamiento de los elementos en columna Estos elementos
presentan similar disposicioacuten de sus electrones externos de alliacute que forman familias de
elementos con propiedades quiacutemicas similares
Grupos ldquoArdquo
Estaacuten formados por los elementos representativos donde los electrones externos o
electrones de valencia estaacuten en orbitales ldquosrdquo yo ldquoprdquo por lo tanto sus propiedades dependen
de estos orbitales
Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia variacutean de
manera muy regular a ello se debe el nombre de elemento representativo
Los electrones de valencia para un elemento representativo es el nuacutemero de electrones a
nivel externo que interviene en los enlaces quiacutemicos
Las propiedades quiacutemicas similares o anaacutelogas de los elementos de un grupo se debe a
que poseen igual nuacutemero de electrones de valencia lo cual indica a su vez el nuacutemero de
grupo
Grupos ldquoBrdquo
Estaacuten formados por elementos de transicioacuten en cuyos aacutetomos el electroacuten de mayor energiacutea
relativa estaacuten en orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo y sus electrones de valencia se encuentran en orbitales
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
23
ldquosrdquo (del uacuteltimo nivel) yu orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo por lo tanto sus propiedades quiacutemicas dependen
de estos orbitales
Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito entre elementos
metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases fuertes (IA y IIA) y los
elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes acentuado su tendencia a formar
aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia variacutean en forma
irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos del grupo I B
(Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y Mo) no cumplen la
distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los elementos
de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor energiacutea relativa en orbitales
ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya
abundancia en la naturaleza es muy escasa y muchas veces solo se encuentran en forma
de trazas combinados con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio (Z=71) poseen
propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio (Z=103)
poseen propiedades semejantes al actinio
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
24
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace interatoacutemico)
para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos metaacutelicos o covalentes) y
moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los estados condensados de la materia
(soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica)
predominante fuerza eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces quiacutemicos con la
finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute lograr una condicioacuten de mayor
estabilidad En el caso de los aacutetomos la estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su
configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace (energiacutea de
disociacioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
25
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los electrones
de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos) mediante el uso de puntos
o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2) notoacute que cada
aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la estructura electroacutenica del
gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los demaacutes aacutetomos que comparten electrones
al formar enlace quiacutemico llegan a adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no hay que
sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas excepciones las trataremos
posteriormente
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
26
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
27
UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS
Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios
Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula
molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro
Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o foacutermulas que
se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos quiacutemicos Actualmente
la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada (en ingleacutes International Union of
Pure and Applied Chemistry) es la maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica
la cual se encarga de establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos elementos pueden
ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos presenta maacutes
de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de sodio en este ejemplo
(IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las valencias con que
actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la terminacioacuten oso e
ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con un no metal
Con metales ej Na2O2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
28
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la palabra
hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua Son aacutecidos
oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido baacutesico con el
agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto queda con
una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de aacutetomos en
nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos forma compuestos con
propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal tantos
radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
O
H
Na
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
29
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA
HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales
oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro Hidroacutexido (III)
Caracteriacutesticas de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica incolora de
fenolftaleiacutena se vuelve roja
Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando que en la
foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula de Na2O con
una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de otros
metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio Estos dos
aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
30
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua Se denominan
OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales (fluacuteor cloro
bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA ANHIacuteDRIDO POR
ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE IGUALAN ASI
Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL METAL Y AL
FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
31
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno seguacuten
datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14 veces mayor que
la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le asignamos un valor
igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la masa del
aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA DOCEAVA
PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA CANTIDAD SE DENOMINA
UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa
atoacutemica Relativa (A) de un elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor
la masa de un aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de Carbono 12
La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de comparacioacuten la masa de un
aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar como unidad la doceava parte de la masa de
12C son nuacutemeros praacutecticamente iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16
la del H 1008 y la del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee
una masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112 parte del
aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una cantidad expresada
en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es monoatoacutemica 112 parte
de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea (UMA)Entonces masa molecular relativa
(M) de una sustancia es el nuacutemero que expresa cuantas veces es mayor la masa de una
moleacutecula de una sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
32
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina sumando las
masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos constituyen la moleacutecula de esa
sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o de agua es
una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir indistintamente al peso de la
arena a su volumen o a su masa Actualmente la cantidad de materia es una magnitud
diferente de la masa de la materia La cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas
(por ahora aacutetomos y moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone designar al
MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales como
aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas elementales que
pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
33
El nuacutemero de moles es igual pero al ser diferentes las masas de los aacutetomos de cada MOL
las masas de la misma cantidad de materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia cualquiera sea el
lugar donde se la determine
2) ldquoNordmrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg cualquiera
que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que variaraacute seguacuten la
latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas relativas de los
mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un elemento medida en
gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa atoacutemica relativa Ejemplo
La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de moleacuteculas de
sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un nuacutemero igual a su masa
molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono) 44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H
Posee 602 x 1023 aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un gas por la
densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de moleacuteculas del gas o sea el
volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
34
GAS
DENSIDAD (δ)
(gcm3)
m (g) V =119898
120575
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO 1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
d =mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N O en (CNTP)
hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de moleacuteculas de cualquier
sustancia en estado gaseoso en condiciones normales de temperatura y presioacuten (0degC
760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224 litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17 protones
pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el nuacutemero de
neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado exclusivamente por el ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas resultan nuacutemeros
fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es ligeramente diferente cuando se
consideran distinto patrones de unidad (masa del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del
aacutetomo de O2 Si cada elemento tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea
precisamente A (Ndeg entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un aacutetomo de O2
ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones por las cuales se considera
en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es
que de tal modo las masa atoacutemicas de muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a
nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual debe fijarse cuaacutel
de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya masa atoacutemica se considera
exactamente 120000 variedad maacutes estable y abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de diversos isoacutetopos
la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente traduce la mayor o menor
abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten centesimal del elemento) puede
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
35
calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar) Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo
elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y 2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
119860119903 =1199011
1119860 + 11987522119860
100
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias porcentuales 754 y
246 HALLAR SU MASA ATOMICA
119860119903 =754 times 35 + 246 times 37
100= 35492 cong 355
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el mismo ldquoNdeg
MASICOrdquo (A)
Ej Cloro (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A) y diferente
ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas Reaccionantes y otros
llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos experimentales se comproboacute que en estas
reacciones se mantienen relaciones de masas de y volumen que corresponden a las leyes
precisas Las leyes de las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las
sustancias que intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales de la
Quiacutemicardquo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
36
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece constante
cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los elementos
que hay en 100 g de ese compuesto
Comp de un elem =119899times119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119890119897119890119898119890119899119905119900
119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119888119900119898119901119906119890119904119905119900 x 100
Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la ECUACIOacuteN QUIacuteMICA
En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los compuestos de partida los REACTIVOS y
las de los compuestos obtenidos al final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se
separan por una flecha que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido
global de la transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni cambian su
identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica puesto que el nuacutemero y tipo
de aacutetomos que forman parte de los reactivos es igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los
productos Cuando una ecuacioacuten quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en
los reactivos y en los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este
modo la ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
37
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones de masas
voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la ecuacioacuten quiacutemica
son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en conjunto expresan la
conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten que contempla la conservacioacuten de los
aacutetomos se llama ECUACIOacuteN BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente
con el principio de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las sustancias
podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas de los
reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados por los coeficientes
estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin
embargo puede suceder que las relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los
reactivos no sea estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los reactivos en
exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en defecto se lo denomina
REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite de la cantidad de producto a obtener
En el laboratorio generalmente los reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la
relacioacuten exactamente necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en
exceso y por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto formado estaacute
determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza Para poder sacar
conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario identificar el reactivo limitante que es
el que va a determinar los liacutemites de una reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor
proporcioacuten con respecto a la relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con composiciones
variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras diferentes cuya unioacuten no
produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se
disuelve en otra (solvente) formando una sola fase Los componentes pueden separarse
utilizando procedimientos fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el
solvente o disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el solvente es
el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De acuerdo al estado fiacutesico de
los componentes pueden obtenerse los siguientes tipos de soluciones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
38
Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos sal Si
revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que la sal se disolvioacute
Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado solvente Variacutea con
la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La solubilidad de los soacutelidos en los
liacutequidos es siempre limitada y depende de la naturaleza del solvente de la naturaleza del
soluto de la temperatura y muy poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la
solubilidad de una sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la variacioacuten de la
solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solvente o
cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solucioacuten Siempre indica una
relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y la solucioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
39
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la cantidad
relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente Esta forma de expresioacuten
soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar es que una solucioacuten es maacutes o menos
diluida o maacutes o menos concentrada que otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten
saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que el solvente
puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega maacutes soluto no lo disuelve si
es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido
el exceso queda separado del solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa
si es un gas en un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En
una solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la misma
velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor que la que el
solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido como es el caso
del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto en agua la solubilidad
disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta con el aumento de la presioacuten En el
caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el
gas disuelto pero no se lo ve justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se
visualizan las burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes sustancia que la
correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que la solucioacuten es sobresaturada
Estas soluciones sobresaturadas son inestables pues el exceso de soluto ya sea por
agitacioacuten o enfriamiento tiende a separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten
de gas en liacutequido como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja temperatura
y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a elevada presioacuten Es por
ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten disminuye y el exceso de soluto se
separa de la solucioacuten y aparecen las burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de soluto y
solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de la solucioacuten o
del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso o masa en masa o mm
porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de volumen en volumen V V
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
40
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se quiere indicar que
contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se expresa 8 P V se quiere
indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de soluto y
solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en agua como 1100 la
cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y 100 partes de agua En cambio si
decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V V indica que hay 1ml de metanol por cada
100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
100119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 5119892119903 119889119890 11987011986111990380119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 119909 = 4119892119903 119889119890 119870119861119903
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la etiqueta ldquopara
preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo de la cantidad de
concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
1119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119903119886119889119900 rarr 9119898119897 119889119890 119886119892119906119886111119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119905119903119886119889119900 = 119909 rarr 1000119898119897 119889119890 119886119892119906119886
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta concentracioacuten
o molaridad M corresponde a la relacioacuten
119872 =ndeg moles
Volumen de solucioacuten en litros=
119899
119881(1)
Recuerde que
ndeg moles =119898119886119904119886
119898119886119904119886 119898119900119897119890119888119906119897119886119903=
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)
=119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)(2)
Reemplazando (2) en (1)
119872 =
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897frasl )
V (L) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten conociendo la masa
de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la solucioacuten
Despejando de (3)
119898(119892119903)119872 = 119872 lowast 119872119872(119892119903
119898119900119897frasl ) lowast V (L)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
41
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M ldquoTemas
de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2003 (2ordm
edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio y
ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 - 1 (1ordm
edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA 1977
(8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El Ateneo
Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995 ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA 1977
(2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo Editorial
Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash 1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998 (5ordm
Edicioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
7
VOLATILIZACION Y SUBLIMACION El pasaje del estado soacutelido al gaseoso sin pasar por el
estado liacutequido se denomina volatilizacioacuten El pasaje del estado gaseoso al soacutelido sin pasar
por el estado liacutequido se denomina sublimacioacuten Ejemplos naftalina yodo aacutecido benzoico Si
un soacutelido volatiliza sus vapores pueden sublimar
La materia existe en diferentes fases o estados Modificando la temperatura y la presioacuten de
una porcioacuten de materia eacutesta puede pasar de uno de sus estados (soacutelido liacutequido o gaseoso)
a otro se trata de una transicioacuten de fase o cambio de estado
SISTEMAS MATERIALES toda porcioacuten del universo que se aiacutesla real o imaginariamente
para su estudio Es un cuerpo o un conjunto de cuerpo o de partes de un cuerpo o una
porcioacuten de universo que aislamos convenientemente para someterlo a estudio
ESTADOS DE AGREGACIOacuteN DE LOS SISTEMAS (CLASIFICACION)
Sistemas Homogeacuteneos
Son aquellos que en todos los puntos de su masa poseen las mismas propiedades
intensivas
Diluyendo sal en agua (solucioacuten) y determinando luego las propiedades intensivas de varias
porciones diferentes extraiacutedas de la solucioacuten se podraacute comprobar que las propiedades
intensivas de todas las porciones son iguales ldquoSe considera que el sistema agua salada es
un sistema homogeacuteneo
Todo sistema homogeacuteneo se caracteriza por presentar continuidad cuando se lo observa a
simple vista al microscopio y aun al ultramicroscopio
Si analizamos las propiedades intensivas de la muestra de agua pura (punto de ebullicioacuten
de fusioacuten densidad) Veremos que ella permanece constante para cualquier porcioacuten de
agua que se considere igualmente en el cloruro de sodio (sal)
Sistemas Heterogeacuteneos
Son aquellos que presentan distintas propiedades intensivas en por lo menos 2 de sus
puntos Si analizamos un sistema constituido por agua y nafta comprobaremos que no
posee homogeneidad ya que puede discriminarse a simple vista entre la zona ocupada por
un liacutequido y la que ocupa el otro Esta disposicioacuten demuestra que las densidades son
distintas
Sistema Inhomogeacuteneo Es aquel cuyas propiedades intensivas variacutean en forma gradual y
continua Puntos proacuteximos en estos sistemas tienen propiedades semejantes pero si se
analizan porciones muy separadas unas de otras se exhiben propiedades diferentes Ej
atmoacutesfera terrestre
FASE es cada uno de los sistemas homogeacuteneos que componen un sistema heterogeacuteneo
Las fases estaacuten separadas unas de otras en los sistemas heterogeacuteneos por superficies
llamadas interfases Los sistemas inhomogeacuteneos no presentan interfases bien
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
8
determinadas Las fases pueden presentar cualquiera de los 3 estados fiacutesicos y estaacuten
separadas entre siacute por superficies netas y definidas
SEPARACIOacuteN DE FASES en la naturaleza los sistemas homogeacuteneos suelen formar parte
de sistemas heterogeacuteneos cuyas fases es necesario separar Para ello se emplean diversos
meacutetodos cuyas caracteriacutesticas dependen del estado fiacutesico que presentan fases
Solubilizacioacuten Permite separar un soacutelido soluble de otro insoluble Ej Arena y sal Si se
antildeade agua al sistema la sal se disuelve complementando con filtracioacuten y evaporacioacuten
Tamizacioacuten meacutetodo de separacioacuten se emplea cuando el sistema heterogeacuteneo estaacute
formado por fases soacutelidas cuyas partiacuteculas son de diferente tamantildeo Ej para separar la
arena del canto rodado se utiliza un tamiz o malla metaacutelica Las partiacuteculas de mayor tamantildeo
quedan sobre el tamiz y las maacutes pequentildeas la atraviesan
Levigacioacuten se separan sistemas heterogeacuteneos formados por fases soacutelidas de distinta
densidad Ej para separar el oro de las arenas auriacuteferas se hace pasar sobre el sistema
una corriente de agua que arrastra el componente maacutes liviano (arena) y deja el maacutes pesado
(oro)
Flotacioacuten se separan sistemas heterogeacuteneos en reposo formado por soacutelidos de distinta
densidad tales como arena y partiacuteculas de corcho Si se sumerge el sistema en un liacutequido
de densidad intermedia ej agua la fase maacutes liviana flota y la pesada se deposita en el
fondo del recipiente
Filtracioacuten separa una fase soacutelida dispersa en un medio liacutequido tal como talco en agua El
material filtrante es papel de filtro tambieacuten se utiliza arena carboacuten en polvo amianto
algodoacuten
Decantacioacuten separa las fases de un sistema heterogeacuteneo formado por liacutequidos no
miscibles (no solubles entre siacute) de distinta densidad ej agua y nafta Si se deja el sistema
en reposo por diferencia de densidad se separan ambas fases la nafta sobrenada y el
agua se deposita en el fondo En los laboratorios se emplean recipientes especiales
denominados ampollas o embudos de decantacioacuten Cuando se abre la llave el liacutequido que
ocupa la posicioacuten inferior circula hacia abajo y ambas raciones se separan La decantacioacuten
se emplea tambieacuten para separar una fase soacutelida dispersa en un liacutequido tal como arena en
agua por diferencia de densidad la arena se deposita en el fondo luego se inclina el
recipiente eliminando el agua
Centrifugacioacuten se emplea para acelerar el proceso de decantacioacuten sometiendo el
sistema a una rotacioacuten La fuerza centriacutefuga que actuacutea sobre las fases permite la separacioacuten
de las mismas con mayor rapidez
Dilucioacuten se aplica cuando una de las fases es soluble en un determinado solvente
mientras la otra no lo es Un sistema formado por arena y sal puede ser separado
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
9
introducieacutendolo en un recipiente que contiene agua luego de agitar el sistema para permitir
la disolucioacuten de la sal se lo somete a filtracioacuten separaacutendose asiacute la arena del agua salada A
su vez se separa el agua de la sal por evaporacioacuten del disolvente
Sublimacioacuten permite separar aquellas fases capaces de sublimar asiacute ocurre en el caso
de un sistema constituido por yodo y arena El yodo sublima por efecto del calor y se
convierte en vapor adoptando luego nuevamente el estado soacutelido al tomar contacto con una
superficie friacutea
CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS HOMOGEacuteNEOS
a) SUSTANCIAS PURAS son sistemas homogeacuteneos que estaacuten formados por una sola
sustancia Poseen propiedades especiacuteficas o intensivas o constantes Resisten
procedimientos mecaacutenicos y fiacutesicos de anaacutelisis
b) SOLUCIONES son tambieacuten sistemas homogeacuteneos pero se hallan formadas por maacutes de
una sustancia por lo que pueden separarse en fracciones (sal-agua) por medios fiacutesicos
Ej destilacioacuten
A estos procedimientos por los cuales puede separarse un sistema homogeacuteneo en dos o
maacutes fracciones se denominan ldquoMeacutetodos de Fraccionamientordquo
FRACCIONAMIENTO DE AGUNOS SISTEMAS HOMOGEacuteNEOS (SOLUCIONES)
Destilacioacuten simple se emplea para separar un liacutequido de las sales disueltas en eacutel Asiacute es
posible obtener agua pura a partir de agua de mar Si la solucioacuten es llevada a una
temperatura adecuada el agua se vaporiza separaacutendose de la sal disuelta en ella Al
condensar el vapor de agua obtenemos nuevamente agua en estado liacutequido
Destilacioacuten fraccionada se emplea para separar liacutequidos volaacutetiles que tengan puntos de
ebullicioacuten diferentes En la praacutectica se utilizan dispositivos llamados columnas rectificadoras
o deflagmadores permiten una separacioacuten definida de los liacutequidos
Cristalizacioacuten empleado para obtener un soacutelido disuelto en un liacutequido siempre que aquel
tenga la propiedad de cristalizar Por evaporacioacuten del disolvente se separa el soacutelido
cristalino Es posible obtener sal a partir del agua salada dejando simplemente que el agua
se evapore
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
10
Cromatografiacutea en papel esta teacutecnica se basa en el principio por el cual varios solutos en
contacto con dos disolventes no miscibles entre siacute se reparten entre ellos Esta distribucioacuten
se realizaraacute de acuerdo con la solubilidad de cada uno de los solutos en cada disolvente
SOLUCIONES sistemas dispersos Homogeacuteneos 1 FASE
DISPERSIONES sistemas dispersos Heterogeacuteneos VARIAS FASES
En estos sistemas dispersos se distinguen dos medios
a) El medio externo o fase dispersante
b) El medio interno o fase dispersa
FASE DISPERSANTE O EXTERNA FASE DISPERSA O INTERNA
Tinta China AGUA NEGRO DE HUMO
Niebla AIRE AGUA
Agua azucarada 1 sola fase AGUA AZUCAR
CARACTERES DE LOS SISTEMAS DISPERSOS O MEZCLAS
a) Los componentes de las mezclas conservan sus propiedades
b) Intervienen en proporciones variadas
c) En ellos hay diferentes clases de moleacuteculas
d) Cuando son homogeacuteneos se pueden fraccionar
e) Cuando son heterogeacuteneos se pueden separar en fases
CASOS POSIBLES DE SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten sea el estado fiacutesico del dispersante (Solvente) y el Disperso (soluto) existen casos
posibles de mezclas o sistemas dispersos
Dispersante
(Solvente)
MEZCLAS EJEMPLOS
GASEOSO
GAS EN GAS AIRE
LIQUIDO EN GAS NIEBLA
SOacuteLIDO EN GAS HUMO
LIQUIDOS
GAS EN LIacuteQUIDO OXIGENO EN AGUA
LIQUIDO EN LIQUIDO ACEITE EN AGUA
SOacuteLIDO EN LIQUIDO SAL EN AGUA
SOacuteLIDOS
GAS EN SOacuteLIDO HIELO CON AIRE
LIQUIDO EN SOacuteLIDO AZUCAR HUMEDA
SOacuteLIDO EN SOacuteLIDO ARENA Y AZUFRE EN
POLVO
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
11
CLASIFICACIOacuteN DE LOS SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten el grado de divisioacuten de las partiacuteculas dispersas los sistemas dispersos se clasifican
en
1) Dispersiones Macroscoacutepicas o Groseras sistema heterogeacuteneo mayor a 500000
Amstrong (50 μm) Ejemplo agua-arena
2) Dispersiones finas sistemas heterogeacuteneos visibles al microscopio Menores a 500000
Amstrong (50 μm) y mayores a 10 3 Amstrong (01 μm)
Toman distintos nombres seguacuten el estado fiacutesico de los medios dispersos o dispersantes
a) Emulsiones ambos medios liacutequidos (leche Crema + Suero)
b) Suspensiones medio dispersante liacutequido y disperso soacutelido (Tinta China)
3) Dispersiones o sistemas coloidales marcan el liacutemite entre ambos sistemas Homogeacuteneo y
Heterogeacuteneo visibles al ultramicroscopio entre 01 μm y 0001μm
4) Soluciones verdaderas las partiacuteculas dispersas son moleacuteculas o iones menores a 0001
μm Sistemas homogeacuteneos sal en agua azuacutecar en agua
ENERGIA Es la capacidad que tienen los cuerpos para generar trabajo La Energiacutea puede
manifestarse de diferentes maneras en forma de movimiento (cineacutetica) de posicioacuten
(potencial) de calor de electricidad de radiaciones electromagneacuteticas etc Seguacuten sea el
proceso En nuestra asignatura nos interesa la Energiacutea quiacutemica es la que se produce en
las reacciones quiacutemicas Una pila o una bateriacutea poseen este tipo de energiacutea como tambieacuten
la que posee el carboacuten y que se manifiesta al quemarlo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
12
Representacioacuten de los tipos de energiacutea
TEMPERATURA Es una medida de la cantidad de calor de los cuerpos Para medirla se
utilizan termoacutemetros El desarrollo de teacutecnicas para la medicioacuten de la temperatura ha pasado
por un largo proceso histoacuterico ya que es necesario darle un valor numeacuterico a una idea
intuitiva como es el friacuteo o el calor Los termoacutemetros pueden ser calibrados de acuerdo a una
multitud de escalas que dan lugar a unidades de medicioacuten de la temperatura En el Sistema
Internacional de Unidades la unidad de temperatura es el kelvin (K) y la escala
correspondiente es la escala Kelvin o escala absoluta que asocia el valor laquocero kelvinraquo (0
K) al laquocero absolutoraquo y se graduacutea con un tamantildeo de grado igual al del grado Celsius Sin
embargo fuera del aacutembito cientiacutefico el uso de otras escalas de temperatura es comuacuten La
escala maacutes extendida es la escala Celsius llamada laquocentiacutegradaraquo y en mucha menor
medida y praacutecticamente solo en los Estados Unidos la escala Fahrenheit Unidades de
medidas en el caso de la escala Centiacutegrado la unidad de medida corresponde a 1100 entre
el punto triple del agua y la temperatura de ebullicioacuten del agua a 1 atmoacutesfera de presioacuten
Para la escala Fahrenheit su unidad de medida se define como 59 de 1ordmC Antiguamente el
100ordmF correspondiacutea a la temperatura media del cuerpo humano (reflejo de la formacioacuten
meacutedica de su creador) Asiacute alguien tiene fiebre cuando estaacute sobre 100ordmF
En lo recieacuten visto se constata que la escala Fahrenheit tiene puntos de referencia poco
precisos a diferencia de la escala Centiacutegrada Esto hace que actualmente la
escala Fahrenheit tenga su referencia real en la Centiacutegrada
Para pasar de grados Centiacutegrado a grados Fahrenheit usar la siguiente conversioacuten
ordmF = 95ordmC + 32ordmC
Para pasar de grados Fahrenheit a grados Centiacutegrado usar la siguiente conversioacuten
ordmC = (ordmF - 32ordm) x 59
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
13
UNIDAD Ndeg II ESTRUCTURA ATOacuteMICA
Estructura atoacutemica generalidades Partiacuteculas atoacutemicas y subatoacutemicas Modelos Atoacutemicos
Nuacutemero maacutesico y nuacutemero atoacutemico Isoacutetopos e isoacutebaros
Modelos atoacutemicos modernos Nuacutemeros cuaacutenticos Orbitales Regla de construccioacuten atoacutemica
llenado de orbitales Principio de exclusioacuten de Pauling Regla de Hund Tabla perioacutedica
moderna Periacuteodos grupos y subgrupos caracteriacutesticas Tipo de enlace enlace ioacutenico y
covalente
ATOMO Y MOLEacuteCULA
EVOLUCIOacuteN DEL MODELO ATOacuteMICO
1) El primer modelo atoacutemico en 1898 Thompson lo propuso describiendo al aacutetomo como
una esfera con caga positiva en la que estaban incrustadas unas pocas partiacuteculas con carga
negativas llamadas electrones
2) Aacutetomo de Rutherford en 1911 descubrioacute que
a) el aacutetomo estaacute formado por un nuacutecleo central cargado positivamente rodeado de
electrones que giran (siacutemil sistema planetario) alrededor
b) El nuacutecleo concentra casi toda la masa del aacutetomo
c) La masa de las cargas positivas (protones) es aproximadamente igual a la mitad de la
masa del aacutetomo
3) Niveles Espectroscoacutepicos modelo de Borh
Descubrioacute que los electrones de un aacutetomo soacutelo pueden tener determinados valores de
energiacutea Propuso que la energiacutea de un electroacuten estaba relacionada con la distancia de su
orbital al nuacutecleo Por lo tanto los electrones soacutelo giraban en torno al nuacutecleo a determinadas
distancias en oacuterbitas cuantizadas que correspondiacutean a energiacuteas permitidas
Conclusiones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
14
a) Los electrones pueden girar en oacuterbitas determinadas sin perder energiacutea
b) Estos niveles permitidos o definidos de energiacutea Los electrones no absorben ni emiten
energiacutea Por ello se los denomina niveles estacionarios
c) Cuando el electroacuten gira en la oacuterbita maacutes cercana al nuacutecleo el aacutetomo se encuentra en su
estado maacutes estable ldquoNormalrdquo de energiacutea miacutenima Si el aacutetomo recibe un impulso energeacutetico
externo (luz calor electricidad) el electroacuten puede saltar a otra oacuterbita maacutes alejada es decir
de mayor energiacutea el aacutetomo que contiene el electroacuten en uno de estos estados recibe el
nombre de ldquoAacutetomo Excitadordquo es decir que el aacutetomo absorbe energiacutea cuando el electroacuten
ldquoSaltardquo hacia un nivel maacutes alejado del nuacutecleo y absorbe cuando lo hace hacia eacutel
d) La diferencia de energiacutea al pasar el electroacuten de uno a otro nivel es proporcional a la
radiacioacuten emitida o absorbida multiplicada por una constante ldquohrdquo es decir
E2 ndash E1 = hv o bien E2 ndash E1 = constante h
v
Aacutetomo de SHODINGER 1926 seguacuten el modelo propuesto los electrones no giran en torno
al nuacutecleo sino que se comportan maacutes bien como ondas que se desplazan alrededor del
nuacutecleo a determinada distancia y con determinadas energiacuteas Este modelo resulta ser el
maacutes exacto los fiacutesicos emplean ecuaciones que describen la onda electroacutenica para hallar la
regioacuten del espacio en la que resulta maacutes probable que se encuentre el electroacuten
CONCEPTO DE ORBITAL ATOacuteMICO Seguacuten el principio de indeterminacioacuten debido a la
enorme velocidad del electroacuten soacutelo es posible calcular ldquola probabilidad de hallarlo en una
zona alrededor del nuacutecleo del aacutetomordquo De acuerdo con este razonamiento el electroacuten se
mueve alrededor del nuacutecleo de manera tal que produce una ldquoNube electroacutenicardquo de carga
negativa cuya densidad indica donde es mayor la probabilidad de ubicarlo Aparece asiacute un
nuevo concepto el de orbital atoacutemico que es la regioacuten del espacio alrededor del nuacutecleo
donde es mayor la probabilidad de hallar al electroacuten El electroacuten entonces no ocupa una
oacuterbita sino un orbital
El avance en el conocimiento ha dado lugar al modelo atoacutemico actual propuesto por la
Mecaacutenica Cuaacutentica (modelo de Schroumldinger)
El modelo de Bohr es un modelo unidimensional que utiliza un nuacutemero (n) para describir la
distribucioacuten de electrones en el aacutetomo El modelo de Schroumldinger permite que el electroacuten
ocupe un espacio tridimensional Por lo tanto requiere tres nuacutemeros conocidos como
nuacutemeros cuaacutenticos para describir los orbitales en los que se puede encontrar al electroacuten
El nuacutemero cuaacutentico principal ldquonrdquo describe el tamantildeo del orbital por ejemplo los
orbitales para los cuales n = 2 son maacutes grandes que aquellos para los cuales n = 1
Puede tomar cualquier valor entero empezando desde 1
n = 1 2 3 4 etc
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
15
El nuacutemero cuaacutentico del momento angular orbital ldquolrdquo describe la forma del orbital
atoacutemico Puede tomar todos los valores naturales desde 0 hasta n-1 (siendo n el valor del
nuacutemero cuaacutentico principal) Por ejemplo si n = 5 los valores del son
I = 0 1 2 3 4
Se designa a los orbitales atoacutemicos en funcioacuten del valor del nuacutemero cuaacutentico secundario l
como
l = 0 orbital s (sharp)
l = 1 orbital p (principal)
l = 2 orbital d (diffuse)
l = 3 orbital f (fundamental)
El nuacutemero cuaacutentico magneacutetico ldquomrdquo determina la orientacioacuten espacial del orbital Se
denomina magneacutetico porque esta orientacioacuten espacial se acostumbra a definir en relacioacuten a
un campo magneacutetico externo Puede tomar valores enteros desde -l hasta +l Por ejemplo si
l = 2 los valores posibles para m son
m = -2 -1 0 1 2
El nuacutemero cuaacutentico de espiacuten ldquosrdquo soacutelo puede tomar dos valores +12 y -12 Indican el
sentido de la rotacioacuten del electroacuten sobre su eje como las ajugas del reloj o en sentido
contrario
Capas y Subcapas principales
Todos los orbitales con el mismo valor del nuacutemero cuaacutentico principal n se encuentran en la
misma capa electroacutenica principal o nivel principal y todos los orbitales con los mismos
valores de n y ml estaacuten en la misma subcapa o subnivel
El nuacutemero de subcapas en una capa principal es igual al nuacutemero cuaacutentico principal esto es
hay una subcapa en la capa principal con n = 1 dos subcapas en la capa 37 principal con n
= 2 y asiacute sucesivamente El nombre dado a una subcapa independientemente de la capa
principal en la que se encuentre estaacute determinado por el nuacutemero cuaacutentico l de manera que
como se ha indicado anteriormente ml=0 (subcapa s) ml=1 (subcapa p) ml=2 (subcapa d)
y m = 3 (subcapa f)
El nuacutemero de orbitales en una subcapa es igual al nuacutemero de valores permitidos de m para
un valor particular de m por lo que el nuacutemero de orbitales en una subcapa es 2m + 1 Los
nombres de los orbitales son los mismos que los de las subcapas en las que aparecen
Orbitales s Orbitales p Orbitales d Orbitales f
l = 0 l = 1 l = 2 l = 3
m = 0 m = -1 0 1 m = -2 -1 0 1 2 m = -3 -2 -1 0 1 2 3
Un orbital s en una subcapa s
Tres orbitales p en una subcapa p
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
16
Cinco orbitales d en una subcapa d
Siete orbitales f en una subcapa f
Forma y tamantildeos de los orbitales
Los orbitales s (m = 0) tienen forma esfeacuterica El tamantildeo de este orbital depende del valor del
nuacutemero cuaacutentico principal un orbital 3s tiene la misma forma pero es mayor que un orbital
2s
Los orbitales p (m = 1) estaacuten formados por dos loacutebulos ideacutenticos que se proyectan a lo largo
de un eje La zona de unioacuten de ambos loacutebulos coincide con el nuacutecleo atoacutemico Hay tres
orbitales p (m =-1 m = 0 y m = +1) de ideacutentica forma que difieren soacutelo en su orientacioacuten a lo
largo de los ejes x y o z
Los orbitales d (m = 2) tambieacuten estaacuten formados por loacutebulos Hay cinco tipos de orbitales d
(que corresponden a m = -2 -1 0 1 2)
Los orbitales f (m = 3) tambieacuten tienen un aspecto multilobular Existen siete tipos de orbitales
f (que corresponden a m = -3 -2 -1 0 +1 +2 +3)
A continuacioacuten utilizaremos los nuacutemeros cuaacutenticos para describir la estructura electroacutenica
del aacutetomo de hidroacutegeno
El uacutenico electroacuten de un aacutetomo de hidroacutegeno se encuentra en el nivel de energiacutea maacutes bajo es
decir n = 1 y dado que la primera capa principal contiene soacutelo un orbital s el nuacutemero
cuaacutentico orbital es m = 0 El uacutenico valor posible para el nuacutemero cuaacutentico magneacutetico es m = 0
Cualquiera de los dos estados de spin son posibles para el electroacuten
ORBITALES S
ORBITALES P
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
17
AacuteTOMOS MULTIELECTROacuteNICOS
En los aacutetomos multielectroacutenicos los electrones se repelen tratando de permanecer alejados
de los demaacutes
Configuraciones electroacutenicas
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo consiste en indicar coacutemo se distribuyen sus
electrones entre los diferentes orbitales en las capas principales y las subcapas Esta
distribucioacuten se realiza apoyaacutendonos en tres reglas energiacutea de los orbitales principio de
exclusioacuten de Pauli y regla de Hund
Energiacutea de los orbitales los electrones ocupan los orbitales de forma que se minimice la
energiacutea del aacutetomo El orden exacto de llenado de los orbitales se establecioacute
experimentalmente principalmente mediante estudios espectroscoacutepicos y magneacuteticos y es
el orden que debemos seguir al asignar las configuraciones electroacutenicas a los elementos El
orden de llenado de orbitales es
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1 4p6 5s2 4d 5p6 6s2 4f1 5d 6p6 7s2 5f 6d 7p6
Para recordar este orden maacutes faacutecilmente se puede utilizar el diagrama siguiente
ORBITALES D
ORBITALES F
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
18
Empezando por la liacutenea superior sigue las flechas y el orden obtenido es el mismo que en la
serie anterior Debido al liacutemite de dos electrones por orbital la capacidad de una subcapa de
electrones puede obtenerse tomando el doble del nuacutemero de orbitales en la subcapa Asiacute la
subcapa s consiste en un orbital con una capacidad de dos electrones la subcapa p
consiste en tres orbitales con una capacidad total de seis electrones la subcapa d consiste
en cinco orbitales con una capacidad total de diez electrones la subcapa f consiste en siete
orbitales con una capacidad total de catorce electrones
En un determinado aacutetomo los electrones van ocupando y llenando los orbitales de menor
energiacutea cuando se da esta circunstancia el aacutetomo se encuentra en su estado fundamental
Si el aacutetomo recibe energiacutea alguno de sus electrones maacutes externos puede saltar a orbitales
de mayor energiacutea pasando el aacutetomo a un estado excitado
Principio de exclusioacuten de Pauli en un aacutetomo no puede haber dos electrones con los
cuatro nuacutemeros cuaacutenticos iguales Los tres primeros nuacutemero cuaacutenticos n l y m determinan
un orbital especiacutefico Dos electrones en un aacutetomo pueden tener estos tres nuacutemeros
cuaacutenticos iguales pero si es asiacute deben tener valores diferentes del nuacutemero cuaacutentico de
spiacuten Es decir un orbital solamente puede estar ocupado por dos electrones y eacutestos deben
tener spines opuestos
Regla de Hund al llenar orbitales de igual energiacutea (los tres orbitales p los cinco orbitales
d o los siete orbitales f) los electrones se distribuyen siempre que sea posible con sus
espines paralelos es decir desapareados
Ejemplo
La estructura electroacutenica del 7N es
1s2
2s2
2px1
2py1
2pz1
Para asignar las configuraciones electroacutenicas a los elementos por orden de su nuacutemero
atoacutemico creciente veamos el siguiente ejemplo de coacutemo seriacutea la configuracioacuten electroacutenica
para Z = 11 hasta Z = 18 es decir desde el Na hasta el Ar
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
19
Cada uno de estos elementos tiene las subcapas 1s 2s y 2p llenas Como la configuracioacuten
1s2 2s2 2p6 corresponde a la del neoacuten se denomina configuracioacuten interna del neoacuten y se
representa con el siacutembolo quiacutemico del neoacuten entre corchetes es decir [Ne] Los electrones
que se situacutean en la capa electroacutenica del nuacutemero cuaacutentico principal maacutes alto (externos) se
denominan electrones de valencia Ej configuracioacuten electroacutenica para Mg Al Si P S Cl y
Ar
Mg [Ne] 3s2
Al [Ne] 3s2 3p1
Si [Ne] 3s2 3p2
P [Ne] 3s2 3p3
S [Ne] 3s2 3p4
Cl [Ne] 3s2 3p5
Ar [Ne] 3s2 3p643
MOLECULA es la menor porcioacuten de sustancia que puede existir en estado libre
conservando las propiedades de esa sustancia y es un conjunto neutro de aacutetomos que se
comporta como una unidad
TABLA PERIODICA
La tabla perioacutedica proporciona la informacioacuten acerca de los elementos quiacutemicos referente a
su estructura interna y propiedades fiacutesicas o quiacutemicas La tabla perioacutedica moderna explica
en forma detallada y actualizada las propiedades de los elementos quiacutemicos tomando como
base su estructura atoacutemica
Seguacuten sus propiedades quiacutemicas los elementos se clasifican en metales y no metales Hay
maacutes elementos metaacutelicos que no metaacutelicos Los mismos elementos que hay en la tierra
existen en otros planetas del espacio sideral El estudiante debe conocer ambas clases sus
propiedades fiacutesicas y quiacutemicas importantes no memorizar sino familiarizarse asiacute por
ejemplo familiarizarse con la valencia de los principales elementos metaacutelicos y no metaacutelicos
no en forma individual o aislada sino por grupos o familias (I II III etc) y de ese modo
aprender de manera faacutecil y aacutegil formulas y nombres de los compuestos quiacutemicos que es
parte vital del lenguaje quiacutemico
Antecedentes e Historia a la tabla perioacutedica actual
Durante los primeros 25 antildeos del siglo XIX se descubrieron 20 nuevos elementos A medida
que el nuacutemero de elementos conocidos aumentaba resultaron evidentes las semejanzas
fiacutesicas y quiacutemicas entre algunos de ellos Entonces los quiacutemicos entendieron que el estudio
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
20
de las propiedades de los elementos quiacutemicos era maacutes faacutecil agrupaacutendolos seguacuten sus
propiedades semejantes en base a una ley natural
En 1913 Henry Moseley descubrioacute el principio o ley natural que guiacutea la clasificacioacuten
moderna las propiedades de los elementos son funciones perioacutedicas de sus nuacutemeros
atoacutemicos
El descubrimiento de esta ley perioacutedica necesitoacute dos acontecimientos previos
El establecimiento de una serie de pesos atoacutemicos
La concepcioacuten del aacutetomo nuclear con un numero definido de protones e igual nuacutemero de
electrones que giran a su alrededor
Las Triadas de Johan Dobereiner (1817) agrupan los elementos hasta entonces conocidos
en serie de tres elementos llamaacutendolo ldquotriadasrdquo Los elementos que pertenecen a una triada
poseen propiedades quiacutemicas semejantes Ademaacutes el elemento central posee un peso
atoacutemico (PA) aproximadamente igual a la semisuma de los PA de los elementos
extremos
Hacia 1850 los quiacutemicos habiacutean llegado a identificar unas veinte triadas Se descartoacute de
esta forma agruparlos porque se descubrieron nuevos elementos que no cumpliacutean con esta
regla
Ordenamiento Helicoidal o Tornillo Teluacuterico de Chancourtois (1862) geoacutelogo franceacutes
propone una clasificacioacuten perioacutedica de los elementos en forma de heacutelice que llamoacute Caracol
Teluacuterico En un cilindro trazoacute una heacutelice con un aacutengulo de 45deg sobre la base y en ella se fue
colocando los elementos en funcioacuten creciente de sus pesos atoacutemicos de tal manera que la
liacutenea vertical (generatriz) del cilindro intercepta a los elementos con propiedades
semejantes
Ley de Las Octavas de John Newlands (1864) Este quiacutemico ingleacutes ordenoacute los elementos
quiacutemicos hasta en ese entonces conocidos en grupo de 7 elementos cada uno en funcioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
21
creciente a sus pesos atoacutemicos de tal modo que el octavo elemento teniacutea propiedades
semejantes al primer elemento del grupo anterior Esta forma de clasificar se llamoacute Ley de
las Octavas
Tabla Perioacutedica de Dimitri Mendeleiev y Lothar Meyer (1869) Se denomina tabla
perioacutedica porque el ordenamiento estaacute basado en la variacioacuten perioacutedica de las propiedades
de los elementos
Descripcioacuten de la Tabla de Mendeleiev
Los 63 elementos conocidos hasta ese entonces fueron ordenados en funcioacuten creciente a
su peso atoacutemico en series (filas) y grupos (columnas)
Asigna a los elementos de un mismo grupo una valencia asiacute los elementos del grupo III
tendraacuten valencia igual a tres por lo tanto el nuacutemero de grupo era igual a la valencia
Los elementos de un mismo grupo poseen propiedades semejantes asiacute por ejemplo
forman oacutexidos e hidruros de foacutermulas similares porque teniacutean igual valencia
La tabla posee ocho grupos
ldquoLas propiedades de los elementos quiacutemicos es una funcioacuten perioacutedica de su nuacutemero atoacutemico
(Z) es decir variacutean en forma sistemaacutetica o perioacutedica con la carga nuclearrdquo
DESCRIPCION GENERAL
1 Los 109 elementos reconocidos por la Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada
(IUPAC) estaacuten ordenados seguacuten el nuacutemero atoacutemico creciente en 7 periodos y 16 grupos (8
grupos A y 8 grupos B) Siendo el primer elemento Hidrogeno (Z = 1) y el uacuteltimo reconocido
hasta el momento meitnerio (Z = 109) pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118
2 Periodo es el ordenamiento de los elementos en liacutenea horizontal Estos elementos
difieren en propiedades pero tienen la misma cantidad de niveles en su estructura atoacutemica
Tener presente que
Numero de periodos = Numero de niveles del aacutetomo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
22
Cada periodo (excepto el primero) comienza con un metal alcalino y termina con un
gas noble
El seacuteptimo periodo estaacute incompleto
El sexto periodo es el que posee mayor cantidad de elementos (es el periodo maacutes
largo)
3 Grupo o Familia Es el ordenamiento de los elementos en columna Estos elementos
presentan similar disposicioacuten de sus electrones externos de alliacute que forman familias de
elementos con propiedades quiacutemicas similares
Grupos ldquoArdquo
Estaacuten formados por los elementos representativos donde los electrones externos o
electrones de valencia estaacuten en orbitales ldquosrdquo yo ldquoprdquo por lo tanto sus propiedades dependen
de estos orbitales
Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia variacutean de
manera muy regular a ello se debe el nombre de elemento representativo
Los electrones de valencia para un elemento representativo es el nuacutemero de electrones a
nivel externo que interviene en los enlaces quiacutemicos
Las propiedades quiacutemicas similares o anaacutelogas de los elementos de un grupo se debe a
que poseen igual nuacutemero de electrones de valencia lo cual indica a su vez el nuacutemero de
grupo
Grupos ldquoBrdquo
Estaacuten formados por elementos de transicioacuten en cuyos aacutetomos el electroacuten de mayor energiacutea
relativa estaacuten en orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo y sus electrones de valencia se encuentran en orbitales
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
23
ldquosrdquo (del uacuteltimo nivel) yu orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo por lo tanto sus propiedades quiacutemicas dependen
de estos orbitales
Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito entre elementos
metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases fuertes (IA y IIA) y los
elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes acentuado su tendencia a formar
aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia variacutean en forma
irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos del grupo I B
(Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y Mo) no cumplen la
distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los elementos
de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor energiacutea relativa en orbitales
ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya
abundancia en la naturaleza es muy escasa y muchas veces solo se encuentran en forma
de trazas combinados con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio (Z=71) poseen
propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio (Z=103)
poseen propiedades semejantes al actinio
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
24
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace interatoacutemico)
para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos metaacutelicos o covalentes) y
moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los estados condensados de la materia
(soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica)
predominante fuerza eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces quiacutemicos con la
finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute lograr una condicioacuten de mayor
estabilidad En el caso de los aacutetomos la estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su
configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace (energiacutea de
disociacioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
25
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los electrones
de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos) mediante el uso de puntos
o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2) notoacute que cada
aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la estructura electroacutenica del
gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los demaacutes aacutetomos que comparten electrones
al formar enlace quiacutemico llegan a adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no hay que
sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas excepciones las trataremos
posteriormente
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
26
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
27
UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS
Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios
Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula
molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro
Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o foacutermulas que
se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos quiacutemicos Actualmente
la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada (en ingleacutes International Union of
Pure and Applied Chemistry) es la maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica
la cual se encarga de establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos elementos pueden
ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos presenta maacutes
de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de sodio en este ejemplo
(IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las valencias con que
actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la terminacioacuten oso e
ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con un no metal
Con metales ej Na2O2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
28
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la palabra
hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua Son aacutecidos
oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido baacutesico con el
agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto queda con
una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de aacutetomos en
nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos forma compuestos con
propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal tantos
radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
O
H
Na
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
29
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA
HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales
oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro Hidroacutexido (III)
Caracteriacutesticas de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica incolora de
fenolftaleiacutena se vuelve roja
Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando que en la
foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula de Na2O con
una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de otros
metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio Estos dos
aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
30
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua Se denominan
OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales (fluacuteor cloro
bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA ANHIacuteDRIDO POR
ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE IGUALAN ASI
Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL METAL Y AL
FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
31
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno seguacuten
datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14 veces mayor que
la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le asignamos un valor
igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la masa del
aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA DOCEAVA
PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA CANTIDAD SE DENOMINA
UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa
atoacutemica Relativa (A) de un elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor
la masa de un aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de Carbono 12
La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de comparacioacuten la masa de un
aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar como unidad la doceava parte de la masa de
12C son nuacutemeros praacutecticamente iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16
la del H 1008 y la del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee
una masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112 parte del
aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una cantidad expresada
en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es monoatoacutemica 112 parte
de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea (UMA)Entonces masa molecular relativa
(M) de una sustancia es el nuacutemero que expresa cuantas veces es mayor la masa de una
moleacutecula de una sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
32
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina sumando las
masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos constituyen la moleacutecula de esa
sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o de agua es
una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir indistintamente al peso de la
arena a su volumen o a su masa Actualmente la cantidad de materia es una magnitud
diferente de la masa de la materia La cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas
(por ahora aacutetomos y moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone designar al
MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales como
aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas elementales que
pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
33
El nuacutemero de moles es igual pero al ser diferentes las masas de los aacutetomos de cada MOL
las masas de la misma cantidad de materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia cualquiera sea el
lugar donde se la determine
2) ldquoNordmrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg cualquiera
que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que variaraacute seguacuten la
latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas relativas de los
mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un elemento medida en
gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa atoacutemica relativa Ejemplo
La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de moleacuteculas de
sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un nuacutemero igual a su masa
molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono) 44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H
Posee 602 x 1023 aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un gas por la
densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de moleacuteculas del gas o sea el
volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
34
GAS
DENSIDAD (δ)
(gcm3)
m (g) V =119898
120575
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO 1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
d =mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N O en (CNTP)
hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de moleacuteculas de cualquier
sustancia en estado gaseoso en condiciones normales de temperatura y presioacuten (0degC
760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224 litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17 protones
pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el nuacutemero de
neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado exclusivamente por el ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas resultan nuacutemeros
fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es ligeramente diferente cuando se
consideran distinto patrones de unidad (masa del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del
aacutetomo de O2 Si cada elemento tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea
precisamente A (Ndeg entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un aacutetomo de O2
ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones por las cuales se considera
en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es
que de tal modo las masa atoacutemicas de muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a
nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual debe fijarse cuaacutel
de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya masa atoacutemica se considera
exactamente 120000 variedad maacutes estable y abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de diversos isoacutetopos
la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente traduce la mayor o menor
abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten centesimal del elemento) puede
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
35
calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar) Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo
elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y 2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
119860119903 =1199011
1119860 + 11987522119860
100
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias porcentuales 754 y
246 HALLAR SU MASA ATOMICA
119860119903 =754 times 35 + 246 times 37
100= 35492 cong 355
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el mismo ldquoNdeg
MASICOrdquo (A)
Ej Cloro (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A) y diferente
ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas Reaccionantes y otros
llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos experimentales se comproboacute que en estas
reacciones se mantienen relaciones de masas de y volumen que corresponden a las leyes
precisas Las leyes de las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las
sustancias que intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales de la
Quiacutemicardquo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
36
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece constante
cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los elementos
que hay en 100 g de ese compuesto
Comp de un elem =119899times119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119890119897119890119898119890119899119905119900
119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119888119900119898119901119906119890119904119905119900 x 100
Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la ECUACIOacuteN QUIacuteMICA
En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los compuestos de partida los REACTIVOS y
las de los compuestos obtenidos al final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se
separan por una flecha que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido
global de la transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni cambian su
identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica puesto que el nuacutemero y tipo
de aacutetomos que forman parte de los reactivos es igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los
productos Cuando una ecuacioacuten quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en
los reactivos y en los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este
modo la ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
37
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones de masas
voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la ecuacioacuten quiacutemica
son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en conjunto expresan la
conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten que contempla la conservacioacuten de los
aacutetomos se llama ECUACIOacuteN BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente
con el principio de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las sustancias
podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas de los
reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados por los coeficientes
estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin
embargo puede suceder que las relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los
reactivos no sea estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los reactivos en
exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en defecto se lo denomina
REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite de la cantidad de producto a obtener
En el laboratorio generalmente los reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la
relacioacuten exactamente necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en
exceso y por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto formado estaacute
determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza Para poder sacar
conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario identificar el reactivo limitante que es
el que va a determinar los liacutemites de una reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor
proporcioacuten con respecto a la relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con composiciones
variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras diferentes cuya unioacuten no
produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se
disuelve en otra (solvente) formando una sola fase Los componentes pueden separarse
utilizando procedimientos fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el
solvente o disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el solvente es
el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De acuerdo al estado fiacutesico de
los componentes pueden obtenerse los siguientes tipos de soluciones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
38
Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos sal Si
revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que la sal se disolvioacute
Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado solvente Variacutea con
la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La solubilidad de los soacutelidos en los
liacutequidos es siempre limitada y depende de la naturaleza del solvente de la naturaleza del
soluto de la temperatura y muy poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la
solubilidad de una sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la variacioacuten de la
solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solvente o
cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solucioacuten Siempre indica una
relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y la solucioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
39
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la cantidad
relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente Esta forma de expresioacuten
soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar es que una solucioacuten es maacutes o menos
diluida o maacutes o menos concentrada que otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten
saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que el solvente
puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega maacutes soluto no lo disuelve si
es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido
el exceso queda separado del solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa
si es un gas en un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En
una solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la misma
velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor que la que el
solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido como es el caso
del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto en agua la solubilidad
disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta con el aumento de la presioacuten En el
caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el
gas disuelto pero no se lo ve justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se
visualizan las burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes sustancia que la
correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que la solucioacuten es sobresaturada
Estas soluciones sobresaturadas son inestables pues el exceso de soluto ya sea por
agitacioacuten o enfriamiento tiende a separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten
de gas en liacutequido como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja temperatura
y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a elevada presioacuten Es por
ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten disminuye y el exceso de soluto se
separa de la solucioacuten y aparecen las burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de soluto y
solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de la solucioacuten o
del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso o masa en masa o mm
porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de volumen en volumen V V
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
40
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se quiere indicar que
contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se expresa 8 P V se quiere
indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de soluto y
solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en agua como 1100 la
cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y 100 partes de agua En cambio si
decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V V indica que hay 1ml de metanol por cada
100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
100119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 5119892119903 119889119890 11987011986111990380119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 119909 = 4119892119903 119889119890 119870119861119903
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la etiqueta ldquopara
preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo de la cantidad de
concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
1119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119903119886119889119900 rarr 9119898119897 119889119890 119886119892119906119886111119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119905119903119886119889119900 = 119909 rarr 1000119898119897 119889119890 119886119892119906119886
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta concentracioacuten
o molaridad M corresponde a la relacioacuten
119872 =ndeg moles
Volumen de solucioacuten en litros=
119899
119881(1)
Recuerde que
ndeg moles =119898119886119904119886
119898119886119904119886 119898119900119897119890119888119906119897119886119903=
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)
=119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)(2)
Reemplazando (2) en (1)
119872 =
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897frasl )
V (L) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten conociendo la masa
de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la solucioacuten
Despejando de (3)
119898(119892119903)119872 = 119872 lowast 119872119872(119892119903
119898119900119897frasl ) lowast V (L)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
41
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M ldquoTemas
de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2003 (2ordm
edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio y
ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 - 1 (1ordm
edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA 1977
(8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El Ateneo
Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995 ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA 1977
(2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo Editorial
Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash 1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998 (5ordm
Edicioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
8
determinadas Las fases pueden presentar cualquiera de los 3 estados fiacutesicos y estaacuten
separadas entre siacute por superficies netas y definidas
SEPARACIOacuteN DE FASES en la naturaleza los sistemas homogeacuteneos suelen formar parte
de sistemas heterogeacuteneos cuyas fases es necesario separar Para ello se emplean diversos
meacutetodos cuyas caracteriacutesticas dependen del estado fiacutesico que presentan fases
Solubilizacioacuten Permite separar un soacutelido soluble de otro insoluble Ej Arena y sal Si se
antildeade agua al sistema la sal se disuelve complementando con filtracioacuten y evaporacioacuten
Tamizacioacuten meacutetodo de separacioacuten se emplea cuando el sistema heterogeacuteneo estaacute
formado por fases soacutelidas cuyas partiacuteculas son de diferente tamantildeo Ej para separar la
arena del canto rodado se utiliza un tamiz o malla metaacutelica Las partiacuteculas de mayor tamantildeo
quedan sobre el tamiz y las maacutes pequentildeas la atraviesan
Levigacioacuten se separan sistemas heterogeacuteneos formados por fases soacutelidas de distinta
densidad Ej para separar el oro de las arenas auriacuteferas se hace pasar sobre el sistema
una corriente de agua que arrastra el componente maacutes liviano (arena) y deja el maacutes pesado
(oro)
Flotacioacuten se separan sistemas heterogeacuteneos en reposo formado por soacutelidos de distinta
densidad tales como arena y partiacuteculas de corcho Si se sumerge el sistema en un liacutequido
de densidad intermedia ej agua la fase maacutes liviana flota y la pesada se deposita en el
fondo del recipiente
Filtracioacuten separa una fase soacutelida dispersa en un medio liacutequido tal como talco en agua El
material filtrante es papel de filtro tambieacuten se utiliza arena carboacuten en polvo amianto
algodoacuten
Decantacioacuten separa las fases de un sistema heterogeacuteneo formado por liacutequidos no
miscibles (no solubles entre siacute) de distinta densidad ej agua y nafta Si se deja el sistema
en reposo por diferencia de densidad se separan ambas fases la nafta sobrenada y el
agua se deposita en el fondo En los laboratorios se emplean recipientes especiales
denominados ampollas o embudos de decantacioacuten Cuando se abre la llave el liacutequido que
ocupa la posicioacuten inferior circula hacia abajo y ambas raciones se separan La decantacioacuten
se emplea tambieacuten para separar una fase soacutelida dispersa en un liacutequido tal como arena en
agua por diferencia de densidad la arena se deposita en el fondo luego se inclina el
recipiente eliminando el agua
Centrifugacioacuten se emplea para acelerar el proceso de decantacioacuten sometiendo el
sistema a una rotacioacuten La fuerza centriacutefuga que actuacutea sobre las fases permite la separacioacuten
de las mismas con mayor rapidez
Dilucioacuten se aplica cuando una de las fases es soluble en un determinado solvente
mientras la otra no lo es Un sistema formado por arena y sal puede ser separado
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
9
introducieacutendolo en un recipiente que contiene agua luego de agitar el sistema para permitir
la disolucioacuten de la sal se lo somete a filtracioacuten separaacutendose asiacute la arena del agua salada A
su vez se separa el agua de la sal por evaporacioacuten del disolvente
Sublimacioacuten permite separar aquellas fases capaces de sublimar asiacute ocurre en el caso
de un sistema constituido por yodo y arena El yodo sublima por efecto del calor y se
convierte en vapor adoptando luego nuevamente el estado soacutelido al tomar contacto con una
superficie friacutea
CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS HOMOGEacuteNEOS
a) SUSTANCIAS PURAS son sistemas homogeacuteneos que estaacuten formados por una sola
sustancia Poseen propiedades especiacuteficas o intensivas o constantes Resisten
procedimientos mecaacutenicos y fiacutesicos de anaacutelisis
b) SOLUCIONES son tambieacuten sistemas homogeacuteneos pero se hallan formadas por maacutes de
una sustancia por lo que pueden separarse en fracciones (sal-agua) por medios fiacutesicos
Ej destilacioacuten
A estos procedimientos por los cuales puede separarse un sistema homogeacuteneo en dos o
maacutes fracciones se denominan ldquoMeacutetodos de Fraccionamientordquo
FRACCIONAMIENTO DE AGUNOS SISTEMAS HOMOGEacuteNEOS (SOLUCIONES)
Destilacioacuten simple se emplea para separar un liacutequido de las sales disueltas en eacutel Asiacute es
posible obtener agua pura a partir de agua de mar Si la solucioacuten es llevada a una
temperatura adecuada el agua se vaporiza separaacutendose de la sal disuelta en ella Al
condensar el vapor de agua obtenemos nuevamente agua en estado liacutequido
Destilacioacuten fraccionada se emplea para separar liacutequidos volaacutetiles que tengan puntos de
ebullicioacuten diferentes En la praacutectica se utilizan dispositivos llamados columnas rectificadoras
o deflagmadores permiten una separacioacuten definida de los liacutequidos
Cristalizacioacuten empleado para obtener un soacutelido disuelto en un liacutequido siempre que aquel
tenga la propiedad de cristalizar Por evaporacioacuten del disolvente se separa el soacutelido
cristalino Es posible obtener sal a partir del agua salada dejando simplemente que el agua
se evapore
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
10
Cromatografiacutea en papel esta teacutecnica se basa en el principio por el cual varios solutos en
contacto con dos disolventes no miscibles entre siacute se reparten entre ellos Esta distribucioacuten
se realizaraacute de acuerdo con la solubilidad de cada uno de los solutos en cada disolvente
SOLUCIONES sistemas dispersos Homogeacuteneos 1 FASE
DISPERSIONES sistemas dispersos Heterogeacuteneos VARIAS FASES
En estos sistemas dispersos se distinguen dos medios
a) El medio externo o fase dispersante
b) El medio interno o fase dispersa
FASE DISPERSANTE O EXTERNA FASE DISPERSA O INTERNA
Tinta China AGUA NEGRO DE HUMO
Niebla AIRE AGUA
Agua azucarada 1 sola fase AGUA AZUCAR
CARACTERES DE LOS SISTEMAS DISPERSOS O MEZCLAS
a) Los componentes de las mezclas conservan sus propiedades
b) Intervienen en proporciones variadas
c) En ellos hay diferentes clases de moleacuteculas
d) Cuando son homogeacuteneos se pueden fraccionar
e) Cuando son heterogeacuteneos se pueden separar en fases
CASOS POSIBLES DE SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten sea el estado fiacutesico del dispersante (Solvente) y el Disperso (soluto) existen casos
posibles de mezclas o sistemas dispersos
Dispersante
(Solvente)
MEZCLAS EJEMPLOS
GASEOSO
GAS EN GAS AIRE
LIQUIDO EN GAS NIEBLA
SOacuteLIDO EN GAS HUMO
LIQUIDOS
GAS EN LIacuteQUIDO OXIGENO EN AGUA
LIQUIDO EN LIQUIDO ACEITE EN AGUA
SOacuteLIDO EN LIQUIDO SAL EN AGUA
SOacuteLIDOS
GAS EN SOacuteLIDO HIELO CON AIRE
LIQUIDO EN SOacuteLIDO AZUCAR HUMEDA
SOacuteLIDO EN SOacuteLIDO ARENA Y AZUFRE EN
POLVO
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
11
CLASIFICACIOacuteN DE LOS SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten el grado de divisioacuten de las partiacuteculas dispersas los sistemas dispersos se clasifican
en
1) Dispersiones Macroscoacutepicas o Groseras sistema heterogeacuteneo mayor a 500000
Amstrong (50 μm) Ejemplo agua-arena
2) Dispersiones finas sistemas heterogeacuteneos visibles al microscopio Menores a 500000
Amstrong (50 μm) y mayores a 10 3 Amstrong (01 μm)
Toman distintos nombres seguacuten el estado fiacutesico de los medios dispersos o dispersantes
a) Emulsiones ambos medios liacutequidos (leche Crema + Suero)
b) Suspensiones medio dispersante liacutequido y disperso soacutelido (Tinta China)
3) Dispersiones o sistemas coloidales marcan el liacutemite entre ambos sistemas Homogeacuteneo y
Heterogeacuteneo visibles al ultramicroscopio entre 01 μm y 0001μm
4) Soluciones verdaderas las partiacuteculas dispersas son moleacuteculas o iones menores a 0001
μm Sistemas homogeacuteneos sal en agua azuacutecar en agua
ENERGIA Es la capacidad que tienen los cuerpos para generar trabajo La Energiacutea puede
manifestarse de diferentes maneras en forma de movimiento (cineacutetica) de posicioacuten
(potencial) de calor de electricidad de radiaciones electromagneacuteticas etc Seguacuten sea el
proceso En nuestra asignatura nos interesa la Energiacutea quiacutemica es la que se produce en
las reacciones quiacutemicas Una pila o una bateriacutea poseen este tipo de energiacutea como tambieacuten
la que posee el carboacuten y que se manifiesta al quemarlo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
12
Representacioacuten de los tipos de energiacutea
TEMPERATURA Es una medida de la cantidad de calor de los cuerpos Para medirla se
utilizan termoacutemetros El desarrollo de teacutecnicas para la medicioacuten de la temperatura ha pasado
por un largo proceso histoacuterico ya que es necesario darle un valor numeacuterico a una idea
intuitiva como es el friacuteo o el calor Los termoacutemetros pueden ser calibrados de acuerdo a una
multitud de escalas que dan lugar a unidades de medicioacuten de la temperatura En el Sistema
Internacional de Unidades la unidad de temperatura es el kelvin (K) y la escala
correspondiente es la escala Kelvin o escala absoluta que asocia el valor laquocero kelvinraquo (0
K) al laquocero absolutoraquo y se graduacutea con un tamantildeo de grado igual al del grado Celsius Sin
embargo fuera del aacutembito cientiacutefico el uso de otras escalas de temperatura es comuacuten La
escala maacutes extendida es la escala Celsius llamada laquocentiacutegradaraquo y en mucha menor
medida y praacutecticamente solo en los Estados Unidos la escala Fahrenheit Unidades de
medidas en el caso de la escala Centiacutegrado la unidad de medida corresponde a 1100 entre
el punto triple del agua y la temperatura de ebullicioacuten del agua a 1 atmoacutesfera de presioacuten
Para la escala Fahrenheit su unidad de medida se define como 59 de 1ordmC Antiguamente el
100ordmF correspondiacutea a la temperatura media del cuerpo humano (reflejo de la formacioacuten
meacutedica de su creador) Asiacute alguien tiene fiebre cuando estaacute sobre 100ordmF
En lo recieacuten visto se constata que la escala Fahrenheit tiene puntos de referencia poco
precisos a diferencia de la escala Centiacutegrada Esto hace que actualmente la
escala Fahrenheit tenga su referencia real en la Centiacutegrada
Para pasar de grados Centiacutegrado a grados Fahrenheit usar la siguiente conversioacuten
ordmF = 95ordmC + 32ordmC
Para pasar de grados Fahrenheit a grados Centiacutegrado usar la siguiente conversioacuten
ordmC = (ordmF - 32ordm) x 59
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
13
UNIDAD Ndeg II ESTRUCTURA ATOacuteMICA
Estructura atoacutemica generalidades Partiacuteculas atoacutemicas y subatoacutemicas Modelos Atoacutemicos
Nuacutemero maacutesico y nuacutemero atoacutemico Isoacutetopos e isoacutebaros
Modelos atoacutemicos modernos Nuacutemeros cuaacutenticos Orbitales Regla de construccioacuten atoacutemica
llenado de orbitales Principio de exclusioacuten de Pauling Regla de Hund Tabla perioacutedica
moderna Periacuteodos grupos y subgrupos caracteriacutesticas Tipo de enlace enlace ioacutenico y
covalente
ATOMO Y MOLEacuteCULA
EVOLUCIOacuteN DEL MODELO ATOacuteMICO
1) El primer modelo atoacutemico en 1898 Thompson lo propuso describiendo al aacutetomo como
una esfera con caga positiva en la que estaban incrustadas unas pocas partiacuteculas con carga
negativas llamadas electrones
2) Aacutetomo de Rutherford en 1911 descubrioacute que
a) el aacutetomo estaacute formado por un nuacutecleo central cargado positivamente rodeado de
electrones que giran (siacutemil sistema planetario) alrededor
b) El nuacutecleo concentra casi toda la masa del aacutetomo
c) La masa de las cargas positivas (protones) es aproximadamente igual a la mitad de la
masa del aacutetomo
3) Niveles Espectroscoacutepicos modelo de Borh
Descubrioacute que los electrones de un aacutetomo soacutelo pueden tener determinados valores de
energiacutea Propuso que la energiacutea de un electroacuten estaba relacionada con la distancia de su
orbital al nuacutecleo Por lo tanto los electrones soacutelo giraban en torno al nuacutecleo a determinadas
distancias en oacuterbitas cuantizadas que correspondiacutean a energiacuteas permitidas
Conclusiones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
14
a) Los electrones pueden girar en oacuterbitas determinadas sin perder energiacutea
b) Estos niveles permitidos o definidos de energiacutea Los electrones no absorben ni emiten
energiacutea Por ello se los denomina niveles estacionarios
c) Cuando el electroacuten gira en la oacuterbita maacutes cercana al nuacutecleo el aacutetomo se encuentra en su
estado maacutes estable ldquoNormalrdquo de energiacutea miacutenima Si el aacutetomo recibe un impulso energeacutetico
externo (luz calor electricidad) el electroacuten puede saltar a otra oacuterbita maacutes alejada es decir
de mayor energiacutea el aacutetomo que contiene el electroacuten en uno de estos estados recibe el
nombre de ldquoAacutetomo Excitadordquo es decir que el aacutetomo absorbe energiacutea cuando el electroacuten
ldquoSaltardquo hacia un nivel maacutes alejado del nuacutecleo y absorbe cuando lo hace hacia eacutel
d) La diferencia de energiacutea al pasar el electroacuten de uno a otro nivel es proporcional a la
radiacioacuten emitida o absorbida multiplicada por una constante ldquohrdquo es decir
E2 ndash E1 = hv o bien E2 ndash E1 = constante h
v
Aacutetomo de SHODINGER 1926 seguacuten el modelo propuesto los electrones no giran en torno
al nuacutecleo sino que se comportan maacutes bien como ondas que se desplazan alrededor del
nuacutecleo a determinada distancia y con determinadas energiacuteas Este modelo resulta ser el
maacutes exacto los fiacutesicos emplean ecuaciones que describen la onda electroacutenica para hallar la
regioacuten del espacio en la que resulta maacutes probable que se encuentre el electroacuten
CONCEPTO DE ORBITAL ATOacuteMICO Seguacuten el principio de indeterminacioacuten debido a la
enorme velocidad del electroacuten soacutelo es posible calcular ldquola probabilidad de hallarlo en una
zona alrededor del nuacutecleo del aacutetomordquo De acuerdo con este razonamiento el electroacuten se
mueve alrededor del nuacutecleo de manera tal que produce una ldquoNube electroacutenicardquo de carga
negativa cuya densidad indica donde es mayor la probabilidad de ubicarlo Aparece asiacute un
nuevo concepto el de orbital atoacutemico que es la regioacuten del espacio alrededor del nuacutecleo
donde es mayor la probabilidad de hallar al electroacuten El electroacuten entonces no ocupa una
oacuterbita sino un orbital
El avance en el conocimiento ha dado lugar al modelo atoacutemico actual propuesto por la
Mecaacutenica Cuaacutentica (modelo de Schroumldinger)
El modelo de Bohr es un modelo unidimensional que utiliza un nuacutemero (n) para describir la
distribucioacuten de electrones en el aacutetomo El modelo de Schroumldinger permite que el electroacuten
ocupe un espacio tridimensional Por lo tanto requiere tres nuacutemeros conocidos como
nuacutemeros cuaacutenticos para describir los orbitales en los que se puede encontrar al electroacuten
El nuacutemero cuaacutentico principal ldquonrdquo describe el tamantildeo del orbital por ejemplo los
orbitales para los cuales n = 2 son maacutes grandes que aquellos para los cuales n = 1
Puede tomar cualquier valor entero empezando desde 1
n = 1 2 3 4 etc
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
15
El nuacutemero cuaacutentico del momento angular orbital ldquolrdquo describe la forma del orbital
atoacutemico Puede tomar todos los valores naturales desde 0 hasta n-1 (siendo n el valor del
nuacutemero cuaacutentico principal) Por ejemplo si n = 5 los valores del son
I = 0 1 2 3 4
Se designa a los orbitales atoacutemicos en funcioacuten del valor del nuacutemero cuaacutentico secundario l
como
l = 0 orbital s (sharp)
l = 1 orbital p (principal)
l = 2 orbital d (diffuse)
l = 3 orbital f (fundamental)
El nuacutemero cuaacutentico magneacutetico ldquomrdquo determina la orientacioacuten espacial del orbital Se
denomina magneacutetico porque esta orientacioacuten espacial se acostumbra a definir en relacioacuten a
un campo magneacutetico externo Puede tomar valores enteros desde -l hasta +l Por ejemplo si
l = 2 los valores posibles para m son
m = -2 -1 0 1 2
El nuacutemero cuaacutentico de espiacuten ldquosrdquo soacutelo puede tomar dos valores +12 y -12 Indican el
sentido de la rotacioacuten del electroacuten sobre su eje como las ajugas del reloj o en sentido
contrario
Capas y Subcapas principales
Todos los orbitales con el mismo valor del nuacutemero cuaacutentico principal n se encuentran en la
misma capa electroacutenica principal o nivel principal y todos los orbitales con los mismos
valores de n y ml estaacuten en la misma subcapa o subnivel
El nuacutemero de subcapas en una capa principal es igual al nuacutemero cuaacutentico principal esto es
hay una subcapa en la capa principal con n = 1 dos subcapas en la capa 37 principal con n
= 2 y asiacute sucesivamente El nombre dado a una subcapa independientemente de la capa
principal en la que se encuentre estaacute determinado por el nuacutemero cuaacutentico l de manera que
como se ha indicado anteriormente ml=0 (subcapa s) ml=1 (subcapa p) ml=2 (subcapa d)
y m = 3 (subcapa f)
El nuacutemero de orbitales en una subcapa es igual al nuacutemero de valores permitidos de m para
un valor particular de m por lo que el nuacutemero de orbitales en una subcapa es 2m + 1 Los
nombres de los orbitales son los mismos que los de las subcapas en las que aparecen
Orbitales s Orbitales p Orbitales d Orbitales f
l = 0 l = 1 l = 2 l = 3
m = 0 m = -1 0 1 m = -2 -1 0 1 2 m = -3 -2 -1 0 1 2 3
Un orbital s en una subcapa s
Tres orbitales p en una subcapa p
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
16
Cinco orbitales d en una subcapa d
Siete orbitales f en una subcapa f
Forma y tamantildeos de los orbitales
Los orbitales s (m = 0) tienen forma esfeacuterica El tamantildeo de este orbital depende del valor del
nuacutemero cuaacutentico principal un orbital 3s tiene la misma forma pero es mayor que un orbital
2s
Los orbitales p (m = 1) estaacuten formados por dos loacutebulos ideacutenticos que se proyectan a lo largo
de un eje La zona de unioacuten de ambos loacutebulos coincide con el nuacutecleo atoacutemico Hay tres
orbitales p (m =-1 m = 0 y m = +1) de ideacutentica forma que difieren soacutelo en su orientacioacuten a lo
largo de los ejes x y o z
Los orbitales d (m = 2) tambieacuten estaacuten formados por loacutebulos Hay cinco tipos de orbitales d
(que corresponden a m = -2 -1 0 1 2)
Los orbitales f (m = 3) tambieacuten tienen un aspecto multilobular Existen siete tipos de orbitales
f (que corresponden a m = -3 -2 -1 0 +1 +2 +3)
A continuacioacuten utilizaremos los nuacutemeros cuaacutenticos para describir la estructura electroacutenica
del aacutetomo de hidroacutegeno
El uacutenico electroacuten de un aacutetomo de hidroacutegeno se encuentra en el nivel de energiacutea maacutes bajo es
decir n = 1 y dado que la primera capa principal contiene soacutelo un orbital s el nuacutemero
cuaacutentico orbital es m = 0 El uacutenico valor posible para el nuacutemero cuaacutentico magneacutetico es m = 0
Cualquiera de los dos estados de spin son posibles para el electroacuten
ORBITALES S
ORBITALES P
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
17
AacuteTOMOS MULTIELECTROacuteNICOS
En los aacutetomos multielectroacutenicos los electrones se repelen tratando de permanecer alejados
de los demaacutes
Configuraciones electroacutenicas
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo consiste en indicar coacutemo se distribuyen sus
electrones entre los diferentes orbitales en las capas principales y las subcapas Esta
distribucioacuten se realiza apoyaacutendonos en tres reglas energiacutea de los orbitales principio de
exclusioacuten de Pauli y regla de Hund
Energiacutea de los orbitales los electrones ocupan los orbitales de forma que se minimice la
energiacutea del aacutetomo El orden exacto de llenado de los orbitales se establecioacute
experimentalmente principalmente mediante estudios espectroscoacutepicos y magneacuteticos y es
el orden que debemos seguir al asignar las configuraciones electroacutenicas a los elementos El
orden de llenado de orbitales es
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1 4p6 5s2 4d 5p6 6s2 4f1 5d 6p6 7s2 5f 6d 7p6
Para recordar este orden maacutes faacutecilmente se puede utilizar el diagrama siguiente
ORBITALES D
ORBITALES F
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
18
Empezando por la liacutenea superior sigue las flechas y el orden obtenido es el mismo que en la
serie anterior Debido al liacutemite de dos electrones por orbital la capacidad de una subcapa de
electrones puede obtenerse tomando el doble del nuacutemero de orbitales en la subcapa Asiacute la
subcapa s consiste en un orbital con una capacidad de dos electrones la subcapa p
consiste en tres orbitales con una capacidad total de seis electrones la subcapa d consiste
en cinco orbitales con una capacidad total de diez electrones la subcapa f consiste en siete
orbitales con una capacidad total de catorce electrones
En un determinado aacutetomo los electrones van ocupando y llenando los orbitales de menor
energiacutea cuando se da esta circunstancia el aacutetomo se encuentra en su estado fundamental
Si el aacutetomo recibe energiacutea alguno de sus electrones maacutes externos puede saltar a orbitales
de mayor energiacutea pasando el aacutetomo a un estado excitado
Principio de exclusioacuten de Pauli en un aacutetomo no puede haber dos electrones con los
cuatro nuacutemeros cuaacutenticos iguales Los tres primeros nuacutemero cuaacutenticos n l y m determinan
un orbital especiacutefico Dos electrones en un aacutetomo pueden tener estos tres nuacutemeros
cuaacutenticos iguales pero si es asiacute deben tener valores diferentes del nuacutemero cuaacutentico de
spiacuten Es decir un orbital solamente puede estar ocupado por dos electrones y eacutestos deben
tener spines opuestos
Regla de Hund al llenar orbitales de igual energiacutea (los tres orbitales p los cinco orbitales
d o los siete orbitales f) los electrones se distribuyen siempre que sea posible con sus
espines paralelos es decir desapareados
Ejemplo
La estructura electroacutenica del 7N es
1s2
2s2
2px1
2py1
2pz1
Para asignar las configuraciones electroacutenicas a los elementos por orden de su nuacutemero
atoacutemico creciente veamos el siguiente ejemplo de coacutemo seriacutea la configuracioacuten electroacutenica
para Z = 11 hasta Z = 18 es decir desde el Na hasta el Ar
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
19
Cada uno de estos elementos tiene las subcapas 1s 2s y 2p llenas Como la configuracioacuten
1s2 2s2 2p6 corresponde a la del neoacuten se denomina configuracioacuten interna del neoacuten y se
representa con el siacutembolo quiacutemico del neoacuten entre corchetes es decir [Ne] Los electrones
que se situacutean en la capa electroacutenica del nuacutemero cuaacutentico principal maacutes alto (externos) se
denominan electrones de valencia Ej configuracioacuten electroacutenica para Mg Al Si P S Cl y
Ar
Mg [Ne] 3s2
Al [Ne] 3s2 3p1
Si [Ne] 3s2 3p2
P [Ne] 3s2 3p3
S [Ne] 3s2 3p4
Cl [Ne] 3s2 3p5
Ar [Ne] 3s2 3p643
MOLECULA es la menor porcioacuten de sustancia que puede existir en estado libre
conservando las propiedades de esa sustancia y es un conjunto neutro de aacutetomos que se
comporta como una unidad
TABLA PERIODICA
La tabla perioacutedica proporciona la informacioacuten acerca de los elementos quiacutemicos referente a
su estructura interna y propiedades fiacutesicas o quiacutemicas La tabla perioacutedica moderna explica
en forma detallada y actualizada las propiedades de los elementos quiacutemicos tomando como
base su estructura atoacutemica
Seguacuten sus propiedades quiacutemicas los elementos se clasifican en metales y no metales Hay
maacutes elementos metaacutelicos que no metaacutelicos Los mismos elementos que hay en la tierra
existen en otros planetas del espacio sideral El estudiante debe conocer ambas clases sus
propiedades fiacutesicas y quiacutemicas importantes no memorizar sino familiarizarse asiacute por
ejemplo familiarizarse con la valencia de los principales elementos metaacutelicos y no metaacutelicos
no en forma individual o aislada sino por grupos o familias (I II III etc) y de ese modo
aprender de manera faacutecil y aacutegil formulas y nombres de los compuestos quiacutemicos que es
parte vital del lenguaje quiacutemico
Antecedentes e Historia a la tabla perioacutedica actual
Durante los primeros 25 antildeos del siglo XIX se descubrieron 20 nuevos elementos A medida
que el nuacutemero de elementos conocidos aumentaba resultaron evidentes las semejanzas
fiacutesicas y quiacutemicas entre algunos de ellos Entonces los quiacutemicos entendieron que el estudio
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
20
de las propiedades de los elementos quiacutemicos era maacutes faacutecil agrupaacutendolos seguacuten sus
propiedades semejantes en base a una ley natural
En 1913 Henry Moseley descubrioacute el principio o ley natural que guiacutea la clasificacioacuten
moderna las propiedades de los elementos son funciones perioacutedicas de sus nuacutemeros
atoacutemicos
El descubrimiento de esta ley perioacutedica necesitoacute dos acontecimientos previos
El establecimiento de una serie de pesos atoacutemicos
La concepcioacuten del aacutetomo nuclear con un numero definido de protones e igual nuacutemero de
electrones que giran a su alrededor
Las Triadas de Johan Dobereiner (1817) agrupan los elementos hasta entonces conocidos
en serie de tres elementos llamaacutendolo ldquotriadasrdquo Los elementos que pertenecen a una triada
poseen propiedades quiacutemicas semejantes Ademaacutes el elemento central posee un peso
atoacutemico (PA) aproximadamente igual a la semisuma de los PA de los elementos
extremos
Hacia 1850 los quiacutemicos habiacutean llegado a identificar unas veinte triadas Se descartoacute de
esta forma agruparlos porque se descubrieron nuevos elementos que no cumpliacutean con esta
regla
Ordenamiento Helicoidal o Tornillo Teluacuterico de Chancourtois (1862) geoacutelogo franceacutes
propone una clasificacioacuten perioacutedica de los elementos en forma de heacutelice que llamoacute Caracol
Teluacuterico En un cilindro trazoacute una heacutelice con un aacutengulo de 45deg sobre la base y en ella se fue
colocando los elementos en funcioacuten creciente de sus pesos atoacutemicos de tal manera que la
liacutenea vertical (generatriz) del cilindro intercepta a los elementos con propiedades
semejantes
Ley de Las Octavas de John Newlands (1864) Este quiacutemico ingleacutes ordenoacute los elementos
quiacutemicos hasta en ese entonces conocidos en grupo de 7 elementos cada uno en funcioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
21
creciente a sus pesos atoacutemicos de tal modo que el octavo elemento teniacutea propiedades
semejantes al primer elemento del grupo anterior Esta forma de clasificar se llamoacute Ley de
las Octavas
Tabla Perioacutedica de Dimitri Mendeleiev y Lothar Meyer (1869) Se denomina tabla
perioacutedica porque el ordenamiento estaacute basado en la variacioacuten perioacutedica de las propiedades
de los elementos
Descripcioacuten de la Tabla de Mendeleiev
Los 63 elementos conocidos hasta ese entonces fueron ordenados en funcioacuten creciente a
su peso atoacutemico en series (filas) y grupos (columnas)
Asigna a los elementos de un mismo grupo una valencia asiacute los elementos del grupo III
tendraacuten valencia igual a tres por lo tanto el nuacutemero de grupo era igual a la valencia
Los elementos de un mismo grupo poseen propiedades semejantes asiacute por ejemplo
forman oacutexidos e hidruros de foacutermulas similares porque teniacutean igual valencia
La tabla posee ocho grupos
ldquoLas propiedades de los elementos quiacutemicos es una funcioacuten perioacutedica de su nuacutemero atoacutemico
(Z) es decir variacutean en forma sistemaacutetica o perioacutedica con la carga nuclearrdquo
DESCRIPCION GENERAL
1 Los 109 elementos reconocidos por la Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada
(IUPAC) estaacuten ordenados seguacuten el nuacutemero atoacutemico creciente en 7 periodos y 16 grupos (8
grupos A y 8 grupos B) Siendo el primer elemento Hidrogeno (Z = 1) y el uacuteltimo reconocido
hasta el momento meitnerio (Z = 109) pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118
2 Periodo es el ordenamiento de los elementos en liacutenea horizontal Estos elementos
difieren en propiedades pero tienen la misma cantidad de niveles en su estructura atoacutemica
Tener presente que
Numero de periodos = Numero de niveles del aacutetomo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
22
Cada periodo (excepto el primero) comienza con un metal alcalino y termina con un
gas noble
El seacuteptimo periodo estaacute incompleto
El sexto periodo es el que posee mayor cantidad de elementos (es el periodo maacutes
largo)
3 Grupo o Familia Es el ordenamiento de los elementos en columna Estos elementos
presentan similar disposicioacuten de sus electrones externos de alliacute que forman familias de
elementos con propiedades quiacutemicas similares
Grupos ldquoArdquo
Estaacuten formados por los elementos representativos donde los electrones externos o
electrones de valencia estaacuten en orbitales ldquosrdquo yo ldquoprdquo por lo tanto sus propiedades dependen
de estos orbitales
Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia variacutean de
manera muy regular a ello se debe el nombre de elemento representativo
Los electrones de valencia para un elemento representativo es el nuacutemero de electrones a
nivel externo que interviene en los enlaces quiacutemicos
Las propiedades quiacutemicas similares o anaacutelogas de los elementos de un grupo se debe a
que poseen igual nuacutemero de electrones de valencia lo cual indica a su vez el nuacutemero de
grupo
Grupos ldquoBrdquo
Estaacuten formados por elementos de transicioacuten en cuyos aacutetomos el electroacuten de mayor energiacutea
relativa estaacuten en orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo y sus electrones de valencia se encuentran en orbitales
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
23
ldquosrdquo (del uacuteltimo nivel) yu orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo por lo tanto sus propiedades quiacutemicas dependen
de estos orbitales
Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito entre elementos
metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases fuertes (IA y IIA) y los
elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes acentuado su tendencia a formar
aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia variacutean en forma
irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos del grupo I B
(Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y Mo) no cumplen la
distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los elementos
de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor energiacutea relativa en orbitales
ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya
abundancia en la naturaleza es muy escasa y muchas veces solo se encuentran en forma
de trazas combinados con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio (Z=71) poseen
propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio (Z=103)
poseen propiedades semejantes al actinio
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
24
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace interatoacutemico)
para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos metaacutelicos o covalentes) y
moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los estados condensados de la materia
(soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica)
predominante fuerza eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces quiacutemicos con la
finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute lograr una condicioacuten de mayor
estabilidad En el caso de los aacutetomos la estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su
configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace (energiacutea de
disociacioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
25
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los electrones
de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos) mediante el uso de puntos
o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2) notoacute que cada
aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la estructura electroacutenica del
gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los demaacutes aacutetomos que comparten electrones
al formar enlace quiacutemico llegan a adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no hay que
sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas excepciones las trataremos
posteriormente
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
26
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
27
UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS
Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios
Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula
molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro
Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o foacutermulas que
se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos quiacutemicos Actualmente
la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada (en ingleacutes International Union of
Pure and Applied Chemistry) es la maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica
la cual se encarga de establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos elementos pueden
ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos presenta maacutes
de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de sodio en este ejemplo
(IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las valencias con que
actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la terminacioacuten oso e
ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con un no metal
Con metales ej Na2O2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
28
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la palabra
hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua Son aacutecidos
oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido baacutesico con el
agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto queda con
una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de aacutetomos en
nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos forma compuestos con
propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal tantos
radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
O
H
Na
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
29
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA
HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales
oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro Hidroacutexido (III)
Caracteriacutesticas de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica incolora de
fenolftaleiacutena se vuelve roja
Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando que en la
foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula de Na2O con
una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de otros
metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio Estos dos
aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
30
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua Se denominan
OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales (fluacuteor cloro
bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA ANHIacuteDRIDO POR
ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE IGUALAN ASI
Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL METAL Y AL
FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
31
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno seguacuten
datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14 veces mayor que
la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le asignamos un valor
igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la masa del
aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA DOCEAVA
PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA CANTIDAD SE DENOMINA
UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa
atoacutemica Relativa (A) de un elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor
la masa de un aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de Carbono 12
La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de comparacioacuten la masa de un
aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar como unidad la doceava parte de la masa de
12C son nuacutemeros praacutecticamente iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16
la del H 1008 y la del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee
una masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112 parte del
aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una cantidad expresada
en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es monoatoacutemica 112 parte
de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea (UMA)Entonces masa molecular relativa
(M) de una sustancia es el nuacutemero que expresa cuantas veces es mayor la masa de una
moleacutecula de una sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
32
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina sumando las
masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos constituyen la moleacutecula de esa
sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o de agua es
una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir indistintamente al peso de la
arena a su volumen o a su masa Actualmente la cantidad de materia es una magnitud
diferente de la masa de la materia La cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas
(por ahora aacutetomos y moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone designar al
MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales como
aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas elementales que
pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
33
El nuacutemero de moles es igual pero al ser diferentes las masas de los aacutetomos de cada MOL
las masas de la misma cantidad de materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia cualquiera sea el
lugar donde se la determine
2) ldquoNordmrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg cualquiera
que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que variaraacute seguacuten la
latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas relativas de los
mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un elemento medida en
gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa atoacutemica relativa Ejemplo
La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de moleacuteculas de
sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un nuacutemero igual a su masa
molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono) 44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H
Posee 602 x 1023 aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un gas por la
densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de moleacuteculas del gas o sea el
volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
34
GAS
DENSIDAD (δ)
(gcm3)
m (g) V =119898
120575
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO 1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
d =mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N O en (CNTP)
hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de moleacuteculas de cualquier
sustancia en estado gaseoso en condiciones normales de temperatura y presioacuten (0degC
760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224 litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17 protones
pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el nuacutemero de
neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado exclusivamente por el ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas resultan nuacutemeros
fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es ligeramente diferente cuando se
consideran distinto patrones de unidad (masa del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del
aacutetomo de O2 Si cada elemento tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea
precisamente A (Ndeg entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un aacutetomo de O2
ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones por las cuales se considera
en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es
que de tal modo las masa atoacutemicas de muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a
nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual debe fijarse cuaacutel
de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya masa atoacutemica se considera
exactamente 120000 variedad maacutes estable y abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de diversos isoacutetopos
la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente traduce la mayor o menor
abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten centesimal del elemento) puede
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
35
calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar) Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo
elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y 2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
119860119903 =1199011
1119860 + 11987522119860
100
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias porcentuales 754 y
246 HALLAR SU MASA ATOMICA
119860119903 =754 times 35 + 246 times 37
100= 35492 cong 355
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el mismo ldquoNdeg
MASICOrdquo (A)
Ej Cloro (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A) y diferente
ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas Reaccionantes y otros
llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos experimentales se comproboacute que en estas
reacciones se mantienen relaciones de masas de y volumen que corresponden a las leyes
precisas Las leyes de las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las
sustancias que intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales de la
Quiacutemicardquo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
36
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece constante
cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los elementos
que hay en 100 g de ese compuesto
Comp de un elem =119899times119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119890119897119890119898119890119899119905119900
119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119888119900119898119901119906119890119904119905119900 x 100
Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la ECUACIOacuteN QUIacuteMICA
En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los compuestos de partida los REACTIVOS y
las de los compuestos obtenidos al final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se
separan por una flecha que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido
global de la transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni cambian su
identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica puesto que el nuacutemero y tipo
de aacutetomos que forman parte de los reactivos es igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los
productos Cuando una ecuacioacuten quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en
los reactivos y en los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este
modo la ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
37
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones de masas
voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la ecuacioacuten quiacutemica
son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en conjunto expresan la
conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten que contempla la conservacioacuten de los
aacutetomos se llama ECUACIOacuteN BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente
con el principio de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las sustancias
podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas de los
reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados por los coeficientes
estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin
embargo puede suceder que las relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los
reactivos no sea estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los reactivos en
exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en defecto se lo denomina
REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite de la cantidad de producto a obtener
En el laboratorio generalmente los reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la
relacioacuten exactamente necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en
exceso y por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto formado estaacute
determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza Para poder sacar
conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario identificar el reactivo limitante que es
el que va a determinar los liacutemites de una reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor
proporcioacuten con respecto a la relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con composiciones
variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras diferentes cuya unioacuten no
produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se
disuelve en otra (solvente) formando una sola fase Los componentes pueden separarse
utilizando procedimientos fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el
solvente o disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el solvente es
el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De acuerdo al estado fiacutesico de
los componentes pueden obtenerse los siguientes tipos de soluciones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
38
Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos sal Si
revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que la sal se disolvioacute
Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado solvente Variacutea con
la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La solubilidad de los soacutelidos en los
liacutequidos es siempre limitada y depende de la naturaleza del solvente de la naturaleza del
soluto de la temperatura y muy poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la
solubilidad de una sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la variacioacuten de la
solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solvente o
cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solucioacuten Siempre indica una
relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y la solucioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
39
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la cantidad
relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente Esta forma de expresioacuten
soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar es que una solucioacuten es maacutes o menos
diluida o maacutes o menos concentrada que otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten
saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que el solvente
puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega maacutes soluto no lo disuelve si
es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido
el exceso queda separado del solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa
si es un gas en un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En
una solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la misma
velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor que la que el
solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido como es el caso
del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto en agua la solubilidad
disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta con el aumento de la presioacuten En el
caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el
gas disuelto pero no se lo ve justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se
visualizan las burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes sustancia que la
correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que la solucioacuten es sobresaturada
Estas soluciones sobresaturadas son inestables pues el exceso de soluto ya sea por
agitacioacuten o enfriamiento tiende a separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten
de gas en liacutequido como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja temperatura
y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a elevada presioacuten Es por
ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten disminuye y el exceso de soluto se
separa de la solucioacuten y aparecen las burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de soluto y
solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de la solucioacuten o
del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso o masa en masa o mm
porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de volumen en volumen V V
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
40
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se quiere indicar que
contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se expresa 8 P V se quiere
indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de soluto y
solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en agua como 1100 la
cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y 100 partes de agua En cambio si
decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V V indica que hay 1ml de metanol por cada
100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
100119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 5119892119903 119889119890 11987011986111990380119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 119909 = 4119892119903 119889119890 119870119861119903
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la etiqueta ldquopara
preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo de la cantidad de
concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
1119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119903119886119889119900 rarr 9119898119897 119889119890 119886119892119906119886111119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119905119903119886119889119900 = 119909 rarr 1000119898119897 119889119890 119886119892119906119886
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta concentracioacuten
o molaridad M corresponde a la relacioacuten
119872 =ndeg moles
Volumen de solucioacuten en litros=
119899
119881(1)
Recuerde que
ndeg moles =119898119886119904119886
119898119886119904119886 119898119900119897119890119888119906119897119886119903=
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)
=119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)(2)
Reemplazando (2) en (1)
119872 =
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897frasl )
V (L) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten conociendo la masa
de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la solucioacuten
Despejando de (3)
119898(119892119903)119872 = 119872 lowast 119872119872(119892119903
119898119900119897frasl ) lowast V (L)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
41
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M ldquoTemas
de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2003 (2ordm
edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio y
ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 - 1 (1ordm
edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA 1977
(8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El Ateneo
Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995 ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA 1977
(2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo Editorial
Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash 1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998 (5ordm
Edicioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
9
introducieacutendolo en un recipiente que contiene agua luego de agitar el sistema para permitir
la disolucioacuten de la sal se lo somete a filtracioacuten separaacutendose asiacute la arena del agua salada A
su vez se separa el agua de la sal por evaporacioacuten del disolvente
Sublimacioacuten permite separar aquellas fases capaces de sublimar asiacute ocurre en el caso
de un sistema constituido por yodo y arena El yodo sublima por efecto del calor y se
convierte en vapor adoptando luego nuevamente el estado soacutelido al tomar contacto con una
superficie friacutea
CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS HOMOGEacuteNEOS
a) SUSTANCIAS PURAS son sistemas homogeacuteneos que estaacuten formados por una sola
sustancia Poseen propiedades especiacuteficas o intensivas o constantes Resisten
procedimientos mecaacutenicos y fiacutesicos de anaacutelisis
b) SOLUCIONES son tambieacuten sistemas homogeacuteneos pero se hallan formadas por maacutes de
una sustancia por lo que pueden separarse en fracciones (sal-agua) por medios fiacutesicos
Ej destilacioacuten
A estos procedimientos por los cuales puede separarse un sistema homogeacuteneo en dos o
maacutes fracciones se denominan ldquoMeacutetodos de Fraccionamientordquo
FRACCIONAMIENTO DE AGUNOS SISTEMAS HOMOGEacuteNEOS (SOLUCIONES)
Destilacioacuten simple se emplea para separar un liacutequido de las sales disueltas en eacutel Asiacute es
posible obtener agua pura a partir de agua de mar Si la solucioacuten es llevada a una
temperatura adecuada el agua se vaporiza separaacutendose de la sal disuelta en ella Al
condensar el vapor de agua obtenemos nuevamente agua en estado liacutequido
Destilacioacuten fraccionada se emplea para separar liacutequidos volaacutetiles que tengan puntos de
ebullicioacuten diferentes En la praacutectica se utilizan dispositivos llamados columnas rectificadoras
o deflagmadores permiten una separacioacuten definida de los liacutequidos
Cristalizacioacuten empleado para obtener un soacutelido disuelto en un liacutequido siempre que aquel
tenga la propiedad de cristalizar Por evaporacioacuten del disolvente se separa el soacutelido
cristalino Es posible obtener sal a partir del agua salada dejando simplemente que el agua
se evapore
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
10
Cromatografiacutea en papel esta teacutecnica se basa en el principio por el cual varios solutos en
contacto con dos disolventes no miscibles entre siacute se reparten entre ellos Esta distribucioacuten
se realizaraacute de acuerdo con la solubilidad de cada uno de los solutos en cada disolvente
SOLUCIONES sistemas dispersos Homogeacuteneos 1 FASE
DISPERSIONES sistemas dispersos Heterogeacuteneos VARIAS FASES
En estos sistemas dispersos se distinguen dos medios
a) El medio externo o fase dispersante
b) El medio interno o fase dispersa
FASE DISPERSANTE O EXTERNA FASE DISPERSA O INTERNA
Tinta China AGUA NEGRO DE HUMO
Niebla AIRE AGUA
Agua azucarada 1 sola fase AGUA AZUCAR
CARACTERES DE LOS SISTEMAS DISPERSOS O MEZCLAS
a) Los componentes de las mezclas conservan sus propiedades
b) Intervienen en proporciones variadas
c) En ellos hay diferentes clases de moleacuteculas
d) Cuando son homogeacuteneos se pueden fraccionar
e) Cuando son heterogeacuteneos se pueden separar en fases
CASOS POSIBLES DE SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten sea el estado fiacutesico del dispersante (Solvente) y el Disperso (soluto) existen casos
posibles de mezclas o sistemas dispersos
Dispersante
(Solvente)
MEZCLAS EJEMPLOS
GASEOSO
GAS EN GAS AIRE
LIQUIDO EN GAS NIEBLA
SOacuteLIDO EN GAS HUMO
LIQUIDOS
GAS EN LIacuteQUIDO OXIGENO EN AGUA
LIQUIDO EN LIQUIDO ACEITE EN AGUA
SOacuteLIDO EN LIQUIDO SAL EN AGUA
SOacuteLIDOS
GAS EN SOacuteLIDO HIELO CON AIRE
LIQUIDO EN SOacuteLIDO AZUCAR HUMEDA
SOacuteLIDO EN SOacuteLIDO ARENA Y AZUFRE EN
POLVO
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
11
CLASIFICACIOacuteN DE LOS SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten el grado de divisioacuten de las partiacuteculas dispersas los sistemas dispersos se clasifican
en
1) Dispersiones Macroscoacutepicas o Groseras sistema heterogeacuteneo mayor a 500000
Amstrong (50 μm) Ejemplo agua-arena
2) Dispersiones finas sistemas heterogeacuteneos visibles al microscopio Menores a 500000
Amstrong (50 μm) y mayores a 10 3 Amstrong (01 μm)
Toman distintos nombres seguacuten el estado fiacutesico de los medios dispersos o dispersantes
a) Emulsiones ambos medios liacutequidos (leche Crema + Suero)
b) Suspensiones medio dispersante liacutequido y disperso soacutelido (Tinta China)
3) Dispersiones o sistemas coloidales marcan el liacutemite entre ambos sistemas Homogeacuteneo y
Heterogeacuteneo visibles al ultramicroscopio entre 01 μm y 0001μm
4) Soluciones verdaderas las partiacuteculas dispersas son moleacuteculas o iones menores a 0001
μm Sistemas homogeacuteneos sal en agua azuacutecar en agua
ENERGIA Es la capacidad que tienen los cuerpos para generar trabajo La Energiacutea puede
manifestarse de diferentes maneras en forma de movimiento (cineacutetica) de posicioacuten
(potencial) de calor de electricidad de radiaciones electromagneacuteticas etc Seguacuten sea el
proceso En nuestra asignatura nos interesa la Energiacutea quiacutemica es la que se produce en
las reacciones quiacutemicas Una pila o una bateriacutea poseen este tipo de energiacutea como tambieacuten
la que posee el carboacuten y que se manifiesta al quemarlo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
12
Representacioacuten de los tipos de energiacutea
TEMPERATURA Es una medida de la cantidad de calor de los cuerpos Para medirla se
utilizan termoacutemetros El desarrollo de teacutecnicas para la medicioacuten de la temperatura ha pasado
por un largo proceso histoacuterico ya que es necesario darle un valor numeacuterico a una idea
intuitiva como es el friacuteo o el calor Los termoacutemetros pueden ser calibrados de acuerdo a una
multitud de escalas que dan lugar a unidades de medicioacuten de la temperatura En el Sistema
Internacional de Unidades la unidad de temperatura es el kelvin (K) y la escala
correspondiente es la escala Kelvin o escala absoluta que asocia el valor laquocero kelvinraquo (0
K) al laquocero absolutoraquo y se graduacutea con un tamantildeo de grado igual al del grado Celsius Sin
embargo fuera del aacutembito cientiacutefico el uso de otras escalas de temperatura es comuacuten La
escala maacutes extendida es la escala Celsius llamada laquocentiacutegradaraquo y en mucha menor
medida y praacutecticamente solo en los Estados Unidos la escala Fahrenheit Unidades de
medidas en el caso de la escala Centiacutegrado la unidad de medida corresponde a 1100 entre
el punto triple del agua y la temperatura de ebullicioacuten del agua a 1 atmoacutesfera de presioacuten
Para la escala Fahrenheit su unidad de medida se define como 59 de 1ordmC Antiguamente el
100ordmF correspondiacutea a la temperatura media del cuerpo humano (reflejo de la formacioacuten
meacutedica de su creador) Asiacute alguien tiene fiebre cuando estaacute sobre 100ordmF
En lo recieacuten visto se constata que la escala Fahrenheit tiene puntos de referencia poco
precisos a diferencia de la escala Centiacutegrada Esto hace que actualmente la
escala Fahrenheit tenga su referencia real en la Centiacutegrada
Para pasar de grados Centiacutegrado a grados Fahrenheit usar la siguiente conversioacuten
ordmF = 95ordmC + 32ordmC
Para pasar de grados Fahrenheit a grados Centiacutegrado usar la siguiente conversioacuten
ordmC = (ordmF - 32ordm) x 59
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
13
UNIDAD Ndeg II ESTRUCTURA ATOacuteMICA
Estructura atoacutemica generalidades Partiacuteculas atoacutemicas y subatoacutemicas Modelos Atoacutemicos
Nuacutemero maacutesico y nuacutemero atoacutemico Isoacutetopos e isoacutebaros
Modelos atoacutemicos modernos Nuacutemeros cuaacutenticos Orbitales Regla de construccioacuten atoacutemica
llenado de orbitales Principio de exclusioacuten de Pauling Regla de Hund Tabla perioacutedica
moderna Periacuteodos grupos y subgrupos caracteriacutesticas Tipo de enlace enlace ioacutenico y
covalente
ATOMO Y MOLEacuteCULA
EVOLUCIOacuteN DEL MODELO ATOacuteMICO
1) El primer modelo atoacutemico en 1898 Thompson lo propuso describiendo al aacutetomo como
una esfera con caga positiva en la que estaban incrustadas unas pocas partiacuteculas con carga
negativas llamadas electrones
2) Aacutetomo de Rutherford en 1911 descubrioacute que
a) el aacutetomo estaacute formado por un nuacutecleo central cargado positivamente rodeado de
electrones que giran (siacutemil sistema planetario) alrededor
b) El nuacutecleo concentra casi toda la masa del aacutetomo
c) La masa de las cargas positivas (protones) es aproximadamente igual a la mitad de la
masa del aacutetomo
3) Niveles Espectroscoacutepicos modelo de Borh
Descubrioacute que los electrones de un aacutetomo soacutelo pueden tener determinados valores de
energiacutea Propuso que la energiacutea de un electroacuten estaba relacionada con la distancia de su
orbital al nuacutecleo Por lo tanto los electrones soacutelo giraban en torno al nuacutecleo a determinadas
distancias en oacuterbitas cuantizadas que correspondiacutean a energiacuteas permitidas
Conclusiones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
14
a) Los electrones pueden girar en oacuterbitas determinadas sin perder energiacutea
b) Estos niveles permitidos o definidos de energiacutea Los electrones no absorben ni emiten
energiacutea Por ello se los denomina niveles estacionarios
c) Cuando el electroacuten gira en la oacuterbita maacutes cercana al nuacutecleo el aacutetomo se encuentra en su
estado maacutes estable ldquoNormalrdquo de energiacutea miacutenima Si el aacutetomo recibe un impulso energeacutetico
externo (luz calor electricidad) el electroacuten puede saltar a otra oacuterbita maacutes alejada es decir
de mayor energiacutea el aacutetomo que contiene el electroacuten en uno de estos estados recibe el
nombre de ldquoAacutetomo Excitadordquo es decir que el aacutetomo absorbe energiacutea cuando el electroacuten
ldquoSaltardquo hacia un nivel maacutes alejado del nuacutecleo y absorbe cuando lo hace hacia eacutel
d) La diferencia de energiacutea al pasar el electroacuten de uno a otro nivel es proporcional a la
radiacioacuten emitida o absorbida multiplicada por una constante ldquohrdquo es decir
E2 ndash E1 = hv o bien E2 ndash E1 = constante h
v
Aacutetomo de SHODINGER 1926 seguacuten el modelo propuesto los electrones no giran en torno
al nuacutecleo sino que se comportan maacutes bien como ondas que se desplazan alrededor del
nuacutecleo a determinada distancia y con determinadas energiacuteas Este modelo resulta ser el
maacutes exacto los fiacutesicos emplean ecuaciones que describen la onda electroacutenica para hallar la
regioacuten del espacio en la que resulta maacutes probable que se encuentre el electroacuten
CONCEPTO DE ORBITAL ATOacuteMICO Seguacuten el principio de indeterminacioacuten debido a la
enorme velocidad del electroacuten soacutelo es posible calcular ldquola probabilidad de hallarlo en una
zona alrededor del nuacutecleo del aacutetomordquo De acuerdo con este razonamiento el electroacuten se
mueve alrededor del nuacutecleo de manera tal que produce una ldquoNube electroacutenicardquo de carga
negativa cuya densidad indica donde es mayor la probabilidad de ubicarlo Aparece asiacute un
nuevo concepto el de orbital atoacutemico que es la regioacuten del espacio alrededor del nuacutecleo
donde es mayor la probabilidad de hallar al electroacuten El electroacuten entonces no ocupa una
oacuterbita sino un orbital
El avance en el conocimiento ha dado lugar al modelo atoacutemico actual propuesto por la
Mecaacutenica Cuaacutentica (modelo de Schroumldinger)
El modelo de Bohr es un modelo unidimensional que utiliza un nuacutemero (n) para describir la
distribucioacuten de electrones en el aacutetomo El modelo de Schroumldinger permite que el electroacuten
ocupe un espacio tridimensional Por lo tanto requiere tres nuacutemeros conocidos como
nuacutemeros cuaacutenticos para describir los orbitales en los que se puede encontrar al electroacuten
El nuacutemero cuaacutentico principal ldquonrdquo describe el tamantildeo del orbital por ejemplo los
orbitales para los cuales n = 2 son maacutes grandes que aquellos para los cuales n = 1
Puede tomar cualquier valor entero empezando desde 1
n = 1 2 3 4 etc
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
15
El nuacutemero cuaacutentico del momento angular orbital ldquolrdquo describe la forma del orbital
atoacutemico Puede tomar todos los valores naturales desde 0 hasta n-1 (siendo n el valor del
nuacutemero cuaacutentico principal) Por ejemplo si n = 5 los valores del son
I = 0 1 2 3 4
Se designa a los orbitales atoacutemicos en funcioacuten del valor del nuacutemero cuaacutentico secundario l
como
l = 0 orbital s (sharp)
l = 1 orbital p (principal)
l = 2 orbital d (diffuse)
l = 3 orbital f (fundamental)
El nuacutemero cuaacutentico magneacutetico ldquomrdquo determina la orientacioacuten espacial del orbital Se
denomina magneacutetico porque esta orientacioacuten espacial se acostumbra a definir en relacioacuten a
un campo magneacutetico externo Puede tomar valores enteros desde -l hasta +l Por ejemplo si
l = 2 los valores posibles para m son
m = -2 -1 0 1 2
El nuacutemero cuaacutentico de espiacuten ldquosrdquo soacutelo puede tomar dos valores +12 y -12 Indican el
sentido de la rotacioacuten del electroacuten sobre su eje como las ajugas del reloj o en sentido
contrario
Capas y Subcapas principales
Todos los orbitales con el mismo valor del nuacutemero cuaacutentico principal n se encuentran en la
misma capa electroacutenica principal o nivel principal y todos los orbitales con los mismos
valores de n y ml estaacuten en la misma subcapa o subnivel
El nuacutemero de subcapas en una capa principal es igual al nuacutemero cuaacutentico principal esto es
hay una subcapa en la capa principal con n = 1 dos subcapas en la capa 37 principal con n
= 2 y asiacute sucesivamente El nombre dado a una subcapa independientemente de la capa
principal en la que se encuentre estaacute determinado por el nuacutemero cuaacutentico l de manera que
como se ha indicado anteriormente ml=0 (subcapa s) ml=1 (subcapa p) ml=2 (subcapa d)
y m = 3 (subcapa f)
El nuacutemero de orbitales en una subcapa es igual al nuacutemero de valores permitidos de m para
un valor particular de m por lo que el nuacutemero de orbitales en una subcapa es 2m + 1 Los
nombres de los orbitales son los mismos que los de las subcapas en las que aparecen
Orbitales s Orbitales p Orbitales d Orbitales f
l = 0 l = 1 l = 2 l = 3
m = 0 m = -1 0 1 m = -2 -1 0 1 2 m = -3 -2 -1 0 1 2 3
Un orbital s en una subcapa s
Tres orbitales p en una subcapa p
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
16
Cinco orbitales d en una subcapa d
Siete orbitales f en una subcapa f
Forma y tamantildeos de los orbitales
Los orbitales s (m = 0) tienen forma esfeacuterica El tamantildeo de este orbital depende del valor del
nuacutemero cuaacutentico principal un orbital 3s tiene la misma forma pero es mayor que un orbital
2s
Los orbitales p (m = 1) estaacuten formados por dos loacutebulos ideacutenticos que se proyectan a lo largo
de un eje La zona de unioacuten de ambos loacutebulos coincide con el nuacutecleo atoacutemico Hay tres
orbitales p (m =-1 m = 0 y m = +1) de ideacutentica forma que difieren soacutelo en su orientacioacuten a lo
largo de los ejes x y o z
Los orbitales d (m = 2) tambieacuten estaacuten formados por loacutebulos Hay cinco tipos de orbitales d
(que corresponden a m = -2 -1 0 1 2)
Los orbitales f (m = 3) tambieacuten tienen un aspecto multilobular Existen siete tipos de orbitales
f (que corresponden a m = -3 -2 -1 0 +1 +2 +3)
A continuacioacuten utilizaremos los nuacutemeros cuaacutenticos para describir la estructura electroacutenica
del aacutetomo de hidroacutegeno
El uacutenico electroacuten de un aacutetomo de hidroacutegeno se encuentra en el nivel de energiacutea maacutes bajo es
decir n = 1 y dado que la primera capa principal contiene soacutelo un orbital s el nuacutemero
cuaacutentico orbital es m = 0 El uacutenico valor posible para el nuacutemero cuaacutentico magneacutetico es m = 0
Cualquiera de los dos estados de spin son posibles para el electroacuten
ORBITALES S
ORBITALES P
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
17
AacuteTOMOS MULTIELECTROacuteNICOS
En los aacutetomos multielectroacutenicos los electrones se repelen tratando de permanecer alejados
de los demaacutes
Configuraciones electroacutenicas
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo consiste en indicar coacutemo se distribuyen sus
electrones entre los diferentes orbitales en las capas principales y las subcapas Esta
distribucioacuten se realiza apoyaacutendonos en tres reglas energiacutea de los orbitales principio de
exclusioacuten de Pauli y regla de Hund
Energiacutea de los orbitales los electrones ocupan los orbitales de forma que se minimice la
energiacutea del aacutetomo El orden exacto de llenado de los orbitales se establecioacute
experimentalmente principalmente mediante estudios espectroscoacutepicos y magneacuteticos y es
el orden que debemos seguir al asignar las configuraciones electroacutenicas a los elementos El
orden de llenado de orbitales es
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1 4p6 5s2 4d 5p6 6s2 4f1 5d 6p6 7s2 5f 6d 7p6
Para recordar este orden maacutes faacutecilmente se puede utilizar el diagrama siguiente
ORBITALES D
ORBITALES F
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
18
Empezando por la liacutenea superior sigue las flechas y el orden obtenido es el mismo que en la
serie anterior Debido al liacutemite de dos electrones por orbital la capacidad de una subcapa de
electrones puede obtenerse tomando el doble del nuacutemero de orbitales en la subcapa Asiacute la
subcapa s consiste en un orbital con una capacidad de dos electrones la subcapa p
consiste en tres orbitales con una capacidad total de seis electrones la subcapa d consiste
en cinco orbitales con una capacidad total de diez electrones la subcapa f consiste en siete
orbitales con una capacidad total de catorce electrones
En un determinado aacutetomo los electrones van ocupando y llenando los orbitales de menor
energiacutea cuando se da esta circunstancia el aacutetomo se encuentra en su estado fundamental
Si el aacutetomo recibe energiacutea alguno de sus electrones maacutes externos puede saltar a orbitales
de mayor energiacutea pasando el aacutetomo a un estado excitado
Principio de exclusioacuten de Pauli en un aacutetomo no puede haber dos electrones con los
cuatro nuacutemeros cuaacutenticos iguales Los tres primeros nuacutemero cuaacutenticos n l y m determinan
un orbital especiacutefico Dos electrones en un aacutetomo pueden tener estos tres nuacutemeros
cuaacutenticos iguales pero si es asiacute deben tener valores diferentes del nuacutemero cuaacutentico de
spiacuten Es decir un orbital solamente puede estar ocupado por dos electrones y eacutestos deben
tener spines opuestos
Regla de Hund al llenar orbitales de igual energiacutea (los tres orbitales p los cinco orbitales
d o los siete orbitales f) los electrones se distribuyen siempre que sea posible con sus
espines paralelos es decir desapareados
Ejemplo
La estructura electroacutenica del 7N es
1s2
2s2
2px1
2py1
2pz1
Para asignar las configuraciones electroacutenicas a los elementos por orden de su nuacutemero
atoacutemico creciente veamos el siguiente ejemplo de coacutemo seriacutea la configuracioacuten electroacutenica
para Z = 11 hasta Z = 18 es decir desde el Na hasta el Ar
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
19
Cada uno de estos elementos tiene las subcapas 1s 2s y 2p llenas Como la configuracioacuten
1s2 2s2 2p6 corresponde a la del neoacuten se denomina configuracioacuten interna del neoacuten y se
representa con el siacutembolo quiacutemico del neoacuten entre corchetes es decir [Ne] Los electrones
que se situacutean en la capa electroacutenica del nuacutemero cuaacutentico principal maacutes alto (externos) se
denominan electrones de valencia Ej configuracioacuten electroacutenica para Mg Al Si P S Cl y
Ar
Mg [Ne] 3s2
Al [Ne] 3s2 3p1
Si [Ne] 3s2 3p2
P [Ne] 3s2 3p3
S [Ne] 3s2 3p4
Cl [Ne] 3s2 3p5
Ar [Ne] 3s2 3p643
MOLECULA es la menor porcioacuten de sustancia que puede existir en estado libre
conservando las propiedades de esa sustancia y es un conjunto neutro de aacutetomos que se
comporta como una unidad
TABLA PERIODICA
La tabla perioacutedica proporciona la informacioacuten acerca de los elementos quiacutemicos referente a
su estructura interna y propiedades fiacutesicas o quiacutemicas La tabla perioacutedica moderna explica
en forma detallada y actualizada las propiedades de los elementos quiacutemicos tomando como
base su estructura atoacutemica
Seguacuten sus propiedades quiacutemicas los elementos se clasifican en metales y no metales Hay
maacutes elementos metaacutelicos que no metaacutelicos Los mismos elementos que hay en la tierra
existen en otros planetas del espacio sideral El estudiante debe conocer ambas clases sus
propiedades fiacutesicas y quiacutemicas importantes no memorizar sino familiarizarse asiacute por
ejemplo familiarizarse con la valencia de los principales elementos metaacutelicos y no metaacutelicos
no en forma individual o aislada sino por grupos o familias (I II III etc) y de ese modo
aprender de manera faacutecil y aacutegil formulas y nombres de los compuestos quiacutemicos que es
parte vital del lenguaje quiacutemico
Antecedentes e Historia a la tabla perioacutedica actual
Durante los primeros 25 antildeos del siglo XIX se descubrieron 20 nuevos elementos A medida
que el nuacutemero de elementos conocidos aumentaba resultaron evidentes las semejanzas
fiacutesicas y quiacutemicas entre algunos de ellos Entonces los quiacutemicos entendieron que el estudio
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
20
de las propiedades de los elementos quiacutemicos era maacutes faacutecil agrupaacutendolos seguacuten sus
propiedades semejantes en base a una ley natural
En 1913 Henry Moseley descubrioacute el principio o ley natural que guiacutea la clasificacioacuten
moderna las propiedades de los elementos son funciones perioacutedicas de sus nuacutemeros
atoacutemicos
El descubrimiento de esta ley perioacutedica necesitoacute dos acontecimientos previos
El establecimiento de una serie de pesos atoacutemicos
La concepcioacuten del aacutetomo nuclear con un numero definido de protones e igual nuacutemero de
electrones que giran a su alrededor
Las Triadas de Johan Dobereiner (1817) agrupan los elementos hasta entonces conocidos
en serie de tres elementos llamaacutendolo ldquotriadasrdquo Los elementos que pertenecen a una triada
poseen propiedades quiacutemicas semejantes Ademaacutes el elemento central posee un peso
atoacutemico (PA) aproximadamente igual a la semisuma de los PA de los elementos
extremos
Hacia 1850 los quiacutemicos habiacutean llegado a identificar unas veinte triadas Se descartoacute de
esta forma agruparlos porque se descubrieron nuevos elementos que no cumpliacutean con esta
regla
Ordenamiento Helicoidal o Tornillo Teluacuterico de Chancourtois (1862) geoacutelogo franceacutes
propone una clasificacioacuten perioacutedica de los elementos en forma de heacutelice que llamoacute Caracol
Teluacuterico En un cilindro trazoacute una heacutelice con un aacutengulo de 45deg sobre la base y en ella se fue
colocando los elementos en funcioacuten creciente de sus pesos atoacutemicos de tal manera que la
liacutenea vertical (generatriz) del cilindro intercepta a los elementos con propiedades
semejantes
Ley de Las Octavas de John Newlands (1864) Este quiacutemico ingleacutes ordenoacute los elementos
quiacutemicos hasta en ese entonces conocidos en grupo de 7 elementos cada uno en funcioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
21
creciente a sus pesos atoacutemicos de tal modo que el octavo elemento teniacutea propiedades
semejantes al primer elemento del grupo anterior Esta forma de clasificar se llamoacute Ley de
las Octavas
Tabla Perioacutedica de Dimitri Mendeleiev y Lothar Meyer (1869) Se denomina tabla
perioacutedica porque el ordenamiento estaacute basado en la variacioacuten perioacutedica de las propiedades
de los elementos
Descripcioacuten de la Tabla de Mendeleiev
Los 63 elementos conocidos hasta ese entonces fueron ordenados en funcioacuten creciente a
su peso atoacutemico en series (filas) y grupos (columnas)
Asigna a los elementos de un mismo grupo una valencia asiacute los elementos del grupo III
tendraacuten valencia igual a tres por lo tanto el nuacutemero de grupo era igual a la valencia
Los elementos de un mismo grupo poseen propiedades semejantes asiacute por ejemplo
forman oacutexidos e hidruros de foacutermulas similares porque teniacutean igual valencia
La tabla posee ocho grupos
ldquoLas propiedades de los elementos quiacutemicos es una funcioacuten perioacutedica de su nuacutemero atoacutemico
(Z) es decir variacutean en forma sistemaacutetica o perioacutedica con la carga nuclearrdquo
DESCRIPCION GENERAL
1 Los 109 elementos reconocidos por la Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada
(IUPAC) estaacuten ordenados seguacuten el nuacutemero atoacutemico creciente en 7 periodos y 16 grupos (8
grupos A y 8 grupos B) Siendo el primer elemento Hidrogeno (Z = 1) y el uacuteltimo reconocido
hasta el momento meitnerio (Z = 109) pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118
2 Periodo es el ordenamiento de los elementos en liacutenea horizontal Estos elementos
difieren en propiedades pero tienen la misma cantidad de niveles en su estructura atoacutemica
Tener presente que
Numero de periodos = Numero de niveles del aacutetomo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
22
Cada periodo (excepto el primero) comienza con un metal alcalino y termina con un
gas noble
El seacuteptimo periodo estaacute incompleto
El sexto periodo es el que posee mayor cantidad de elementos (es el periodo maacutes
largo)
3 Grupo o Familia Es el ordenamiento de los elementos en columna Estos elementos
presentan similar disposicioacuten de sus electrones externos de alliacute que forman familias de
elementos con propiedades quiacutemicas similares
Grupos ldquoArdquo
Estaacuten formados por los elementos representativos donde los electrones externos o
electrones de valencia estaacuten en orbitales ldquosrdquo yo ldquoprdquo por lo tanto sus propiedades dependen
de estos orbitales
Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia variacutean de
manera muy regular a ello se debe el nombre de elemento representativo
Los electrones de valencia para un elemento representativo es el nuacutemero de electrones a
nivel externo que interviene en los enlaces quiacutemicos
Las propiedades quiacutemicas similares o anaacutelogas de los elementos de un grupo se debe a
que poseen igual nuacutemero de electrones de valencia lo cual indica a su vez el nuacutemero de
grupo
Grupos ldquoBrdquo
Estaacuten formados por elementos de transicioacuten en cuyos aacutetomos el electroacuten de mayor energiacutea
relativa estaacuten en orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo y sus electrones de valencia se encuentran en orbitales
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
23
ldquosrdquo (del uacuteltimo nivel) yu orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo por lo tanto sus propiedades quiacutemicas dependen
de estos orbitales
Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito entre elementos
metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases fuertes (IA y IIA) y los
elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes acentuado su tendencia a formar
aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia variacutean en forma
irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos del grupo I B
(Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y Mo) no cumplen la
distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los elementos
de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor energiacutea relativa en orbitales
ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya
abundancia en la naturaleza es muy escasa y muchas veces solo se encuentran en forma
de trazas combinados con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio (Z=71) poseen
propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio (Z=103)
poseen propiedades semejantes al actinio
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
24
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace interatoacutemico)
para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos metaacutelicos o covalentes) y
moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los estados condensados de la materia
(soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica)
predominante fuerza eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces quiacutemicos con la
finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute lograr una condicioacuten de mayor
estabilidad En el caso de los aacutetomos la estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su
configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace (energiacutea de
disociacioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
25
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los electrones
de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos) mediante el uso de puntos
o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2) notoacute que cada
aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la estructura electroacutenica del
gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los demaacutes aacutetomos que comparten electrones
al formar enlace quiacutemico llegan a adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no hay que
sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas excepciones las trataremos
posteriormente
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
26
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
27
UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS
Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios
Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula
molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro
Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o foacutermulas que
se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos quiacutemicos Actualmente
la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada (en ingleacutes International Union of
Pure and Applied Chemistry) es la maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica
la cual se encarga de establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos elementos pueden
ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos presenta maacutes
de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de sodio en este ejemplo
(IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las valencias con que
actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la terminacioacuten oso e
ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con un no metal
Con metales ej Na2O2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
28
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la palabra
hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua Son aacutecidos
oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido baacutesico con el
agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto queda con
una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de aacutetomos en
nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos forma compuestos con
propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal tantos
radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
O
H
Na
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
29
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA
HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales
oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro Hidroacutexido (III)
Caracteriacutesticas de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica incolora de
fenolftaleiacutena se vuelve roja
Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando que en la
foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula de Na2O con
una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de otros
metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio Estos dos
aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
30
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua Se denominan
OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales (fluacuteor cloro
bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA ANHIacuteDRIDO POR
ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE IGUALAN ASI
Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL METAL Y AL
FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
31
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno seguacuten
datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14 veces mayor que
la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le asignamos un valor
igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la masa del
aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA DOCEAVA
PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA CANTIDAD SE DENOMINA
UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa
atoacutemica Relativa (A) de un elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor
la masa de un aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de Carbono 12
La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de comparacioacuten la masa de un
aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar como unidad la doceava parte de la masa de
12C son nuacutemeros praacutecticamente iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16
la del H 1008 y la del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee
una masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112 parte del
aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una cantidad expresada
en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es monoatoacutemica 112 parte
de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea (UMA)Entonces masa molecular relativa
(M) de una sustancia es el nuacutemero que expresa cuantas veces es mayor la masa de una
moleacutecula de una sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
32
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina sumando las
masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos constituyen la moleacutecula de esa
sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o de agua es
una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir indistintamente al peso de la
arena a su volumen o a su masa Actualmente la cantidad de materia es una magnitud
diferente de la masa de la materia La cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas
(por ahora aacutetomos y moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone designar al
MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales como
aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas elementales que
pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
33
El nuacutemero de moles es igual pero al ser diferentes las masas de los aacutetomos de cada MOL
las masas de la misma cantidad de materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia cualquiera sea el
lugar donde se la determine
2) ldquoNordmrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg cualquiera
que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que variaraacute seguacuten la
latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas relativas de los
mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un elemento medida en
gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa atoacutemica relativa Ejemplo
La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de moleacuteculas de
sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un nuacutemero igual a su masa
molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono) 44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H
Posee 602 x 1023 aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un gas por la
densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de moleacuteculas del gas o sea el
volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
34
GAS
DENSIDAD (δ)
(gcm3)
m (g) V =119898
120575
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO 1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
d =mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N O en (CNTP)
hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de moleacuteculas de cualquier
sustancia en estado gaseoso en condiciones normales de temperatura y presioacuten (0degC
760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224 litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17 protones
pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el nuacutemero de
neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado exclusivamente por el ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas resultan nuacutemeros
fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es ligeramente diferente cuando se
consideran distinto patrones de unidad (masa del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del
aacutetomo de O2 Si cada elemento tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea
precisamente A (Ndeg entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un aacutetomo de O2
ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones por las cuales se considera
en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es
que de tal modo las masa atoacutemicas de muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a
nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual debe fijarse cuaacutel
de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya masa atoacutemica se considera
exactamente 120000 variedad maacutes estable y abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de diversos isoacutetopos
la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente traduce la mayor o menor
abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten centesimal del elemento) puede
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
35
calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar) Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo
elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y 2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
119860119903 =1199011
1119860 + 11987522119860
100
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias porcentuales 754 y
246 HALLAR SU MASA ATOMICA
119860119903 =754 times 35 + 246 times 37
100= 35492 cong 355
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el mismo ldquoNdeg
MASICOrdquo (A)
Ej Cloro (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A) y diferente
ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas Reaccionantes y otros
llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos experimentales se comproboacute que en estas
reacciones se mantienen relaciones de masas de y volumen que corresponden a las leyes
precisas Las leyes de las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las
sustancias que intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales de la
Quiacutemicardquo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
36
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece constante
cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los elementos
que hay en 100 g de ese compuesto
Comp de un elem =119899times119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119890119897119890119898119890119899119905119900
119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119888119900119898119901119906119890119904119905119900 x 100
Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la ECUACIOacuteN QUIacuteMICA
En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los compuestos de partida los REACTIVOS y
las de los compuestos obtenidos al final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se
separan por una flecha que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido
global de la transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni cambian su
identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica puesto que el nuacutemero y tipo
de aacutetomos que forman parte de los reactivos es igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los
productos Cuando una ecuacioacuten quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en
los reactivos y en los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este
modo la ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
37
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones de masas
voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la ecuacioacuten quiacutemica
son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en conjunto expresan la
conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten que contempla la conservacioacuten de los
aacutetomos se llama ECUACIOacuteN BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente
con el principio de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las sustancias
podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas de los
reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados por los coeficientes
estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin
embargo puede suceder que las relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los
reactivos no sea estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los reactivos en
exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en defecto se lo denomina
REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite de la cantidad de producto a obtener
En el laboratorio generalmente los reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la
relacioacuten exactamente necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en
exceso y por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto formado estaacute
determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza Para poder sacar
conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario identificar el reactivo limitante que es
el que va a determinar los liacutemites de una reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor
proporcioacuten con respecto a la relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con composiciones
variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras diferentes cuya unioacuten no
produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se
disuelve en otra (solvente) formando una sola fase Los componentes pueden separarse
utilizando procedimientos fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el
solvente o disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el solvente es
el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De acuerdo al estado fiacutesico de
los componentes pueden obtenerse los siguientes tipos de soluciones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
38
Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos sal Si
revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que la sal se disolvioacute
Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado solvente Variacutea con
la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La solubilidad de los soacutelidos en los
liacutequidos es siempre limitada y depende de la naturaleza del solvente de la naturaleza del
soluto de la temperatura y muy poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la
solubilidad de una sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la variacioacuten de la
solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solvente o
cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solucioacuten Siempre indica una
relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y la solucioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
39
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la cantidad
relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente Esta forma de expresioacuten
soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar es que una solucioacuten es maacutes o menos
diluida o maacutes o menos concentrada que otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten
saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que el solvente
puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega maacutes soluto no lo disuelve si
es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido
el exceso queda separado del solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa
si es un gas en un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En
una solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la misma
velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor que la que el
solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido como es el caso
del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto en agua la solubilidad
disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta con el aumento de la presioacuten En el
caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el
gas disuelto pero no se lo ve justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se
visualizan las burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes sustancia que la
correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que la solucioacuten es sobresaturada
Estas soluciones sobresaturadas son inestables pues el exceso de soluto ya sea por
agitacioacuten o enfriamiento tiende a separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten
de gas en liacutequido como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja temperatura
y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a elevada presioacuten Es por
ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten disminuye y el exceso de soluto se
separa de la solucioacuten y aparecen las burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de soluto y
solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de la solucioacuten o
del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso o masa en masa o mm
porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de volumen en volumen V V
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
40
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se quiere indicar que
contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se expresa 8 P V se quiere
indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de soluto y
solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en agua como 1100 la
cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y 100 partes de agua En cambio si
decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V V indica que hay 1ml de metanol por cada
100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
100119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 5119892119903 119889119890 11987011986111990380119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 119909 = 4119892119903 119889119890 119870119861119903
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la etiqueta ldquopara
preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo de la cantidad de
concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
1119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119903119886119889119900 rarr 9119898119897 119889119890 119886119892119906119886111119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119905119903119886119889119900 = 119909 rarr 1000119898119897 119889119890 119886119892119906119886
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta concentracioacuten
o molaridad M corresponde a la relacioacuten
119872 =ndeg moles
Volumen de solucioacuten en litros=
119899
119881(1)
Recuerde que
ndeg moles =119898119886119904119886
119898119886119904119886 119898119900119897119890119888119906119897119886119903=
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)
=119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)(2)
Reemplazando (2) en (1)
119872 =
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897frasl )
V (L) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten conociendo la masa
de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la solucioacuten
Despejando de (3)
119898(119892119903)119872 = 119872 lowast 119872119872(119892119903
119898119900119897frasl ) lowast V (L)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
41
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M ldquoTemas
de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2003 (2ordm
edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio y
ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 - 1 (1ordm
edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA 1977
(8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El Ateneo
Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995 ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA 1977
(2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo Editorial
Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash 1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998 (5ordm
Edicioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
10
Cromatografiacutea en papel esta teacutecnica se basa en el principio por el cual varios solutos en
contacto con dos disolventes no miscibles entre siacute se reparten entre ellos Esta distribucioacuten
se realizaraacute de acuerdo con la solubilidad de cada uno de los solutos en cada disolvente
SOLUCIONES sistemas dispersos Homogeacuteneos 1 FASE
DISPERSIONES sistemas dispersos Heterogeacuteneos VARIAS FASES
En estos sistemas dispersos se distinguen dos medios
a) El medio externo o fase dispersante
b) El medio interno o fase dispersa
FASE DISPERSANTE O EXTERNA FASE DISPERSA O INTERNA
Tinta China AGUA NEGRO DE HUMO
Niebla AIRE AGUA
Agua azucarada 1 sola fase AGUA AZUCAR
CARACTERES DE LOS SISTEMAS DISPERSOS O MEZCLAS
a) Los componentes de las mezclas conservan sus propiedades
b) Intervienen en proporciones variadas
c) En ellos hay diferentes clases de moleacuteculas
d) Cuando son homogeacuteneos se pueden fraccionar
e) Cuando son heterogeacuteneos se pueden separar en fases
CASOS POSIBLES DE SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten sea el estado fiacutesico del dispersante (Solvente) y el Disperso (soluto) existen casos
posibles de mezclas o sistemas dispersos
Dispersante
(Solvente)
MEZCLAS EJEMPLOS
GASEOSO
GAS EN GAS AIRE
LIQUIDO EN GAS NIEBLA
SOacuteLIDO EN GAS HUMO
LIQUIDOS
GAS EN LIacuteQUIDO OXIGENO EN AGUA
LIQUIDO EN LIQUIDO ACEITE EN AGUA
SOacuteLIDO EN LIQUIDO SAL EN AGUA
SOacuteLIDOS
GAS EN SOacuteLIDO HIELO CON AIRE
LIQUIDO EN SOacuteLIDO AZUCAR HUMEDA
SOacuteLIDO EN SOacuteLIDO ARENA Y AZUFRE EN
POLVO
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
11
CLASIFICACIOacuteN DE LOS SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten el grado de divisioacuten de las partiacuteculas dispersas los sistemas dispersos se clasifican
en
1) Dispersiones Macroscoacutepicas o Groseras sistema heterogeacuteneo mayor a 500000
Amstrong (50 μm) Ejemplo agua-arena
2) Dispersiones finas sistemas heterogeacuteneos visibles al microscopio Menores a 500000
Amstrong (50 μm) y mayores a 10 3 Amstrong (01 μm)
Toman distintos nombres seguacuten el estado fiacutesico de los medios dispersos o dispersantes
a) Emulsiones ambos medios liacutequidos (leche Crema + Suero)
b) Suspensiones medio dispersante liacutequido y disperso soacutelido (Tinta China)
3) Dispersiones o sistemas coloidales marcan el liacutemite entre ambos sistemas Homogeacuteneo y
Heterogeacuteneo visibles al ultramicroscopio entre 01 μm y 0001μm
4) Soluciones verdaderas las partiacuteculas dispersas son moleacuteculas o iones menores a 0001
μm Sistemas homogeacuteneos sal en agua azuacutecar en agua
ENERGIA Es la capacidad que tienen los cuerpos para generar trabajo La Energiacutea puede
manifestarse de diferentes maneras en forma de movimiento (cineacutetica) de posicioacuten
(potencial) de calor de electricidad de radiaciones electromagneacuteticas etc Seguacuten sea el
proceso En nuestra asignatura nos interesa la Energiacutea quiacutemica es la que se produce en
las reacciones quiacutemicas Una pila o una bateriacutea poseen este tipo de energiacutea como tambieacuten
la que posee el carboacuten y que se manifiesta al quemarlo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
12
Representacioacuten de los tipos de energiacutea
TEMPERATURA Es una medida de la cantidad de calor de los cuerpos Para medirla se
utilizan termoacutemetros El desarrollo de teacutecnicas para la medicioacuten de la temperatura ha pasado
por un largo proceso histoacuterico ya que es necesario darle un valor numeacuterico a una idea
intuitiva como es el friacuteo o el calor Los termoacutemetros pueden ser calibrados de acuerdo a una
multitud de escalas que dan lugar a unidades de medicioacuten de la temperatura En el Sistema
Internacional de Unidades la unidad de temperatura es el kelvin (K) y la escala
correspondiente es la escala Kelvin o escala absoluta que asocia el valor laquocero kelvinraquo (0
K) al laquocero absolutoraquo y se graduacutea con un tamantildeo de grado igual al del grado Celsius Sin
embargo fuera del aacutembito cientiacutefico el uso de otras escalas de temperatura es comuacuten La
escala maacutes extendida es la escala Celsius llamada laquocentiacutegradaraquo y en mucha menor
medida y praacutecticamente solo en los Estados Unidos la escala Fahrenheit Unidades de
medidas en el caso de la escala Centiacutegrado la unidad de medida corresponde a 1100 entre
el punto triple del agua y la temperatura de ebullicioacuten del agua a 1 atmoacutesfera de presioacuten
Para la escala Fahrenheit su unidad de medida se define como 59 de 1ordmC Antiguamente el
100ordmF correspondiacutea a la temperatura media del cuerpo humano (reflejo de la formacioacuten
meacutedica de su creador) Asiacute alguien tiene fiebre cuando estaacute sobre 100ordmF
En lo recieacuten visto se constata que la escala Fahrenheit tiene puntos de referencia poco
precisos a diferencia de la escala Centiacutegrada Esto hace que actualmente la
escala Fahrenheit tenga su referencia real en la Centiacutegrada
Para pasar de grados Centiacutegrado a grados Fahrenheit usar la siguiente conversioacuten
ordmF = 95ordmC + 32ordmC
Para pasar de grados Fahrenheit a grados Centiacutegrado usar la siguiente conversioacuten
ordmC = (ordmF - 32ordm) x 59
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
13
UNIDAD Ndeg II ESTRUCTURA ATOacuteMICA
Estructura atoacutemica generalidades Partiacuteculas atoacutemicas y subatoacutemicas Modelos Atoacutemicos
Nuacutemero maacutesico y nuacutemero atoacutemico Isoacutetopos e isoacutebaros
Modelos atoacutemicos modernos Nuacutemeros cuaacutenticos Orbitales Regla de construccioacuten atoacutemica
llenado de orbitales Principio de exclusioacuten de Pauling Regla de Hund Tabla perioacutedica
moderna Periacuteodos grupos y subgrupos caracteriacutesticas Tipo de enlace enlace ioacutenico y
covalente
ATOMO Y MOLEacuteCULA
EVOLUCIOacuteN DEL MODELO ATOacuteMICO
1) El primer modelo atoacutemico en 1898 Thompson lo propuso describiendo al aacutetomo como
una esfera con caga positiva en la que estaban incrustadas unas pocas partiacuteculas con carga
negativas llamadas electrones
2) Aacutetomo de Rutherford en 1911 descubrioacute que
a) el aacutetomo estaacute formado por un nuacutecleo central cargado positivamente rodeado de
electrones que giran (siacutemil sistema planetario) alrededor
b) El nuacutecleo concentra casi toda la masa del aacutetomo
c) La masa de las cargas positivas (protones) es aproximadamente igual a la mitad de la
masa del aacutetomo
3) Niveles Espectroscoacutepicos modelo de Borh
Descubrioacute que los electrones de un aacutetomo soacutelo pueden tener determinados valores de
energiacutea Propuso que la energiacutea de un electroacuten estaba relacionada con la distancia de su
orbital al nuacutecleo Por lo tanto los electrones soacutelo giraban en torno al nuacutecleo a determinadas
distancias en oacuterbitas cuantizadas que correspondiacutean a energiacuteas permitidas
Conclusiones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
14
a) Los electrones pueden girar en oacuterbitas determinadas sin perder energiacutea
b) Estos niveles permitidos o definidos de energiacutea Los electrones no absorben ni emiten
energiacutea Por ello se los denomina niveles estacionarios
c) Cuando el electroacuten gira en la oacuterbita maacutes cercana al nuacutecleo el aacutetomo se encuentra en su
estado maacutes estable ldquoNormalrdquo de energiacutea miacutenima Si el aacutetomo recibe un impulso energeacutetico
externo (luz calor electricidad) el electroacuten puede saltar a otra oacuterbita maacutes alejada es decir
de mayor energiacutea el aacutetomo que contiene el electroacuten en uno de estos estados recibe el
nombre de ldquoAacutetomo Excitadordquo es decir que el aacutetomo absorbe energiacutea cuando el electroacuten
ldquoSaltardquo hacia un nivel maacutes alejado del nuacutecleo y absorbe cuando lo hace hacia eacutel
d) La diferencia de energiacutea al pasar el electroacuten de uno a otro nivel es proporcional a la
radiacioacuten emitida o absorbida multiplicada por una constante ldquohrdquo es decir
E2 ndash E1 = hv o bien E2 ndash E1 = constante h
v
Aacutetomo de SHODINGER 1926 seguacuten el modelo propuesto los electrones no giran en torno
al nuacutecleo sino que se comportan maacutes bien como ondas que se desplazan alrededor del
nuacutecleo a determinada distancia y con determinadas energiacuteas Este modelo resulta ser el
maacutes exacto los fiacutesicos emplean ecuaciones que describen la onda electroacutenica para hallar la
regioacuten del espacio en la que resulta maacutes probable que se encuentre el electroacuten
CONCEPTO DE ORBITAL ATOacuteMICO Seguacuten el principio de indeterminacioacuten debido a la
enorme velocidad del electroacuten soacutelo es posible calcular ldquola probabilidad de hallarlo en una
zona alrededor del nuacutecleo del aacutetomordquo De acuerdo con este razonamiento el electroacuten se
mueve alrededor del nuacutecleo de manera tal que produce una ldquoNube electroacutenicardquo de carga
negativa cuya densidad indica donde es mayor la probabilidad de ubicarlo Aparece asiacute un
nuevo concepto el de orbital atoacutemico que es la regioacuten del espacio alrededor del nuacutecleo
donde es mayor la probabilidad de hallar al electroacuten El electroacuten entonces no ocupa una
oacuterbita sino un orbital
El avance en el conocimiento ha dado lugar al modelo atoacutemico actual propuesto por la
Mecaacutenica Cuaacutentica (modelo de Schroumldinger)
El modelo de Bohr es un modelo unidimensional que utiliza un nuacutemero (n) para describir la
distribucioacuten de electrones en el aacutetomo El modelo de Schroumldinger permite que el electroacuten
ocupe un espacio tridimensional Por lo tanto requiere tres nuacutemeros conocidos como
nuacutemeros cuaacutenticos para describir los orbitales en los que se puede encontrar al electroacuten
El nuacutemero cuaacutentico principal ldquonrdquo describe el tamantildeo del orbital por ejemplo los
orbitales para los cuales n = 2 son maacutes grandes que aquellos para los cuales n = 1
Puede tomar cualquier valor entero empezando desde 1
n = 1 2 3 4 etc
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
15
El nuacutemero cuaacutentico del momento angular orbital ldquolrdquo describe la forma del orbital
atoacutemico Puede tomar todos los valores naturales desde 0 hasta n-1 (siendo n el valor del
nuacutemero cuaacutentico principal) Por ejemplo si n = 5 los valores del son
I = 0 1 2 3 4
Se designa a los orbitales atoacutemicos en funcioacuten del valor del nuacutemero cuaacutentico secundario l
como
l = 0 orbital s (sharp)
l = 1 orbital p (principal)
l = 2 orbital d (diffuse)
l = 3 orbital f (fundamental)
El nuacutemero cuaacutentico magneacutetico ldquomrdquo determina la orientacioacuten espacial del orbital Se
denomina magneacutetico porque esta orientacioacuten espacial se acostumbra a definir en relacioacuten a
un campo magneacutetico externo Puede tomar valores enteros desde -l hasta +l Por ejemplo si
l = 2 los valores posibles para m son
m = -2 -1 0 1 2
El nuacutemero cuaacutentico de espiacuten ldquosrdquo soacutelo puede tomar dos valores +12 y -12 Indican el
sentido de la rotacioacuten del electroacuten sobre su eje como las ajugas del reloj o en sentido
contrario
Capas y Subcapas principales
Todos los orbitales con el mismo valor del nuacutemero cuaacutentico principal n se encuentran en la
misma capa electroacutenica principal o nivel principal y todos los orbitales con los mismos
valores de n y ml estaacuten en la misma subcapa o subnivel
El nuacutemero de subcapas en una capa principal es igual al nuacutemero cuaacutentico principal esto es
hay una subcapa en la capa principal con n = 1 dos subcapas en la capa 37 principal con n
= 2 y asiacute sucesivamente El nombre dado a una subcapa independientemente de la capa
principal en la que se encuentre estaacute determinado por el nuacutemero cuaacutentico l de manera que
como se ha indicado anteriormente ml=0 (subcapa s) ml=1 (subcapa p) ml=2 (subcapa d)
y m = 3 (subcapa f)
El nuacutemero de orbitales en una subcapa es igual al nuacutemero de valores permitidos de m para
un valor particular de m por lo que el nuacutemero de orbitales en una subcapa es 2m + 1 Los
nombres de los orbitales son los mismos que los de las subcapas en las que aparecen
Orbitales s Orbitales p Orbitales d Orbitales f
l = 0 l = 1 l = 2 l = 3
m = 0 m = -1 0 1 m = -2 -1 0 1 2 m = -3 -2 -1 0 1 2 3
Un orbital s en una subcapa s
Tres orbitales p en una subcapa p
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
16
Cinco orbitales d en una subcapa d
Siete orbitales f en una subcapa f
Forma y tamantildeos de los orbitales
Los orbitales s (m = 0) tienen forma esfeacuterica El tamantildeo de este orbital depende del valor del
nuacutemero cuaacutentico principal un orbital 3s tiene la misma forma pero es mayor que un orbital
2s
Los orbitales p (m = 1) estaacuten formados por dos loacutebulos ideacutenticos que se proyectan a lo largo
de un eje La zona de unioacuten de ambos loacutebulos coincide con el nuacutecleo atoacutemico Hay tres
orbitales p (m =-1 m = 0 y m = +1) de ideacutentica forma que difieren soacutelo en su orientacioacuten a lo
largo de los ejes x y o z
Los orbitales d (m = 2) tambieacuten estaacuten formados por loacutebulos Hay cinco tipos de orbitales d
(que corresponden a m = -2 -1 0 1 2)
Los orbitales f (m = 3) tambieacuten tienen un aspecto multilobular Existen siete tipos de orbitales
f (que corresponden a m = -3 -2 -1 0 +1 +2 +3)
A continuacioacuten utilizaremos los nuacutemeros cuaacutenticos para describir la estructura electroacutenica
del aacutetomo de hidroacutegeno
El uacutenico electroacuten de un aacutetomo de hidroacutegeno se encuentra en el nivel de energiacutea maacutes bajo es
decir n = 1 y dado que la primera capa principal contiene soacutelo un orbital s el nuacutemero
cuaacutentico orbital es m = 0 El uacutenico valor posible para el nuacutemero cuaacutentico magneacutetico es m = 0
Cualquiera de los dos estados de spin son posibles para el electroacuten
ORBITALES S
ORBITALES P
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
17
AacuteTOMOS MULTIELECTROacuteNICOS
En los aacutetomos multielectroacutenicos los electrones se repelen tratando de permanecer alejados
de los demaacutes
Configuraciones electroacutenicas
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo consiste en indicar coacutemo se distribuyen sus
electrones entre los diferentes orbitales en las capas principales y las subcapas Esta
distribucioacuten se realiza apoyaacutendonos en tres reglas energiacutea de los orbitales principio de
exclusioacuten de Pauli y regla de Hund
Energiacutea de los orbitales los electrones ocupan los orbitales de forma que se minimice la
energiacutea del aacutetomo El orden exacto de llenado de los orbitales se establecioacute
experimentalmente principalmente mediante estudios espectroscoacutepicos y magneacuteticos y es
el orden que debemos seguir al asignar las configuraciones electroacutenicas a los elementos El
orden de llenado de orbitales es
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1 4p6 5s2 4d 5p6 6s2 4f1 5d 6p6 7s2 5f 6d 7p6
Para recordar este orden maacutes faacutecilmente se puede utilizar el diagrama siguiente
ORBITALES D
ORBITALES F
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
18
Empezando por la liacutenea superior sigue las flechas y el orden obtenido es el mismo que en la
serie anterior Debido al liacutemite de dos electrones por orbital la capacidad de una subcapa de
electrones puede obtenerse tomando el doble del nuacutemero de orbitales en la subcapa Asiacute la
subcapa s consiste en un orbital con una capacidad de dos electrones la subcapa p
consiste en tres orbitales con una capacidad total de seis electrones la subcapa d consiste
en cinco orbitales con una capacidad total de diez electrones la subcapa f consiste en siete
orbitales con una capacidad total de catorce electrones
En un determinado aacutetomo los electrones van ocupando y llenando los orbitales de menor
energiacutea cuando se da esta circunstancia el aacutetomo se encuentra en su estado fundamental
Si el aacutetomo recibe energiacutea alguno de sus electrones maacutes externos puede saltar a orbitales
de mayor energiacutea pasando el aacutetomo a un estado excitado
Principio de exclusioacuten de Pauli en un aacutetomo no puede haber dos electrones con los
cuatro nuacutemeros cuaacutenticos iguales Los tres primeros nuacutemero cuaacutenticos n l y m determinan
un orbital especiacutefico Dos electrones en un aacutetomo pueden tener estos tres nuacutemeros
cuaacutenticos iguales pero si es asiacute deben tener valores diferentes del nuacutemero cuaacutentico de
spiacuten Es decir un orbital solamente puede estar ocupado por dos electrones y eacutestos deben
tener spines opuestos
Regla de Hund al llenar orbitales de igual energiacutea (los tres orbitales p los cinco orbitales
d o los siete orbitales f) los electrones se distribuyen siempre que sea posible con sus
espines paralelos es decir desapareados
Ejemplo
La estructura electroacutenica del 7N es
1s2
2s2
2px1
2py1
2pz1
Para asignar las configuraciones electroacutenicas a los elementos por orden de su nuacutemero
atoacutemico creciente veamos el siguiente ejemplo de coacutemo seriacutea la configuracioacuten electroacutenica
para Z = 11 hasta Z = 18 es decir desde el Na hasta el Ar
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
19
Cada uno de estos elementos tiene las subcapas 1s 2s y 2p llenas Como la configuracioacuten
1s2 2s2 2p6 corresponde a la del neoacuten se denomina configuracioacuten interna del neoacuten y se
representa con el siacutembolo quiacutemico del neoacuten entre corchetes es decir [Ne] Los electrones
que se situacutean en la capa electroacutenica del nuacutemero cuaacutentico principal maacutes alto (externos) se
denominan electrones de valencia Ej configuracioacuten electroacutenica para Mg Al Si P S Cl y
Ar
Mg [Ne] 3s2
Al [Ne] 3s2 3p1
Si [Ne] 3s2 3p2
P [Ne] 3s2 3p3
S [Ne] 3s2 3p4
Cl [Ne] 3s2 3p5
Ar [Ne] 3s2 3p643
MOLECULA es la menor porcioacuten de sustancia que puede existir en estado libre
conservando las propiedades de esa sustancia y es un conjunto neutro de aacutetomos que se
comporta como una unidad
TABLA PERIODICA
La tabla perioacutedica proporciona la informacioacuten acerca de los elementos quiacutemicos referente a
su estructura interna y propiedades fiacutesicas o quiacutemicas La tabla perioacutedica moderna explica
en forma detallada y actualizada las propiedades de los elementos quiacutemicos tomando como
base su estructura atoacutemica
Seguacuten sus propiedades quiacutemicas los elementos se clasifican en metales y no metales Hay
maacutes elementos metaacutelicos que no metaacutelicos Los mismos elementos que hay en la tierra
existen en otros planetas del espacio sideral El estudiante debe conocer ambas clases sus
propiedades fiacutesicas y quiacutemicas importantes no memorizar sino familiarizarse asiacute por
ejemplo familiarizarse con la valencia de los principales elementos metaacutelicos y no metaacutelicos
no en forma individual o aislada sino por grupos o familias (I II III etc) y de ese modo
aprender de manera faacutecil y aacutegil formulas y nombres de los compuestos quiacutemicos que es
parte vital del lenguaje quiacutemico
Antecedentes e Historia a la tabla perioacutedica actual
Durante los primeros 25 antildeos del siglo XIX se descubrieron 20 nuevos elementos A medida
que el nuacutemero de elementos conocidos aumentaba resultaron evidentes las semejanzas
fiacutesicas y quiacutemicas entre algunos de ellos Entonces los quiacutemicos entendieron que el estudio
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
20
de las propiedades de los elementos quiacutemicos era maacutes faacutecil agrupaacutendolos seguacuten sus
propiedades semejantes en base a una ley natural
En 1913 Henry Moseley descubrioacute el principio o ley natural que guiacutea la clasificacioacuten
moderna las propiedades de los elementos son funciones perioacutedicas de sus nuacutemeros
atoacutemicos
El descubrimiento de esta ley perioacutedica necesitoacute dos acontecimientos previos
El establecimiento de una serie de pesos atoacutemicos
La concepcioacuten del aacutetomo nuclear con un numero definido de protones e igual nuacutemero de
electrones que giran a su alrededor
Las Triadas de Johan Dobereiner (1817) agrupan los elementos hasta entonces conocidos
en serie de tres elementos llamaacutendolo ldquotriadasrdquo Los elementos que pertenecen a una triada
poseen propiedades quiacutemicas semejantes Ademaacutes el elemento central posee un peso
atoacutemico (PA) aproximadamente igual a la semisuma de los PA de los elementos
extremos
Hacia 1850 los quiacutemicos habiacutean llegado a identificar unas veinte triadas Se descartoacute de
esta forma agruparlos porque se descubrieron nuevos elementos que no cumpliacutean con esta
regla
Ordenamiento Helicoidal o Tornillo Teluacuterico de Chancourtois (1862) geoacutelogo franceacutes
propone una clasificacioacuten perioacutedica de los elementos en forma de heacutelice que llamoacute Caracol
Teluacuterico En un cilindro trazoacute una heacutelice con un aacutengulo de 45deg sobre la base y en ella se fue
colocando los elementos en funcioacuten creciente de sus pesos atoacutemicos de tal manera que la
liacutenea vertical (generatriz) del cilindro intercepta a los elementos con propiedades
semejantes
Ley de Las Octavas de John Newlands (1864) Este quiacutemico ingleacutes ordenoacute los elementos
quiacutemicos hasta en ese entonces conocidos en grupo de 7 elementos cada uno en funcioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
21
creciente a sus pesos atoacutemicos de tal modo que el octavo elemento teniacutea propiedades
semejantes al primer elemento del grupo anterior Esta forma de clasificar se llamoacute Ley de
las Octavas
Tabla Perioacutedica de Dimitri Mendeleiev y Lothar Meyer (1869) Se denomina tabla
perioacutedica porque el ordenamiento estaacute basado en la variacioacuten perioacutedica de las propiedades
de los elementos
Descripcioacuten de la Tabla de Mendeleiev
Los 63 elementos conocidos hasta ese entonces fueron ordenados en funcioacuten creciente a
su peso atoacutemico en series (filas) y grupos (columnas)
Asigna a los elementos de un mismo grupo una valencia asiacute los elementos del grupo III
tendraacuten valencia igual a tres por lo tanto el nuacutemero de grupo era igual a la valencia
Los elementos de un mismo grupo poseen propiedades semejantes asiacute por ejemplo
forman oacutexidos e hidruros de foacutermulas similares porque teniacutean igual valencia
La tabla posee ocho grupos
ldquoLas propiedades de los elementos quiacutemicos es una funcioacuten perioacutedica de su nuacutemero atoacutemico
(Z) es decir variacutean en forma sistemaacutetica o perioacutedica con la carga nuclearrdquo
DESCRIPCION GENERAL
1 Los 109 elementos reconocidos por la Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada
(IUPAC) estaacuten ordenados seguacuten el nuacutemero atoacutemico creciente en 7 periodos y 16 grupos (8
grupos A y 8 grupos B) Siendo el primer elemento Hidrogeno (Z = 1) y el uacuteltimo reconocido
hasta el momento meitnerio (Z = 109) pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118
2 Periodo es el ordenamiento de los elementos en liacutenea horizontal Estos elementos
difieren en propiedades pero tienen la misma cantidad de niveles en su estructura atoacutemica
Tener presente que
Numero de periodos = Numero de niveles del aacutetomo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
22
Cada periodo (excepto el primero) comienza con un metal alcalino y termina con un
gas noble
El seacuteptimo periodo estaacute incompleto
El sexto periodo es el que posee mayor cantidad de elementos (es el periodo maacutes
largo)
3 Grupo o Familia Es el ordenamiento de los elementos en columna Estos elementos
presentan similar disposicioacuten de sus electrones externos de alliacute que forman familias de
elementos con propiedades quiacutemicas similares
Grupos ldquoArdquo
Estaacuten formados por los elementos representativos donde los electrones externos o
electrones de valencia estaacuten en orbitales ldquosrdquo yo ldquoprdquo por lo tanto sus propiedades dependen
de estos orbitales
Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia variacutean de
manera muy regular a ello se debe el nombre de elemento representativo
Los electrones de valencia para un elemento representativo es el nuacutemero de electrones a
nivel externo que interviene en los enlaces quiacutemicos
Las propiedades quiacutemicas similares o anaacutelogas de los elementos de un grupo se debe a
que poseen igual nuacutemero de electrones de valencia lo cual indica a su vez el nuacutemero de
grupo
Grupos ldquoBrdquo
Estaacuten formados por elementos de transicioacuten en cuyos aacutetomos el electroacuten de mayor energiacutea
relativa estaacuten en orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo y sus electrones de valencia se encuentran en orbitales
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
23
ldquosrdquo (del uacuteltimo nivel) yu orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo por lo tanto sus propiedades quiacutemicas dependen
de estos orbitales
Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito entre elementos
metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases fuertes (IA y IIA) y los
elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes acentuado su tendencia a formar
aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia variacutean en forma
irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos del grupo I B
(Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y Mo) no cumplen la
distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los elementos
de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor energiacutea relativa en orbitales
ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya
abundancia en la naturaleza es muy escasa y muchas veces solo se encuentran en forma
de trazas combinados con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio (Z=71) poseen
propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio (Z=103)
poseen propiedades semejantes al actinio
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
24
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace interatoacutemico)
para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos metaacutelicos o covalentes) y
moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los estados condensados de la materia
(soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica)
predominante fuerza eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces quiacutemicos con la
finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute lograr una condicioacuten de mayor
estabilidad En el caso de los aacutetomos la estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su
configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace (energiacutea de
disociacioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
25
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los electrones
de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos) mediante el uso de puntos
o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2) notoacute que cada
aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la estructura electroacutenica del
gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los demaacutes aacutetomos que comparten electrones
al formar enlace quiacutemico llegan a adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no hay que
sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas excepciones las trataremos
posteriormente
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
26
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
27
UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS
Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios
Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula
molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro
Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o foacutermulas que
se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos quiacutemicos Actualmente
la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada (en ingleacutes International Union of
Pure and Applied Chemistry) es la maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica
la cual se encarga de establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos elementos pueden
ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos presenta maacutes
de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de sodio en este ejemplo
(IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las valencias con que
actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la terminacioacuten oso e
ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con un no metal
Con metales ej Na2O2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
28
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la palabra
hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua Son aacutecidos
oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido baacutesico con el
agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto queda con
una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de aacutetomos en
nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos forma compuestos con
propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal tantos
radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
O
H
Na
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
29
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA
HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales
oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro Hidroacutexido (III)
Caracteriacutesticas de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica incolora de
fenolftaleiacutena se vuelve roja
Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando que en la
foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula de Na2O con
una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de otros
metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio Estos dos
aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
30
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua Se denominan
OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales (fluacuteor cloro
bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA ANHIacuteDRIDO POR
ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE IGUALAN ASI
Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL METAL Y AL
FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
31
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno seguacuten
datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14 veces mayor que
la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le asignamos un valor
igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la masa del
aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA DOCEAVA
PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA CANTIDAD SE DENOMINA
UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa
atoacutemica Relativa (A) de un elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor
la masa de un aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de Carbono 12
La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de comparacioacuten la masa de un
aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar como unidad la doceava parte de la masa de
12C son nuacutemeros praacutecticamente iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16
la del H 1008 y la del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee
una masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112 parte del
aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una cantidad expresada
en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es monoatoacutemica 112 parte
de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea (UMA)Entonces masa molecular relativa
(M) de una sustancia es el nuacutemero que expresa cuantas veces es mayor la masa de una
moleacutecula de una sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
32
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina sumando las
masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos constituyen la moleacutecula de esa
sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o de agua es
una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir indistintamente al peso de la
arena a su volumen o a su masa Actualmente la cantidad de materia es una magnitud
diferente de la masa de la materia La cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas
(por ahora aacutetomos y moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone designar al
MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales como
aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas elementales que
pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
33
El nuacutemero de moles es igual pero al ser diferentes las masas de los aacutetomos de cada MOL
las masas de la misma cantidad de materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia cualquiera sea el
lugar donde se la determine
2) ldquoNordmrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg cualquiera
que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que variaraacute seguacuten la
latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas relativas de los
mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un elemento medida en
gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa atoacutemica relativa Ejemplo
La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de moleacuteculas de
sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un nuacutemero igual a su masa
molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono) 44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H
Posee 602 x 1023 aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un gas por la
densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de moleacuteculas del gas o sea el
volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
34
GAS
DENSIDAD (δ)
(gcm3)
m (g) V =119898
120575
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO 1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
d =mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N O en (CNTP)
hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de moleacuteculas de cualquier
sustancia en estado gaseoso en condiciones normales de temperatura y presioacuten (0degC
760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224 litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17 protones
pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el nuacutemero de
neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado exclusivamente por el ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas resultan nuacutemeros
fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es ligeramente diferente cuando se
consideran distinto patrones de unidad (masa del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del
aacutetomo de O2 Si cada elemento tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea
precisamente A (Ndeg entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un aacutetomo de O2
ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones por las cuales se considera
en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es
que de tal modo las masa atoacutemicas de muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a
nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual debe fijarse cuaacutel
de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya masa atoacutemica se considera
exactamente 120000 variedad maacutes estable y abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de diversos isoacutetopos
la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente traduce la mayor o menor
abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten centesimal del elemento) puede
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
35
calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar) Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo
elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y 2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
119860119903 =1199011
1119860 + 11987522119860
100
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias porcentuales 754 y
246 HALLAR SU MASA ATOMICA
119860119903 =754 times 35 + 246 times 37
100= 35492 cong 355
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el mismo ldquoNdeg
MASICOrdquo (A)
Ej Cloro (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A) y diferente
ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas Reaccionantes y otros
llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos experimentales se comproboacute que en estas
reacciones se mantienen relaciones de masas de y volumen que corresponden a las leyes
precisas Las leyes de las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las
sustancias que intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales de la
Quiacutemicardquo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
36
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece constante
cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los elementos
que hay en 100 g de ese compuesto
Comp de un elem =119899times119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119890119897119890119898119890119899119905119900
119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119888119900119898119901119906119890119904119905119900 x 100
Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la ECUACIOacuteN QUIacuteMICA
En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los compuestos de partida los REACTIVOS y
las de los compuestos obtenidos al final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se
separan por una flecha que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido
global de la transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni cambian su
identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica puesto que el nuacutemero y tipo
de aacutetomos que forman parte de los reactivos es igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los
productos Cuando una ecuacioacuten quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en
los reactivos y en los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este
modo la ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
37
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones de masas
voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la ecuacioacuten quiacutemica
son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en conjunto expresan la
conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten que contempla la conservacioacuten de los
aacutetomos se llama ECUACIOacuteN BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente
con el principio de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las sustancias
podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas de los
reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados por los coeficientes
estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin
embargo puede suceder que las relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los
reactivos no sea estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los reactivos en
exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en defecto se lo denomina
REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite de la cantidad de producto a obtener
En el laboratorio generalmente los reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la
relacioacuten exactamente necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en
exceso y por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto formado estaacute
determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza Para poder sacar
conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario identificar el reactivo limitante que es
el que va a determinar los liacutemites de una reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor
proporcioacuten con respecto a la relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con composiciones
variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras diferentes cuya unioacuten no
produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se
disuelve en otra (solvente) formando una sola fase Los componentes pueden separarse
utilizando procedimientos fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el
solvente o disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el solvente es
el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De acuerdo al estado fiacutesico de
los componentes pueden obtenerse los siguientes tipos de soluciones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
38
Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos sal Si
revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que la sal se disolvioacute
Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado solvente Variacutea con
la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La solubilidad de los soacutelidos en los
liacutequidos es siempre limitada y depende de la naturaleza del solvente de la naturaleza del
soluto de la temperatura y muy poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la
solubilidad de una sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la variacioacuten de la
solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solvente o
cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solucioacuten Siempre indica una
relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y la solucioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
39
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la cantidad
relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente Esta forma de expresioacuten
soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar es que una solucioacuten es maacutes o menos
diluida o maacutes o menos concentrada que otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten
saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que el solvente
puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega maacutes soluto no lo disuelve si
es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido
el exceso queda separado del solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa
si es un gas en un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En
una solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la misma
velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor que la que el
solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido como es el caso
del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto en agua la solubilidad
disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta con el aumento de la presioacuten En el
caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el
gas disuelto pero no se lo ve justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se
visualizan las burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes sustancia que la
correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que la solucioacuten es sobresaturada
Estas soluciones sobresaturadas son inestables pues el exceso de soluto ya sea por
agitacioacuten o enfriamiento tiende a separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten
de gas en liacutequido como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja temperatura
y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a elevada presioacuten Es por
ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten disminuye y el exceso de soluto se
separa de la solucioacuten y aparecen las burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de soluto y
solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de la solucioacuten o
del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso o masa en masa o mm
porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de volumen en volumen V V
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
40
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se quiere indicar que
contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se expresa 8 P V se quiere
indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de soluto y
solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en agua como 1100 la
cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y 100 partes de agua En cambio si
decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V V indica que hay 1ml de metanol por cada
100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
100119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 5119892119903 119889119890 11987011986111990380119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 119909 = 4119892119903 119889119890 119870119861119903
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la etiqueta ldquopara
preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo de la cantidad de
concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
1119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119903119886119889119900 rarr 9119898119897 119889119890 119886119892119906119886111119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119905119903119886119889119900 = 119909 rarr 1000119898119897 119889119890 119886119892119906119886
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta concentracioacuten
o molaridad M corresponde a la relacioacuten
119872 =ndeg moles
Volumen de solucioacuten en litros=
119899
119881(1)
Recuerde que
ndeg moles =119898119886119904119886
119898119886119904119886 119898119900119897119890119888119906119897119886119903=
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)
=119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)(2)
Reemplazando (2) en (1)
119872 =
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897frasl )
V (L) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten conociendo la masa
de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la solucioacuten
Despejando de (3)
119898(119892119903)119872 = 119872 lowast 119872119872(119892119903
119898119900119897frasl ) lowast V (L)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
41
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M ldquoTemas
de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2003 (2ordm
edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio y
ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 - 1 (1ordm
edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA 1977
(8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El Ateneo
Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995 ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA 1977
(2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo Editorial
Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash 1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998 (5ordm
Edicioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
11
CLASIFICACIOacuteN DE LOS SISTEMAS DISPERSOS
Seguacuten el grado de divisioacuten de las partiacuteculas dispersas los sistemas dispersos se clasifican
en
1) Dispersiones Macroscoacutepicas o Groseras sistema heterogeacuteneo mayor a 500000
Amstrong (50 μm) Ejemplo agua-arena
2) Dispersiones finas sistemas heterogeacuteneos visibles al microscopio Menores a 500000
Amstrong (50 μm) y mayores a 10 3 Amstrong (01 μm)
Toman distintos nombres seguacuten el estado fiacutesico de los medios dispersos o dispersantes
a) Emulsiones ambos medios liacutequidos (leche Crema + Suero)
b) Suspensiones medio dispersante liacutequido y disperso soacutelido (Tinta China)
3) Dispersiones o sistemas coloidales marcan el liacutemite entre ambos sistemas Homogeacuteneo y
Heterogeacuteneo visibles al ultramicroscopio entre 01 μm y 0001μm
4) Soluciones verdaderas las partiacuteculas dispersas son moleacuteculas o iones menores a 0001
μm Sistemas homogeacuteneos sal en agua azuacutecar en agua
ENERGIA Es la capacidad que tienen los cuerpos para generar trabajo La Energiacutea puede
manifestarse de diferentes maneras en forma de movimiento (cineacutetica) de posicioacuten
(potencial) de calor de electricidad de radiaciones electromagneacuteticas etc Seguacuten sea el
proceso En nuestra asignatura nos interesa la Energiacutea quiacutemica es la que se produce en
las reacciones quiacutemicas Una pila o una bateriacutea poseen este tipo de energiacutea como tambieacuten
la que posee el carboacuten y que se manifiesta al quemarlo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
12
Representacioacuten de los tipos de energiacutea
TEMPERATURA Es una medida de la cantidad de calor de los cuerpos Para medirla se
utilizan termoacutemetros El desarrollo de teacutecnicas para la medicioacuten de la temperatura ha pasado
por un largo proceso histoacuterico ya que es necesario darle un valor numeacuterico a una idea
intuitiva como es el friacuteo o el calor Los termoacutemetros pueden ser calibrados de acuerdo a una
multitud de escalas que dan lugar a unidades de medicioacuten de la temperatura En el Sistema
Internacional de Unidades la unidad de temperatura es el kelvin (K) y la escala
correspondiente es la escala Kelvin o escala absoluta que asocia el valor laquocero kelvinraquo (0
K) al laquocero absolutoraquo y se graduacutea con un tamantildeo de grado igual al del grado Celsius Sin
embargo fuera del aacutembito cientiacutefico el uso de otras escalas de temperatura es comuacuten La
escala maacutes extendida es la escala Celsius llamada laquocentiacutegradaraquo y en mucha menor
medida y praacutecticamente solo en los Estados Unidos la escala Fahrenheit Unidades de
medidas en el caso de la escala Centiacutegrado la unidad de medida corresponde a 1100 entre
el punto triple del agua y la temperatura de ebullicioacuten del agua a 1 atmoacutesfera de presioacuten
Para la escala Fahrenheit su unidad de medida se define como 59 de 1ordmC Antiguamente el
100ordmF correspondiacutea a la temperatura media del cuerpo humano (reflejo de la formacioacuten
meacutedica de su creador) Asiacute alguien tiene fiebre cuando estaacute sobre 100ordmF
En lo recieacuten visto se constata que la escala Fahrenheit tiene puntos de referencia poco
precisos a diferencia de la escala Centiacutegrada Esto hace que actualmente la
escala Fahrenheit tenga su referencia real en la Centiacutegrada
Para pasar de grados Centiacutegrado a grados Fahrenheit usar la siguiente conversioacuten
ordmF = 95ordmC + 32ordmC
Para pasar de grados Fahrenheit a grados Centiacutegrado usar la siguiente conversioacuten
ordmC = (ordmF - 32ordm) x 59
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
13
UNIDAD Ndeg II ESTRUCTURA ATOacuteMICA
Estructura atoacutemica generalidades Partiacuteculas atoacutemicas y subatoacutemicas Modelos Atoacutemicos
Nuacutemero maacutesico y nuacutemero atoacutemico Isoacutetopos e isoacutebaros
Modelos atoacutemicos modernos Nuacutemeros cuaacutenticos Orbitales Regla de construccioacuten atoacutemica
llenado de orbitales Principio de exclusioacuten de Pauling Regla de Hund Tabla perioacutedica
moderna Periacuteodos grupos y subgrupos caracteriacutesticas Tipo de enlace enlace ioacutenico y
covalente
ATOMO Y MOLEacuteCULA
EVOLUCIOacuteN DEL MODELO ATOacuteMICO
1) El primer modelo atoacutemico en 1898 Thompson lo propuso describiendo al aacutetomo como
una esfera con caga positiva en la que estaban incrustadas unas pocas partiacuteculas con carga
negativas llamadas electrones
2) Aacutetomo de Rutherford en 1911 descubrioacute que
a) el aacutetomo estaacute formado por un nuacutecleo central cargado positivamente rodeado de
electrones que giran (siacutemil sistema planetario) alrededor
b) El nuacutecleo concentra casi toda la masa del aacutetomo
c) La masa de las cargas positivas (protones) es aproximadamente igual a la mitad de la
masa del aacutetomo
3) Niveles Espectroscoacutepicos modelo de Borh
Descubrioacute que los electrones de un aacutetomo soacutelo pueden tener determinados valores de
energiacutea Propuso que la energiacutea de un electroacuten estaba relacionada con la distancia de su
orbital al nuacutecleo Por lo tanto los electrones soacutelo giraban en torno al nuacutecleo a determinadas
distancias en oacuterbitas cuantizadas que correspondiacutean a energiacuteas permitidas
Conclusiones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
14
a) Los electrones pueden girar en oacuterbitas determinadas sin perder energiacutea
b) Estos niveles permitidos o definidos de energiacutea Los electrones no absorben ni emiten
energiacutea Por ello se los denomina niveles estacionarios
c) Cuando el electroacuten gira en la oacuterbita maacutes cercana al nuacutecleo el aacutetomo se encuentra en su
estado maacutes estable ldquoNormalrdquo de energiacutea miacutenima Si el aacutetomo recibe un impulso energeacutetico
externo (luz calor electricidad) el electroacuten puede saltar a otra oacuterbita maacutes alejada es decir
de mayor energiacutea el aacutetomo que contiene el electroacuten en uno de estos estados recibe el
nombre de ldquoAacutetomo Excitadordquo es decir que el aacutetomo absorbe energiacutea cuando el electroacuten
ldquoSaltardquo hacia un nivel maacutes alejado del nuacutecleo y absorbe cuando lo hace hacia eacutel
d) La diferencia de energiacutea al pasar el electroacuten de uno a otro nivel es proporcional a la
radiacioacuten emitida o absorbida multiplicada por una constante ldquohrdquo es decir
E2 ndash E1 = hv o bien E2 ndash E1 = constante h
v
Aacutetomo de SHODINGER 1926 seguacuten el modelo propuesto los electrones no giran en torno
al nuacutecleo sino que se comportan maacutes bien como ondas que se desplazan alrededor del
nuacutecleo a determinada distancia y con determinadas energiacuteas Este modelo resulta ser el
maacutes exacto los fiacutesicos emplean ecuaciones que describen la onda electroacutenica para hallar la
regioacuten del espacio en la que resulta maacutes probable que se encuentre el electroacuten
CONCEPTO DE ORBITAL ATOacuteMICO Seguacuten el principio de indeterminacioacuten debido a la
enorme velocidad del electroacuten soacutelo es posible calcular ldquola probabilidad de hallarlo en una
zona alrededor del nuacutecleo del aacutetomordquo De acuerdo con este razonamiento el electroacuten se
mueve alrededor del nuacutecleo de manera tal que produce una ldquoNube electroacutenicardquo de carga
negativa cuya densidad indica donde es mayor la probabilidad de ubicarlo Aparece asiacute un
nuevo concepto el de orbital atoacutemico que es la regioacuten del espacio alrededor del nuacutecleo
donde es mayor la probabilidad de hallar al electroacuten El electroacuten entonces no ocupa una
oacuterbita sino un orbital
El avance en el conocimiento ha dado lugar al modelo atoacutemico actual propuesto por la
Mecaacutenica Cuaacutentica (modelo de Schroumldinger)
El modelo de Bohr es un modelo unidimensional que utiliza un nuacutemero (n) para describir la
distribucioacuten de electrones en el aacutetomo El modelo de Schroumldinger permite que el electroacuten
ocupe un espacio tridimensional Por lo tanto requiere tres nuacutemeros conocidos como
nuacutemeros cuaacutenticos para describir los orbitales en los que se puede encontrar al electroacuten
El nuacutemero cuaacutentico principal ldquonrdquo describe el tamantildeo del orbital por ejemplo los
orbitales para los cuales n = 2 son maacutes grandes que aquellos para los cuales n = 1
Puede tomar cualquier valor entero empezando desde 1
n = 1 2 3 4 etc
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
15
El nuacutemero cuaacutentico del momento angular orbital ldquolrdquo describe la forma del orbital
atoacutemico Puede tomar todos los valores naturales desde 0 hasta n-1 (siendo n el valor del
nuacutemero cuaacutentico principal) Por ejemplo si n = 5 los valores del son
I = 0 1 2 3 4
Se designa a los orbitales atoacutemicos en funcioacuten del valor del nuacutemero cuaacutentico secundario l
como
l = 0 orbital s (sharp)
l = 1 orbital p (principal)
l = 2 orbital d (diffuse)
l = 3 orbital f (fundamental)
El nuacutemero cuaacutentico magneacutetico ldquomrdquo determina la orientacioacuten espacial del orbital Se
denomina magneacutetico porque esta orientacioacuten espacial se acostumbra a definir en relacioacuten a
un campo magneacutetico externo Puede tomar valores enteros desde -l hasta +l Por ejemplo si
l = 2 los valores posibles para m son
m = -2 -1 0 1 2
El nuacutemero cuaacutentico de espiacuten ldquosrdquo soacutelo puede tomar dos valores +12 y -12 Indican el
sentido de la rotacioacuten del electroacuten sobre su eje como las ajugas del reloj o en sentido
contrario
Capas y Subcapas principales
Todos los orbitales con el mismo valor del nuacutemero cuaacutentico principal n se encuentran en la
misma capa electroacutenica principal o nivel principal y todos los orbitales con los mismos
valores de n y ml estaacuten en la misma subcapa o subnivel
El nuacutemero de subcapas en una capa principal es igual al nuacutemero cuaacutentico principal esto es
hay una subcapa en la capa principal con n = 1 dos subcapas en la capa 37 principal con n
= 2 y asiacute sucesivamente El nombre dado a una subcapa independientemente de la capa
principal en la que se encuentre estaacute determinado por el nuacutemero cuaacutentico l de manera que
como se ha indicado anteriormente ml=0 (subcapa s) ml=1 (subcapa p) ml=2 (subcapa d)
y m = 3 (subcapa f)
El nuacutemero de orbitales en una subcapa es igual al nuacutemero de valores permitidos de m para
un valor particular de m por lo que el nuacutemero de orbitales en una subcapa es 2m + 1 Los
nombres de los orbitales son los mismos que los de las subcapas en las que aparecen
Orbitales s Orbitales p Orbitales d Orbitales f
l = 0 l = 1 l = 2 l = 3
m = 0 m = -1 0 1 m = -2 -1 0 1 2 m = -3 -2 -1 0 1 2 3
Un orbital s en una subcapa s
Tres orbitales p en una subcapa p
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
16
Cinco orbitales d en una subcapa d
Siete orbitales f en una subcapa f
Forma y tamantildeos de los orbitales
Los orbitales s (m = 0) tienen forma esfeacuterica El tamantildeo de este orbital depende del valor del
nuacutemero cuaacutentico principal un orbital 3s tiene la misma forma pero es mayor que un orbital
2s
Los orbitales p (m = 1) estaacuten formados por dos loacutebulos ideacutenticos que se proyectan a lo largo
de un eje La zona de unioacuten de ambos loacutebulos coincide con el nuacutecleo atoacutemico Hay tres
orbitales p (m =-1 m = 0 y m = +1) de ideacutentica forma que difieren soacutelo en su orientacioacuten a lo
largo de los ejes x y o z
Los orbitales d (m = 2) tambieacuten estaacuten formados por loacutebulos Hay cinco tipos de orbitales d
(que corresponden a m = -2 -1 0 1 2)
Los orbitales f (m = 3) tambieacuten tienen un aspecto multilobular Existen siete tipos de orbitales
f (que corresponden a m = -3 -2 -1 0 +1 +2 +3)
A continuacioacuten utilizaremos los nuacutemeros cuaacutenticos para describir la estructura electroacutenica
del aacutetomo de hidroacutegeno
El uacutenico electroacuten de un aacutetomo de hidroacutegeno se encuentra en el nivel de energiacutea maacutes bajo es
decir n = 1 y dado que la primera capa principal contiene soacutelo un orbital s el nuacutemero
cuaacutentico orbital es m = 0 El uacutenico valor posible para el nuacutemero cuaacutentico magneacutetico es m = 0
Cualquiera de los dos estados de spin son posibles para el electroacuten
ORBITALES S
ORBITALES P
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
17
AacuteTOMOS MULTIELECTROacuteNICOS
En los aacutetomos multielectroacutenicos los electrones se repelen tratando de permanecer alejados
de los demaacutes
Configuraciones electroacutenicas
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo consiste en indicar coacutemo se distribuyen sus
electrones entre los diferentes orbitales en las capas principales y las subcapas Esta
distribucioacuten se realiza apoyaacutendonos en tres reglas energiacutea de los orbitales principio de
exclusioacuten de Pauli y regla de Hund
Energiacutea de los orbitales los electrones ocupan los orbitales de forma que se minimice la
energiacutea del aacutetomo El orden exacto de llenado de los orbitales se establecioacute
experimentalmente principalmente mediante estudios espectroscoacutepicos y magneacuteticos y es
el orden que debemos seguir al asignar las configuraciones electroacutenicas a los elementos El
orden de llenado de orbitales es
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1 4p6 5s2 4d 5p6 6s2 4f1 5d 6p6 7s2 5f 6d 7p6
Para recordar este orden maacutes faacutecilmente se puede utilizar el diagrama siguiente
ORBITALES D
ORBITALES F
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
18
Empezando por la liacutenea superior sigue las flechas y el orden obtenido es el mismo que en la
serie anterior Debido al liacutemite de dos electrones por orbital la capacidad de una subcapa de
electrones puede obtenerse tomando el doble del nuacutemero de orbitales en la subcapa Asiacute la
subcapa s consiste en un orbital con una capacidad de dos electrones la subcapa p
consiste en tres orbitales con una capacidad total de seis electrones la subcapa d consiste
en cinco orbitales con una capacidad total de diez electrones la subcapa f consiste en siete
orbitales con una capacidad total de catorce electrones
En un determinado aacutetomo los electrones van ocupando y llenando los orbitales de menor
energiacutea cuando se da esta circunstancia el aacutetomo se encuentra en su estado fundamental
Si el aacutetomo recibe energiacutea alguno de sus electrones maacutes externos puede saltar a orbitales
de mayor energiacutea pasando el aacutetomo a un estado excitado
Principio de exclusioacuten de Pauli en un aacutetomo no puede haber dos electrones con los
cuatro nuacutemeros cuaacutenticos iguales Los tres primeros nuacutemero cuaacutenticos n l y m determinan
un orbital especiacutefico Dos electrones en un aacutetomo pueden tener estos tres nuacutemeros
cuaacutenticos iguales pero si es asiacute deben tener valores diferentes del nuacutemero cuaacutentico de
spiacuten Es decir un orbital solamente puede estar ocupado por dos electrones y eacutestos deben
tener spines opuestos
Regla de Hund al llenar orbitales de igual energiacutea (los tres orbitales p los cinco orbitales
d o los siete orbitales f) los electrones se distribuyen siempre que sea posible con sus
espines paralelos es decir desapareados
Ejemplo
La estructura electroacutenica del 7N es
1s2
2s2
2px1
2py1
2pz1
Para asignar las configuraciones electroacutenicas a los elementos por orden de su nuacutemero
atoacutemico creciente veamos el siguiente ejemplo de coacutemo seriacutea la configuracioacuten electroacutenica
para Z = 11 hasta Z = 18 es decir desde el Na hasta el Ar
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
19
Cada uno de estos elementos tiene las subcapas 1s 2s y 2p llenas Como la configuracioacuten
1s2 2s2 2p6 corresponde a la del neoacuten se denomina configuracioacuten interna del neoacuten y se
representa con el siacutembolo quiacutemico del neoacuten entre corchetes es decir [Ne] Los electrones
que se situacutean en la capa electroacutenica del nuacutemero cuaacutentico principal maacutes alto (externos) se
denominan electrones de valencia Ej configuracioacuten electroacutenica para Mg Al Si P S Cl y
Ar
Mg [Ne] 3s2
Al [Ne] 3s2 3p1
Si [Ne] 3s2 3p2
P [Ne] 3s2 3p3
S [Ne] 3s2 3p4
Cl [Ne] 3s2 3p5
Ar [Ne] 3s2 3p643
MOLECULA es la menor porcioacuten de sustancia que puede existir en estado libre
conservando las propiedades de esa sustancia y es un conjunto neutro de aacutetomos que se
comporta como una unidad
TABLA PERIODICA
La tabla perioacutedica proporciona la informacioacuten acerca de los elementos quiacutemicos referente a
su estructura interna y propiedades fiacutesicas o quiacutemicas La tabla perioacutedica moderna explica
en forma detallada y actualizada las propiedades de los elementos quiacutemicos tomando como
base su estructura atoacutemica
Seguacuten sus propiedades quiacutemicas los elementos se clasifican en metales y no metales Hay
maacutes elementos metaacutelicos que no metaacutelicos Los mismos elementos que hay en la tierra
existen en otros planetas del espacio sideral El estudiante debe conocer ambas clases sus
propiedades fiacutesicas y quiacutemicas importantes no memorizar sino familiarizarse asiacute por
ejemplo familiarizarse con la valencia de los principales elementos metaacutelicos y no metaacutelicos
no en forma individual o aislada sino por grupos o familias (I II III etc) y de ese modo
aprender de manera faacutecil y aacutegil formulas y nombres de los compuestos quiacutemicos que es
parte vital del lenguaje quiacutemico
Antecedentes e Historia a la tabla perioacutedica actual
Durante los primeros 25 antildeos del siglo XIX se descubrieron 20 nuevos elementos A medida
que el nuacutemero de elementos conocidos aumentaba resultaron evidentes las semejanzas
fiacutesicas y quiacutemicas entre algunos de ellos Entonces los quiacutemicos entendieron que el estudio
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
20
de las propiedades de los elementos quiacutemicos era maacutes faacutecil agrupaacutendolos seguacuten sus
propiedades semejantes en base a una ley natural
En 1913 Henry Moseley descubrioacute el principio o ley natural que guiacutea la clasificacioacuten
moderna las propiedades de los elementos son funciones perioacutedicas de sus nuacutemeros
atoacutemicos
El descubrimiento de esta ley perioacutedica necesitoacute dos acontecimientos previos
El establecimiento de una serie de pesos atoacutemicos
La concepcioacuten del aacutetomo nuclear con un numero definido de protones e igual nuacutemero de
electrones que giran a su alrededor
Las Triadas de Johan Dobereiner (1817) agrupan los elementos hasta entonces conocidos
en serie de tres elementos llamaacutendolo ldquotriadasrdquo Los elementos que pertenecen a una triada
poseen propiedades quiacutemicas semejantes Ademaacutes el elemento central posee un peso
atoacutemico (PA) aproximadamente igual a la semisuma de los PA de los elementos
extremos
Hacia 1850 los quiacutemicos habiacutean llegado a identificar unas veinte triadas Se descartoacute de
esta forma agruparlos porque se descubrieron nuevos elementos que no cumpliacutean con esta
regla
Ordenamiento Helicoidal o Tornillo Teluacuterico de Chancourtois (1862) geoacutelogo franceacutes
propone una clasificacioacuten perioacutedica de los elementos en forma de heacutelice que llamoacute Caracol
Teluacuterico En un cilindro trazoacute una heacutelice con un aacutengulo de 45deg sobre la base y en ella se fue
colocando los elementos en funcioacuten creciente de sus pesos atoacutemicos de tal manera que la
liacutenea vertical (generatriz) del cilindro intercepta a los elementos con propiedades
semejantes
Ley de Las Octavas de John Newlands (1864) Este quiacutemico ingleacutes ordenoacute los elementos
quiacutemicos hasta en ese entonces conocidos en grupo de 7 elementos cada uno en funcioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
21
creciente a sus pesos atoacutemicos de tal modo que el octavo elemento teniacutea propiedades
semejantes al primer elemento del grupo anterior Esta forma de clasificar se llamoacute Ley de
las Octavas
Tabla Perioacutedica de Dimitri Mendeleiev y Lothar Meyer (1869) Se denomina tabla
perioacutedica porque el ordenamiento estaacute basado en la variacioacuten perioacutedica de las propiedades
de los elementos
Descripcioacuten de la Tabla de Mendeleiev
Los 63 elementos conocidos hasta ese entonces fueron ordenados en funcioacuten creciente a
su peso atoacutemico en series (filas) y grupos (columnas)
Asigna a los elementos de un mismo grupo una valencia asiacute los elementos del grupo III
tendraacuten valencia igual a tres por lo tanto el nuacutemero de grupo era igual a la valencia
Los elementos de un mismo grupo poseen propiedades semejantes asiacute por ejemplo
forman oacutexidos e hidruros de foacutermulas similares porque teniacutean igual valencia
La tabla posee ocho grupos
ldquoLas propiedades de los elementos quiacutemicos es una funcioacuten perioacutedica de su nuacutemero atoacutemico
(Z) es decir variacutean en forma sistemaacutetica o perioacutedica con la carga nuclearrdquo
DESCRIPCION GENERAL
1 Los 109 elementos reconocidos por la Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada
(IUPAC) estaacuten ordenados seguacuten el nuacutemero atoacutemico creciente en 7 periodos y 16 grupos (8
grupos A y 8 grupos B) Siendo el primer elemento Hidrogeno (Z = 1) y el uacuteltimo reconocido
hasta el momento meitnerio (Z = 109) pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118
2 Periodo es el ordenamiento de los elementos en liacutenea horizontal Estos elementos
difieren en propiedades pero tienen la misma cantidad de niveles en su estructura atoacutemica
Tener presente que
Numero de periodos = Numero de niveles del aacutetomo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
22
Cada periodo (excepto el primero) comienza con un metal alcalino y termina con un
gas noble
El seacuteptimo periodo estaacute incompleto
El sexto periodo es el que posee mayor cantidad de elementos (es el periodo maacutes
largo)
3 Grupo o Familia Es el ordenamiento de los elementos en columna Estos elementos
presentan similar disposicioacuten de sus electrones externos de alliacute que forman familias de
elementos con propiedades quiacutemicas similares
Grupos ldquoArdquo
Estaacuten formados por los elementos representativos donde los electrones externos o
electrones de valencia estaacuten en orbitales ldquosrdquo yo ldquoprdquo por lo tanto sus propiedades dependen
de estos orbitales
Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia variacutean de
manera muy regular a ello se debe el nombre de elemento representativo
Los electrones de valencia para un elemento representativo es el nuacutemero de electrones a
nivel externo que interviene en los enlaces quiacutemicos
Las propiedades quiacutemicas similares o anaacutelogas de los elementos de un grupo se debe a
que poseen igual nuacutemero de electrones de valencia lo cual indica a su vez el nuacutemero de
grupo
Grupos ldquoBrdquo
Estaacuten formados por elementos de transicioacuten en cuyos aacutetomos el electroacuten de mayor energiacutea
relativa estaacuten en orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo y sus electrones de valencia se encuentran en orbitales
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
23
ldquosrdquo (del uacuteltimo nivel) yu orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo por lo tanto sus propiedades quiacutemicas dependen
de estos orbitales
Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito entre elementos
metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases fuertes (IA y IIA) y los
elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes acentuado su tendencia a formar
aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia variacutean en forma
irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos del grupo I B
(Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y Mo) no cumplen la
distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los elementos
de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor energiacutea relativa en orbitales
ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya
abundancia en la naturaleza es muy escasa y muchas veces solo se encuentran en forma
de trazas combinados con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio (Z=71) poseen
propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio (Z=103)
poseen propiedades semejantes al actinio
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
24
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace interatoacutemico)
para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos metaacutelicos o covalentes) y
moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los estados condensados de la materia
(soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica)
predominante fuerza eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces quiacutemicos con la
finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute lograr una condicioacuten de mayor
estabilidad En el caso de los aacutetomos la estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su
configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace (energiacutea de
disociacioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
25
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los electrones
de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos) mediante el uso de puntos
o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2) notoacute que cada
aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la estructura electroacutenica del
gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los demaacutes aacutetomos que comparten electrones
al formar enlace quiacutemico llegan a adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no hay que
sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas excepciones las trataremos
posteriormente
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
26
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
27
UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS
Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios
Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula
molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro
Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o foacutermulas que
se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos quiacutemicos Actualmente
la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada (en ingleacutes International Union of
Pure and Applied Chemistry) es la maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica
la cual se encarga de establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos elementos pueden
ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos presenta maacutes
de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de sodio en este ejemplo
(IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las valencias con que
actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la terminacioacuten oso e
ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con un no metal
Con metales ej Na2O2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
28
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la palabra
hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua Son aacutecidos
oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido baacutesico con el
agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto queda con
una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de aacutetomos en
nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos forma compuestos con
propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal tantos
radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
O
H
Na
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
29
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA
HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales
oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro Hidroacutexido (III)
Caracteriacutesticas de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica incolora de
fenolftaleiacutena se vuelve roja
Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando que en la
foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula de Na2O con
una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de otros
metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio Estos dos
aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
30
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua Se denominan
OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales (fluacuteor cloro
bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA ANHIacuteDRIDO POR
ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE IGUALAN ASI
Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL METAL Y AL
FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
31
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno seguacuten
datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14 veces mayor que
la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le asignamos un valor
igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la masa del
aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA DOCEAVA
PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA CANTIDAD SE DENOMINA
UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa
atoacutemica Relativa (A) de un elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor
la masa de un aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de Carbono 12
La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de comparacioacuten la masa de un
aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar como unidad la doceava parte de la masa de
12C son nuacutemeros praacutecticamente iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16
la del H 1008 y la del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee
una masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112 parte del
aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una cantidad expresada
en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es monoatoacutemica 112 parte
de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea (UMA)Entonces masa molecular relativa
(M) de una sustancia es el nuacutemero que expresa cuantas veces es mayor la masa de una
moleacutecula de una sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
32
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina sumando las
masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos constituyen la moleacutecula de esa
sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o de agua es
una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir indistintamente al peso de la
arena a su volumen o a su masa Actualmente la cantidad de materia es una magnitud
diferente de la masa de la materia La cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas
(por ahora aacutetomos y moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone designar al
MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales como
aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas elementales que
pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
33
El nuacutemero de moles es igual pero al ser diferentes las masas de los aacutetomos de cada MOL
las masas de la misma cantidad de materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia cualquiera sea el
lugar donde se la determine
2) ldquoNordmrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg cualquiera
que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que variaraacute seguacuten la
latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas relativas de los
mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un elemento medida en
gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa atoacutemica relativa Ejemplo
La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de moleacuteculas de
sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un nuacutemero igual a su masa
molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono) 44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H
Posee 602 x 1023 aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un gas por la
densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de moleacuteculas del gas o sea el
volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
34
GAS
DENSIDAD (δ)
(gcm3)
m (g) V =119898
120575
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO 1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
d =mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N O en (CNTP)
hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de moleacuteculas de cualquier
sustancia en estado gaseoso en condiciones normales de temperatura y presioacuten (0degC
760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224 litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17 protones
pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el nuacutemero de
neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado exclusivamente por el ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas resultan nuacutemeros
fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es ligeramente diferente cuando se
consideran distinto patrones de unidad (masa del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del
aacutetomo de O2 Si cada elemento tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea
precisamente A (Ndeg entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un aacutetomo de O2
ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones por las cuales se considera
en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es
que de tal modo las masa atoacutemicas de muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a
nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual debe fijarse cuaacutel
de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya masa atoacutemica se considera
exactamente 120000 variedad maacutes estable y abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de diversos isoacutetopos
la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente traduce la mayor o menor
abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten centesimal del elemento) puede
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
35
calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar) Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo
elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y 2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
119860119903 =1199011
1119860 + 11987522119860
100
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias porcentuales 754 y
246 HALLAR SU MASA ATOMICA
119860119903 =754 times 35 + 246 times 37
100= 35492 cong 355
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el mismo ldquoNdeg
MASICOrdquo (A)
Ej Cloro (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A) y diferente
ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas Reaccionantes y otros
llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos experimentales se comproboacute que en estas
reacciones se mantienen relaciones de masas de y volumen que corresponden a las leyes
precisas Las leyes de las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las
sustancias que intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales de la
Quiacutemicardquo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
36
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece constante
cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los elementos
que hay en 100 g de ese compuesto
Comp de un elem =119899times119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119890119897119890119898119890119899119905119900
119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119888119900119898119901119906119890119904119905119900 x 100
Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la ECUACIOacuteN QUIacuteMICA
En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los compuestos de partida los REACTIVOS y
las de los compuestos obtenidos al final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se
separan por una flecha que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido
global de la transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni cambian su
identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica puesto que el nuacutemero y tipo
de aacutetomos que forman parte de los reactivos es igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los
productos Cuando una ecuacioacuten quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en
los reactivos y en los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este
modo la ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
37
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones de masas
voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la ecuacioacuten quiacutemica
son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en conjunto expresan la
conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten que contempla la conservacioacuten de los
aacutetomos se llama ECUACIOacuteN BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente
con el principio de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las sustancias
podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas de los
reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados por los coeficientes
estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin
embargo puede suceder que las relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los
reactivos no sea estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los reactivos en
exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en defecto se lo denomina
REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite de la cantidad de producto a obtener
En el laboratorio generalmente los reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la
relacioacuten exactamente necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en
exceso y por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto formado estaacute
determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza Para poder sacar
conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario identificar el reactivo limitante que es
el que va a determinar los liacutemites de una reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor
proporcioacuten con respecto a la relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con composiciones
variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras diferentes cuya unioacuten no
produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se
disuelve en otra (solvente) formando una sola fase Los componentes pueden separarse
utilizando procedimientos fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el
solvente o disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el solvente es
el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De acuerdo al estado fiacutesico de
los componentes pueden obtenerse los siguientes tipos de soluciones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
38
Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos sal Si
revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que la sal se disolvioacute
Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado solvente Variacutea con
la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La solubilidad de los soacutelidos en los
liacutequidos es siempre limitada y depende de la naturaleza del solvente de la naturaleza del
soluto de la temperatura y muy poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la
solubilidad de una sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la variacioacuten de la
solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solvente o
cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solucioacuten Siempre indica una
relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y la solucioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
39
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la cantidad
relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente Esta forma de expresioacuten
soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar es que una solucioacuten es maacutes o menos
diluida o maacutes o menos concentrada que otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten
saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que el solvente
puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega maacutes soluto no lo disuelve si
es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido
el exceso queda separado del solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa
si es un gas en un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En
una solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la misma
velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor que la que el
solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido como es el caso
del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto en agua la solubilidad
disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta con el aumento de la presioacuten En el
caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el
gas disuelto pero no se lo ve justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se
visualizan las burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes sustancia que la
correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que la solucioacuten es sobresaturada
Estas soluciones sobresaturadas son inestables pues el exceso de soluto ya sea por
agitacioacuten o enfriamiento tiende a separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten
de gas en liacutequido como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja temperatura
y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a elevada presioacuten Es por
ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten disminuye y el exceso de soluto se
separa de la solucioacuten y aparecen las burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de soluto y
solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de la solucioacuten o
del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso o masa en masa o mm
porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de volumen en volumen V V
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
40
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se quiere indicar que
contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se expresa 8 P V se quiere
indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de soluto y
solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en agua como 1100 la
cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y 100 partes de agua En cambio si
decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V V indica que hay 1ml de metanol por cada
100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
100119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 5119892119903 119889119890 11987011986111990380119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 119909 = 4119892119903 119889119890 119870119861119903
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la etiqueta ldquopara
preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo de la cantidad de
concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
1119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119903119886119889119900 rarr 9119898119897 119889119890 119886119892119906119886111119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119905119903119886119889119900 = 119909 rarr 1000119898119897 119889119890 119886119892119906119886
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta concentracioacuten
o molaridad M corresponde a la relacioacuten
119872 =ndeg moles
Volumen de solucioacuten en litros=
119899
119881(1)
Recuerde que
ndeg moles =119898119886119904119886
119898119886119904119886 119898119900119897119890119888119906119897119886119903=
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)
=119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)(2)
Reemplazando (2) en (1)
119872 =
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897frasl )
V (L) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten conociendo la masa
de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la solucioacuten
Despejando de (3)
119898(119892119903)119872 = 119872 lowast 119872119872(119892119903
119898119900119897frasl ) lowast V (L)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
41
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M ldquoTemas
de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2003 (2ordm
edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio y
ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 - 1 (1ordm
edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA 1977
(8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El Ateneo
Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995 ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA 1977
(2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo Editorial
Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash 1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998 (5ordm
Edicioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
12
Representacioacuten de los tipos de energiacutea
TEMPERATURA Es una medida de la cantidad de calor de los cuerpos Para medirla se
utilizan termoacutemetros El desarrollo de teacutecnicas para la medicioacuten de la temperatura ha pasado
por un largo proceso histoacuterico ya que es necesario darle un valor numeacuterico a una idea
intuitiva como es el friacuteo o el calor Los termoacutemetros pueden ser calibrados de acuerdo a una
multitud de escalas que dan lugar a unidades de medicioacuten de la temperatura En el Sistema
Internacional de Unidades la unidad de temperatura es el kelvin (K) y la escala
correspondiente es la escala Kelvin o escala absoluta que asocia el valor laquocero kelvinraquo (0
K) al laquocero absolutoraquo y se graduacutea con un tamantildeo de grado igual al del grado Celsius Sin
embargo fuera del aacutembito cientiacutefico el uso de otras escalas de temperatura es comuacuten La
escala maacutes extendida es la escala Celsius llamada laquocentiacutegradaraquo y en mucha menor
medida y praacutecticamente solo en los Estados Unidos la escala Fahrenheit Unidades de
medidas en el caso de la escala Centiacutegrado la unidad de medida corresponde a 1100 entre
el punto triple del agua y la temperatura de ebullicioacuten del agua a 1 atmoacutesfera de presioacuten
Para la escala Fahrenheit su unidad de medida se define como 59 de 1ordmC Antiguamente el
100ordmF correspondiacutea a la temperatura media del cuerpo humano (reflejo de la formacioacuten
meacutedica de su creador) Asiacute alguien tiene fiebre cuando estaacute sobre 100ordmF
En lo recieacuten visto se constata que la escala Fahrenheit tiene puntos de referencia poco
precisos a diferencia de la escala Centiacutegrada Esto hace que actualmente la
escala Fahrenheit tenga su referencia real en la Centiacutegrada
Para pasar de grados Centiacutegrado a grados Fahrenheit usar la siguiente conversioacuten
ordmF = 95ordmC + 32ordmC
Para pasar de grados Fahrenheit a grados Centiacutegrado usar la siguiente conversioacuten
ordmC = (ordmF - 32ordm) x 59
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
13
UNIDAD Ndeg II ESTRUCTURA ATOacuteMICA
Estructura atoacutemica generalidades Partiacuteculas atoacutemicas y subatoacutemicas Modelos Atoacutemicos
Nuacutemero maacutesico y nuacutemero atoacutemico Isoacutetopos e isoacutebaros
Modelos atoacutemicos modernos Nuacutemeros cuaacutenticos Orbitales Regla de construccioacuten atoacutemica
llenado de orbitales Principio de exclusioacuten de Pauling Regla de Hund Tabla perioacutedica
moderna Periacuteodos grupos y subgrupos caracteriacutesticas Tipo de enlace enlace ioacutenico y
covalente
ATOMO Y MOLEacuteCULA
EVOLUCIOacuteN DEL MODELO ATOacuteMICO
1) El primer modelo atoacutemico en 1898 Thompson lo propuso describiendo al aacutetomo como
una esfera con caga positiva en la que estaban incrustadas unas pocas partiacuteculas con carga
negativas llamadas electrones
2) Aacutetomo de Rutherford en 1911 descubrioacute que
a) el aacutetomo estaacute formado por un nuacutecleo central cargado positivamente rodeado de
electrones que giran (siacutemil sistema planetario) alrededor
b) El nuacutecleo concentra casi toda la masa del aacutetomo
c) La masa de las cargas positivas (protones) es aproximadamente igual a la mitad de la
masa del aacutetomo
3) Niveles Espectroscoacutepicos modelo de Borh
Descubrioacute que los electrones de un aacutetomo soacutelo pueden tener determinados valores de
energiacutea Propuso que la energiacutea de un electroacuten estaba relacionada con la distancia de su
orbital al nuacutecleo Por lo tanto los electrones soacutelo giraban en torno al nuacutecleo a determinadas
distancias en oacuterbitas cuantizadas que correspondiacutean a energiacuteas permitidas
Conclusiones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
14
a) Los electrones pueden girar en oacuterbitas determinadas sin perder energiacutea
b) Estos niveles permitidos o definidos de energiacutea Los electrones no absorben ni emiten
energiacutea Por ello se los denomina niveles estacionarios
c) Cuando el electroacuten gira en la oacuterbita maacutes cercana al nuacutecleo el aacutetomo se encuentra en su
estado maacutes estable ldquoNormalrdquo de energiacutea miacutenima Si el aacutetomo recibe un impulso energeacutetico
externo (luz calor electricidad) el electroacuten puede saltar a otra oacuterbita maacutes alejada es decir
de mayor energiacutea el aacutetomo que contiene el electroacuten en uno de estos estados recibe el
nombre de ldquoAacutetomo Excitadordquo es decir que el aacutetomo absorbe energiacutea cuando el electroacuten
ldquoSaltardquo hacia un nivel maacutes alejado del nuacutecleo y absorbe cuando lo hace hacia eacutel
d) La diferencia de energiacutea al pasar el electroacuten de uno a otro nivel es proporcional a la
radiacioacuten emitida o absorbida multiplicada por una constante ldquohrdquo es decir
E2 ndash E1 = hv o bien E2 ndash E1 = constante h
v
Aacutetomo de SHODINGER 1926 seguacuten el modelo propuesto los electrones no giran en torno
al nuacutecleo sino que se comportan maacutes bien como ondas que se desplazan alrededor del
nuacutecleo a determinada distancia y con determinadas energiacuteas Este modelo resulta ser el
maacutes exacto los fiacutesicos emplean ecuaciones que describen la onda electroacutenica para hallar la
regioacuten del espacio en la que resulta maacutes probable que se encuentre el electroacuten
CONCEPTO DE ORBITAL ATOacuteMICO Seguacuten el principio de indeterminacioacuten debido a la
enorme velocidad del electroacuten soacutelo es posible calcular ldquola probabilidad de hallarlo en una
zona alrededor del nuacutecleo del aacutetomordquo De acuerdo con este razonamiento el electroacuten se
mueve alrededor del nuacutecleo de manera tal que produce una ldquoNube electroacutenicardquo de carga
negativa cuya densidad indica donde es mayor la probabilidad de ubicarlo Aparece asiacute un
nuevo concepto el de orbital atoacutemico que es la regioacuten del espacio alrededor del nuacutecleo
donde es mayor la probabilidad de hallar al electroacuten El electroacuten entonces no ocupa una
oacuterbita sino un orbital
El avance en el conocimiento ha dado lugar al modelo atoacutemico actual propuesto por la
Mecaacutenica Cuaacutentica (modelo de Schroumldinger)
El modelo de Bohr es un modelo unidimensional que utiliza un nuacutemero (n) para describir la
distribucioacuten de electrones en el aacutetomo El modelo de Schroumldinger permite que el electroacuten
ocupe un espacio tridimensional Por lo tanto requiere tres nuacutemeros conocidos como
nuacutemeros cuaacutenticos para describir los orbitales en los que se puede encontrar al electroacuten
El nuacutemero cuaacutentico principal ldquonrdquo describe el tamantildeo del orbital por ejemplo los
orbitales para los cuales n = 2 son maacutes grandes que aquellos para los cuales n = 1
Puede tomar cualquier valor entero empezando desde 1
n = 1 2 3 4 etc
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
15
El nuacutemero cuaacutentico del momento angular orbital ldquolrdquo describe la forma del orbital
atoacutemico Puede tomar todos los valores naturales desde 0 hasta n-1 (siendo n el valor del
nuacutemero cuaacutentico principal) Por ejemplo si n = 5 los valores del son
I = 0 1 2 3 4
Se designa a los orbitales atoacutemicos en funcioacuten del valor del nuacutemero cuaacutentico secundario l
como
l = 0 orbital s (sharp)
l = 1 orbital p (principal)
l = 2 orbital d (diffuse)
l = 3 orbital f (fundamental)
El nuacutemero cuaacutentico magneacutetico ldquomrdquo determina la orientacioacuten espacial del orbital Se
denomina magneacutetico porque esta orientacioacuten espacial se acostumbra a definir en relacioacuten a
un campo magneacutetico externo Puede tomar valores enteros desde -l hasta +l Por ejemplo si
l = 2 los valores posibles para m son
m = -2 -1 0 1 2
El nuacutemero cuaacutentico de espiacuten ldquosrdquo soacutelo puede tomar dos valores +12 y -12 Indican el
sentido de la rotacioacuten del electroacuten sobre su eje como las ajugas del reloj o en sentido
contrario
Capas y Subcapas principales
Todos los orbitales con el mismo valor del nuacutemero cuaacutentico principal n se encuentran en la
misma capa electroacutenica principal o nivel principal y todos los orbitales con los mismos
valores de n y ml estaacuten en la misma subcapa o subnivel
El nuacutemero de subcapas en una capa principal es igual al nuacutemero cuaacutentico principal esto es
hay una subcapa en la capa principal con n = 1 dos subcapas en la capa 37 principal con n
= 2 y asiacute sucesivamente El nombre dado a una subcapa independientemente de la capa
principal en la que se encuentre estaacute determinado por el nuacutemero cuaacutentico l de manera que
como se ha indicado anteriormente ml=0 (subcapa s) ml=1 (subcapa p) ml=2 (subcapa d)
y m = 3 (subcapa f)
El nuacutemero de orbitales en una subcapa es igual al nuacutemero de valores permitidos de m para
un valor particular de m por lo que el nuacutemero de orbitales en una subcapa es 2m + 1 Los
nombres de los orbitales son los mismos que los de las subcapas en las que aparecen
Orbitales s Orbitales p Orbitales d Orbitales f
l = 0 l = 1 l = 2 l = 3
m = 0 m = -1 0 1 m = -2 -1 0 1 2 m = -3 -2 -1 0 1 2 3
Un orbital s en una subcapa s
Tres orbitales p en una subcapa p
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
16
Cinco orbitales d en una subcapa d
Siete orbitales f en una subcapa f
Forma y tamantildeos de los orbitales
Los orbitales s (m = 0) tienen forma esfeacuterica El tamantildeo de este orbital depende del valor del
nuacutemero cuaacutentico principal un orbital 3s tiene la misma forma pero es mayor que un orbital
2s
Los orbitales p (m = 1) estaacuten formados por dos loacutebulos ideacutenticos que se proyectan a lo largo
de un eje La zona de unioacuten de ambos loacutebulos coincide con el nuacutecleo atoacutemico Hay tres
orbitales p (m =-1 m = 0 y m = +1) de ideacutentica forma que difieren soacutelo en su orientacioacuten a lo
largo de los ejes x y o z
Los orbitales d (m = 2) tambieacuten estaacuten formados por loacutebulos Hay cinco tipos de orbitales d
(que corresponden a m = -2 -1 0 1 2)
Los orbitales f (m = 3) tambieacuten tienen un aspecto multilobular Existen siete tipos de orbitales
f (que corresponden a m = -3 -2 -1 0 +1 +2 +3)
A continuacioacuten utilizaremos los nuacutemeros cuaacutenticos para describir la estructura electroacutenica
del aacutetomo de hidroacutegeno
El uacutenico electroacuten de un aacutetomo de hidroacutegeno se encuentra en el nivel de energiacutea maacutes bajo es
decir n = 1 y dado que la primera capa principal contiene soacutelo un orbital s el nuacutemero
cuaacutentico orbital es m = 0 El uacutenico valor posible para el nuacutemero cuaacutentico magneacutetico es m = 0
Cualquiera de los dos estados de spin son posibles para el electroacuten
ORBITALES S
ORBITALES P
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
17
AacuteTOMOS MULTIELECTROacuteNICOS
En los aacutetomos multielectroacutenicos los electrones se repelen tratando de permanecer alejados
de los demaacutes
Configuraciones electroacutenicas
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo consiste en indicar coacutemo se distribuyen sus
electrones entre los diferentes orbitales en las capas principales y las subcapas Esta
distribucioacuten se realiza apoyaacutendonos en tres reglas energiacutea de los orbitales principio de
exclusioacuten de Pauli y regla de Hund
Energiacutea de los orbitales los electrones ocupan los orbitales de forma que se minimice la
energiacutea del aacutetomo El orden exacto de llenado de los orbitales se establecioacute
experimentalmente principalmente mediante estudios espectroscoacutepicos y magneacuteticos y es
el orden que debemos seguir al asignar las configuraciones electroacutenicas a los elementos El
orden de llenado de orbitales es
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1 4p6 5s2 4d 5p6 6s2 4f1 5d 6p6 7s2 5f 6d 7p6
Para recordar este orden maacutes faacutecilmente se puede utilizar el diagrama siguiente
ORBITALES D
ORBITALES F
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
18
Empezando por la liacutenea superior sigue las flechas y el orden obtenido es el mismo que en la
serie anterior Debido al liacutemite de dos electrones por orbital la capacidad de una subcapa de
electrones puede obtenerse tomando el doble del nuacutemero de orbitales en la subcapa Asiacute la
subcapa s consiste en un orbital con una capacidad de dos electrones la subcapa p
consiste en tres orbitales con una capacidad total de seis electrones la subcapa d consiste
en cinco orbitales con una capacidad total de diez electrones la subcapa f consiste en siete
orbitales con una capacidad total de catorce electrones
En un determinado aacutetomo los electrones van ocupando y llenando los orbitales de menor
energiacutea cuando se da esta circunstancia el aacutetomo se encuentra en su estado fundamental
Si el aacutetomo recibe energiacutea alguno de sus electrones maacutes externos puede saltar a orbitales
de mayor energiacutea pasando el aacutetomo a un estado excitado
Principio de exclusioacuten de Pauli en un aacutetomo no puede haber dos electrones con los
cuatro nuacutemeros cuaacutenticos iguales Los tres primeros nuacutemero cuaacutenticos n l y m determinan
un orbital especiacutefico Dos electrones en un aacutetomo pueden tener estos tres nuacutemeros
cuaacutenticos iguales pero si es asiacute deben tener valores diferentes del nuacutemero cuaacutentico de
spiacuten Es decir un orbital solamente puede estar ocupado por dos electrones y eacutestos deben
tener spines opuestos
Regla de Hund al llenar orbitales de igual energiacutea (los tres orbitales p los cinco orbitales
d o los siete orbitales f) los electrones se distribuyen siempre que sea posible con sus
espines paralelos es decir desapareados
Ejemplo
La estructura electroacutenica del 7N es
1s2
2s2
2px1
2py1
2pz1
Para asignar las configuraciones electroacutenicas a los elementos por orden de su nuacutemero
atoacutemico creciente veamos el siguiente ejemplo de coacutemo seriacutea la configuracioacuten electroacutenica
para Z = 11 hasta Z = 18 es decir desde el Na hasta el Ar
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
19
Cada uno de estos elementos tiene las subcapas 1s 2s y 2p llenas Como la configuracioacuten
1s2 2s2 2p6 corresponde a la del neoacuten se denomina configuracioacuten interna del neoacuten y se
representa con el siacutembolo quiacutemico del neoacuten entre corchetes es decir [Ne] Los electrones
que se situacutean en la capa electroacutenica del nuacutemero cuaacutentico principal maacutes alto (externos) se
denominan electrones de valencia Ej configuracioacuten electroacutenica para Mg Al Si P S Cl y
Ar
Mg [Ne] 3s2
Al [Ne] 3s2 3p1
Si [Ne] 3s2 3p2
P [Ne] 3s2 3p3
S [Ne] 3s2 3p4
Cl [Ne] 3s2 3p5
Ar [Ne] 3s2 3p643
MOLECULA es la menor porcioacuten de sustancia que puede existir en estado libre
conservando las propiedades de esa sustancia y es un conjunto neutro de aacutetomos que se
comporta como una unidad
TABLA PERIODICA
La tabla perioacutedica proporciona la informacioacuten acerca de los elementos quiacutemicos referente a
su estructura interna y propiedades fiacutesicas o quiacutemicas La tabla perioacutedica moderna explica
en forma detallada y actualizada las propiedades de los elementos quiacutemicos tomando como
base su estructura atoacutemica
Seguacuten sus propiedades quiacutemicas los elementos se clasifican en metales y no metales Hay
maacutes elementos metaacutelicos que no metaacutelicos Los mismos elementos que hay en la tierra
existen en otros planetas del espacio sideral El estudiante debe conocer ambas clases sus
propiedades fiacutesicas y quiacutemicas importantes no memorizar sino familiarizarse asiacute por
ejemplo familiarizarse con la valencia de los principales elementos metaacutelicos y no metaacutelicos
no en forma individual o aislada sino por grupos o familias (I II III etc) y de ese modo
aprender de manera faacutecil y aacutegil formulas y nombres de los compuestos quiacutemicos que es
parte vital del lenguaje quiacutemico
Antecedentes e Historia a la tabla perioacutedica actual
Durante los primeros 25 antildeos del siglo XIX se descubrieron 20 nuevos elementos A medida
que el nuacutemero de elementos conocidos aumentaba resultaron evidentes las semejanzas
fiacutesicas y quiacutemicas entre algunos de ellos Entonces los quiacutemicos entendieron que el estudio
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
20
de las propiedades de los elementos quiacutemicos era maacutes faacutecil agrupaacutendolos seguacuten sus
propiedades semejantes en base a una ley natural
En 1913 Henry Moseley descubrioacute el principio o ley natural que guiacutea la clasificacioacuten
moderna las propiedades de los elementos son funciones perioacutedicas de sus nuacutemeros
atoacutemicos
El descubrimiento de esta ley perioacutedica necesitoacute dos acontecimientos previos
El establecimiento de una serie de pesos atoacutemicos
La concepcioacuten del aacutetomo nuclear con un numero definido de protones e igual nuacutemero de
electrones que giran a su alrededor
Las Triadas de Johan Dobereiner (1817) agrupan los elementos hasta entonces conocidos
en serie de tres elementos llamaacutendolo ldquotriadasrdquo Los elementos que pertenecen a una triada
poseen propiedades quiacutemicas semejantes Ademaacutes el elemento central posee un peso
atoacutemico (PA) aproximadamente igual a la semisuma de los PA de los elementos
extremos
Hacia 1850 los quiacutemicos habiacutean llegado a identificar unas veinte triadas Se descartoacute de
esta forma agruparlos porque se descubrieron nuevos elementos que no cumpliacutean con esta
regla
Ordenamiento Helicoidal o Tornillo Teluacuterico de Chancourtois (1862) geoacutelogo franceacutes
propone una clasificacioacuten perioacutedica de los elementos en forma de heacutelice que llamoacute Caracol
Teluacuterico En un cilindro trazoacute una heacutelice con un aacutengulo de 45deg sobre la base y en ella se fue
colocando los elementos en funcioacuten creciente de sus pesos atoacutemicos de tal manera que la
liacutenea vertical (generatriz) del cilindro intercepta a los elementos con propiedades
semejantes
Ley de Las Octavas de John Newlands (1864) Este quiacutemico ingleacutes ordenoacute los elementos
quiacutemicos hasta en ese entonces conocidos en grupo de 7 elementos cada uno en funcioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
21
creciente a sus pesos atoacutemicos de tal modo que el octavo elemento teniacutea propiedades
semejantes al primer elemento del grupo anterior Esta forma de clasificar se llamoacute Ley de
las Octavas
Tabla Perioacutedica de Dimitri Mendeleiev y Lothar Meyer (1869) Se denomina tabla
perioacutedica porque el ordenamiento estaacute basado en la variacioacuten perioacutedica de las propiedades
de los elementos
Descripcioacuten de la Tabla de Mendeleiev
Los 63 elementos conocidos hasta ese entonces fueron ordenados en funcioacuten creciente a
su peso atoacutemico en series (filas) y grupos (columnas)
Asigna a los elementos de un mismo grupo una valencia asiacute los elementos del grupo III
tendraacuten valencia igual a tres por lo tanto el nuacutemero de grupo era igual a la valencia
Los elementos de un mismo grupo poseen propiedades semejantes asiacute por ejemplo
forman oacutexidos e hidruros de foacutermulas similares porque teniacutean igual valencia
La tabla posee ocho grupos
ldquoLas propiedades de los elementos quiacutemicos es una funcioacuten perioacutedica de su nuacutemero atoacutemico
(Z) es decir variacutean en forma sistemaacutetica o perioacutedica con la carga nuclearrdquo
DESCRIPCION GENERAL
1 Los 109 elementos reconocidos por la Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada
(IUPAC) estaacuten ordenados seguacuten el nuacutemero atoacutemico creciente en 7 periodos y 16 grupos (8
grupos A y 8 grupos B) Siendo el primer elemento Hidrogeno (Z = 1) y el uacuteltimo reconocido
hasta el momento meitnerio (Z = 109) pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118
2 Periodo es el ordenamiento de los elementos en liacutenea horizontal Estos elementos
difieren en propiedades pero tienen la misma cantidad de niveles en su estructura atoacutemica
Tener presente que
Numero de periodos = Numero de niveles del aacutetomo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
22
Cada periodo (excepto el primero) comienza con un metal alcalino y termina con un
gas noble
El seacuteptimo periodo estaacute incompleto
El sexto periodo es el que posee mayor cantidad de elementos (es el periodo maacutes
largo)
3 Grupo o Familia Es el ordenamiento de los elementos en columna Estos elementos
presentan similar disposicioacuten de sus electrones externos de alliacute que forman familias de
elementos con propiedades quiacutemicas similares
Grupos ldquoArdquo
Estaacuten formados por los elementos representativos donde los electrones externos o
electrones de valencia estaacuten en orbitales ldquosrdquo yo ldquoprdquo por lo tanto sus propiedades dependen
de estos orbitales
Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia variacutean de
manera muy regular a ello se debe el nombre de elemento representativo
Los electrones de valencia para un elemento representativo es el nuacutemero de electrones a
nivel externo que interviene en los enlaces quiacutemicos
Las propiedades quiacutemicas similares o anaacutelogas de los elementos de un grupo se debe a
que poseen igual nuacutemero de electrones de valencia lo cual indica a su vez el nuacutemero de
grupo
Grupos ldquoBrdquo
Estaacuten formados por elementos de transicioacuten en cuyos aacutetomos el electroacuten de mayor energiacutea
relativa estaacuten en orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo y sus electrones de valencia se encuentran en orbitales
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
23
ldquosrdquo (del uacuteltimo nivel) yu orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo por lo tanto sus propiedades quiacutemicas dependen
de estos orbitales
Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito entre elementos
metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases fuertes (IA y IIA) y los
elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes acentuado su tendencia a formar
aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia variacutean en forma
irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos del grupo I B
(Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y Mo) no cumplen la
distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los elementos
de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor energiacutea relativa en orbitales
ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya
abundancia en la naturaleza es muy escasa y muchas veces solo se encuentran en forma
de trazas combinados con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio (Z=71) poseen
propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio (Z=103)
poseen propiedades semejantes al actinio
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
24
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace interatoacutemico)
para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos metaacutelicos o covalentes) y
moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los estados condensados de la materia
(soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica)
predominante fuerza eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces quiacutemicos con la
finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute lograr una condicioacuten de mayor
estabilidad En el caso de los aacutetomos la estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su
configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace (energiacutea de
disociacioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
25
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los electrones
de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos) mediante el uso de puntos
o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2) notoacute que cada
aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la estructura electroacutenica del
gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los demaacutes aacutetomos que comparten electrones
al formar enlace quiacutemico llegan a adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no hay que
sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas excepciones las trataremos
posteriormente
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
26
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
27
UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS
Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios
Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula
molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro
Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o foacutermulas que
se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos quiacutemicos Actualmente
la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada (en ingleacutes International Union of
Pure and Applied Chemistry) es la maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica
la cual se encarga de establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos elementos pueden
ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos presenta maacutes
de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de sodio en este ejemplo
(IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las valencias con que
actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la terminacioacuten oso e
ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con un no metal
Con metales ej Na2O2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
28
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la palabra
hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua Son aacutecidos
oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido baacutesico con el
agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto queda con
una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de aacutetomos en
nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos forma compuestos con
propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal tantos
radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
O
H
Na
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
29
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA
HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales
oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro Hidroacutexido (III)
Caracteriacutesticas de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica incolora de
fenolftaleiacutena se vuelve roja
Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando que en la
foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula de Na2O con
una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de otros
metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio Estos dos
aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
30
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua Se denominan
OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales (fluacuteor cloro
bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA ANHIacuteDRIDO POR
ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE IGUALAN ASI
Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL METAL Y AL
FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
31
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno seguacuten
datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14 veces mayor que
la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le asignamos un valor
igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la masa del
aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA DOCEAVA
PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA CANTIDAD SE DENOMINA
UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa
atoacutemica Relativa (A) de un elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor
la masa de un aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de Carbono 12
La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de comparacioacuten la masa de un
aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar como unidad la doceava parte de la masa de
12C son nuacutemeros praacutecticamente iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16
la del H 1008 y la del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee
una masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112 parte del
aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una cantidad expresada
en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es monoatoacutemica 112 parte
de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea (UMA)Entonces masa molecular relativa
(M) de una sustancia es el nuacutemero que expresa cuantas veces es mayor la masa de una
moleacutecula de una sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
32
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina sumando las
masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos constituyen la moleacutecula de esa
sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o de agua es
una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir indistintamente al peso de la
arena a su volumen o a su masa Actualmente la cantidad de materia es una magnitud
diferente de la masa de la materia La cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas
(por ahora aacutetomos y moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone designar al
MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales como
aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas elementales que
pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
33
El nuacutemero de moles es igual pero al ser diferentes las masas de los aacutetomos de cada MOL
las masas de la misma cantidad de materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia cualquiera sea el
lugar donde se la determine
2) ldquoNordmrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg cualquiera
que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que variaraacute seguacuten la
latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas relativas de los
mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un elemento medida en
gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa atoacutemica relativa Ejemplo
La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de moleacuteculas de
sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un nuacutemero igual a su masa
molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono) 44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H
Posee 602 x 1023 aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un gas por la
densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de moleacuteculas del gas o sea el
volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
34
GAS
DENSIDAD (δ)
(gcm3)
m (g) V =119898
120575
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO 1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
d =mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N O en (CNTP)
hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de moleacuteculas de cualquier
sustancia en estado gaseoso en condiciones normales de temperatura y presioacuten (0degC
760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224 litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17 protones
pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el nuacutemero de
neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado exclusivamente por el ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas resultan nuacutemeros
fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es ligeramente diferente cuando se
consideran distinto patrones de unidad (masa del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del
aacutetomo de O2 Si cada elemento tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea
precisamente A (Ndeg entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un aacutetomo de O2
ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones por las cuales se considera
en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es
que de tal modo las masa atoacutemicas de muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a
nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual debe fijarse cuaacutel
de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya masa atoacutemica se considera
exactamente 120000 variedad maacutes estable y abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de diversos isoacutetopos
la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente traduce la mayor o menor
abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten centesimal del elemento) puede
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
35
calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar) Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo
elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y 2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
119860119903 =1199011
1119860 + 11987522119860
100
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias porcentuales 754 y
246 HALLAR SU MASA ATOMICA
119860119903 =754 times 35 + 246 times 37
100= 35492 cong 355
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el mismo ldquoNdeg
MASICOrdquo (A)
Ej Cloro (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A) y diferente
ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas Reaccionantes y otros
llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos experimentales se comproboacute que en estas
reacciones se mantienen relaciones de masas de y volumen que corresponden a las leyes
precisas Las leyes de las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las
sustancias que intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales de la
Quiacutemicardquo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
36
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece constante
cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los elementos
que hay en 100 g de ese compuesto
Comp de un elem =119899times119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119890119897119890119898119890119899119905119900
119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119888119900119898119901119906119890119904119905119900 x 100
Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la ECUACIOacuteN QUIacuteMICA
En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los compuestos de partida los REACTIVOS y
las de los compuestos obtenidos al final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se
separan por una flecha que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido
global de la transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni cambian su
identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica puesto que el nuacutemero y tipo
de aacutetomos que forman parte de los reactivos es igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los
productos Cuando una ecuacioacuten quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en
los reactivos y en los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este
modo la ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
37
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones de masas
voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la ecuacioacuten quiacutemica
son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en conjunto expresan la
conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten que contempla la conservacioacuten de los
aacutetomos se llama ECUACIOacuteN BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente
con el principio de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las sustancias
podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas de los
reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados por los coeficientes
estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin
embargo puede suceder que las relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los
reactivos no sea estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los reactivos en
exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en defecto se lo denomina
REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite de la cantidad de producto a obtener
En el laboratorio generalmente los reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la
relacioacuten exactamente necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en
exceso y por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto formado estaacute
determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza Para poder sacar
conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario identificar el reactivo limitante que es
el que va a determinar los liacutemites de una reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor
proporcioacuten con respecto a la relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con composiciones
variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras diferentes cuya unioacuten no
produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se
disuelve en otra (solvente) formando una sola fase Los componentes pueden separarse
utilizando procedimientos fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el
solvente o disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el solvente es
el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De acuerdo al estado fiacutesico de
los componentes pueden obtenerse los siguientes tipos de soluciones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
38
Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos sal Si
revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que la sal se disolvioacute
Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado solvente Variacutea con
la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La solubilidad de los soacutelidos en los
liacutequidos es siempre limitada y depende de la naturaleza del solvente de la naturaleza del
soluto de la temperatura y muy poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la
solubilidad de una sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la variacioacuten de la
solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solvente o
cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solucioacuten Siempre indica una
relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y la solucioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
39
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la cantidad
relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente Esta forma de expresioacuten
soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar es que una solucioacuten es maacutes o menos
diluida o maacutes o menos concentrada que otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten
saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que el solvente
puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega maacutes soluto no lo disuelve si
es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido
el exceso queda separado del solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa
si es un gas en un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En
una solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la misma
velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor que la que el
solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido como es el caso
del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto en agua la solubilidad
disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta con el aumento de la presioacuten En el
caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el
gas disuelto pero no se lo ve justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se
visualizan las burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes sustancia que la
correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que la solucioacuten es sobresaturada
Estas soluciones sobresaturadas son inestables pues el exceso de soluto ya sea por
agitacioacuten o enfriamiento tiende a separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten
de gas en liacutequido como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja temperatura
y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a elevada presioacuten Es por
ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten disminuye y el exceso de soluto se
separa de la solucioacuten y aparecen las burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de soluto y
solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de la solucioacuten o
del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso o masa en masa o mm
porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de volumen en volumen V V
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
40
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se quiere indicar que
contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se expresa 8 P V se quiere
indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de soluto y
solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en agua como 1100 la
cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y 100 partes de agua En cambio si
decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V V indica que hay 1ml de metanol por cada
100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
100119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 5119892119903 119889119890 11987011986111990380119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 119909 = 4119892119903 119889119890 119870119861119903
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la etiqueta ldquopara
preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo de la cantidad de
concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
1119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119903119886119889119900 rarr 9119898119897 119889119890 119886119892119906119886111119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119905119903119886119889119900 = 119909 rarr 1000119898119897 119889119890 119886119892119906119886
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta concentracioacuten
o molaridad M corresponde a la relacioacuten
119872 =ndeg moles
Volumen de solucioacuten en litros=
119899
119881(1)
Recuerde que
ndeg moles =119898119886119904119886
119898119886119904119886 119898119900119897119890119888119906119897119886119903=
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)
=119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)(2)
Reemplazando (2) en (1)
119872 =
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897frasl )
V (L) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten conociendo la masa
de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la solucioacuten
Despejando de (3)
119898(119892119903)119872 = 119872 lowast 119872119872(119892119903
119898119900119897frasl ) lowast V (L)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
41
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M ldquoTemas
de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2003 (2ordm
edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio y
ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 - 1 (1ordm
edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA 1977
(8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El Ateneo
Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995 ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA 1977
(2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo Editorial
Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash 1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998 (5ordm
Edicioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
13
UNIDAD Ndeg II ESTRUCTURA ATOacuteMICA
Estructura atoacutemica generalidades Partiacuteculas atoacutemicas y subatoacutemicas Modelos Atoacutemicos
Nuacutemero maacutesico y nuacutemero atoacutemico Isoacutetopos e isoacutebaros
Modelos atoacutemicos modernos Nuacutemeros cuaacutenticos Orbitales Regla de construccioacuten atoacutemica
llenado de orbitales Principio de exclusioacuten de Pauling Regla de Hund Tabla perioacutedica
moderna Periacuteodos grupos y subgrupos caracteriacutesticas Tipo de enlace enlace ioacutenico y
covalente
ATOMO Y MOLEacuteCULA
EVOLUCIOacuteN DEL MODELO ATOacuteMICO
1) El primer modelo atoacutemico en 1898 Thompson lo propuso describiendo al aacutetomo como
una esfera con caga positiva en la que estaban incrustadas unas pocas partiacuteculas con carga
negativas llamadas electrones
2) Aacutetomo de Rutherford en 1911 descubrioacute que
a) el aacutetomo estaacute formado por un nuacutecleo central cargado positivamente rodeado de
electrones que giran (siacutemil sistema planetario) alrededor
b) El nuacutecleo concentra casi toda la masa del aacutetomo
c) La masa de las cargas positivas (protones) es aproximadamente igual a la mitad de la
masa del aacutetomo
3) Niveles Espectroscoacutepicos modelo de Borh
Descubrioacute que los electrones de un aacutetomo soacutelo pueden tener determinados valores de
energiacutea Propuso que la energiacutea de un electroacuten estaba relacionada con la distancia de su
orbital al nuacutecleo Por lo tanto los electrones soacutelo giraban en torno al nuacutecleo a determinadas
distancias en oacuterbitas cuantizadas que correspondiacutean a energiacuteas permitidas
Conclusiones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
14
a) Los electrones pueden girar en oacuterbitas determinadas sin perder energiacutea
b) Estos niveles permitidos o definidos de energiacutea Los electrones no absorben ni emiten
energiacutea Por ello se los denomina niveles estacionarios
c) Cuando el electroacuten gira en la oacuterbita maacutes cercana al nuacutecleo el aacutetomo se encuentra en su
estado maacutes estable ldquoNormalrdquo de energiacutea miacutenima Si el aacutetomo recibe un impulso energeacutetico
externo (luz calor electricidad) el electroacuten puede saltar a otra oacuterbita maacutes alejada es decir
de mayor energiacutea el aacutetomo que contiene el electroacuten en uno de estos estados recibe el
nombre de ldquoAacutetomo Excitadordquo es decir que el aacutetomo absorbe energiacutea cuando el electroacuten
ldquoSaltardquo hacia un nivel maacutes alejado del nuacutecleo y absorbe cuando lo hace hacia eacutel
d) La diferencia de energiacutea al pasar el electroacuten de uno a otro nivel es proporcional a la
radiacioacuten emitida o absorbida multiplicada por una constante ldquohrdquo es decir
E2 ndash E1 = hv o bien E2 ndash E1 = constante h
v
Aacutetomo de SHODINGER 1926 seguacuten el modelo propuesto los electrones no giran en torno
al nuacutecleo sino que se comportan maacutes bien como ondas que se desplazan alrededor del
nuacutecleo a determinada distancia y con determinadas energiacuteas Este modelo resulta ser el
maacutes exacto los fiacutesicos emplean ecuaciones que describen la onda electroacutenica para hallar la
regioacuten del espacio en la que resulta maacutes probable que se encuentre el electroacuten
CONCEPTO DE ORBITAL ATOacuteMICO Seguacuten el principio de indeterminacioacuten debido a la
enorme velocidad del electroacuten soacutelo es posible calcular ldquola probabilidad de hallarlo en una
zona alrededor del nuacutecleo del aacutetomordquo De acuerdo con este razonamiento el electroacuten se
mueve alrededor del nuacutecleo de manera tal que produce una ldquoNube electroacutenicardquo de carga
negativa cuya densidad indica donde es mayor la probabilidad de ubicarlo Aparece asiacute un
nuevo concepto el de orbital atoacutemico que es la regioacuten del espacio alrededor del nuacutecleo
donde es mayor la probabilidad de hallar al electroacuten El electroacuten entonces no ocupa una
oacuterbita sino un orbital
El avance en el conocimiento ha dado lugar al modelo atoacutemico actual propuesto por la
Mecaacutenica Cuaacutentica (modelo de Schroumldinger)
El modelo de Bohr es un modelo unidimensional que utiliza un nuacutemero (n) para describir la
distribucioacuten de electrones en el aacutetomo El modelo de Schroumldinger permite que el electroacuten
ocupe un espacio tridimensional Por lo tanto requiere tres nuacutemeros conocidos como
nuacutemeros cuaacutenticos para describir los orbitales en los que se puede encontrar al electroacuten
El nuacutemero cuaacutentico principal ldquonrdquo describe el tamantildeo del orbital por ejemplo los
orbitales para los cuales n = 2 son maacutes grandes que aquellos para los cuales n = 1
Puede tomar cualquier valor entero empezando desde 1
n = 1 2 3 4 etc
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
15
El nuacutemero cuaacutentico del momento angular orbital ldquolrdquo describe la forma del orbital
atoacutemico Puede tomar todos los valores naturales desde 0 hasta n-1 (siendo n el valor del
nuacutemero cuaacutentico principal) Por ejemplo si n = 5 los valores del son
I = 0 1 2 3 4
Se designa a los orbitales atoacutemicos en funcioacuten del valor del nuacutemero cuaacutentico secundario l
como
l = 0 orbital s (sharp)
l = 1 orbital p (principal)
l = 2 orbital d (diffuse)
l = 3 orbital f (fundamental)
El nuacutemero cuaacutentico magneacutetico ldquomrdquo determina la orientacioacuten espacial del orbital Se
denomina magneacutetico porque esta orientacioacuten espacial se acostumbra a definir en relacioacuten a
un campo magneacutetico externo Puede tomar valores enteros desde -l hasta +l Por ejemplo si
l = 2 los valores posibles para m son
m = -2 -1 0 1 2
El nuacutemero cuaacutentico de espiacuten ldquosrdquo soacutelo puede tomar dos valores +12 y -12 Indican el
sentido de la rotacioacuten del electroacuten sobre su eje como las ajugas del reloj o en sentido
contrario
Capas y Subcapas principales
Todos los orbitales con el mismo valor del nuacutemero cuaacutentico principal n se encuentran en la
misma capa electroacutenica principal o nivel principal y todos los orbitales con los mismos
valores de n y ml estaacuten en la misma subcapa o subnivel
El nuacutemero de subcapas en una capa principal es igual al nuacutemero cuaacutentico principal esto es
hay una subcapa en la capa principal con n = 1 dos subcapas en la capa 37 principal con n
= 2 y asiacute sucesivamente El nombre dado a una subcapa independientemente de la capa
principal en la que se encuentre estaacute determinado por el nuacutemero cuaacutentico l de manera que
como se ha indicado anteriormente ml=0 (subcapa s) ml=1 (subcapa p) ml=2 (subcapa d)
y m = 3 (subcapa f)
El nuacutemero de orbitales en una subcapa es igual al nuacutemero de valores permitidos de m para
un valor particular de m por lo que el nuacutemero de orbitales en una subcapa es 2m + 1 Los
nombres de los orbitales son los mismos que los de las subcapas en las que aparecen
Orbitales s Orbitales p Orbitales d Orbitales f
l = 0 l = 1 l = 2 l = 3
m = 0 m = -1 0 1 m = -2 -1 0 1 2 m = -3 -2 -1 0 1 2 3
Un orbital s en una subcapa s
Tres orbitales p en una subcapa p
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
16
Cinco orbitales d en una subcapa d
Siete orbitales f en una subcapa f
Forma y tamantildeos de los orbitales
Los orbitales s (m = 0) tienen forma esfeacuterica El tamantildeo de este orbital depende del valor del
nuacutemero cuaacutentico principal un orbital 3s tiene la misma forma pero es mayor que un orbital
2s
Los orbitales p (m = 1) estaacuten formados por dos loacutebulos ideacutenticos que se proyectan a lo largo
de un eje La zona de unioacuten de ambos loacutebulos coincide con el nuacutecleo atoacutemico Hay tres
orbitales p (m =-1 m = 0 y m = +1) de ideacutentica forma que difieren soacutelo en su orientacioacuten a lo
largo de los ejes x y o z
Los orbitales d (m = 2) tambieacuten estaacuten formados por loacutebulos Hay cinco tipos de orbitales d
(que corresponden a m = -2 -1 0 1 2)
Los orbitales f (m = 3) tambieacuten tienen un aspecto multilobular Existen siete tipos de orbitales
f (que corresponden a m = -3 -2 -1 0 +1 +2 +3)
A continuacioacuten utilizaremos los nuacutemeros cuaacutenticos para describir la estructura electroacutenica
del aacutetomo de hidroacutegeno
El uacutenico electroacuten de un aacutetomo de hidroacutegeno se encuentra en el nivel de energiacutea maacutes bajo es
decir n = 1 y dado que la primera capa principal contiene soacutelo un orbital s el nuacutemero
cuaacutentico orbital es m = 0 El uacutenico valor posible para el nuacutemero cuaacutentico magneacutetico es m = 0
Cualquiera de los dos estados de spin son posibles para el electroacuten
ORBITALES S
ORBITALES P
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
17
AacuteTOMOS MULTIELECTROacuteNICOS
En los aacutetomos multielectroacutenicos los electrones se repelen tratando de permanecer alejados
de los demaacutes
Configuraciones electroacutenicas
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo consiste en indicar coacutemo se distribuyen sus
electrones entre los diferentes orbitales en las capas principales y las subcapas Esta
distribucioacuten se realiza apoyaacutendonos en tres reglas energiacutea de los orbitales principio de
exclusioacuten de Pauli y regla de Hund
Energiacutea de los orbitales los electrones ocupan los orbitales de forma que se minimice la
energiacutea del aacutetomo El orden exacto de llenado de los orbitales se establecioacute
experimentalmente principalmente mediante estudios espectroscoacutepicos y magneacuteticos y es
el orden que debemos seguir al asignar las configuraciones electroacutenicas a los elementos El
orden de llenado de orbitales es
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1 4p6 5s2 4d 5p6 6s2 4f1 5d 6p6 7s2 5f 6d 7p6
Para recordar este orden maacutes faacutecilmente se puede utilizar el diagrama siguiente
ORBITALES D
ORBITALES F
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
18
Empezando por la liacutenea superior sigue las flechas y el orden obtenido es el mismo que en la
serie anterior Debido al liacutemite de dos electrones por orbital la capacidad de una subcapa de
electrones puede obtenerse tomando el doble del nuacutemero de orbitales en la subcapa Asiacute la
subcapa s consiste en un orbital con una capacidad de dos electrones la subcapa p
consiste en tres orbitales con una capacidad total de seis electrones la subcapa d consiste
en cinco orbitales con una capacidad total de diez electrones la subcapa f consiste en siete
orbitales con una capacidad total de catorce electrones
En un determinado aacutetomo los electrones van ocupando y llenando los orbitales de menor
energiacutea cuando se da esta circunstancia el aacutetomo se encuentra en su estado fundamental
Si el aacutetomo recibe energiacutea alguno de sus electrones maacutes externos puede saltar a orbitales
de mayor energiacutea pasando el aacutetomo a un estado excitado
Principio de exclusioacuten de Pauli en un aacutetomo no puede haber dos electrones con los
cuatro nuacutemeros cuaacutenticos iguales Los tres primeros nuacutemero cuaacutenticos n l y m determinan
un orbital especiacutefico Dos electrones en un aacutetomo pueden tener estos tres nuacutemeros
cuaacutenticos iguales pero si es asiacute deben tener valores diferentes del nuacutemero cuaacutentico de
spiacuten Es decir un orbital solamente puede estar ocupado por dos electrones y eacutestos deben
tener spines opuestos
Regla de Hund al llenar orbitales de igual energiacutea (los tres orbitales p los cinco orbitales
d o los siete orbitales f) los electrones se distribuyen siempre que sea posible con sus
espines paralelos es decir desapareados
Ejemplo
La estructura electroacutenica del 7N es
1s2
2s2
2px1
2py1
2pz1
Para asignar las configuraciones electroacutenicas a los elementos por orden de su nuacutemero
atoacutemico creciente veamos el siguiente ejemplo de coacutemo seriacutea la configuracioacuten electroacutenica
para Z = 11 hasta Z = 18 es decir desde el Na hasta el Ar
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
19
Cada uno de estos elementos tiene las subcapas 1s 2s y 2p llenas Como la configuracioacuten
1s2 2s2 2p6 corresponde a la del neoacuten se denomina configuracioacuten interna del neoacuten y se
representa con el siacutembolo quiacutemico del neoacuten entre corchetes es decir [Ne] Los electrones
que se situacutean en la capa electroacutenica del nuacutemero cuaacutentico principal maacutes alto (externos) se
denominan electrones de valencia Ej configuracioacuten electroacutenica para Mg Al Si P S Cl y
Ar
Mg [Ne] 3s2
Al [Ne] 3s2 3p1
Si [Ne] 3s2 3p2
P [Ne] 3s2 3p3
S [Ne] 3s2 3p4
Cl [Ne] 3s2 3p5
Ar [Ne] 3s2 3p643
MOLECULA es la menor porcioacuten de sustancia que puede existir en estado libre
conservando las propiedades de esa sustancia y es un conjunto neutro de aacutetomos que se
comporta como una unidad
TABLA PERIODICA
La tabla perioacutedica proporciona la informacioacuten acerca de los elementos quiacutemicos referente a
su estructura interna y propiedades fiacutesicas o quiacutemicas La tabla perioacutedica moderna explica
en forma detallada y actualizada las propiedades de los elementos quiacutemicos tomando como
base su estructura atoacutemica
Seguacuten sus propiedades quiacutemicas los elementos se clasifican en metales y no metales Hay
maacutes elementos metaacutelicos que no metaacutelicos Los mismos elementos que hay en la tierra
existen en otros planetas del espacio sideral El estudiante debe conocer ambas clases sus
propiedades fiacutesicas y quiacutemicas importantes no memorizar sino familiarizarse asiacute por
ejemplo familiarizarse con la valencia de los principales elementos metaacutelicos y no metaacutelicos
no en forma individual o aislada sino por grupos o familias (I II III etc) y de ese modo
aprender de manera faacutecil y aacutegil formulas y nombres de los compuestos quiacutemicos que es
parte vital del lenguaje quiacutemico
Antecedentes e Historia a la tabla perioacutedica actual
Durante los primeros 25 antildeos del siglo XIX se descubrieron 20 nuevos elementos A medida
que el nuacutemero de elementos conocidos aumentaba resultaron evidentes las semejanzas
fiacutesicas y quiacutemicas entre algunos de ellos Entonces los quiacutemicos entendieron que el estudio
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
20
de las propiedades de los elementos quiacutemicos era maacutes faacutecil agrupaacutendolos seguacuten sus
propiedades semejantes en base a una ley natural
En 1913 Henry Moseley descubrioacute el principio o ley natural que guiacutea la clasificacioacuten
moderna las propiedades de los elementos son funciones perioacutedicas de sus nuacutemeros
atoacutemicos
El descubrimiento de esta ley perioacutedica necesitoacute dos acontecimientos previos
El establecimiento de una serie de pesos atoacutemicos
La concepcioacuten del aacutetomo nuclear con un numero definido de protones e igual nuacutemero de
electrones que giran a su alrededor
Las Triadas de Johan Dobereiner (1817) agrupan los elementos hasta entonces conocidos
en serie de tres elementos llamaacutendolo ldquotriadasrdquo Los elementos que pertenecen a una triada
poseen propiedades quiacutemicas semejantes Ademaacutes el elemento central posee un peso
atoacutemico (PA) aproximadamente igual a la semisuma de los PA de los elementos
extremos
Hacia 1850 los quiacutemicos habiacutean llegado a identificar unas veinte triadas Se descartoacute de
esta forma agruparlos porque se descubrieron nuevos elementos que no cumpliacutean con esta
regla
Ordenamiento Helicoidal o Tornillo Teluacuterico de Chancourtois (1862) geoacutelogo franceacutes
propone una clasificacioacuten perioacutedica de los elementos en forma de heacutelice que llamoacute Caracol
Teluacuterico En un cilindro trazoacute una heacutelice con un aacutengulo de 45deg sobre la base y en ella se fue
colocando los elementos en funcioacuten creciente de sus pesos atoacutemicos de tal manera que la
liacutenea vertical (generatriz) del cilindro intercepta a los elementos con propiedades
semejantes
Ley de Las Octavas de John Newlands (1864) Este quiacutemico ingleacutes ordenoacute los elementos
quiacutemicos hasta en ese entonces conocidos en grupo de 7 elementos cada uno en funcioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
21
creciente a sus pesos atoacutemicos de tal modo que el octavo elemento teniacutea propiedades
semejantes al primer elemento del grupo anterior Esta forma de clasificar se llamoacute Ley de
las Octavas
Tabla Perioacutedica de Dimitri Mendeleiev y Lothar Meyer (1869) Se denomina tabla
perioacutedica porque el ordenamiento estaacute basado en la variacioacuten perioacutedica de las propiedades
de los elementos
Descripcioacuten de la Tabla de Mendeleiev
Los 63 elementos conocidos hasta ese entonces fueron ordenados en funcioacuten creciente a
su peso atoacutemico en series (filas) y grupos (columnas)
Asigna a los elementos de un mismo grupo una valencia asiacute los elementos del grupo III
tendraacuten valencia igual a tres por lo tanto el nuacutemero de grupo era igual a la valencia
Los elementos de un mismo grupo poseen propiedades semejantes asiacute por ejemplo
forman oacutexidos e hidruros de foacutermulas similares porque teniacutean igual valencia
La tabla posee ocho grupos
ldquoLas propiedades de los elementos quiacutemicos es una funcioacuten perioacutedica de su nuacutemero atoacutemico
(Z) es decir variacutean en forma sistemaacutetica o perioacutedica con la carga nuclearrdquo
DESCRIPCION GENERAL
1 Los 109 elementos reconocidos por la Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada
(IUPAC) estaacuten ordenados seguacuten el nuacutemero atoacutemico creciente en 7 periodos y 16 grupos (8
grupos A y 8 grupos B) Siendo el primer elemento Hidrogeno (Z = 1) y el uacuteltimo reconocido
hasta el momento meitnerio (Z = 109) pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118
2 Periodo es el ordenamiento de los elementos en liacutenea horizontal Estos elementos
difieren en propiedades pero tienen la misma cantidad de niveles en su estructura atoacutemica
Tener presente que
Numero de periodos = Numero de niveles del aacutetomo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
22
Cada periodo (excepto el primero) comienza con un metal alcalino y termina con un
gas noble
El seacuteptimo periodo estaacute incompleto
El sexto periodo es el que posee mayor cantidad de elementos (es el periodo maacutes
largo)
3 Grupo o Familia Es el ordenamiento de los elementos en columna Estos elementos
presentan similar disposicioacuten de sus electrones externos de alliacute que forman familias de
elementos con propiedades quiacutemicas similares
Grupos ldquoArdquo
Estaacuten formados por los elementos representativos donde los electrones externos o
electrones de valencia estaacuten en orbitales ldquosrdquo yo ldquoprdquo por lo tanto sus propiedades dependen
de estos orbitales
Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia variacutean de
manera muy regular a ello se debe el nombre de elemento representativo
Los electrones de valencia para un elemento representativo es el nuacutemero de electrones a
nivel externo que interviene en los enlaces quiacutemicos
Las propiedades quiacutemicas similares o anaacutelogas de los elementos de un grupo se debe a
que poseen igual nuacutemero de electrones de valencia lo cual indica a su vez el nuacutemero de
grupo
Grupos ldquoBrdquo
Estaacuten formados por elementos de transicioacuten en cuyos aacutetomos el electroacuten de mayor energiacutea
relativa estaacuten en orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo y sus electrones de valencia se encuentran en orbitales
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
23
ldquosrdquo (del uacuteltimo nivel) yu orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo por lo tanto sus propiedades quiacutemicas dependen
de estos orbitales
Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito entre elementos
metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases fuertes (IA y IIA) y los
elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes acentuado su tendencia a formar
aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia variacutean en forma
irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos del grupo I B
(Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y Mo) no cumplen la
distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los elementos
de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor energiacutea relativa en orbitales
ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya
abundancia en la naturaleza es muy escasa y muchas veces solo se encuentran en forma
de trazas combinados con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio (Z=71) poseen
propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio (Z=103)
poseen propiedades semejantes al actinio
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
24
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace interatoacutemico)
para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos metaacutelicos o covalentes) y
moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los estados condensados de la materia
(soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica)
predominante fuerza eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces quiacutemicos con la
finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute lograr una condicioacuten de mayor
estabilidad En el caso de los aacutetomos la estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su
configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace (energiacutea de
disociacioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
25
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los electrones
de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos) mediante el uso de puntos
o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2) notoacute que cada
aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la estructura electroacutenica del
gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los demaacutes aacutetomos que comparten electrones
al formar enlace quiacutemico llegan a adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no hay que
sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas excepciones las trataremos
posteriormente
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
26
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
27
UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS
Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios
Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula
molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro
Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o foacutermulas que
se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos quiacutemicos Actualmente
la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada (en ingleacutes International Union of
Pure and Applied Chemistry) es la maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica
la cual se encarga de establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos elementos pueden
ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos presenta maacutes
de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de sodio en este ejemplo
(IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las valencias con que
actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la terminacioacuten oso e
ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con un no metal
Con metales ej Na2O2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
28
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la palabra
hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua Son aacutecidos
oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido baacutesico con el
agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto queda con
una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de aacutetomos en
nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos forma compuestos con
propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal tantos
radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
O
H
Na
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
29
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA
HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales
oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro Hidroacutexido (III)
Caracteriacutesticas de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica incolora de
fenolftaleiacutena se vuelve roja
Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando que en la
foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula de Na2O con
una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de otros
metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio Estos dos
aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
30
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua Se denominan
OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales (fluacuteor cloro
bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA ANHIacuteDRIDO POR
ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE IGUALAN ASI
Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL METAL Y AL
FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
31
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno seguacuten
datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14 veces mayor que
la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le asignamos un valor
igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la masa del
aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA DOCEAVA
PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA CANTIDAD SE DENOMINA
UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa
atoacutemica Relativa (A) de un elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor
la masa de un aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de Carbono 12
La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de comparacioacuten la masa de un
aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar como unidad la doceava parte de la masa de
12C son nuacutemeros praacutecticamente iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16
la del H 1008 y la del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee
una masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112 parte del
aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una cantidad expresada
en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es monoatoacutemica 112 parte
de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea (UMA)Entonces masa molecular relativa
(M) de una sustancia es el nuacutemero que expresa cuantas veces es mayor la masa de una
moleacutecula de una sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
32
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina sumando las
masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos constituyen la moleacutecula de esa
sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o de agua es
una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir indistintamente al peso de la
arena a su volumen o a su masa Actualmente la cantidad de materia es una magnitud
diferente de la masa de la materia La cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas
(por ahora aacutetomos y moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone designar al
MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales como
aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas elementales que
pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
33
El nuacutemero de moles es igual pero al ser diferentes las masas de los aacutetomos de cada MOL
las masas de la misma cantidad de materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia cualquiera sea el
lugar donde se la determine
2) ldquoNordmrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg cualquiera
que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que variaraacute seguacuten la
latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas relativas de los
mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un elemento medida en
gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa atoacutemica relativa Ejemplo
La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de moleacuteculas de
sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un nuacutemero igual a su masa
molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono) 44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H
Posee 602 x 1023 aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un gas por la
densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de moleacuteculas del gas o sea el
volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
34
GAS
DENSIDAD (δ)
(gcm3)
m (g) V =119898
120575
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO 1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
d =mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N O en (CNTP)
hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de moleacuteculas de cualquier
sustancia en estado gaseoso en condiciones normales de temperatura y presioacuten (0degC
760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224 litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17 protones
pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el nuacutemero de
neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado exclusivamente por el ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas resultan nuacutemeros
fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es ligeramente diferente cuando se
consideran distinto patrones de unidad (masa del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del
aacutetomo de O2 Si cada elemento tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea
precisamente A (Ndeg entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un aacutetomo de O2
ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones por las cuales se considera
en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es
que de tal modo las masa atoacutemicas de muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a
nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual debe fijarse cuaacutel
de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya masa atoacutemica se considera
exactamente 120000 variedad maacutes estable y abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de diversos isoacutetopos
la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente traduce la mayor o menor
abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten centesimal del elemento) puede
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
35
calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar) Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo
elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y 2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
119860119903 =1199011
1119860 + 11987522119860
100
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias porcentuales 754 y
246 HALLAR SU MASA ATOMICA
119860119903 =754 times 35 + 246 times 37
100= 35492 cong 355
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el mismo ldquoNdeg
MASICOrdquo (A)
Ej Cloro (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A) y diferente
ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas Reaccionantes y otros
llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos experimentales se comproboacute que en estas
reacciones se mantienen relaciones de masas de y volumen que corresponden a las leyes
precisas Las leyes de las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las
sustancias que intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales de la
Quiacutemicardquo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
36
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece constante
cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los elementos
que hay en 100 g de ese compuesto
Comp de un elem =119899times119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119890119897119890119898119890119899119905119900
119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119888119900119898119901119906119890119904119905119900 x 100
Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la ECUACIOacuteN QUIacuteMICA
En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los compuestos de partida los REACTIVOS y
las de los compuestos obtenidos al final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se
separan por una flecha que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido
global de la transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni cambian su
identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica puesto que el nuacutemero y tipo
de aacutetomos que forman parte de los reactivos es igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los
productos Cuando una ecuacioacuten quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en
los reactivos y en los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este
modo la ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
37
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones de masas
voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la ecuacioacuten quiacutemica
son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en conjunto expresan la
conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten que contempla la conservacioacuten de los
aacutetomos se llama ECUACIOacuteN BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente
con el principio de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las sustancias
podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas de los
reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados por los coeficientes
estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin
embargo puede suceder que las relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los
reactivos no sea estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los reactivos en
exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en defecto se lo denomina
REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite de la cantidad de producto a obtener
En el laboratorio generalmente los reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la
relacioacuten exactamente necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en
exceso y por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto formado estaacute
determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza Para poder sacar
conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario identificar el reactivo limitante que es
el que va a determinar los liacutemites de una reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor
proporcioacuten con respecto a la relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con composiciones
variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras diferentes cuya unioacuten no
produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se
disuelve en otra (solvente) formando una sola fase Los componentes pueden separarse
utilizando procedimientos fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el
solvente o disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el solvente es
el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De acuerdo al estado fiacutesico de
los componentes pueden obtenerse los siguientes tipos de soluciones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
38
Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos sal Si
revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que la sal se disolvioacute
Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado solvente Variacutea con
la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La solubilidad de los soacutelidos en los
liacutequidos es siempre limitada y depende de la naturaleza del solvente de la naturaleza del
soluto de la temperatura y muy poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la
solubilidad de una sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la variacioacuten de la
solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solvente o
cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solucioacuten Siempre indica una
relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y la solucioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
39
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la cantidad
relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente Esta forma de expresioacuten
soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar es que una solucioacuten es maacutes o menos
diluida o maacutes o menos concentrada que otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten
saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que el solvente
puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega maacutes soluto no lo disuelve si
es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido
el exceso queda separado del solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa
si es un gas en un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En
una solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la misma
velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor que la que el
solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido como es el caso
del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto en agua la solubilidad
disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta con el aumento de la presioacuten En el
caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el
gas disuelto pero no se lo ve justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se
visualizan las burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes sustancia que la
correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que la solucioacuten es sobresaturada
Estas soluciones sobresaturadas son inestables pues el exceso de soluto ya sea por
agitacioacuten o enfriamiento tiende a separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten
de gas en liacutequido como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja temperatura
y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a elevada presioacuten Es por
ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten disminuye y el exceso de soluto se
separa de la solucioacuten y aparecen las burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de soluto y
solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de la solucioacuten o
del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso o masa en masa o mm
porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de volumen en volumen V V
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
40
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se quiere indicar que
contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se expresa 8 P V se quiere
indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de soluto y
solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en agua como 1100 la
cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y 100 partes de agua En cambio si
decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V V indica que hay 1ml de metanol por cada
100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
100119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 5119892119903 119889119890 11987011986111990380119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 119909 = 4119892119903 119889119890 119870119861119903
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la etiqueta ldquopara
preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo de la cantidad de
concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
1119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119903119886119889119900 rarr 9119898119897 119889119890 119886119892119906119886111119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119905119903119886119889119900 = 119909 rarr 1000119898119897 119889119890 119886119892119906119886
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta concentracioacuten
o molaridad M corresponde a la relacioacuten
119872 =ndeg moles
Volumen de solucioacuten en litros=
119899
119881(1)
Recuerde que
ndeg moles =119898119886119904119886
119898119886119904119886 119898119900119897119890119888119906119897119886119903=
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)
=119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)(2)
Reemplazando (2) en (1)
119872 =
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897frasl )
V (L) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten conociendo la masa
de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la solucioacuten
Despejando de (3)
119898(119892119903)119872 = 119872 lowast 119872119872(119892119903
119898119900119897frasl ) lowast V (L)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
41
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M ldquoTemas
de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2003 (2ordm
edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio y
ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 - 1 (1ordm
edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA 1977
(8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El Ateneo
Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995 ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA 1977
(2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo Editorial
Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash 1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998 (5ordm
Edicioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
14
a) Los electrones pueden girar en oacuterbitas determinadas sin perder energiacutea
b) Estos niveles permitidos o definidos de energiacutea Los electrones no absorben ni emiten
energiacutea Por ello se los denomina niveles estacionarios
c) Cuando el electroacuten gira en la oacuterbita maacutes cercana al nuacutecleo el aacutetomo se encuentra en su
estado maacutes estable ldquoNormalrdquo de energiacutea miacutenima Si el aacutetomo recibe un impulso energeacutetico
externo (luz calor electricidad) el electroacuten puede saltar a otra oacuterbita maacutes alejada es decir
de mayor energiacutea el aacutetomo que contiene el electroacuten en uno de estos estados recibe el
nombre de ldquoAacutetomo Excitadordquo es decir que el aacutetomo absorbe energiacutea cuando el electroacuten
ldquoSaltardquo hacia un nivel maacutes alejado del nuacutecleo y absorbe cuando lo hace hacia eacutel
d) La diferencia de energiacutea al pasar el electroacuten de uno a otro nivel es proporcional a la
radiacioacuten emitida o absorbida multiplicada por una constante ldquohrdquo es decir
E2 ndash E1 = hv o bien E2 ndash E1 = constante h
v
Aacutetomo de SHODINGER 1926 seguacuten el modelo propuesto los electrones no giran en torno
al nuacutecleo sino que se comportan maacutes bien como ondas que se desplazan alrededor del
nuacutecleo a determinada distancia y con determinadas energiacuteas Este modelo resulta ser el
maacutes exacto los fiacutesicos emplean ecuaciones que describen la onda electroacutenica para hallar la
regioacuten del espacio en la que resulta maacutes probable que se encuentre el electroacuten
CONCEPTO DE ORBITAL ATOacuteMICO Seguacuten el principio de indeterminacioacuten debido a la
enorme velocidad del electroacuten soacutelo es posible calcular ldquola probabilidad de hallarlo en una
zona alrededor del nuacutecleo del aacutetomordquo De acuerdo con este razonamiento el electroacuten se
mueve alrededor del nuacutecleo de manera tal que produce una ldquoNube electroacutenicardquo de carga
negativa cuya densidad indica donde es mayor la probabilidad de ubicarlo Aparece asiacute un
nuevo concepto el de orbital atoacutemico que es la regioacuten del espacio alrededor del nuacutecleo
donde es mayor la probabilidad de hallar al electroacuten El electroacuten entonces no ocupa una
oacuterbita sino un orbital
El avance en el conocimiento ha dado lugar al modelo atoacutemico actual propuesto por la
Mecaacutenica Cuaacutentica (modelo de Schroumldinger)
El modelo de Bohr es un modelo unidimensional que utiliza un nuacutemero (n) para describir la
distribucioacuten de electrones en el aacutetomo El modelo de Schroumldinger permite que el electroacuten
ocupe un espacio tridimensional Por lo tanto requiere tres nuacutemeros conocidos como
nuacutemeros cuaacutenticos para describir los orbitales en los que se puede encontrar al electroacuten
El nuacutemero cuaacutentico principal ldquonrdquo describe el tamantildeo del orbital por ejemplo los
orbitales para los cuales n = 2 son maacutes grandes que aquellos para los cuales n = 1
Puede tomar cualquier valor entero empezando desde 1
n = 1 2 3 4 etc
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
15
El nuacutemero cuaacutentico del momento angular orbital ldquolrdquo describe la forma del orbital
atoacutemico Puede tomar todos los valores naturales desde 0 hasta n-1 (siendo n el valor del
nuacutemero cuaacutentico principal) Por ejemplo si n = 5 los valores del son
I = 0 1 2 3 4
Se designa a los orbitales atoacutemicos en funcioacuten del valor del nuacutemero cuaacutentico secundario l
como
l = 0 orbital s (sharp)
l = 1 orbital p (principal)
l = 2 orbital d (diffuse)
l = 3 orbital f (fundamental)
El nuacutemero cuaacutentico magneacutetico ldquomrdquo determina la orientacioacuten espacial del orbital Se
denomina magneacutetico porque esta orientacioacuten espacial se acostumbra a definir en relacioacuten a
un campo magneacutetico externo Puede tomar valores enteros desde -l hasta +l Por ejemplo si
l = 2 los valores posibles para m son
m = -2 -1 0 1 2
El nuacutemero cuaacutentico de espiacuten ldquosrdquo soacutelo puede tomar dos valores +12 y -12 Indican el
sentido de la rotacioacuten del electroacuten sobre su eje como las ajugas del reloj o en sentido
contrario
Capas y Subcapas principales
Todos los orbitales con el mismo valor del nuacutemero cuaacutentico principal n se encuentran en la
misma capa electroacutenica principal o nivel principal y todos los orbitales con los mismos
valores de n y ml estaacuten en la misma subcapa o subnivel
El nuacutemero de subcapas en una capa principal es igual al nuacutemero cuaacutentico principal esto es
hay una subcapa en la capa principal con n = 1 dos subcapas en la capa 37 principal con n
= 2 y asiacute sucesivamente El nombre dado a una subcapa independientemente de la capa
principal en la que se encuentre estaacute determinado por el nuacutemero cuaacutentico l de manera que
como se ha indicado anteriormente ml=0 (subcapa s) ml=1 (subcapa p) ml=2 (subcapa d)
y m = 3 (subcapa f)
El nuacutemero de orbitales en una subcapa es igual al nuacutemero de valores permitidos de m para
un valor particular de m por lo que el nuacutemero de orbitales en una subcapa es 2m + 1 Los
nombres de los orbitales son los mismos que los de las subcapas en las que aparecen
Orbitales s Orbitales p Orbitales d Orbitales f
l = 0 l = 1 l = 2 l = 3
m = 0 m = -1 0 1 m = -2 -1 0 1 2 m = -3 -2 -1 0 1 2 3
Un orbital s en una subcapa s
Tres orbitales p en una subcapa p
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
16
Cinco orbitales d en una subcapa d
Siete orbitales f en una subcapa f
Forma y tamantildeos de los orbitales
Los orbitales s (m = 0) tienen forma esfeacuterica El tamantildeo de este orbital depende del valor del
nuacutemero cuaacutentico principal un orbital 3s tiene la misma forma pero es mayor que un orbital
2s
Los orbitales p (m = 1) estaacuten formados por dos loacutebulos ideacutenticos que se proyectan a lo largo
de un eje La zona de unioacuten de ambos loacutebulos coincide con el nuacutecleo atoacutemico Hay tres
orbitales p (m =-1 m = 0 y m = +1) de ideacutentica forma que difieren soacutelo en su orientacioacuten a lo
largo de los ejes x y o z
Los orbitales d (m = 2) tambieacuten estaacuten formados por loacutebulos Hay cinco tipos de orbitales d
(que corresponden a m = -2 -1 0 1 2)
Los orbitales f (m = 3) tambieacuten tienen un aspecto multilobular Existen siete tipos de orbitales
f (que corresponden a m = -3 -2 -1 0 +1 +2 +3)
A continuacioacuten utilizaremos los nuacutemeros cuaacutenticos para describir la estructura electroacutenica
del aacutetomo de hidroacutegeno
El uacutenico electroacuten de un aacutetomo de hidroacutegeno se encuentra en el nivel de energiacutea maacutes bajo es
decir n = 1 y dado que la primera capa principal contiene soacutelo un orbital s el nuacutemero
cuaacutentico orbital es m = 0 El uacutenico valor posible para el nuacutemero cuaacutentico magneacutetico es m = 0
Cualquiera de los dos estados de spin son posibles para el electroacuten
ORBITALES S
ORBITALES P
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
17
AacuteTOMOS MULTIELECTROacuteNICOS
En los aacutetomos multielectroacutenicos los electrones se repelen tratando de permanecer alejados
de los demaacutes
Configuraciones electroacutenicas
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo consiste en indicar coacutemo se distribuyen sus
electrones entre los diferentes orbitales en las capas principales y las subcapas Esta
distribucioacuten se realiza apoyaacutendonos en tres reglas energiacutea de los orbitales principio de
exclusioacuten de Pauli y regla de Hund
Energiacutea de los orbitales los electrones ocupan los orbitales de forma que se minimice la
energiacutea del aacutetomo El orden exacto de llenado de los orbitales se establecioacute
experimentalmente principalmente mediante estudios espectroscoacutepicos y magneacuteticos y es
el orden que debemos seguir al asignar las configuraciones electroacutenicas a los elementos El
orden de llenado de orbitales es
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1 4p6 5s2 4d 5p6 6s2 4f1 5d 6p6 7s2 5f 6d 7p6
Para recordar este orden maacutes faacutecilmente se puede utilizar el diagrama siguiente
ORBITALES D
ORBITALES F
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
18
Empezando por la liacutenea superior sigue las flechas y el orden obtenido es el mismo que en la
serie anterior Debido al liacutemite de dos electrones por orbital la capacidad de una subcapa de
electrones puede obtenerse tomando el doble del nuacutemero de orbitales en la subcapa Asiacute la
subcapa s consiste en un orbital con una capacidad de dos electrones la subcapa p
consiste en tres orbitales con una capacidad total de seis electrones la subcapa d consiste
en cinco orbitales con una capacidad total de diez electrones la subcapa f consiste en siete
orbitales con una capacidad total de catorce electrones
En un determinado aacutetomo los electrones van ocupando y llenando los orbitales de menor
energiacutea cuando se da esta circunstancia el aacutetomo se encuentra en su estado fundamental
Si el aacutetomo recibe energiacutea alguno de sus electrones maacutes externos puede saltar a orbitales
de mayor energiacutea pasando el aacutetomo a un estado excitado
Principio de exclusioacuten de Pauli en un aacutetomo no puede haber dos electrones con los
cuatro nuacutemeros cuaacutenticos iguales Los tres primeros nuacutemero cuaacutenticos n l y m determinan
un orbital especiacutefico Dos electrones en un aacutetomo pueden tener estos tres nuacutemeros
cuaacutenticos iguales pero si es asiacute deben tener valores diferentes del nuacutemero cuaacutentico de
spiacuten Es decir un orbital solamente puede estar ocupado por dos electrones y eacutestos deben
tener spines opuestos
Regla de Hund al llenar orbitales de igual energiacutea (los tres orbitales p los cinco orbitales
d o los siete orbitales f) los electrones se distribuyen siempre que sea posible con sus
espines paralelos es decir desapareados
Ejemplo
La estructura electroacutenica del 7N es
1s2
2s2
2px1
2py1
2pz1
Para asignar las configuraciones electroacutenicas a los elementos por orden de su nuacutemero
atoacutemico creciente veamos el siguiente ejemplo de coacutemo seriacutea la configuracioacuten electroacutenica
para Z = 11 hasta Z = 18 es decir desde el Na hasta el Ar
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
19
Cada uno de estos elementos tiene las subcapas 1s 2s y 2p llenas Como la configuracioacuten
1s2 2s2 2p6 corresponde a la del neoacuten se denomina configuracioacuten interna del neoacuten y se
representa con el siacutembolo quiacutemico del neoacuten entre corchetes es decir [Ne] Los electrones
que se situacutean en la capa electroacutenica del nuacutemero cuaacutentico principal maacutes alto (externos) se
denominan electrones de valencia Ej configuracioacuten electroacutenica para Mg Al Si P S Cl y
Ar
Mg [Ne] 3s2
Al [Ne] 3s2 3p1
Si [Ne] 3s2 3p2
P [Ne] 3s2 3p3
S [Ne] 3s2 3p4
Cl [Ne] 3s2 3p5
Ar [Ne] 3s2 3p643
MOLECULA es la menor porcioacuten de sustancia que puede existir en estado libre
conservando las propiedades de esa sustancia y es un conjunto neutro de aacutetomos que se
comporta como una unidad
TABLA PERIODICA
La tabla perioacutedica proporciona la informacioacuten acerca de los elementos quiacutemicos referente a
su estructura interna y propiedades fiacutesicas o quiacutemicas La tabla perioacutedica moderna explica
en forma detallada y actualizada las propiedades de los elementos quiacutemicos tomando como
base su estructura atoacutemica
Seguacuten sus propiedades quiacutemicas los elementos se clasifican en metales y no metales Hay
maacutes elementos metaacutelicos que no metaacutelicos Los mismos elementos que hay en la tierra
existen en otros planetas del espacio sideral El estudiante debe conocer ambas clases sus
propiedades fiacutesicas y quiacutemicas importantes no memorizar sino familiarizarse asiacute por
ejemplo familiarizarse con la valencia de los principales elementos metaacutelicos y no metaacutelicos
no en forma individual o aislada sino por grupos o familias (I II III etc) y de ese modo
aprender de manera faacutecil y aacutegil formulas y nombres de los compuestos quiacutemicos que es
parte vital del lenguaje quiacutemico
Antecedentes e Historia a la tabla perioacutedica actual
Durante los primeros 25 antildeos del siglo XIX se descubrieron 20 nuevos elementos A medida
que el nuacutemero de elementos conocidos aumentaba resultaron evidentes las semejanzas
fiacutesicas y quiacutemicas entre algunos de ellos Entonces los quiacutemicos entendieron que el estudio
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
20
de las propiedades de los elementos quiacutemicos era maacutes faacutecil agrupaacutendolos seguacuten sus
propiedades semejantes en base a una ley natural
En 1913 Henry Moseley descubrioacute el principio o ley natural que guiacutea la clasificacioacuten
moderna las propiedades de los elementos son funciones perioacutedicas de sus nuacutemeros
atoacutemicos
El descubrimiento de esta ley perioacutedica necesitoacute dos acontecimientos previos
El establecimiento de una serie de pesos atoacutemicos
La concepcioacuten del aacutetomo nuclear con un numero definido de protones e igual nuacutemero de
electrones que giran a su alrededor
Las Triadas de Johan Dobereiner (1817) agrupan los elementos hasta entonces conocidos
en serie de tres elementos llamaacutendolo ldquotriadasrdquo Los elementos que pertenecen a una triada
poseen propiedades quiacutemicas semejantes Ademaacutes el elemento central posee un peso
atoacutemico (PA) aproximadamente igual a la semisuma de los PA de los elementos
extremos
Hacia 1850 los quiacutemicos habiacutean llegado a identificar unas veinte triadas Se descartoacute de
esta forma agruparlos porque se descubrieron nuevos elementos que no cumpliacutean con esta
regla
Ordenamiento Helicoidal o Tornillo Teluacuterico de Chancourtois (1862) geoacutelogo franceacutes
propone una clasificacioacuten perioacutedica de los elementos en forma de heacutelice que llamoacute Caracol
Teluacuterico En un cilindro trazoacute una heacutelice con un aacutengulo de 45deg sobre la base y en ella se fue
colocando los elementos en funcioacuten creciente de sus pesos atoacutemicos de tal manera que la
liacutenea vertical (generatriz) del cilindro intercepta a los elementos con propiedades
semejantes
Ley de Las Octavas de John Newlands (1864) Este quiacutemico ingleacutes ordenoacute los elementos
quiacutemicos hasta en ese entonces conocidos en grupo de 7 elementos cada uno en funcioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
21
creciente a sus pesos atoacutemicos de tal modo que el octavo elemento teniacutea propiedades
semejantes al primer elemento del grupo anterior Esta forma de clasificar se llamoacute Ley de
las Octavas
Tabla Perioacutedica de Dimitri Mendeleiev y Lothar Meyer (1869) Se denomina tabla
perioacutedica porque el ordenamiento estaacute basado en la variacioacuten perioacutedica de las propiedades
de los elementos
Descripcioacuten de la Tabla de Mendeleiev
Los 63 elementos conocidos hasta ese entonces fueron ordenados en funcioacuten creciente a
su peso atoacutemico en series (filas) y grupos (columnas)
Asigna a los elementos de un mismo grupo una valencia asiacute los elementos del grupo III
tendraacuten valencia igual a tres por lo tanto el nuacutemero de grupo era igual a la valencia
Los elementos de un mismo grupo poseen propiedades semejantes asiacute por ejemplo
forman oacutexidos e hidruros de foacutermulas similares porque teniacutean igual valencia
La tabla posee ocho grupos
ldquoLas propiedades de los elementos quiacutemicos es una funcioacuten perioacutedica de su nuacutemero atoacutemico
(Z) es decir variacutean en forma sistemaacutetica o perioacutedica con la carga nuclearrdquo
DESCRIPCION GENERAL
1 Los 109 elementos reconocidos por la Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada
(IUPAC) estaacuten ordenados seguacuten el nuacutemero atoacutemico creciente en 7 periodos y 16 grupos (8
grupos A y 8 grupos B) Siendo el primer elemento Hidrogeno (Z = 1) y el uacuteltimo reconocido
hasta el momento meitnerio (Z = 109) pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118
2 Periodo es el ordenamiento de los elementos en liacutenea horizontal Estos elementos
difieren en propiedades pero tienen la misma cantidad de niveles en su estructura atoacutemica
Tener presente que
Numero de periodos = Numero de niveles del aacutetomo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
22
Cada periodo (excepto el primero) comienza con un metal alcalino y termina con un
gas noble
El seacuteptimo periodo estaacute incompleto
El sexto periodo es el que posee mayor cantidad de elementos (es el periodo maacutes
largo)
3 Grupo o Familia Es el ordenamiento de los elementos en columna Estos elementos
presentan similar disposicioacuten de sus electrones externos de alliacute que forman familias de
elementos con propiedades quiacutemicas similares
Grupos ldquoArdquo
Estaacuten formados por los elementos representativos donde los electrones externos o
electrones de valencia estaacuten en orbitales ldquosrdquo yo ldquoprdquo por lo tanto sus propiedades dependen
de estos orbitales
Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia variacutean de
manera muy regular a ello se debe el nombre de elemento representativo
Los electrones de valencia para un elemento representativo es el nuacutemero de electrones a
nivel externo que interviene en los enlaces quiacutemicos
Las propiedades quiacutemicas similares o anaacutelogas de los elementos de un grupo se debe a
que poseen igual nuacutemero de electrones de valencia lo cual indica a su vez el nuacutemero de
grupo
Grupos ldquoBrdquo
Estaacuten formados por elementos de transicioacuten en cuyos aacutetomos el electroacuten de mayor energiacutea
relativa estaacuten en orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo y sus electrones de valencia se encuentran en orbitales
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
23
ldquosrdquo (del uacuteltimo nivel) yu orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo por lo tanto sus propiedades quiacutemicas dependen
de estos orbitales
Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito entre elementos
metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases fuertes (IA y IIA) y los
elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes acentuado su tendencia a formar
aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia variacutean en forma
irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos del grupo I B
(Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y Mo) no cumplen la
distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los elementos
de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor energiacutea relativa en orbitales
ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya
abundancia en la naturaleza es muy escasa y muchas veces solo se encuentran en forma
de trazas combinados con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio (Z=71) poseen
propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio (Z=103)
poseen propiedades semejantes al actinio
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
24
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace interatoacutemico)
para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos metaacutelicos o covalentes) y
moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los estados condensados de la materia
(soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica)
predominante fuerza eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces quiacutemicos con la
finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute lograr una condicioacuten de mayor
estabilidad En el caso de los aacutetomos la estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su
configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace (energiacutea de
disociacioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
25
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los electrones
de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos) mediante el uso de puntos
o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2) notoacute que cada
aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la estructura electroacutenica del
gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los demaacutes aacutetomos que comparten electrones
al formar enlace quiacutemico llegan a adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no hay que
sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas excepciones las trataremos
posteriormente
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
26
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
27
UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS
Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios
Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula
molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro
Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o foacutermulas que
se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos quiacutemicos Actualmente
la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada (en ingleacutes International Union of
Pure and Applied Chemistry) es la maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica
la cual se encarga de establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos elementos pueden
ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos presenta maacutes
de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de sodio en este ejemplo
(IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las valencias con que
actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la terminacioacuten oso e
ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con un no metal
Con metales ej Na2O2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
28
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la palabra
hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua Son aacutecidos
oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido baacutesico con el
agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto queda con
una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de aacutetomos en
nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos forma compuestos con
propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal tantos
radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
O
H
Na
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
29
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA
HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales
oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro Hidroacutexido (III)
Caracteriacutesticas de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica incolora de
fenolftaleiacutena se vuelve roja
Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando que en la
foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula de Na2O con
una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de otros
metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio Estos dos
aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
30
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua Se denominan
OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales (fluacuteor cloro
bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA ANHIacuteDRIDO POR
ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE IGUALAN ASI
Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL METAL Y AL
FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
31
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno seguacuten
datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14 veces mayor que
la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le asignamos un valor
igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la masa del
aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA DOCEAVA
PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA CANTIDAD SE DENOMINA
UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa
atoacutemica Relativa (A) de un elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor
la masa de un aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de Carbono 12
La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de comparacioacuten la masa de un
aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar como unidad la doceava parte de la masa de
12C son nuacutemeros praacutecticamente iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16
la del H 1008 y la del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee
una masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112 parte del
aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una cantidad expresada
en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es monoatoacutemica 112 parte
de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea (UMA)Entonces masa molecular relativa
(M) de una sustancia es el nuacutemero que expresa cuantas veces es mayor la masa de una
moleacutecula de una sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
32
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina sumando las
masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos constituyen la moleacutecula de esa
sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o de agua es
una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir indistintamente al peso de la
arena a su volumen o a su masa Actualmente la cantidad de materia es una magnitud
diferente de la masa de la materia La cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas
(por ahora aacutetomos y moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone designar al
MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales como
aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas elementales que
pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
33
El nuacutemero de moles es igual pero al ser diferentes las masas de los aacutetomos de cada MOL
las masas de la misma cantidad de materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia cualquiera sea el
lugar donde se la determine
2) ldquoNordmrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg cualquiera
que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que variaraacute seguacuten la
latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas relativas de los
mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un elemento medida en
gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa atoacutemica relativa Ejemplo
La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de moleacuteculas de
sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un nuacutemero igual a su masa
molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono) 44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H
Posee 602 x 1023 aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un gas por la
densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de moleacuteculas del gas o sea el
volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
34
GAS
DENSIDAD (δ)
(gcm3)
m (g) V =119898
120575
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO 1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
d =mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N O en (CNTP)
hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de moleacuteculas de cualquier
sustancia en estado gaseoso en condiciones normales de temperatura y presioacuten (0degC
760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224 litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17 protones
pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el nuacutemero de
neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado exclusivamente por el ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas resultan nuacutemeros
fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es ligeramente diferente cuando se
consideran distinto patrones de unidad (masa del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del
aacutetomo de O2 Si cada elemento tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea
precisamente A (Ndeg entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un aacutetomo de O2
ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones por las cuales se considera
en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es
que de tal modo las masa atoacutemicas de muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a
nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual debe fijarse cuaacutel
de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya masa atoacutemica se considera
exactamente 120000 variedad maacutes estable y abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de diversos isoacutetopos
la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente traduce la mayor o menor
abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten centesimal del elemento) puede
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
35
calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar) Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo
elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y 2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
119860119903 =1199011
1119860 + 11987522119860
100
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias porcentuales 754 y
246 HALLAR SU MASA ATOMICA
119860119903 =754 times 35 + 246 times 37
100= 35492 cong 355
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el mismo ldquoNdeg
MASICOrdquo (A)
Ej Cloro (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A) y diferente
ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas Reaccionantes y otros
llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos experimentales se comproboacute que en estas
reacciones se mantienen relaciones de masas de y volumen que corresponden a las leyes
precisas Las leyes de las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las
sustancias que intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales de la
Quiacutemicardquo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
36
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece constante
cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los elementos
que hay en 100 g de ese compuesto
Comp de un elem =119899times119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119890119897119890119898119890119899119905119900
119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119888119900119898119901119906119890119904119905119900 x 100
Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la ECUACIOacuteN QUIacuteMICA
En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los compuestos de partida los REACTIVOS y
las de los compuestos obtenidos al final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se
separan por una flecha que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido
global de la transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni cambian su
identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica puesto que el nuacutemero y tipo
de aacutetomos que forman parte de los reactivos es igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los
productos Cuando una ecuacioacuten quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en
los reactivos y en los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este
modo la ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
37
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones de masas
voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la ecuacioacuten quiacutemica
son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en conjunto expresan la
conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten que contempla la conservacioacuten de los
aacutetomos se llama ECUACIOacuteN BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente
con el principio de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las sustancias
podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas de los
reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados por los coeficientes
estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin
embargo puede suceder que las relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los
reactivos no sea estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los reactivos en
exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en defecto se lo denomina
REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite de la cantidad de producto a obtener
En el laboratorio generalmente los reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la
relacioacuten exactamente necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en
exceso y por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto formado estaacute
determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza Para poder sacar
conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario identificar el reactivo limitante que es
el que va a determinar los liacutemites de una reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor
proporcioacuten con respecto a la relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con composiciones
variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras diferentes cuya unioacuten no
produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se
disuelve en otra (solvente) formando una sola fase Los componentes pueden separarse
utilizando procedimientos fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el
solvente o disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el solvente es
el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De acuerdo al estado fiacutesico de
los componentes pueden obtenerse los siguientes tipos de soluciones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
38
Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos sal Si
revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que la sal se disolvioacute
Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado solvente Variacutea con
la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La solubilidad de los soacutelidos en los
liacutequidos es siempre limitada y depende de la naturaleza del solvente de la naturaleza del
soluto de la temperatura y muy poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la
solubilidad de una sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la variacioacuten de la
solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solvente o
cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solucioacuten Siempre indica una
relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y la solucioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
39
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la cantidad
relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente Esta forma de expresioacuten
soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar es que una solucioacuten es maacutes o menos
diluida o maacutes o menos concentrada que otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten
saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que el solvente
puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega maacutes soluto no lo disuelve si
es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido
el exceso queda separado del solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa
si es un gas en un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En
una solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la misma
velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor que la que el
solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido como es el caso
del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto en agua la solubilidad
disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta con el aumento de la presioacuten En el
caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el
gas disuelto pero no se lo ve justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se
visualizan las burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes sustancia que la
correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que la solucioacuten es sobresaturada
Estas soluciones sobresaturadas son inestables pues el exceso de soluto ya sea por
agitacioacuten o enfriamiento tiende a separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten
de gas en liacutequido como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja temperatura
y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a elevada presioacuten Es por
ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten disminuye y el exceso de soluto se
separa de la solucioacuten y aparecen las burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de soluto y
solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de la solucioacuten o
del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso o masa en masa o mm
porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de volumen en volumen V V
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
40
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se quiere indicar que
contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se expresa 8 P V se quiere
indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de soluto y
solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en agua como 1100 la
cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y 100 partes de agua En cambio si
decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V V indica que hay 1ml de metanol por cada
100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
100119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 5119892119903 119889119890 11987011986111990380119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 119909 = 4119892119903 119889119890 119870119861119903
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la etiqueta ldquopara
preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo de la cantidad de
concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
1119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119903119886119889119900 rarr 9119898119897 119889119890 119886119892119906119886111119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119905119903119886119889119900 = 119909 rarr 1000119898119897 119889119890 119886119892119906119886
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta concentracioacuten
o molaridad M corresponde a la relacioacuten
119872 =ndeg moles
Volumen de solucioacuten en litros=
119899
119881(1)
Recuerde que
ndeg moles =119898119886119904119886
119898119886119904119886 119898119900119897119890119888119906119897119886119903=
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)
=119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)(2)
Reemplazando (2) en (1)
119872 =
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897frasl )
V (L) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten conociendo la masa
de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la solucioacuten
Despejando de (3)
119898(119892119903)119872 = 119872 lowast 119872119872(119892119903
119898119900119897frasl ) lowast V (L)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
41
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M ldquoTemas
de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2003 (2ordm
edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio y
ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 - 1 (1ordm
edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA 1977
(8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El Ateneo
Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995 ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA 1977
(2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo Editorial
Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash 1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998 (5ordm
Edicioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
15
El nuacutemero cuaacutentico del momento angular orbital ldquolrdquo describe la forma del orbital
atoacutemico Puede tomar todos los valores naturales desde 0 hasta n-1 (siendo n el valor del
nuacutemero cuaacutentico principal) Por ejemplo si n = 5 los valores del son
I = 0 1 2 3 4
Se designa a los orbitales atoacutemicos en funcioacuten del valor del nuacutemero cuaacutentico secundario l
como
l = 0 orbital s (sharp)
l = 1 orbital p (principal)
l = 2 orbital d (diffuse)
l = 3 orbital f (fundamental)
El nuacutemero cuaacutentico magneacutetico ldquomrdquo determina la orientacioacuten espacial del orbital Se
denomina magneacutetico porque esta orientacioacuten espacial se acostumbra a definir en relacioacuten a
un campo magneacutetico externo Puede tomar valores enteros desde -l hasta +l Por ejemplo si
l = 2 los valores posibles para m son
m = -2 -1 0 1 2
El nuacutemero cuaacutentico de espiacuten ldquosrdquo soacutelo puede tomar dos valores +12 y -12 Indican el
sentido de la rotacioacuten del electroacuten sobre su eje como las ajugas del reloj o en sentido
contrario
Capas y Subcapas principales
Todos los orbitales con el mismo valor del nuacutemero cuaacutentico principal n se encuentran en la
misma capa electroacutenica principal o nivel principal y todos los orbitales con los mismos
valores de n y ml estaacuten en la misma subcapa o subnivel
El nuacutemero de subcapas en una capa principal es igual al nuacutemero cuaacutentico principal esto es
hay una subcapa en la capa principal con n = 1 dos subcapas en la capa 37 principal con n
= 2 y asiacute sucesivamente El nombre dado a una subcapa independientemente de la capa
principal en la que se encuentre estaacute determinado por el nuacutemero cuaacutentico l de manera que
como se ha indicado anteriormente ml=0 (subcapa s) ml=1 (subcapa p) ml=2 (subcapa d)
y m = 3 (subcapa f)
El nuacutemero de orbitales en una subcapa es igual al nuacutemero de valores permitidos de m para
un valor particular de m por lo que el nuacutemero de orbitales en una subcapa es 2m + 1 Los
nombres de los orbitales son los mismos que los de las subcapas en las que aparecen
Orbitales s Orbitales p Orbitales d Orbitales f
l = 0 l = 1 l = 2 l = 3
m = 0 m = -1 0 1 m = -2 -1 0 1 2 m = -3 -2 -1 0 1 2 3
Un orbital s en una subcapa s
Tres orbitales p en una subcapa p
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
16
Cinco orbitales d en una subcapa d
Siete orbitales f en una subcapa f
Forma y tamantildeos de los orbitales
Los orbitales s (m = 0) tienen forma esfeacuterica El tamantildeo de este orbital depende del valor del
nuacutemero cuaacutentico principal un orbital 3s tiene la misma forma pero es mayor que un orbital
2s
Los orbitales p (m = 1) estaacuten formados por dos loacutebulos ideacutenticos que se proyectan a lo largo
de un eje La zona de unioacuten de ambos loacutebulos coincide con el nuacutecleo atoacutemico Hay tres
orbitales p (m =-1 m = 0 y m = +1) de ideacutentica forma que difieren soacutelo en su orientacioacuten a lo
largo de los ejes x y o z
Los orbitales d (m = 2) tambieacuten estaacuten formados por loacutebulos Hay cinco tipos de orbitales d
(que corresponden a m = -2 -1 0 1 2)
Los orbitales f (m = 3) tambieacuten tienen un aspecto multilobular Existen siete tipos de orbitales
f (que corresponden a m = -3 -2 -1 0 +1 +2 +3)
A continuacioacuten utilizaremos los nuacutemeros cuaacutenticos para describir la estructura electroacutenica
del aacutetomo de hidroacutegeno
El uacutenico electroacuten de un aacutetomo de hidroacutegeno se encuentra en el nivel de energiacutea maacutes bajo es
decir n = 1 y dado que la primera capa principal contiene soacutelo un orbital s el nuacutemero
cuaacutentico orbital es m = 0 El uacutenico valor posible para el nuacutemero cuaacutentico magneacutetico es m = 0
Cualquiera de los dos estados de spin son posibles para el electroacuten
ORBITALES S
ORBITALES P
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
17
AacuteTOMOS MULTIELECTROacuteNICOS
En los aacutetomos multielectroacutenicos los electrones se repelen tratando de permanecer alejados
de los demaacutes
Configuraciones electroacutenicas
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo consiste en indicar coacutemo se distribuyen sus
electrones entre los diferentes orbitales en las capas principales y las subcapas Esta
distribucioacuten se realiza apoyaacutendonos en tres reglas energiacutea de los orbitales principio de
exclusioacuten de Pauli y regla de Hund
Energiacutea de los orbitales los electrones ocupan los orbitales de forma que se minimice la
energiacutea del aacutetomo El orden exacto de llenado de los orbitales se establecioacute
experimentalmente principalmente mediante estudios espectroscoacutepicos y magneacuteticos y es
el orden que debemos seguir al asignar las configuraciones electroacutenicas a los elementos El
orden de llenado de orbitales es
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1 4p6 5s2 4d 5p6 6s2 4f1 5d 6p6 7s2 5f 6d 7p6
Para recordar este orden maacutes faacutecilmente se puede utilizar el diagrama siguiente
ORBITALES D
ORBITALES F
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
18
Empezando por la liacutenea superior sigue las flechas y el orden obtenido es el mismo que en la
serie anterior Debido al liacutemite de dos electrones por orbital la capacidad de una subcapa de
electrones puede obtenerse tomando el doble del nuacutemero de orbitales en la subcapa Asiacute la
subcapa s consiste en un orbital con una capacidad de dos electrones la subcapa p
consiste en tres orbitales con una capacidad total de seis electrones la subcapa d consiste
en cinco orbitales con una capacidad total de diez electrones la subcapa f consiste en siete
orbitales con una capacidad total de catorce electrones
En un determinado aacutetomo los electrones van ocupando y llenando los orbitales de menor
energiacutea cuando se da esta circunstancia el aacutetomo se encuentra en su estado fundamental
Si el aacutetomo recibe energiacutea alguno de sus electrones maacutes externos puede saltar a orbitales
de mayor energiacutea pasando el aacutetomo a un estado excitado
Principio de exclusioacuten de Pauli en un aacutetomo no puede haber dos electrones con los
cuatro nuacutemeros cuaacutenticos iguales Los tres primeros nuacutemero cuaacutenticos n l y m determinan
un orbital especiacutefico Dos electrones en un aacutetomo pueden tener estos tres nuacutemeros
cuaacutenticos iguales pero si es asiacute deben tener valores diferentes del nuacutemero cuaacutentico de
spiacuten Es decir un orbital solamente puede estar ocupado por dos electrones y eacutestos deben
tener spines opuestos
Regla de Hund al llenar orbitales de igual energiacutea (los tres orbitales p los cinco orbitales
d o los siete orbitales f) los electrones se distribuyen siempre que sea posible con sus
espines paralelos es decir desapareados
Ejemplo
La estructura electroacutenica del 7N es
1s2
2s2
2px1
2py1
2pz1
Para asignar las configuraciones electroacutenicas a los elementos por orden de su nuacutemero
atoacutemico creciente veamos el siguiente ejemplo de coacutemo seriacutea la configuracioacuten electroacutenica
para Z = 11 hasta Z = 18 es decir desde el Na hasta el Ar
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
19
Cada uno de estos elementos tiene las subcapas 1s 2s y 2p llenas Como la configuracioacuten
1s2 2s2 2p6 corresponde a la del neoacuten se denomina configuracioacuten interna del neoacuten y se
representa con el siacutembolo quiacutemico del neoacuten entre corchetes es decir [Ne] Los electrones
que se situacutean en la capa electroacutenica del nuacutemero cuaacutentico principal maacutes alto (externos) se
denominan electrones de valencia Ej configuracioacuten electroacutenica para Mg Al Si P S Cl y
Ar
Mg [Ne] 3s2
Al [Ne] 3s2 3p1
Si [Ne] 3s2 3p2
P [Ne] 3s2 3p3
S [Ne] 3s2 3p4
Cl [Ne] 3s2 3p5
Ar [Ne] 3s2 3p643
MOLECULA es la menor porcioacuten de sustancia que puede existir en estado libre
conservando las propiedades de esa sustancia y es un conjunto neutro de aacutetomos que se
comporta como una unidad
TABLA PERIODICA
La tabla perioacutedica proporciona la informacioacuten acerca de los elementos quiacutemicos referente a
su estructura interna y propiedades fiacutesicas o quiacutemicas La tabla perioacutedica moderna explica
en forma detallada y actualizada las propiedades de los elementos quiacutemicos tomando como
base su estructura atoacutemica
Seguacuten sus propiedades quiacutemicas los elementos se clasifican en metales y no metales Hay
maacutes elementos metaacutelicos que no metaacutelicos Los mismos elementos que hay en la tierra
existen en otros planetas del espacio sideral El estudiante debe conocer ambas clases sus
propiedades fiacutesicas y quiacutemicas importantes no memorizar sino familiarizarse asiacute por
ejemplo familiarizarse con la valencia de los principales elementos metaacutelicos y no metaacutelicos
no en forma individual o aislada sino por grupos o familias (I II III etc) y de ese modo
aprender de manera faacutecil y aacutegil formulas y nombres de los compuestos quiacutemicos que es
parte vital del lenguaje quiacutemico
Antecedentes e Historia a la tabla perioacutedica actual
Durante los primeros 25 antildeos del siglo XIX se descubrieron 20 nuevos elementos A medida
que el nuacutemero de elementos conocidos aumentaba resultaron evidentes las semejanzas
fiacutesicas y quiacutemicas entre algunos de ellos Entonces los quiacutemicos entendieron que el estudio
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
20
de las propiedades de los elementos quiacutemicos era maacutes faacutecil agrupaacutendolos seguacuten sus
propiedades semejantes en base a una ley natural
En 1913 Henry Moseley descubrioacute el principio o ley natural que guiacutea la clasificacioacuten
moderna las propiedades de los elementos son funciones perioacutedicas de sus nuacutemeros
atoacutemicos
El descubrimiento de esta ley perioacutedica necesitoacute dos acontecimientos previos
El establecimiento de una serie de pesos atoacutemicos
La concepcioacuten del aacutetomo nuclear con un numero definido de protones e igual nuacutemero de
electrones que giran a su alrededor
Las Triadas de Johan Dobereiner (1817) agrupan los elementos hasta entonces conocidos
en serie de tres elementos llamaacutendolo ldquotriadasrdquo Los elementos que pertenecen a una triada
poseen propiedades quiacutemicas semejantes Ademaacutes el elemento central posee un peso
atoacutemico (PA) aproximadamente igual a la semisuma de los PA de los elementos
extremos
Hacia 1850 los quiacutemicos habiacutean llegado a identificar unas veinte triadas Se descartoacute de
esta forma agruparlos porque se descubrieron nuevos elementos que no cumpliacutean con esta
regla
Ordenamiento Helicoidal o Tornillo Teluacuterico de Chancourtois (1862) geoacutelogo franceacutes
propone una clasificacioacuten perioacutedica de los elementos en forma de heacutelice que llamoacute Caracol
Teluacuterico En un cilindro trazoacute una heacutelice con un aacutengulo de 45deg sobre la base y en ella se fue
colocando los elementos en funcioacuten creciente de sus pesos atoacutemicos de tal manera que la
liacutenea vertical (generatriz) del cilindro intercepta a los elementos con propiedades
semejantes
Ley de Las Octavas de John Newlands (1864) Este quiacutemico ingleacutes ordenoacute los elementos
quiacutemicos hasta en ese entonces conocidos en grupo de 7 elementos cada uno en funcioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
21
creciente a sus pesos atoacutemicos de tal modo que el octavo elemento teniacutea propiedades
semejantes al primer elemento del grupo anterior Esta forma de clasificar se llamoacute Ley de
las Octavas
Tabla Perioacutedica de Dimitri Mendeleiev y Lothar Meyer (1869) Se denomina tabla
perioacutedica porque el ordenamiento estaacute basado en la variacioacuten perioacutedica de las propiedades
de los elementos
Descripcioacuten de la Tabla de Mendeleiev
Los 63 elementos conocidos hasta ese entonces fueron ordenados en funcioacuten creciente a
su peso atoacutemico en series (filas) y grupos (columnas)
Asigna a los elementos de un mismo grupo una valencia asiacute los elementos del grupo III
tendraacuten valencia igual a tres por lo tanto el nuacutemero de grupo era igual a la valencia
Los elementos de un mismo grupo poseen propiedades semejantes asiacute por ejemplo
forman oacutexidos e hidruros de foacutermulas similares porque teniacutean igual valencia
La tabla posee ocho grupos
ldquoLas propiedades de los elementos quiacutemicos es una funcioacuten perioacutedica de su nuacutemero atoacutemico
(Z) es decir variacutean en forma sistemaacutetica o perioacutedica con la carga nuclearrdquo
DESCRIPCION GENERAL
1 Los 109 elementos reconocidos por la Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada
(IUPAC) estaacuten ordenados seguacuten el nuacutemero atoacutemico creciente en 7 periodos y 16 grupos (8
grupos A y 8 grupos B) Siendo el primer elemento Hidrogeno (Z = 1) y el uacuteltimo reconocido
hasta el momento meitnerio (Z = 109) pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118
2 Periodo es el ordenamiento de los elementos en liacutenea horizontal Estos elementos
difieren en propiedades pero tienen la misma cantidad de niveles en su estructura atoacutemica
Tener presente que
Numero de periodos = Numero de niveles del aacutetomo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
22
Cada periodo (excepto el primero) comienza con un metal alcalino y termina con un
gas noble
El seacuteptimo periodo estaacute incompleto
El sexto periodo es el que posee mayor cantidad de elementos (es el periodo maacutes
largo)
3 Grupo o Familia Es el ordenamiento de los elementos en columna Estos elementos
presentan similar disposicioacuten de sus electrones externos de alliacute que forman familias de
elementos con propiedades quiacutemicas similares
Grupos ldquoArdquo
Estaacuten formados por los elementos representativos donde los electrones externos o
electrones de valencia estaacuten en orbitales ldquosrdquo yo ldquoprdquo por lo tanto sus propiedades dependen
de estos orbitales
Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia variacutean de
manera muy regular a ello se debe el nombre de elemento representativo
Los electrones de valencia para un elemento representativo es el nuacutemero de electrones a
nivel externo que interviene en los enlaces quiacutemicos
Las propiedades quiacutemicas similares o anaacutelogas de los elementos de un grupo se debe a
que poseen igual nuacutemero de electrones de valencia lo cual indica a su vez el nuacutemero de
grupo
Grupos ldquoBrdquo
Estaacuten formados por elementos de transicioacuten en cuyos aacutetomos el electroacuten de mayor energiacutea
relativa estaacuten en orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo y sus electrones de valencia se encuentran en orbitales
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
23
ldquosrdquo (del uacuteltimo nivel) yu orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo por lo tanto sus propiedades quiacutemicas dependen
de estos orbitales
Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito entre elementos
metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases fuertes (IA y IIA) y los
elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes acentuado su tendencia a formar
aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia variacutean en forma
irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos del grupo I B
(Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y Mo) no cumplen la
distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los elementos
de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor energiacutea relativa en orbitales
ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya
abundancia en la naturaleza es muy escasa y muchas veces solo se encuentran en forma
de trazas combinados con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio (Z=71) poseen
propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio (Z=103)
poseen propiedades semejantes al actinio
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
24
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace interatoacutemico)
para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos metaacutelicos o covalentes) y
moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los estados condensados de la materia
(soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica)
predominante fuerza eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces quiacutemicos con la
finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute lograr una condicioacuten de mayor
estabilidad En el caso de los aacutetomos la estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su
configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace (energiacutea de
disociacioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
25
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los electrones
de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos) mediante el uso de puntos
o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2) notoacute que cada
aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la estructura electroacutenica del
gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los demaacutes aacutetomos que comparten electrones
al formar enlace quiacutemico llegan a adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no hay que
sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas excepciones las trataremos
posteriormente
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
26
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
27
UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS
Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios
Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula
molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro
Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o foacutermulas que
se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos quiacutemicos Actualmente
la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada (en ingleacutes International Union of
Pure and Applied Chemistry) es la maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica
la cual se encarga de establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos elementos pueden
ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos presenta maacutes
de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de sodio en este ejemplo
(IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las valencias con que
actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la terminacioacuten oso e
ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con un no metal
Con metales ej Na2O2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
28
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la palabra
hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua Son aacutecidos
oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido baacutesico con el
agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto queda con
una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de aacutetomos en
nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos forma compuestos con
propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal tantos
radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
O
H
Na
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
29
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA
HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales
oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro Hidroacutexido (III)
Caracteriacutesticas de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica incolora de
fenolftaleiacutena se vuelve roja
Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando que en la
foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula de Na2O con
una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de otros
metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio Estos dos
aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
30
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua Se denominan
OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales (fluacuteor cloro
bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA ANHIacuteDRIDO POR
ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE IGUALAN ASI
Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL METAL Y AL
FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
31
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno seguacuten
datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14 veces mayor que
la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le asignamos un valor
igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la masa del
aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA DOCEAVA
PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA CANTIDAD SE DENOMINA
UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa
atoacutemica Relativa (A) de un elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor
la masa de un aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de Carbono 12
La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de comparacioacuten la masa de un
aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar como unidad la doceava parte de la masa de
12C son nuacutemeros praacutecticamente iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16
la del H 1008 y la del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee
una masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112 parte del
aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una cantidad expresada
en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es monoatoacutemica 112 parte
de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea (UMA)Entonces masa molecular relativa
(M) de una sustancia es el nuacutemero que expresa cuantas veces es mayor la masa de una
moleacutecula de una sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
32
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina sumando las
masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos constituyen la moleacutecula de esa
sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o de agua es
una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir indistintamente al peso de la
arena a su volumen o a su masa Actualmente la cantidad de materia es una magnitud
diferente de la masa de la materia La cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas
(por ahora aacutetomos y moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone designar al
MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales como
aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas elementales que
pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
33
El nuacutemero de moles es igual pero al ser diferentes las masas de los aacutetomos de cada MOL
las masas de la misma cantidad de materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia cualquiera sea el
lugar donde se la determine
2) ldquoNordmrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg cualquiera
que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que variaraacute seguacuten la
latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas relativas de los
mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un elemento medida en
gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa atoacutemica relativa Ejemplo
La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de moleacuteculas de
sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un nuacutemero igual a su masa
molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono) 44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H
Posee 602 x 1023 aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un gas por la
densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de moleacuteculas del gas o sea el
volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
34
GAS
DENSIDAD (δ)
(gcm3)
m (g) V =119898
120575
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO 1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
d =mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N O en (CNTP)
hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de moleacuteculas de cualquier
sustancia en estado gaseoso en condiciones normales de temperatura y presioacuten (0degC
760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224 litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17 protones
pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el nuacutemero de
neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado exclusivamente por el ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas resultan nuacutemeros
fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es ligeramente diferente cuando se
consideran distinto patrones de unidad (masa del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del
aacutetomo de O2 Si cada elemento tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea
precisamente A (Ndeg entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un aacutetomo de O2
ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones por las cuales se considera
en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es
que de tal modo las masa atoacutemicas de muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a
nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual debe fijarse cuaacutel
de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya masa atoacutemica se considera
exactamente 120000 variedad maacutes estable y abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de diversos isoacutetopos
la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente traduce la mayor o menor
abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten centesimal del elemento) puede
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
35
calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar) Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo
elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y 2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
119860119903 =1199011
1119860 + 11987522119860
100
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias porcentuales 754 y
246 HALLAR SU MASA ATOMICA
119860119903 =754 times 35 + 246 times 37
100= 35492 cong 355
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el mismo ldquoNdeg
MASICOrdquo (A)
Ej Cloro (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A) y diferente
ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas Reaccionantes y otros
llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos experimentales se comproboacute que en estas
reacciones se mantienen relaciones de masas de y volumen que corresponden a las leyes
precisas Las leyes de las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las
sustancias que intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales de la
Quiacutemicardquo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
36
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece constante
cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los elementos
que hay en 100 g de ese compuesto
Comp de un elem =119899times119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119890119897119890119898119890119899119905119900
119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119888119900119898119901119906119890119904119905119900 x 100
Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la ECUACIOacuteN QUIacuteMICA
En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los compuestos de partida los REACTIVOS y
las de los compuestos obtenidos al final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se
separan por una flecha que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido
global de la transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni cambian su
identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica puesto que el nuacutemero y tipo
de aacutetomos que forman parte de los reactivos es igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los
productos Cuando una ecuacioacuten quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en
los reactivos y en los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este
modo la ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
37
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones de masas
voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la ecuacioacuten quiacutemica
son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en conjunto expresan la
conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten que contempla la conservacioacuten de los
aacutetomos se llama ECUACIOacuteN BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente
con el principio de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las sustancias
podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas de los
reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados por los coeficientes
estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin
embargo puede suceder que las relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los
reactivos no sea estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los reactivos en
exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en defecto se lo denomina
REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite de la cantidad de producto a obtener
En el laboratorio generalmente los reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la
relacioacuten exactamente necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en
exceso y por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto formado estaacute
determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza Para poder sacar
conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario identificar el reactivo limitante que es
el que va a determinar los liacutemites de una reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor
proporcioacuten con respecto a la relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con composiciones
variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras diferentes cuya unioacuten no
produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se
disuelve en otra (solvente) formando una sola fase Los componentes pueden separarse
utilizando procedimientos fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el
solvente o disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el solvente es
el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De acuerdo al estado fiacutesico de
los componentes pueden obtenerse los siguientes tipos de soluciones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
38
Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos sal Si
revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que la sal se disolvioacute
Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado solvente Variacutea con
la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La solubilidad de los soacutelidos en los
liacutequidos es siempre limitada y depende de la naturaleza del solvente de la naturaleza del
soluto de la temperatura y muy poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la
solubilidad de una sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la variacioacuten de la
solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solvente o
cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solucioacuten Siempre indica una
relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y la solucioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
39
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la cantidad
relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente Esta forma de expresioacuten
soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar es que una solucioacuten es maacutes o menos
diluida o maacutes o menos concentrada que otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten
saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que el solvente
puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega maacutes soluto no lo disuelve si
es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido
el exceso queda separado del solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa
si es un gas en un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En
una solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la misma
velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor que la que el
solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido como es el caso
del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto en agua la solubilidad
disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta con el aumento de la presioacuten En el
caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el
gas disuelto pero no se lo ve justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se
visualizan las burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes sustancia que la
correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que la solucioacuten es sobresaturada
Estas soluciones sobresaturadas son inestables pues el exceso de soluto ya sea por
agitacioacuten o enfriamiento tiende a separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten
de gas en liacutequido como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja temperatura
y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a elevada presioacuten Es por
ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten disminuye y el exceso de soluto se
separa de la solucioacuten y aparecen las burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de soluto y
solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de la solucioacuten o
del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso o masa en masa o mm
porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de volumen en volumen V V
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
40
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se quiere indicar que
contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se expresa 8 P V se quiere
indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de soluto y
solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en agua como 1100 la
cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y 100 partes de agua En cambio si
decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V V indica que hay 1ml de metanol por cada
100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
100119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 5119892119903 119889119890 11987011986111990380119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 119909 = 4119892119903 119889119890 119870119861119903
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la etiqueta ldquopara
preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo de la cantidad de
concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
1119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119903119886119889119900 rarr 9119898119897 119889119890 119886119892119906119886111119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119905119903119886119889119900 = 119909 rarr 1000119898119897 119889119890 119886119892119906119886
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta concentracioacuten
o molaridad M corresponde a la relacioacuten
119872 =ndeg moles
Volumen de solucioacuten en litros=
119899
119881(1)
Recuerde que
ndeg moles =119898119886119904119886
119898119886119904119886 119898119900119897119890119888119906119897119886119903=
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)
=119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)(2)
Reemplazando (2) en (1)
119872 =
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897frasl )
V (L) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten conociendo la masa
de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la solucioacuten
Despejando de (3)
119898(119892119903)119872 = 119872 lowast 119872119872(119892119903
119898119900119897frasl ) lowast V (L)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
41
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M ldquoTemas
de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2003 (2ordm
edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio y
ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 - 1 (1ordm
edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA 1977
(8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El Ateneo
Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995 ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA 1977
(2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo Editorial
Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash 1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998 (5ordm
Edicioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
16
Cinco orbitales d en una subcapa d
Siete orbitales f en una subcapa f
Forma y tamantildeos de los orbitales
Los orbitales s (m = 0) tienen forma esfeacuterica El tamantildeo de este orbital depende del valor del
nuacutemero cuaacutentico principal un orbital 3s tiene la misma forma pero es mayor que un orbital
2s
Los orbitales p (m = 1) estaacuten formados por dos loacutebulos ideacutenticos que se proyectan a lo largo
de un eje La zona de unioacuten de ambos loacutebulos coincide con el nuacutecleo atoacutemico Hay tres
orbitales p (m =-1 m = 0 y m = +1) de ideacutentica forma que difieren soacutelo en su orientacioacuten a lo
largo de los ejes x y o z
Los orbitales d (m = 2) tambieacuten estaacuten formados por loacutebulos Hay cinco tipos de orbitales d
(que corresponden a m = -2 -1 0 1 2)
Los orbitales f (m = 3) tambieacuten tienen un aspecto multilobular Existen siete tipos de orbitales
f (que corresponden a m = -3 -2 -1 0 +1 +2 +3)
A continuacioacuten utilizaremos los nuacutemeros cuaacutenticos para describir la estructura electroacutenica
del aacutetomo de hidroacutegeno
El uacutenico electroacuten de un aacutetomo de hidroacutegeno se encuentra en el nivel de energiacutea maacutes bajo es
decir n = 1 y dado que la primera capa principal contiene soacutelo un orbital s el nuacutemero
cuaacutentico orbital es m = 0 El uacutenico valor posible para el nuacutemero cuaacutentico magneacutetico es m = 0
Cualquiera de los dos estados de spin son posibles para el electroacuten
ORBITALES S
ORBITALES P
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
17
AacuteTOMOS MULTIELECTROacuteNICOS
En los aacutetomos multielectroacutenicos los electrones se repelen tratando de permanecer alejados
de los demaacutes
Configuraciones electroacutenicas
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo consiste en indicar coacutemo se distribuyen sus
electrones entre los diferentes orbitales en las capas principales y las subcapas Esta
distribucioacuten se realiza apoyaacutendonos en tres reglas energiacutea de los orbitales principio de
exclusioacuten de Pauli y regla de Hund
Energiacutea de los orbitales los electrones ocupan los orbitales de forma que se minimice la
energiacutea del aacutetomo El orden exacto de llenado de los orbitales se establecioacute
experimentalmente principalmente mediante estudios espectroscoacutepicos y magneacuteticos y es
el orden que debemos seguir al asignar las configuraciones electroacutenicas a los elementos El
orden de llenado de orbitales es
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1 4p6 5s2 4d 5p6 6s2 4f1 5d 6p6 7s2 5f 6d 7p6
Para recordar este orden maacutes faacutecilmente se puede utilizar el diagrama siguiente
ORBITALES D
ORBITALES F
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
18
Empezando por la liacutenea superior sigue las flechas y el orden obtenido es el mismo que en la
serie anterior Debido al liacutemite de dos electrones por orbital la capacidad de una subcapa de
electrones puede obtenerse tomando el doble del nuacutemero de orbitales en la subcapa Asiacute la
subcapa s consiste en un orbital con una capacidad de dos electrones la subcapa p
consiste en tres orbitales con una capacidad total de seis electrones la subcapa d consiste
en cinco orbitales con una capacidad total de diez electrones la subcapa f consiste en siete
orbitales con una capacidad total de catorce electrones
En un determinado aacutetomo los electrones van ocupando y llenando los orbitales de menor
energiacutea cuando se da esta circunstancia el aacutetomo se encuentra en su estado fundamental
Si el aacutetomo recibe energiacutea alguno de sus electrones maacutes externos puede saltar a orbitales
de mayor energiacutea pasando el aacutetomo a un estado excitado
Principio de exclusioacuten de Pauli en un aacutetomo no puede haber dos electrones con los
cuatro nuacutemeros cuaacutenticos iguales Los tres primeros nuacutemero cuaacutenticos n l y m determinan
un orbital especiacutefico Dos electrones en un aacutetomo pueden tener estos tres nuacutemeros
cuaacutenticos iguales pero si es asiacute deben tener valores diferentes del nuacutemero cuaacutentico de
spiacuten Es decir un orbital solamente puede estar ocupado por dos electrones y eacutestos deben
tener spines opuestos
Regla de Hund al llenar orbitales de igual energiacutea (los tres orbitales p los cinco orbitales
d o los siete orbitales f) los electrones se distribuyen siempre que sea posible con sus
espines paralelos es decir desapareados
Ejemplo
La estructura electroacutenica del 7N es
1s2
2s2
2px1
2py1
2pz1
Para asignar las configuraciones electroacutenicas a los elementos por orden de su nuacutemero
atoacutemico creciente veamos el siguiente ejemplo de coacutemo seriacutea la configuracioacuten electroacutenica
para Z = 11 hasta Z = 18 es decir desde el Na hasta el Ar
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
19
Cada uno de estos elementos tiene las subcapas 1s 2s y 2p llenas Como la configuracioacuten
1s2 2s2 2p6 corresponde a la del neoacuten se denomina configuracioacuten interna del neoacuten y se
representa con el siacutembolo quiacutemico del neoacuten entre corchetes es decir [Ne] Los electrones
que se situacutean en la capa electroacutenica del nuacutemero cuaacutentico principal maacutes alto (externos) se
denominan electrones de valencia Ej configuracioacuten electroacutenica para Mg Al Si P S Cl y
Ar
Mg [Ne] 3s2
Al [Ne] 3s2 3p1
Si [Ne] 3s2 3p2
P [Ne] 3s2 3p3
S [Ne] 3s2 3p4
Cl [Ne] 3s2 3p5
Ar [Ne] 3s2 3p643
MOLECULA es la menor porcioacuten de sustancia que puede existir en estado libre
conservando las propiedades de esa sustancia y es un conjunto neutro de aacutetomos que se
comporta como una unidad
TABLA PERIODICA
La tabla perioacutedica proporciona la informacioacuten acerca de los elementos quiacutemicos referente a
su estructura interna y propiedades fiacutesicas o quiacutemicas La tabla perioacutedica moderna explica
en forma detallada y actualizada las propiedades de los elementos quiacutemicos tomando como
base su estructura atoacutemica
Seguacuten sus propiedades quiacutemicas los elementos se clasifican en metales y no metales Hay
maacutes elementos metaacutelicos que no metaacutelicos Los mismos elementos que hay en la tierra
existen en otros planetas del espacio sideral El estudiante debe conocer ambas clases sus
propiedades fiacutesicas y quiacutemicas importantes no memorizar sino familiarizarse asiacute por
ejemplo familiarizarse con la valencia de los principales elementos metaacutelicos y no metaacutelicos
no en forma individual o aislada sino por grupos o familias (I II III etc) y de ese modo
aprender de manera faacutecil y aacutegil formulas y nombres de los compuestos quiacutemicos que es
parte vital del lenguaje quiacutemico
Antecedentes e Historia a la tabla perioacutedica actual
Durante los primeros 25 antildeos del siglo XIX se descubrieron 20 nuevos elementos A medida
que el nuacutemero de elementos conocidos aumentaba resultaron evidentes las semejanzas
fiacutesicas y quiacutemicas entre algunos de ellos Entonces los quiacutemicos entendieron que el estudio
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
20
de las propiedades de los elementos quiacutemicos era maacutes faacutecil agrupaacutendolos seguacuten sus
propiedades semejantes en base a una ley natural
En 1913 Henry Moseley descubrioacute el principio o ley natural que guiacutea la clasificacioacuten
moderna las propiedades de los elementos son funciones perioacutedicas de sus nuacutemeros
atoacutemicos
El descubrimiento de esta ley perioacutedica necesitoacute dos acontecimientos previos
El establecimiento de una serie de pesos atoacutemicos
La concepcioacuten del aacutetomo nuclear con un numero definido de protones e igual nuacutemero de
electrones que giran a su alrededor
Las Triadas de Johan Dobereiner (1817) agrupan los elementos hasta entonces conocidos
en serie de tres elementos llamaacutendolo ldquotriadasrdquo Los elementos que pertenecen a una triada
poseen propiedades quiacutemicas semejantes Ademaacutes el elemento central posee un peso
atoacutemico (PA) aproximadamente igual a la semisuma de los PA de los elementos
extremos
Hacia 1850 los quiacutemicos habiacutean llegado a identificar unas veinte triadas Se descartoacute de
esta forma agruparlos porque se descubrieron nuevos elementos que no cumpliacutean con esta
regla
Ordenamiento Helicoidal o Tornillo Teluacuterico de Chancourtois (1862) geoacutelogo franceacutes
propone una clasificacioacuten perioacutedica de los elementos en forma de heacutelice que llamoacute Caracol
Teluacuterico En un cilindro trazoacute una heacutelice con un aacutengulo de 45deg sobre la base y en ella se fue
colocando los elementos en funcioacuten creciente de sus pesos atoacutemicos de tal manera que la
liacutenea vertical (generatriz) del cilindro intercepta a los elementos con propiedades
semejantes
Ley de Las Octavas de John Newlands (1864) Este quiacutemico ingleacutes ordenoacute los elementos
quiacutemicos hasta en ese entonces conocidos en grupo de 7 elementos cada uno en funcioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
21
creciente a sus pesos atoacutemicos de tal modo que el octavo elemento teniacutea propiedades
semejantes al primer elemento del grupo anterior Esta forma de clasificar se llamoacute Ley de
las Octavas
Tabla Perioacutedica de Dimitri Mendeleiev y Lothar Meyer (1869) Se denomina tabla
perioacutedica porque el ordenamiento estaacute basado en la variacioacuten perioacutedica de las propiedades
de los elementos
Descripcioacuten de la Tabla de Mendeleiev
Los 63 elementos conocidos hasta ese entonces fueron ordenados en funcioacuten creciente a
su peso atoacutemico en series (filas) y grupos (columnas)
Asigna a los elementos de un mismo grupo una valencia asiacute los elementos del grupo III
tendraacuten valencia igual a tres por lo tanto el nuacutemero de grupo era igual a la valencia
Los elementos de un mismo grupo poseen propiedades semejantes asiacute por ejemplo
forman oacutexidos e hidruros de foacutermulas similares porque teniacutean igual valencia
La tabla posee ocho grupos
ldquoLas propiedades de los elementos quiacutemicos es una funcioacuten perioacutedica de su nuacutemero atoacutemico
(Z) es decir variacutean en forma sistemaacutetica o perioacutedica con la carga nuclearrdquo
DESCRIPCION GENERAL
1 Los 109 elementos reconocidos por la Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada
(IUPAC) estaacuten ordenados seguacuten el nuacutemero atoacutemico creciente en 7 periodos y 16 grupos (8
grupos A y 8 grupos B) Siendo el primer elemento Hidrogeno (Z = 1) y el uacuteltimo reconocido
hasta el momento meitnerio (Z = 109) pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118
2 Periodo es el ordenamiento de los elementos en liacutenea horizontal Estos elementos
difieren en propiedades pero tienen la misma cantidad de niveles en su estructura atoacutemica
Tener presente que
Numero de periodos = Numero de niveles del aacutetomo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
22
Cada periodo (excepto el primero) comienza con un metal alcalino y termina con un
gas noble
El seacuteptimo periodo estaacute incompleto
El sexto periodo es el que posee mayor cantidad de elementos (es el periodo maacutes
largo)
3 Grupo o Familia Es el ordenamiento de los elementos en columna Estos elementos
presentan similar disposicioacuten de sus electrones externos de alliacute que forman familias de
elementos con propiedades quiacutemicas similares
Grupos ldquoArdquo
Estaacuten formados por los elementos representativos donde los electrones externos o
electrones de valencia estaacuten en orbitales ldquosrdquo yo ldquoprdquo por lo tanto sus propiedades dependen
de estos orbitales
Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia variacutean de
manera muy regular a ello se debe el nombre de elemento representativo
Los electrones de valencia para un elemento representativo es el nuacutemero de electrones a
nivel externo que interviene en los enlaces quiacutemicos
Las propiedades quiacutemicas similares o anaacutelogas de los elementos de un grupo se debe a
que poseen igual nuacutemero de electrones de valencia lo cual indica a su vez el nuacutemero de
grupo
Grupos ldquoBrdquo
Estaacuten formados por elementos de transicioacuten en cuyos aacutetomos el electroacuten de mayor energiacutea
relativa estaacuten en orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo y sus electrones de valencia se encuentran en orbitales
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
23
ldquosrdquo (del uacuteltimo nivel) yu orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo por lo tanto sus propiedades quiacutemicas dependen
de estos orbitales
Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito entre elementos
metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases fuertes (IA y IIA) y los
elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes acentuado su tendencia a formar
aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia variacutean en forma
irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos del grupo I B
(Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y Mo) no cumplen la
distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los elementos
de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor energiacutea relativa en orbitales
ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya
abundancia en la naturaleza es muy escasa y muchas veces solo se encuentran en forma
de trazas combinados con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio (Z=71) poseen
propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio (Z=103)
poseen propiedades semejantes al actinio
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
24
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace interatoacutemico)
para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos metaacutelicos o covalentes) y
moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los estados condensados de la materia
(soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica)
predominante fuerza eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces quiacutemicos con la
finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute lograr una condicioacuten de mayor
estabilidad En el caso de los aacutetomos la estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su
configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace (energiacutea de
disociacioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
25
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los electrones
de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos) mediante el uso de puntos
o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2) notoacute que cada
aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la estructura electroacutenica del
gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los demaacutes aacutetomos que comparten electrones
al formar enlace quiacutemico llegan a adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no hay que
sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas excepciones las trataremos
posteriormente
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
26
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
27
UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS
Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios
Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula
molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro
Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o foacutermulas que
se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos quiacutemicos Actualmente
la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada (en ingleacutes International Union of
Pure and Applied Chemistry) es la maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica
la cual se encarga de establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos elementos pueden
ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos presenta maacutes
de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de sodio en este ejemplo
(IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las valencias con que
actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la terminacioacuten oso e
ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con un no metal
Con metales ej Na2O2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
28
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la palabra
hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua Son aacutecidos
oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido baacutesico con el
agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto queda con
una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de aacutetomos en
nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos forma compuestos con
propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal tantos
radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
O
H
Na
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
29
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA
HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales
oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro Hidroacutexido (III)
Caracteriacutesticas de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica incolora de
fenolftaleiacutena se vuelve roja
Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando que en la
foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula de Na2O con
una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de otros
metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio Estos dos
aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
30
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua Se denominan
OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales (fluacuteor cloro
bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA ANHIacuteDRIDO POR
ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE IGUALAN ASI
Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL METAL Y AL
FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
31
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno seguacuten
datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14 veces mayor que
la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le asignamos un valor
igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la masa del
aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA DOCEAVA
PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA CANTIDAD SE DENOMINA
UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa
atoacutemica Relativa (A) de un elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor
la masa de un aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de Carbono 12
La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de comparacioacuten la masa de un
aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar como unidad la doceava parte de la masa de
12C son nuacutemeros praacutecticamente iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16
la del H 1008 y la del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee
una masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112 parte del
aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una cantidad expresada
en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es monoatoacutemica 112 parte
de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea (UMA)Entonces masa molecular relativa
(M) de una sustancia es el nuacutemero que expresa cuantas veces es mayor la masa de una
moleacutecula de una sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
32
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina sumando las
masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos constituyen la moleacutecula de esa
sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o de agua es
una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir indistintamente al peso de la
arena a su volumen o a su masa Actualmente la cantidad de materia es una magnitud
diferente de la masa de la materia La cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas
(por ahora aacutetomos y moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone designar al
MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales como
aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas elementales que
pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
33
El nuacutemero de moles es igual pero al ser diferentes las masas de los aacutetomos de cada MOL
las masas de la misma cantidad de materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia cualquiera sea el
lugar donde se la determine
2) ldquoNordmrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg cualquiera
que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que variaraacute seguacuten la
latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas relativas de los
mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un elemento medida en
gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa atoacutemica relativa Ejemplo
La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de moleacuteculas de
sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un nuacutemero igual a su masa
molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono) 44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H
Posee 602 x 1023 aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un gas por la
densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de moleacuteculas del gas o sea el
volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
34
GAS
DENSIDAD (δ)
(gcm3)
m (g) V =119898
120575
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO 1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
d =mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N O en (CNTP)
hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de moleacuteculas de cualquier
sustancia en estado gaseoso en condiciones normales de temperatura y presioacuten (0degC
760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224 litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17 protones
pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el nuacutemero de
neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado exclusivamente por el ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas resultan nuacutemeros
fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es ligeramente diferente cuando se
consideran distinto patrones de unidad (masa del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del
aacutetomo de O2 Si cada elemento tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea
precisamente A (Ndeg entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un aacutetomo de O2
ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones por las cuales se considera
en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es
que de tal modo las masa atoacutemicas de muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a
nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual debe fijarse cuaacutel
de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya masa atoacutemica se considera
exactamente 120000 variedad maacutes estable y abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de diversos isoacutetopos
la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente traduce la mayor o menor
abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten centesimal del elemento) puede
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
35
calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar) Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo
elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y 2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
119860119903 =1199011
1119860 + 11987522119860
100
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias porcentuales 754 y
246 HALLAR SU MASA ATOMICA
119860119903 =754 times 35 + 246 times 37
100= 35492 cong 355
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el mismo ldquoNdeg
MASICOrdquo (A)
Ej Cloro (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A) y diferente
ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas Reaccionantes y otros
llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos experimentales se comproboacute que en estas
reacciones se mantienen relaciones de masas de y volumen que corresponden a las leyes
precisas Las leyes de las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las
sustancias que intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales de la
Quiacutemicardquo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
36
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece constante
cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los elementos
que hay en 100 g de ese compuesto
Comp de un elem =119899times119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119890119897119890119898119890119899119905119900
119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119888119900119898119901119906119890119904119905119900 x 100
Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la ECUACIOacuteN QUIacuteMICA
En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los compuestos de partida los REACTIVOS y
las de los compuestos obtenidos al final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se
separan por una flecha que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido
global de la transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni cambian su
identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica puesto que el nuacutemero y tipo
de aacutetomos que forman parte de los reactivos es igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los
productos Cuando una ecuacioacuten quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en
los reactivos y en los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este
modo la ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
37
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones de masas
voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la ecuacioacuten quiacutemica
son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en conjunto expresan la
conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten que contempla la conservacioacuten de los
aacutetomos se llama ECUACIOacuteN BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente
con el principio de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las sustancias
podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas de los
reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados por los coeficientes
estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin
embargo puede suceder que las relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los
reactivos no sea estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los reactivos en
exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en defecto se lo denomina
REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite de la cantidad de producto a obtener
En el laboratorio generalmente los reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la
relacioacuten exactamente necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en
exceso y por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto formado estaacute
determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza Para poder sacar
conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario identificar el reactivo limitante que es
el que va a determinar los liacutemites de una reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor
proporcioacuten con respecto a la relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con composiciones
variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras diferentes cuya unioacuten no
produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se
disuelve en otra (solvente) formando una sola fase Los componentes pueden separarse
utilizando procedimientos fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el
solvente o disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el solvente es
el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De acuerdo al estado fiacutesico de
los componentes pueden obtenerse los siguientes tipos de soluciones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
38
Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos sal Si
revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que la sal se disolvioacute
Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado solvente Variacutea con
la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La solubilidad de los soacutelidos en los
liacutequidos es siempre limitada y depende de la naturaleza del solvente de la naturaleza del
soluto de la temperatura y muy poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la
solubilidad de una sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la variacioacuten de la
solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solvente o
cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solucioacuten Siempre indica una
relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y la solucioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
39
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la cantidad
relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente Esta forma de expresioacuten
soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar es que una solucioacuten es maacutes o menos
diluida o maacutes o menos concentrada que otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten
saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que el solvente
puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega maacutes soluto no lo disuelve si
es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido
el exceso queda separado del solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa
si es un gas en un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En
una solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la misma
velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor que la que el
solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido como es el caso
del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto en agua la solubilidad
disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta con el aumento de la presioacuten En el
caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el
gas disuelto pero no se lo ve justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se
visualizan las burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes sustancia que la
correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que la solucioacuten es sobresaturada
Estas soluciones sobresaturadas son inestables pues el exceso de soluto ya sea por
agitacioacuten o enfriamiento tiende a separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten
de gas en liacutequido como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja temperatura
y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a elevada presioacuten Es por
ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten disminuye y el exceso de soluto se
separa de la solucioacuten y aparecen las burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de soluto y
solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de la solucioacuten o
del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso o masa en masa o mm
porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de volumen en volumen V V
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
40
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se quiere indicar que
contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se expresa 8 P V se quiere
indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de soluto y
solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en agua como 1100 la
cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y 100 partes de agua En cambio si
decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V V indica que hay 1ml de metanol por cada
100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
100119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 5119892119903 119889119890 11987011986111990380119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 119909 = 4119892119903 119889119890 119870119861119903
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la etiqueta ldquopara
preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo de la cantidad de
concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
1119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119903119886119889119900 rarr 9119898119897 119889119890 119886119892119906119886111119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119905119903119886119889119900 = 119909 rarr 1000119898119897 119889119890 119886119892119906119886
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta concentracioacuten
o molaridad M corresponde a la relacioacuten
119872 =ndeg moles
Volumen de solucioacuten en litros=
119899
119881(1)
Recuerde que
ndeg moles =119898119886119904119886
119898119886119904119886 119898119900119897119890119888119906119897119886119903=
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)
=119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)(2)
Reemplazando (2) en (1)
119872 =
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897frasl )
V (L) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten conociendo la masa
de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la solucioacuten
Despejando de (3)
119898(119892119903)119872 = 119872 lowast 119872119872(119892119903
119898119900119897frasl ) lowast V (L)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
41
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M ldquoTemas
de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2003 (2ordm
edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio y
ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 - 1 (1ordm
edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA 1977
(8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El Ateneo
Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995 ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA 1977
(2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo Editorial
Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash 1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998 (5ordm
Edicioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
17
AacuteTOMOS MULTIELECTROacuteNICOS
En los aacutetomos multielectroacutenicos los electrones se repelen tratando de permanecer alejados
de los demaacutes
Configuraciones electroacutenicas
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo consiste en indicar coacutemo se distribuyen sus
electrones entre los diferentes orbitales en las capas principales y las subcapas Esta
distribucioacuten se realiza apoyaacutendonos en tres reglas energiacutea de los orbitales principio de
exclusioacuten de Pauli y regla de Hund
Energiacutea de los orbitales los electrones ocupan los orbitales de forma que se minimice la
energiacutea del aacutetomo El orden exacto de llenado de los orbitales se establecioacute
experimentalmente principalmente mediante estudios espectroscoacutepicos y magneacuteticos y es
el orden que debemos seguir al asignar las configuraciones electroacutenicas a los elementos El
orden de llenado de orbitales es
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1 4p6 5s2 4d 5p6 6s2 4f1 5d 6p6 7s2 5f 6d 7p6
Para recordar este orden maacutes faacutecilmente se puede utilizar el diagrama siguiente
ORBITALES D
ORBITALES F
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
18
Empezando por la liacutenea superior sigue las flechas y el orden obtenido es el mismo que en la
serie anterior Debido al liacutemite de dos electrones por orbital la capacidad de una subcapa de
electrones puede obtenerse tomando el doble del nuacutemero de orbitales en la subcapa Asiacute la
subcapa s consiste en un orbital con una capacidad de dos electrones la subcapa p
consiste en tres orbitales con una capacidad total de seis electrones la subcapa d consiste
en cinco orbitales con una capacidad total de diez electrones la subcapa f consiste en siete
orbitales con una capacidad total de catorce electrones
En un determinado aacutetomo los electrones van ocupando y llenando los orbitales de menor
energiacutea cuando se da esta circunstancia el aacutetomo se encuentra en su estado fundamental
Si el aacutetomo recibe energiacutea alguno de sus electrones maacutes externos puede saltar a orbitales
de mayor energiacutea pasando el aacutetomo a un estado excitado
Principio de exclusioacuten de Pauli en un aacutetomo no puede haber dos electrones con los
cuatro nuacutemeros cuaacutenticos iguales Los tres primeros nuacutemero cuaacutenticos n l y m determinan
un orbital especiacutefico Dos electrones en un aacutetomo pueden tener estos tres nuacutemeros
cuaacutenticos iguales pero si es asiacute deben tener valores diferentes del nuacutemero cuaacutentico de
spiacuten Es decir un orbital solamente puede estar ocupado por dos electrones y eacutestos deben
tener spines opuestos
Regla de Hund al llenar orbitales de igual energiacutea (los tres orbitales p los cinco orbitales
d o los siete orbitales f) los electrones se distribuyen siempre que sea posible con sus
espines paralelos es decir desapareados
Ejemplo
La estructura electroacutenica del 7N es
1s2
2s2
2px1
2py1
2pz1
Para asignar las configuraciones electroacutenicas a los elementos por orden de su nuacutemero
atoacutemico creciente veamos el siguiente ejemplo de coacutemo seriacutea la configuracioacuten electroacutenica
para Z = 11 hasta Z = 18 es decir desde el Na hasta el Ar
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
19
Cada uno de estos elementos tiene las subcapas 1s 2s y 2p llenas Como la configuracioacuten
1s2 2s2 2p6 corresponde a la del neoacuten se denomina configuracioacuten interna del neoacuten y se
representa con el siacutembolo quiacutemico del neoacuten entre corchetes es decir [Ne] Los electrones
que se situacutean en la capa electroacutenica del nuacutemero cuaacutentico principal maacutes alto (externos) se
denominan electrones de valencia Ej configuracioacuten electroacutenica para Mg Al Si P S Cl y
Ar
Mg [Ne] 3s2
Al [Ne] 3s2 3p1
Si [Ne] 3s2 3p2
P [Ne] 3s2 3p3
S [Ne] 3s2 3p4
Cl [Ne] 3s2 3p5
Ar [Ne] 3s2 3p643
MOLECULA es la menor porcioacuten de sustancia que puede existir en estado libre
conservando las propiedades de esa sustancia y es un conjunto neutro de aacutetomos que se
comporta como una unidad
TABLA PERIODICA
La tabla perioacutedica proporciona la informacioacuten acerca de los elementos quiacutemicos referente a
su estructura interna y propiedades fiacutesicas o quiacutemicas La tabla perioacutedica moderna explica
en forma detallada y actualizada las propiedades de los elementos quiacutemicos tomando como
base su estructura atoacutemica
Seguacuten sus propiedades quiacutemicas los elementos se clasifican en metales y no metales Hay
maacutes elementos metaacutelicos que no metaacutelicos Los mismos elementos que hay en la tierra
existen en otros planetas del espacio sideral El estudiante debe conocer ambas clases sus
propiedades fiacutesicas y quiacutemicas importantes no memorizar sino familiarizarse asiacute por
ejemplo familiarizarse con la valencia de los principales elementos metaacutelicos y no metaacutelicos
no en forma individual o aislada sino por grupos o familias (I II III etc) y de ese modo
aprender de manera faacutecil y aacutegil formulas y nombres de los compuestos quiacutemicos que es
parte vital del lenguaje quiacutemico
Antecedentes e Historia a la tabla perioacutedica actual
Durante los primeros 25 antildeos del siglo XIX se descubrieron 20 nuevos elementos A medida
que el nuacutemero de elementos conocidos aumentaba resultaron evidentes las semejanzas
fiacutesicas y quiacutemicas entre algunos de ellos Entonces los quiacutemicos entendieron que el estudio
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
20
de las propiedades de los elementos quiacutemicos era maacutes faacutecil agrupaacutendolos seguacuten sus
propiedades semejantes en base a una ley natural
En 1913 Henry Moseley descubrioacute el principio o ley natural que guiacutea la clasificacioacuten
moderna las propiedades de los elementos son funciones perioacutedicas de sus nuacutemeros
atoacutemicos
El descubrimiento de esta ley perioacutedica necesitoacute dos acontecimientos previos
El establecimiento de una serie de pesos atoacutemicos
La concepcioacuten del aacutetomo nuclear con un numero definido de protones e igual nuacutemero de
electrones que giran a su alrededor
Las Triadas de Johan Dobereiner (1817) agrupan los elementos hasta entonces conocidos
en serie de tres elementos llamaacutendolo ldquotriadasrdquo Los elementos que pertenecen a una triada
poseen propiedades quiacutemicas semejantes Ademaacutes el elemento central posee un peso
atoacutemico (PA) aproximadamente igual a la semisuma de los PA de los elementos
extremos
Hacia 1850 los quiacutemicos habiacutean llegado a identificar unas veinte triadas Se descartoacute de
esta forma agruparlos porque se descubrieron nuevos elementos que no cumpliacutean con esta
regla
Ordenamiento Helicoidal o Tornillo Teluacuterico de Chancourtois (1862) geoacutelogo franceacutes
propone una clasificacioacuten perioacutedica de los elementos en forma de heacutelice que llamoacute Caracol
Teluacuterico En un cilindro trazoacute una heacutelice con un aacutengulo de 45deg sobre la base y en ella se fue
colocando los elementos en funcioacuten creciente de sus pesos atoacutemicos de tal manera que la
liacutenea vertical (generatriz) del cilindro intercepta a los elementos con propiedades
semejantes
Ley de Las Octavas de John Newlands (1864) Este quiacutemico ingleacutes ordenoacute los elementos
quiacutemicos hasta en ese entonces conocidos en grupo de 7 elementos cada uno en funcioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
21
creciente a sus pesos atoacutemicos de tal modo que el octavo elemento teniacutea propiedades
semejantes al primer elemento del grupo anterior Esta forma de clasificar se llamoacute Ley de
las Octavas
Tabla Perioacutedica de Dimitri Mendeleiev y Lothar Meyer (1869) Se denomina tabla
perioacutedica porque el ordenamiento estaacute basado en la variacioacuten perioacutedica de las propiedades
de los elementos
Descripcioacuten de la Tabla de Mendeleiev
Los 63 elementos conocidos hasta ese entonces fueron ordenados en funcioacuten creciente a
su peso atoacutemico en series (filas) y grupos (columnas)
Asigna a los elementos de un mismo grupo una valencia asiacute los elementos del grupo III
tendraacuten valencia igual a tres por lo tanto el nuacutemero de grupo era igual a la valencia
Los elementos de un mismo grupo poseen propiedades semejantes asiacute por ejemplo
forman oacutexidos e hidruros de foacutermulas similares porque teniacutean igual valencia
La tabla posee ocho grupos
ldquoLas propiedades de los elementos quiacutemicos es una funcioacuten perioacutedica de su nuacutemero atoacutemico
(Z) es decir variacutean en forma sistemaacutetica o perioacutedica con la carga nuclearrdquo
DESCRIPCION GENERAL
1 Los 109 elementos reconocidos por la Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada
(IUPAC) estaacuten ordenados seguacuten el nuacutemero atoacutemico creciente en 7 periodos y 16 grupos (8
grupos A y 8 grupos B) Siendo el primer elemento Hidrogeno (Z = 1) y el uacuteltimo reconocido
hasta el momento meitnerio (Z = 109) pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118
2 Periodo es el ordenamiento de los elementos en liacutenea horizontal Estos elementos
difieren en propiedades pero tienen la misma cantidad de niveles en su estructura atoacutemica
Tener presente que
Numero de periodos = Numero de niveles del aacutetomo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
22
Cada periodo (excepto el primero) comienza con un metal alcalino y termina con un
gas noble
El seacuteptimo periodo estaacute incompleto
El sexto periodo es el que posee mayor cantidad de elementos (es el periodo maacutes
largo)
3 Grupo o Familia Es el ordenamiento de los elementos en columna Estos elementos
presentan similar disposicioacuten de sus electrones externos de alliacute que forman familias de
elementos con propiedades quiacutemicas similares
Grupos ldquoArdquo
Estaacuten formados por los elementos representativos donde los electrones externos o
electrones de valencia estaacuten en orbitales ldquosrdquo yo ldquoprdquo por lo tanto sus propiedades dependen
de estos orbitales
Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia variacutean de
manera muy regular a ello se debe el nombre de elemento representativo
Los electrones de valencia para un elemento representativo es el nuacutemero de electrones a
nivel externo que interviene en los enlaces quiacutemicos
Las propiedades quiacutemicas similares o anaacutelogas de los elementos de un grupo se debe a
que poseen igual nuacutemero de electrones de valencia lo cual indica a su vez el nuacutemero de
grupo
Grupos ldquoBrdquo
Estaacuten formados por elementos de transicioacuten en cuyos aacutetomos el electroacuten de mayor energiacutea
relativa estaacuten en orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo y sus electrones de valencia se encuentran en orbitales
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
23
ldquosrdquo (del uacuteltimo nivel) yu orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo por lo tanto sus propiedades quiacutemicas dependen
de estos orbitales
Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito entre elementos
metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases fuertes (IA y IIA) y los
elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes acentuado su tendencia a formar
aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia variacutean en forma
irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos del grupo I B
(Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y Mo) no cumplen la
distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los elementos
de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor energiacutea relativa en orbitales
ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya
abundancia en la naturaleza es muy escasa y muchas veces solo se encuentran en forma
de trazas combinados con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio (Z=71) poseen
propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio (Z=103)
poseen propiedades semejantes al actinio
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
24
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace interatoacutemico)
para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos metaacutelicos o covalentes) y
moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los estados condensados de la materia
(soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica)
predominante fuerza eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces quiacutemicos con la
finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute lograr una condicioacuten de mayor
estabilidad En el caso de los aacutetomos la estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su
configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace (energiacutea de
disociacioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
25
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los electrones
de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos) mediante el uso de puntos
o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2) notoacute que cada
aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la estructura electroacutenica del
gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los demaacutes aacutetomos que comparten electrones
al formar enlace quiacutemico llegan a adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no hay que
sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas excepciones las trataremos
posteriormente
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
26
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
27
UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS
Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios
Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula
molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro
Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o foacutermulas que
se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos quiacutemicos Actualmente
la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada (en ingleacutes International Union of
Pure and Applied Chemistry) es la maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica
la cual se encarga de establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos elementos pueden
ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos presenta maacutes
de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de sodio en este ejemplo
(IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las valencias con que
actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la terminacioacuten oso e
ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con un no metal
Con metales ej Na2O2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
28
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la palabra
hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua Son aacutecidos
oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido baacutesico con el
agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto queda con
una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de aacutetomos en
nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos forma compuestos con
propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal tantos
radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
O
H
Na
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
29
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA
HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales
oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro Hidroacutexido (III)
Caracteriacutesticas de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica incolora de
fenolftaleiacutena se vuelve roja
Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando que en la
foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula de Na2O con
una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de otros
metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio Estos dos
aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
30
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua Se denominan
OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales (fluacuteor cloro
bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA ANHIacuteDRIDO POR
ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE IGUALAN ASI
Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL METAL Y AL
FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
31
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno seguacuten
datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14 veces mayor que
la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le asignamos un valor
igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la masa del
aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA DOCEAVA
PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA CANTIDAD SE DENOMINA
UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa
atoacutemica Relativa (A) de un elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor
la masa de un aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de Carbono 12
La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de comparacioacuten la masa de un
aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar como unidad la doceava parte de la masa de
12C son nuacutemeros praacutecticamente iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16
la del H 1008 y la del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee
una masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112 parte del
aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una cantidad expresada
en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es monoatoacutemica 112 parte
de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea (UMA)Entonces masa molecular relativa
(M) de una sustancia es el nuacutemero que expresa cuantas veces es mayor la masa de una
moleacutecula de una sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
32
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina sumando las
masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos constituyen la moleacutecula de esa
sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o de agua es
una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir indistintamente al peso de la
arena a su volumen o a su masa Actualmente la cantidad de materia es una magnitud
diferente de la masa de la materia La cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas
(por ahora aacutetomos y moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone designar al
MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales como
aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas elementales que
pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
33
El nuacutemero de moles es igual pero al ser diferentes las masas de los aacutetomos de cada MOL
las masas de la misma cantidad de materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia cualquiera sea el
lugar donde se la determine
2) ldquoNordmrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg cualquiera
que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que variaraacute seguacuten la
latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas relativas de los
mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un elemento medida en
gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa atoacutemica relativa Ejemplo
La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de moleacuteculas de
sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un nuacutemero igual a su masa
molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono) 44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H
Posee 602 x 1023 aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un gas por la
densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de moleacuteculas del gas o sea el
volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
34
GAS
DENSIDAD (δ)
(gcm3)
m (g) V =119898
120575
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO 1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
d =mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N O en (CNTP)
hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de moleacuteculas de cualquier
sustancia en estado gaseoso en condiciones normales de temperatura y presioacuten (0degC
760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224 litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17 protones
pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el nuacutemero de
neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado exclusivamente por el ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas resultan nuacutemeros
fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es ligeramente diferente cuando se
consideran distinto patrones de unidad (masa del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del
aacutetomo de O2 Si cada elemento tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea
precisamente A (Ndeg entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un aacutetomo de O2
ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones por las cuales se considera
en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es
que de tal modo las masa atoacutemicas de muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a
nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual debe fijarse cuaacutel
de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya masa atoacutemica se considera
exactamente 120000 variedad maacutes estable y abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de diversos isoacutetopos
la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente traduce la mayor o menor
abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten centesimal del elemento) puede
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
35
calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar) Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo
elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y 2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
119860119903 =1199011
1119860 + 11987522119860
100
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias porcentuales 754 y
246 HALLAR SU MASA ATOMICA
119860119903 =754 times 35 + 246 times 37
100= 35492 cong 355
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el mismo ldquoNdeg
MASICOrdquo (A)
Ej Cloro (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A) y diferente
ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas Reaccionantes y otros
llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos experimentales se comproboacute que en estas
reacciones se mantienen relaciones de masas de y volumen que corresponden a las leyes
precisas Las leyes de las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las
sustancias que intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales de la
Quiacutemicardquo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
36
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece constante
cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los elementos
que hay en 100 g de ese compuesto
Comp de un elem =119899times119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119890119897119890119898119890119899119905119900
119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119888119900119898119901119906119890119904119905119900 x 100
Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la ECUACIOacuteN QUIacuteMICA
En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los compuestos de partida los REACTIVOS y
las de los compuestos obtenidos al final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se
separan por una flecha que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido
global de la transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni cambian su
identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica puesto que el nuacutemero y tipo
de aacutetomos que forman parte de los reactivos es igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los
productos Cuando una ecuacioacuten quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en
los reactivos y en los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este
modo la ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
37
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones de masas
voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la ecuacioacuten quiacutemica
son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en conjunto expresan la
conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten que contempla la conservacioacuten de los
aacutetomos se llama ECUACIOacuteN BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente
con el principio de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las sustancias
podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas de los
reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados por los coeficientes
estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin
embargo puede suceder que las relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los
reactivos no sea estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los reactivos en
exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en defecto se lo denomina
REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite de la cantidad de producto a obtener
En el laboratorio generalmente los reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la
relacioacuten exactamente necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en
exceso y por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto formado estaacute
determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza Para poder sacar
conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario identificar el reactivo limitante que es
el que va a determinar los liacutemites de una reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor
proporcioacuten con respecto a la relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con composiciones
variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras diferentes cuya unioacuten no
produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se
disuelve en otra (solvente) formando una sola fase Los componentes pueden separarse
utilizando procedimientos fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el
solvente o disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el solvente es
el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De acuerdo al estado fiacutesico de
los componentes pueden obtenerse los siguientes tipos de soluciones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
38
Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos sal Si
revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que la sal se disolvioacute
Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado solvente Variacutea con
la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La solubilidad de los soacutelidos en los
liacutequidos es siempre limitada y depende de la naturaleza del solvente de la naturaleza del
soluto de la temperatura y muy poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la
solubilidad de una sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la variacioacuten de la
solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solvente o
cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solucioacuten Siempre indica una
relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y la solucioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
39
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la cantidad
relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente Esta forma de expresioacuten
soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar es que una solucioacuten es maacutes o menos
diluida o maacutes o menos concentrada que otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten
saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que el solvente
puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega maacutes soluto no lo disuelve si
es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido
el exceso queda separado del solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa
si es un gas en un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En
una solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la misma
velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor que la que el
solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido como es el caso
del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto en agua la solubilidad
disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta con el aumento de la presioacuten En el
caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el
gas disuelto pero no se lo ve justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se
visualizan las burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes sustancia que la
correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que la solucioacuten es sobresaturada
Estas soluciones sobresaturadas son inestables pues el exceso de soluto ya sea por
agitacioacuten o enfriamiento tiende a separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten
de gas en liacutequido como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja temperatura
y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a elevada presioacuten Es por
ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten disminuye y el exceso de soluto se
separa de la solucioacuten y aparecen las burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de soluto y
solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de la solucioacuten o
del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso o masa en masa o mm
porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de volumen en volumen V V
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
40
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se quiere indicar que
contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se expresa 8 P V se quiere
indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de soluto y
solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en agua como 1100 la
cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y 100 partes de agua En cambio si
decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V V indica que hay 1ml de metanol por cada
100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
100119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 5119892119903 119889119890 11987011986111990380119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 119909 = 4119892119903 119889119890 119870119861119903
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la etiqueta ldquopara
preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo de la cantidad de
concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
1119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119903119886119889119900 rarr 9119898119897 119889119890 119886119892119906119886111119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119905119903119886119889119900 = 119909 rarr 1000119898119897 119889119890 119886119892119906119886
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta concentracioacuten
o molaridad M corresponde a la relacioacuten
119872 =ndeg moles
Volumen de solucioacuten en litros=
119899
119881(1)
Recuerde que
ndeg moles =119898119886119904119886
119898119886119904119886 119898119900119897119890119888119906119897119886119903=
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)
=119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)(2)
Reemplazando (2) en (1)
119872 =
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897frasl )
V (L) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten conociendo la masa
de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la solucioacuten
Despejando de (3)
119898(119892119903)119872 = 119872 lowast 119872119872(119892119903
119898119900119897frasl ) lowast V (L)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
41
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M ldquoTemas
de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2003 (2ordm
edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio y
ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 - 1 (1ordm
edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA 1977
(8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El Ateneo
Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995 ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA 1977
(2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo Editorial
Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash 1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998 (5ordm
Edicioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
18
Empezando por la liacutenea superior sigue las flechas y el orden obtenido es el mismo que en la
serie anterior Debido al liacutemite de dos electrones por orbital la capacidad de una subcapa de
electrones puede obtenerse tomando el doble del nuacutemero de orbitales en la subcapa Asiacute la
subcapa s consiste en un orbital con una capacidad de dos electrones la subcapa p
consiste en tres orbitales con una capacidad total de seis electrones la subcapa d consiste
en cinco orbitales con una capacidad total de diez electrones la subcapa f consiste en siete
orbitales con una capacidad total de catorce electrones
En un determinado aacutetomo los electrones van ocupando y llenando los orbitales de menor
energiacutea cuando se da esta circunstancia el aacutetomo se encuentra en su estado fundamental
Si el aacutetomo recibe energiacutea alguno de sus electrones maacutes externos puede saltar a orbitales
de mayor energiacutea pasando el aacutetomo a un estado excitado
Principio de exclusioacuten de Pauli en un aacutetomo no puede haber dos electrones con los
cuatro nuacutemeros cuaacutenticos iguales Los tres primeros nuacutemero cuaacutenticos n l y m determinan
un orbital especiacutefico Dos electrones en un aacutetomo pueden tener estos tres nuacutemeros
cuaacutenticos iguales pero si es asiacute deben tener valores diferentes del nuacutemero cuaacutentico de
spiacuten Es decir un orbital solamente puede estar ocupado por dos electrones y eacutestos deben
tener spines opuestos
Regla de Hund al llenar orbitales de igual energiacutea (los tres orbitales p los cinco orbitales
d o los siete orbitales f) los electrones se distribuyen siempre que sea posible con sus
espines paralelos es decir desapareados
Ejemplo
La estructura electroacutenica del 7N es
1s2
2s2
2px1
2py1
2pz1
Para asignar las configuraciones electroacutenicas a los elementos por orden de su nuacutemero
atoacutemico creciente veamos el siguiente ejemplo de coacutemo seriacutea la configuracioacuten electroacutenica
para Z = 11 hasta Z = 18 es decir desde el Na hasta el Ar
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
19
Cada uno de estos elementos tiene las subcapas 1s 2s y 2p llenas Como la configuracioacuten
1s2 2s2 2p6 corresponde a la del neoacuten se denomina configuracioacuten interna del neoacuten y se
representa con el siacutembolo quiacutemico del neoacuten entre corchetes es decir [Ne] Los electrones
que se situacutean en la capa electroacutenica del nuacutemero cuaacutentico principal maacutes alto (externos) se
denominan electrones de valencia Ej configuracioacuten electroacutenica para Mg Al Si P S Cl y
Ar
Mg [Ne] 3s2
Al [Ne] 3s2 3p1
Si [Ne] 3s2 3p2
P [Ne] 3s2 3p3
S [Ne] 3s2 3p4
Cl [Ne] 3s2 3p5
Ar [Ne] 3s2 3p643
MOLECULA es la menor porcioacuten de sustancia que puede existir en estado libre
conservando las propiedades de esa sustancia y es un conjunto neutro de aacutetomos que se
comporta como una unidad
TABLA PERIODICA
La tabla perioacutedica proporciona la informacioacuten acerca de los elementos quiacutemicos referente a
su estructura interna y propiedades fiacutesicas o quiacutemicas La tabla perioacutedica moderna explica
en forma detallada y actualizada las propiedades de los elementos quiacutemicos tomando como
base su estructura atoacutemica
Seguacuten sus propiedades quiacutemicas los elementos se clasifican en metales y no metales Hay
maacutes elementos metaacutelicos que no metaacutelicos Los mismos elementos que hay en la tierra
existen en otros planetas del espacio sideral El estudiante debe conocer ambas clases sus
propiedades fiacutesicas y quiacutemicas importantes no memorizar sino familiarizarse asiacute por
ejemplo familiarizarse con la valencia de los principales elementos metaacutelicos y no metaacutelicos
no en forma individual o aislada sino por grupos o familias (I II III etc) y de ese modo
aprender de manera faacutecil y aacutegil formulas y nombres de los compuestos quiacutemicos que es
parte vital del lenguaje quiacutemico
Antecedentes e Historia a la tabla perioacutedica actual
Durante los primeros 25 antildeos del siglo XIX se descubrieron 20 nuevos elementos A medida
que el nuacutemero de elementos conocidos aumentaba resultaron evidentes las semejanzas
fiacutesicas y quiacutemicas entre algunos de ellos Entonces los quiacutemicos entendieron que el estudio
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
20
de las propiedades de los elementos quiacutemicos era maacutes faacutecil agrupaacutendolos seguacuten sus
propiedades semejantes en base a una ley natural
En 1913 Henry Moseley descubrioacute el principio o ley natural que guiacutea la clasificacioacuten
moderna las propiedades de los elementos son funciones perioacutedicas de sus nuacutemeros
atoacutemicos
El descubrimiento de esta ley perioacutedica necesitoacute dos acontecimientos previos
El establecimiento de una serie de pesos atoacutemicos
La concepcioacuten del aacutetomo nuclear con un numero definido de protones e igual nuacutemero de
electrones que giran a su alrededor
Las Triadas de Johan Dobereiner (1817) agrupan los elementos hasta entonces conocidos
en serie de tres elementos llamaacutendolo ldquotriadasrdquo Los elementos que pertenecen a una triada
poseen propiedades quiacutemicas semejantes Ademaacutes el elemento central posee un peso
atoacutemico (PA) aproximadamente igual a la semisuma de los PA de los elementos
extremos
Hacia 1850 los quiacutemicos habiacutean llegado a identificar unas veinte triadas Se descartoacute de
esta forma agruparlos porque se descubrieron nuevos elementos que no cumpliacutean con esta
regla
Ordenamiento Helicoidal o Tornillo Teluacuterico de Chancourtois (1862) geoacutelogo franceacutes
propone una clasificacioacuten perioacutedica de los elementos en forma de heacutelice que llamoacute Caracol
Teluacuterico En un cilindro trazoacute una heacutelice con un aacutengulo de 45deg sobre la base y en ella se fue
colocando los elementos en funcioacuten creciente de sus pesos atoacutemicos de tal manera que la
liacutenea vertical (generatriz) del cilindro intercepta a los elementos con propiedades
semejantes
Ley de Las Octavas de John Newlands (1864) Este quiacutemico ingleacutes ordenoacute los elementos
quiacutemicos hasta en ese entonces conocidos en grupo de 7 elementos cada uno en funcioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
21
creciente a sus pesos atoacutemicos de tal modo que el octavo elemento teniacutea propiedades
semejantes al primer elemento del grupo anterior Esta forma de clasificar se llamoacute Ley de
las Octavas
Tabla Perioacutedica de Dimitri Mendeleiev y Lothar Meyer (1869) Se denomina tabla
perioacutedica porque el ordenamiento estaacute basado en la variacioacuten perioacutedica de las propiedades
de los elementos
Descripcioacuten de la Tabla de Mendeleiev
Los 63 elementos conocidos hasta ese entonces fueron ordenados en funcioacuten creciente a
su peso atoacutemico en series (filas) y grupos (columnas)
Asigna a los elementos de un mismo grupo una valencia asiacute los elementos del grupo III
tendraacuten valencia igual a tres por lo tanto el nuacutemero de grupo era igual a la valencia
Los elementos de un mismo grupo poseen propiedades semejantes asiacute por ejemplo
forman oacutexidos e hidruros de foacutermulas similares porque teniacutean igual valencia
La tabla posee ocho grupos
ldquoLas propiedades de los elementos quiacutemicos es una funcioacuten perioacutedica de su nuacutemero atoacutemico
(Z) es decir variacutean en forma sistemaacutetica o perioacutedica con la carga nuclearrdquo
DESCRIPCION GENERAL
1 Los 109 elementos reconocidos por la Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada
(IUPAC) estaacuten ordenados seguacuten el nuacutemero atoacutemico creciente en 7 periodos y 16 grupos (8
grupos A y 8 grupos B) Siendo el primer elemento Hidrogeno (Z = 1) y el uacuteltimo reconocido
hasta el momento meitnerio (Z = 109) pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118
2 Periodo es el ordenamiento de los elementos en liacutenea horizontal Estos elementos
difieren en propiedades pero tienen la misma cantidad de niveles en su estructura atoacutemica
Tener presente que
Numero de periodos = Numero de niveles del aacutetomo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
22
Cada periodo (excepto el primero) comienza con un metal alcalino y termina con un
gas noble
El seacuteptimo periodo estaacute incompleto
El sexto periodo es el que posee mayor cantidad de elementos (es el periodo maacutes
largo)
3 Grupo o Familia Es el ordenamiento de los elementos en columna Estos elementos
presentan similar disposicioacuten de sus electrones externos de alliacute que forman familias de
elementos con propiedades quiacutemicas similares
Grupos ldquoArdquo
Estaacuten formados por los elementos representativos donde los electrones externos o
electrones de valencia estaacuten en orbitales ldquosrdquo yo ldquoprdquo por lo tanto sus propiedades dependen
de estos orbitales
Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia variacutean de
manera muy regular a ello se debe el nombre de elemento representativo
Los electrones de valencia para un elemento representativo es el nuacutemero de electrones a
nivel externo que interviene en los enlaces quiacutemicos
Las propiedades quiacutemicas similares o anaacutelogas de los elementos de un grupo se debe a
que poseen igual nuacutemero de electrones de valencia lo cual indica a su vez el nuacutemero de
grupo
Grupos ldquoBrdquo
Estaacuten formados por elementos de transicioacuten en cuyos aacutetomos el electroacuten de mayor energiacutea
relativa estaacuten en orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo y sus electrones de valencia se encuentran en orbitales
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
23
ldquosrdquo (del uacuteltimo nivel) yu orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo por lo tanto sus propiedades quiacutemicas dependen
de estos orbitales
Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito entre elementos
metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases fuertes (IA y IIA) y los
elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes acentuado su tendencia a formar
aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia variacutean en forma
irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos del grupo I B
(Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y Mo) no cumplen la
distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los elementos
de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor energiacutea relativa en orbitales
ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya
abundancia en la naturaleza es muy escasa y muchas veces solo se encuentran en forma
de trazas combinados con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio (Z=71) poseen
propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio (Z=103)
poseen propiedades semejantes al actinio
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
24
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace interatoacutemico)
para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos metaacutelicos o covalentes) y
moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los estados condensados de la materia
(soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica)
predominante fuerza eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces quiacutemicos con la
finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute lograr una condicioacuten de mayor
estabilidad En el caso de los aacutetomos la estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su
configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace (energiacutea de
disociacioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
25
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los electrones
de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos) mediante el uso de puntos
o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2) notoacute que cada
aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la estructura electroacutenica del
gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los demaacutes aacutetomos que comparten electrones
al formar enlace quiacutemico llegan a adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no hay que
sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas excepciones las trataremos
posteriormente
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
26
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
27
UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS
Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios
Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula
molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro
Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o foacutermulas que
se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos quiacutemicos Actualmente
la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada (en ingleacutes International Union of
Pure and Applied Chemistry) es la maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica
la cual se encarga de establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos elementos pueden
ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos presenta maacutes
de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de sodio en este ejemplo
(IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las valencias con que
actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la terminacioacuten oso e
ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con un no metal
Con metales ej Na2O2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
28
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la palabra
hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua Son aacutecidos
oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido baacutesico con el
agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto queda con
una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de aacutetomos en
nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos forma compuestos con
propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal tantos
radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
O
H
Na
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
29
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA
HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales
oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro Hidroacutexido (III)
Caracteriacutesticas de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica incolora de
fenolftaleiacutena se vuelve roja
Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando que en la
foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula de Na2O con
una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de otros
metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio Estos dos
aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
30
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua Se denominan
OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales (fluacuteor cloro
bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA ANHIacuteDRIDO POR
ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE IGUALAN ASI
Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL METAL Y AL
FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
31
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno seguacuten
datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14 veces mayor que
la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le asignamos un valor
igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la masa del
aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA DOCEAVA
PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA CANTIDAD SE DENOMINA
UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa
atoacutemica Relativa (A) de un elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor
la masa de un aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de Carbono 12
La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de comparacioacuten la masa de un
aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar como unidad la doceava parte de la masa de
12C son nuacutemeros praacutecticamente iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16
la del H 1008 y la del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee
una masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112 parte del
aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una cantidad expresada
en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es monoatoacutemica 112 parte
de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea (UMA)Entonces masa molecular relativa
(M) de una sustancia es el nuacutemero que expresa cuantas veces es mayor la masa de una
moleacutecula de una sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
32
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina sumando las
masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos constituyen la moleacutecula de esa
sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o de agua es
una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir indistintamente al peso de la
arena a su volumen o a su masa Actualmente la cantidad de materia es una magnitud
diferente de la masa de la materia La cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas
(por ahora aacutetomos y moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone designar al
MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales como
aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas elementales que
pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
33
El nuacutemero de moles es igual pero al ser diferentes las masas de los aacutetomos de cada MOL
las masas de la misma cantidad de materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia cualquiera sea el
lugar donde se la determine
2) ldquoNordmrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg cualquiera
que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que variaraacute seguacuten la
latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas relativas de los
mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un elemento medida en
gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa atoacutemica relativa Ejemplo
La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de moleacuteculas de
sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un nuacutemero igual a su masa
molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono) 44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H
Posee 602 x 1023 aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un gas por la
densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de moleacuteculas del gas o sea el
volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
34
GAS
DENSIDAD (δ)
(gcm3)
m (g) V =119898
120575
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO 1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
d =mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N O en (CNTP)
hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de moleacuteculas de cualquier
sustancia en estado gaseoso en condiciones normales de temperatura y presioacuten (0degC
760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224 litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17 protones
pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el nuacutemero de
neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado exclusivamente por el ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas resultan nuacutemeros
fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es ligeramente diferente cuando se
consideran distinto patrones de unidad (masa del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del
aacutetomo de O2 Si cada elemento tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea
precisamente A (Ndeg entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un aacutetomo de O2
ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones por las cuales se considera
en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es
que de tal modo las masa atoacutemicas de muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a
nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual debe fijarse cuaacutel
de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya masa atoacutemica se considera
exactamente 120000 variedad maacutes estable y abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de diversos isoacutetopos
la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente traduce la mayor o menor
abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten centesimal del elemento) puede
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
35
calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar) Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo
elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y 2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
119860119903 =1199011
1119860 + 11987522119860
100
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias porcentuales 754 y
246 HALLAR SU MASA ATOMICA
119860119903 =754 times 35 + 246 times 37
100= 35492 cong 355
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el mismo ldquoNdeg
MASICOrdquo (A)
Ej Cloro (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A) y diferente
ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas Reaccionantes y otros
llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos experimentales se comproboacute que en estas
reacciones se mantienen relaciones de masas de y volumen que corresponden a las leyes
precisas Las leyes de las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las
sustancias que intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales de la
Quiacutemicardquo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
36
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece constante
cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los elementos
que hay en 100 g de ese compuesto
Comp de un elem =119899times119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119890119897119890119898119890119899119905119900
119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119888119900119898119901119906119890119904119905119900 x 100
Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la ECUACIOacuteN QUIacuteMICA
En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los compuestos de partida los REACTIVOS y
las de los compuestos obtenidos al final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se
separan por una flecha que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido
global de la transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni cambian su
identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica puesto que el nuacutemero y tipo
de aacutetomos que forman parte de los reactivos es igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los
productos Cuando una ecuacioacuten quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en
los reactivos y en los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este
modo la ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
37
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones de masas
voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la ecuacioacuten quiacutemica
son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en conjunto expresan la
conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten que contempla la conservacioacuten de los
aacutetomos se llama ECUACIOacuteN BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente
con el principio de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las sustancias
podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas de los
reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados por los coeficientes
estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin
embargo puede suceder que las relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los
reactivos no sea estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los reactivos en
exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en defecto se lo denomina
REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite de la cantidad de producto a obtener
En el laboratorio generalmente los reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la
relacioacuten exactamente necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en
exceso y por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto formado estaacute
determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza Para poder sacar
conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario identificar el reactivo limitante que es
el que va a determinar los liacutemites de una reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor
proporcioacuten con respecto a la relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con composiciones
variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras diferentes cuya unioacuten no
produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se
disuelve en otra (solvente) formando una sola fase Los componentes pueden separarse
utilizando procedimientos fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el
solvente o disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el solvente es
el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De acuerdo al estado fiacutesico de
los componentes pueden obtenerse los siguientes tipos de soluciones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
38
Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos sal Si
revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que la sal se disolvioacute
Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado solvente Variacutea con
la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La solubilidad de los soacutelidos en los
liacutequidos es siempre limitada y depende de la naturaleza del solvente de la naturaleza del
soluto de la temperatura y muy poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la
solubilidad de una sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la variacioacuten de la
solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solvente o
cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solucioacuten Siempre indica una
relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y la solucioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
39
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la cantidad
relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente Esta forma de expresioacuten
soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar es que una solucioacuten es maacutes o menos
diluida o maacutes o menos concentrada que otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten
saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que el solvente
puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega maacutes soluto no lo disuelve si
es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido
el exceso queda separado del solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa
si es un gas en un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En
una solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la misma
velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor que la que el
solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido como es el caso
del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto en agua la solubilidad
disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta con el aumento de la presioacuten En el
caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el
gas disuelto pero no se lo ve justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se
visualizan las burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes sustancia que la
correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que la solucioacuten es sobresaturada
Estas soluciones sobresaturadas son inestables pues el exceso de soluto ya sea por
agitacioacuten o enfriamiento tiende a separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten
de gas en liacutequido como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja temperatura
y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a elevada presioacuten Es por
ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten disminuye y el exceso de soluto se
separa de la solucioacuten y aparecen las burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de soluto y
solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de la solucioacuten o
del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso o masa en masa o mm
porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de volumen en volumen V V
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
40
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se quiere indicar que
contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se expresa 8 P V se quiere
indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de soluto y
solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en agua como 1100 la
cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y 100 partes de agua En cambio si
decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V V indica que hay 1ml de metanol por cada
100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
100119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 5119892119903 119889119890 11987011986111990380119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 119909 = 4119892119903 119889119890 119870119861119903
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la etiqueta ldquopara
preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo de la cantidad de
concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
1119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119903119886119889119900 rarr 9119898119897 119889119890 119886119892119906119886111119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119905119903119886119889119900 = 119909 rarr 1000119898119897 119889119890 119886119892119906119886
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta concentracioacuten
o molaridad M corresponde a la relacioacuten
119872 =ndeg moles
Volumen de solucioacuten en litros=
119899
119881(1)
Recuerde que
ndeg moles =119898119886119904119886
119898119886119904119886 119898119900119897119890119888119906119897119886119903=
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)
=119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)(2)
Reemplazando (2) en (1)
119872 =
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897frasl )
V (L) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten conociendo la masa
de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la solucioacuten
Despejando de (3)
119898(119892119903)119872 = 119872 lowast 119872119872(119892119903
119898119900119897frasl ) lowast V (L)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
41
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M ldquoTemas
de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2003 (2ordm
edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio y
ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 - 1 (1ordm
edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA 1977
(8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El Ateneo
Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995 ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA 1977
(2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo Editorial
Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash 1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998 (5ordm
Edicioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
19
Cada uno de estos elementos tiene las subcapas 1s 2s y 2p llenas Como la configuracioacuten
1s2 2s2 2p6 corresponde a la del neoacuten se denomina configuracioacuten interna del neoacuten y se
representa con el siacutembolo quiacutemico del neoacuten entre corchetes es decir [Ne] Los electrones
que se situacutean en la capa electroacutenica del nuacutemero cuaacutentico principal maacutes alto (externos) se
denominan electrones de valencia Ej configuracioacuten electroacutenica para Mg Al Si P S Cl y
Ar
Mg [Ne] 3s2
Al [Ne] 3s2 3p1
Si [Ne] 3s2 3p2
P [Ne] 3s2 3p3
S [Ne] 3s2 3p4
Cl [Ne] 3s2 3p5
Ar [Ne] 3s2 3p643
MOLECULA es la menor porcioacuten de sustancia que puede existir en estado libre
conservando las propiedades de esa sustancia y es un conjunto neutro de aacutetomos que se
comporta como una unidad
TABLA PERIODICA
La tabla perioacutedica proporciona la informacioacuten acerca de los elementos quiacutemicos referente a
su estructura interna y propiedades fiacutesicas o quiacutemicas La tabla perioacutedica moderna explica
en forma detallada y actualizada las propiedades de los elementos quiacutemicos tomando como
base su estructura atoacutemica
Seguacuten sus propiedades quiacutemicas los elementos se clasifican en metales y no metales Hay
maacutes elementos metaacutelicos que no metaacutelicos Los mismos elementos que hay en la tierra
existen en otros planetas del espacio sideral El estudiante debe conocer ambas clases sus
propiedades fiacutesicas y quiacutemicas importantes no memorizar sino familiarizarse asiacute por
ejemplo familiarizarse con la valencia de los principales elementos metaacutelicos y no metaacutelicos
no en forma individual o aislada sino por grupos o familias (I II III etc) y de ese modo
aprender de manera faacutecil y aacutegil formulas y nombres de los compuestos quiacutemicos que es
parte vital del lenguaje quiacutemico
Antecedentes e Historia a la tabla perioacutedica actual
Durante los primeros 25 antildeos del siglo XIX se descubrieron 20 nuevos elementos A medida
que el nuacutemero de elementos conocidos aumentaba resultaron evidentes las semejanzas
fiacutesicas y quiacutemicas entre algunos de ellos Entonces los quiacutemicos entendieron que el estudio
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
20
de las propiedades de los elementos quiacutemicos era maacutes faacutecil agrupaacutendolos seguacuten sus
propiedades semejantes en base a una ley natural
En 1913 Henry Moseley descubrioacute el principio o ley natural que guiacutea la clasificacioacuten
moderna las propiedades de los elementos son funciones perioacutedicas de sus nuacutemeros
atoacutemicos
El descubrimiento de esta ley perioacutedica necesitoacute dos acontecimientos previos
El establecimiento de una serie de pesos atoacutemicos
La concepcioacuten del aacutetomo nuclear con un numero definido de protones e igual nuacutemero de
electrones que giran a su alrededor
Las Triadas de Johan Dobereiner (1817) agrupan los elementos hasta entonces conocidos
en serie de tres elementos llamaacutendolo ldquotriadasrdquo Los elementos que pertenecen a una triada
poseen propiedades quiacutemicas semejantes Ademaacutes el elemento central posee un peso
atoacutemico (PA) aproximadamente igual a la semisuma de los PA de los elementos
extremos
Hacia 1850 los quiacutemicos habiacutean llegado a identificar unas veinte triadas Se descartoacute de
esta forma agruparlos porque se descubrieron nuevos elementos que no cumpliacutean con esta
regla
Ordenamiento Helicoidal o Tornillo Teluacuterico de Chancourtois (1862) geoacutelogo franceacutes
propone una clasificacioacuten perioacutedica de los elementos en forma de heacutelice que llamoacute Caracol
Teluacuterico En un cilindro trazoacute una heacutelice con un aacutengulo de 45deg sobre la base y en ella se fue
colocando los elementos en funcioacuten creciente de sus pesos atoacutemicos de tal manera que la
liacutenea vertical (generatriz) del cilindro intercepta a los elementos con propiedades
semejantes
Ley de Las Octavas de John Newlands (1864) Este quiacutemico ingleacutes ordenoacute los elementos
quiacutemicos hasta en ese entonces conocidos en grupo de 7 elementos cada uno en funcioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
21
creciente a sus pesos atoacutemicos de tal modo que el octavo elemento teniacutea propiedades
semejantes al primer elemento del grupo anterior Esta forma de clasificar se llamoacute Ley de
las Octavas
Tabla Perioacutedica de Dimitri Mendeleiev y Lothar Meyer (1869) Se denomina tabla
perioacutedica porque el ordenamiento estaacute basado en la variacioacuten perioacutedica de las propiedades
de los elementos
Descripcioacuten de la Tabla de Mendeleiev
Los 63 elementos conocidos hasta ese entonces fueron ordenados en funcioacuten creciente a
su peso atoacutemico en series (filas) y grupos (columnas)
Asigna a los elementos de un mismo grupo una valencia asiacute los elementos del grupo III
tendraacuten valencia igual a tres por lo tanto el nuacutemero de grupo era igual a la valencia
Los elementos de un mismo grupo poseen propiedades semejantes asiacute por ejemplo
forman oacutexidos e hidruros de foacutermulas similares porque teniacutean igual valencia
La tabla posee ocho grupos
ldquoLas propiedades de los elementos quiacutemicos es una funcioacuten perioacutedica de su nuacutemero atoacutemico
(Z) es decir variacutean en forma sistemaacutetica o perioacutedica con la carga nuclearrdquo
DESCRIPCION GENERAL
1 Los 109 elementos reconocidos por la Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada
(IUPAC) estaacuten ordenados seguacuten el nuacutemero atoacutemico creciente en 7 periodos y 16 grupos (8
grupos A y 8 grupos B) Siendo el primer elemento Hidrogeno (Z = 1) y el uacuteltimo reconocido
hasta el momento meitnerio (Z = 109) pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118
2 Periodo es el ordenamiento de los elementos en liacutenea horizontal Estos elementos
difieren en propiedades pero tienen la misma cantidad de niveles en su estructura atoacutemica
Tener presente que
Numero de periodos = Numero de niveles del aacutetomo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
22
Cada periodo (excepto el primero) comienza con un metal alcalino y termina con un
gas noble
El seacuteptimo periodo estaacute incompleto
El sexto periodo es el que posee mayor cantidad de elementos (es el periodo maacutes
largo)
3 Grupo o Familia Es el ordenamiento de los elementos en columna Estos elementos
presentan similar disposicioacuten de sus electrones externos de alliacute que forman familias de
elementos con propiedades quiacutemicas similares
Grupos ldquoArdquo
Estaacuten formados por los elementos representativos donde los electrones externos o
electrones de valencia estaacuten en orbitales ldquosrdquo yo ldquoprdquo por lo tanto sus propiedades dependen
de estos orbitales
Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia variacutean de
manera muy regular a ello se debe el nombre de elemento representativo
Los electrones de valencia para un elemento representativo es el nuacutemero de electrones a
nivel externo que interviene en los enlaces quiacutemicos
Las propiedades quiacutemicas similares o anaacutelogas de los elementos de un grupo se debe a
que poseen igual nuacutemero de electrones de valencia lo cual indica a su vez el nuacutemero de
grupo
Grupos ldquoBrdquo
Estaacuten formados por elementos de transicioacuten en cuyos aacutetomos el electroacuten de mayor energiacutea
relativa estaacuten en orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo y sus electrones de valencia se encuentran en orbitales
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
23
ldquosrdquo (del uacuteltimo nivel) yu orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo por lo tanto sus propiedades quiacutemicas dependen
de estos orbitales
Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito entre elementos
metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases fuertes (IA y IIA) y los
elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes acentuado su tendencia a formar
aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia variacutean en forma
irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos del grupo I B
(Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y Mo) no cumplen la
distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los elementos
de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor energiacutea relativa en orbitales
ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya
abundancia en la naturaleza es muy escasa y muchas veces solo se encuentran en forma
de trazas combinados con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio (Z=71) poseen
propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio (Z=103)
poseen propiedades semejantes al actinio
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
24
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace interatoacutemico)
para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos metaacutelicos o covalentes) y
moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los estados condensados de la materia
(soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica)
predominante fuerza eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces quiacutemicos con la
finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute lograr una condicioacuten de mayor
estabilidad En el caso de los aacutetomos la estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su
configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace (energiacutea de
disociacioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
25
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los electrones
de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos) mediante el uso de puntos
o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2) notoacute que cada
aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la estructura electroacutenica del
gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los demaacutes aacutetomos que comparten electrones
al formar enlace quiacutemico llegan a adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no hay que
sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas excepciones las trataremos
posteriormente
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
26
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
27
UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS
Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios
Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula
molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro
Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o foacutermulas que
se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos quiacutemicos Actualmente
la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada (en ingleacutes International Union of
Pure and Applied Chemistry) es la maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica
la cual se encarga de establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos elementos pueden
ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos presenta maacutes
de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de sodio en este ejemplo
(IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las valencias con que
actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la terminacioacuten oso e
ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con un no metal
Con metales ej Na2O2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
28
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la palabra
hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua Son aacutecidos
oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido baacutesico con el
agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto queda con
una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de aacutetomos en
nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos forma compuestos con
propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal tantos
radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
O
H
Na
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
29
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA
HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales
oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro Hidroacutexido (III)
Caracteriacutesticas de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica incolora de
fenolftaleiacutena se vuelve roja
Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando que en la
foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula de Na2O con
una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de otros
metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio Estos dos
aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
30
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua Se denominan
OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales (fluacuteor cloro
bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA ANHIacuteDRIDO POR
ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE IGUALAN ASI
Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL METAL Y AL
FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
31
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno seguacuten
datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14 veces mayor que
la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le asignamos un valor
igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la masa del
aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA DOCEAVA
PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA CANTIDAD SE DENOMINA
UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa
atoacutemica Relativa (A) de un elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor
la masa de un aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de Carbono 12
La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de comparacioacuten la masa de un
aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar como unidad la doceava parte de la masa de
12C son nuacutemeros praacutecticamente iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16
la del H 1008 y la del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee
una masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112 parte del
aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una cantidad expresada
en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es monoatoacutemica 112 parte
de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea (UMA)Entonces masa molecular relativa
(M) de una sustancia es el nuacutemero que expresa cuantas veces es mayor la masa de una
moleacutecula de una sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
32
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina sumando las
masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos constituyen la moleacutecula de esa
sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o de agua es
una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir indistintamente al peso de la
arena a su volumen o a su masa Actualmente la cantidad de materia es una magnitud
diferente de la masa de la materia La cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas
(por ahora aacutetomos y moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone designar al
MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales como
aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas elementales que
pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
33
El nuacutemero de moles es igual pero al ser diferentes las masas de los aacutetomos de cada MOL
las masas de la misma cantidad de materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia cualquiera sea el
lugar donde se la determine
2) ldquoNordmrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg cualquiera
que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que variaraacute seguacuten la
latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas relativas de los
mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un elemento medida en
gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa atoacutemica relativa Ejemplo
La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de moleacuteculas de
sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un nuacutemero igual a su masa
molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono) 44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H
Posee 602 x 1023 aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un gas por la
densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de moleacuteculas del gas o sea el
volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
34
GAS
DENSIDAD (δ)
(gcm3)
m (g) V =119898
120575
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO 1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
d =mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N O en (CNTP)
hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de moleacuteculas de cualquier
sustancia en estado gaseoso en condiciones normales de temperatura y presioacuten (0degC
760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224 litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17 protones
pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el nuacutemero de
neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado exclusivamente por el ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas resultan nuacutemeros
fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es ligeramente diferente cuando se
consideran distinto patrones de unidad (masa del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del
aacutetomo de O2 Si cada elemento tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea
precisamente A (Ndeg entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un aacutetomo de O2
ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones por las cuales se considera
en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es
que de tal modo las masa atoacutemicas de muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a
nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual debe fijarse cuaacutel
de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya masa atoacutemica se considera
exactamente 120000 variedad maacutes estable y abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de diversos isoacutetopos
la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente traduce la mayor o menor
abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten centesimal del elemento) puede
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
35
calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar) Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo
elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y 2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
119860119903 =1199011
1119860 + 11987522119860
100
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias porcentuales 754 y
246 HALLAR SU MASA ATOMICA
119860119903 =754 times 35 + 246 times 37
100= 35492 cong 355
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el mismo ldquoNdeg
MASICOrdquo (A)
Ej Cloro (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A) y diferente
ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas Reaccionantes y otros
llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos experimentales se comproboacute que en estas
reacciones se mantienen relaciones de masas de y volumen que corresponden a las leyes
precisas Las leyes de las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las
sustancias que intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales de la
Quiacutemicardquo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
36
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece constante
cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los elementos
que hay en 100 g de ese compuesto
Comp de un elem =119899times119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119890119897119890119898119890119899119905119900
119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119888119900119898119901119906119890119904119905119900 x 100
Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la ECUACIOacuteN QUIacuteMICA
En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los compuestos de partida los REACTIVOS y
las de los compuestos obtenidos al final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se
separan por una flecha que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido
global de la transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni cambian su
identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica puesto que el nuacutemero y tipo
de aacutetomos que forman parte de los reactivos es igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los
productos Cuando una ecuacioacuten quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en
los reactivos y en los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este
modo la ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
37
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones de masas
voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la ecuacioacuten quiacutemica
son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en conjunto expresan la
conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten que contempla la conservacioacuten de los
aacutetomos se llama ECUACIOacuteN BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente
con el principio de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las sustancias
podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas de los
reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados por los coeficientes
estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin
embargo puede suceder que las relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los
reactivos no sea estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los reactivos en
exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en defecto se lo denomina
REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite de la cantidad de producto a obtener
En el laboratorio generalmente los reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la
relacioacuten exactamente necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en
exceso y por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto formado estaacute
determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza Para poder sacar
conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario identificar el reactivo limitante que es
el que va a determinar los liacutemites de una reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor
proporcioacuten con respecto a la relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con composiciones
variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras diferentes cuya unioacuten no
produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se
disuelve en otra (solvente) formando una sola fase Los componentes pueden separarse
utilizando procedimientos fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el
solvente o disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el solvente es
el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De acuerdo al estado fiacutesico de
los componentes pueden obtenerse los siguientes tipos de soluciones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
38
Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos sal Si
revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que la sal se disolvioacute
Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado solvente Variacutea con
la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La solubilidad de los soacutelidos en los
liacutequidos es siempre limitada y depende de la naturaleza del solvente de la naturaleza del
soluto de la temperatura y muy poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la
solubilidad de una sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la variacioacuten de la
solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solvente o
cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solucioacuten Siempre indica una
relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y la solucioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
39
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la cantidad
relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente Esta forma de expresioacuten
soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar es que una solucioacuten es maacutes o menos
diluida o maacutes o menos concentrada que otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten
saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que el solvente
puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega maacutes soluto no lo disuelve si
es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido
el exceso queda separado del solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa
si es un gas en un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En
una solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la misma
velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor que la que el
solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido como es el caso
del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto en agua la solubilidad
disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta con el aumento de la presioacuten En el
caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el
gas disuelto pero no se lo ve justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se
visualizan las burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes sustancia que la
correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que la solucioacuten es sobresaturada
Estas soluciones sobresaturadas son inestables pues el exceso de soluto ya sea por
agitacioacuten o enfriamiento tiende a separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten
de gas en liacutequido como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja temperatura
y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a elevada presioacuten Es por
ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten disminuye y el exceso de soluto se
separa de la solucioacuten y aparecen las burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de soluto y
solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de la solucioacuten o
del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso o masa en masa o mm
porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de volumen en volumen V V
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
40
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se quiere indicar que
contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se expresa 8 P V se quiere
indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de soluto y
solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en agua como 1100 la
cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y 100 partes de agua En cambio si
decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V V indica que hay 1ml de metanol por cada
100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
100119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 5119892119903 119889119890 11987011986111990380119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 119909 = 4119892119903 119889119890 119870119861119903
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la etiqueta ldquopara
preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo de la cantidad de
concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
1119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119903119886119889119900 rarr 9119898119897 119889119890 119886119892119906119886111119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119905119903119886119889119900 = 119909 rarr 1000119898119897 119889119890 119886119892119906119886
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta concentracioacuten
o molaridad M corresponde a la relacioacuten
119872 =ndeg moles
Volumen de solucioacuten en litros=
119899
119881(1)
Recuerde que
ndeg moles =119898119886119904119886
119898119886119904119886 119898119900119897119890119888119906119897119886119903=
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)
=119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)(2)
Reemplazando (2) en (1)
119872 =
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897frasl )
V (L) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten conociendo la masa
de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la solucioacuten
Despejando de (3)
119898(119892119903)119872 = 119872 lowast 119872119872(119892119903
119898119900119897frasl ) lowast V (L)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
41
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M ldquoTemas
de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2003 (2ordm
edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio y
ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 - 1 (1ordm
edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA 1977
(8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El Ateneo
Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995 ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA 1977
(2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo Editorial
Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash 1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998 (5ordm
Edicioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
20
de las propiedades de los elementos quiacutemicos era maacutes faacutecil agrupaacutendolos seguacuten sus
propiedades semejantes en base a una ley natural
En 1913 Henry Moseley descubrioacute el principio o ley natural que guiacutea la clasificacioacuten
moderna las propiedades de los elementos son funciones perioacutedicas de sus nuacutemeros
atoacutemicos
El descubrimiento de esta ley perioacutedica necesitoacute dos acontecimientos previos
El establecimiento de una serie de pesos atoacutemicos
La concepcioacuten del aacutetomo nuclear con un numero definido de protones e igual nuacutemero de
electrones que giran a su alrededor
Las Triadas de Johan Dobereiner (1817) agrupan los elementos hasta entonces conocidos
en serie de tres elementos llamaacutendolo ldquotriadasrdquo Los elementos que pertenecen a una triada
poseen propiedades quiacutemicas semejantes Ademaacutes el elemento central posee un peso
atoacutemico (PA) aproximadamente igual a la semisuma de los PA de los elementos
extremos
Hacia 1850 los quiacutemicos habiacutean llegado a identificar unas veinte triadas Se descartoacute de
esta forma agruparlos porque se descubrieron nuevos elementos que no cumpliacutean con esta
regla
Ordenamiento Helicoidal o Tornillo Teluacuterico de Chancourtois (1862) geoacutelogo franceacutes
propone una clasificacioacuten perioacutedica de los elementos en forma de heacutelice que llamoacute Caracol
Teluacuterico En un cilindro trazoacute una heacutelice con un aacutengulo de 45deg sobre la base y en ella se fue
colocando los elementos en funcioacuten creciente de sus pesos atoacutemicos de tal manera que la
liacutenea vertical (generatriz) del cilindro intercepta a los elementos con propiedades
semejantes
Ley de Las Octavas de John Newlands (1864) Este quiacutemico ingleacutes ordenoacute los elementos
quiacutemicos hasta en ese entonces conocidos en grupo de 7 elementos cada uno en funcioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
21
creciente a sus pesos atoacutemicos de tal modo que el octavo elemento teniacutea propiedades
semejantes al primer elemento del grupo anterior Esta forma de clasificar se llamoacute Ley de
las Octavas
Tabla Perioacutedica de Dimitri Mendeleiev y Lothar Meyer (1869) Se denomina tabla
perioacutedica porque el ordenamiento estaacute basado en la variacioacuten perioacutedica de las propiedades
de los elementos
Descripcioacuten de la Tabla de Mendeleiev
Los 63 elementos conocidos hasta ese entonces fueron ordenados en funcioacuten creciente a
su peso atoacutemico en series (filas) y grupos (columnas)
Asigna a los elementos de un mismo grupo una valencia asiacute los elementos del grupo III
tendraacuten valencia igual a tres por lo tanto el nuacutemero de grupo era igual a la valencia
Los elementos de un mismo grupo poseen propiedades semejantes asiacute por ejemplo
forman oacutexidos e hidruros de foacutermulas similares porque teniacutean igual valencia
La tabla posee ocho grupos
ldquoLas propiedades de los elementos quiacutemicos es una funcioacuten perioacutedica de su nuacutemero atoacutemico
(Z) es decir variacutean en forma sistemaacutetica o perioacutedica con la carga nuclearrdquo
DESCRIPCION GENERAL
1 Los 109 elementos reconocidos por la Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada
(IUPAC) estaacuten ordenados seguacuten el nuacutemero atoacutemico creciente en 7 periodos y 16 grupos (8
grupos A y 8 grupos B) Siendo el primer elemento Hidrogeno (Z = 1) y el uacuteltimo reconocido
hasta el momento meitnerio (Z = 109) pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118
2 Periodo es el ordenamiento de los elementos en liacutenea horizontal Estos elementos
difieren en propiedades pero tienen la misma cantidad de niveles en su estructura atoacutemica
Tener presente que
Numero de periodos = Numero de niveles del aacutetomo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
22
Cada periodo (excepto el primero) comienza con un metal alcalino y termina con un
gas noble
El seacuteptimo periodo estaacute incompleto
El sexto periodo es el que posee mayor cantidad de elementos (es el periodo maacutes
largo)
3 Grupo o Familia Es el ordenamiento de los elementos en columna Estos elementos
presentan similar disposicioacuten de sus electrones externos de alliacute que forman familias de
elementos con propiedades quiacutemicas similares
Grupos ldquoArdquo
Estaacuten formados por los elementos representativos donde los electrones externos o
electrones de valencia estaacuten en orbitales ldquosrdquo yo ldquoprdquo por lo tanto sus propiedades dependen
de estos orbitales
Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia variacutean de
manera muy regular a ello se debe el nombre de elemento representativo
Los electrones de valencia para un elemento representativo es el nuacutemero de electrones a
nivel externo que interviene en los enlaces quiacutemicos
Las propiedades quiacutemicas similares o anaacutelogas de los elementos de un grupo se debe a
que poseen igual nuacutemero de electrones de valencia lo cual indica a su vez el nuacutemero de
grupo
Grupos ldquoBrdquo
Estaacuten formados por elementos de transicioacuten en cuyos aacutetomos el electroacuten de mayor energiacutea
relativa estaacuten en orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo y sus electrones de valencia se encuentran en orbitales
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
23
ldquosrdquo (del uacuteltimo nivel) yu orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo por lo tanto sus propiedades quiacutemicas dependen
de estos orbitales
Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito entre elementos
metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases fuertes (IA y IIA) y los
elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes acentuado su tendencia a formar
aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia variacutean en forma
irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos del grupo I B
(Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y Mo) no cumplen la
distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los elementos
de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor energiacutea relativa en orbitales
ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya
abundancia en la naturaleza es muy escasa y muchas veces solo se encuentran en forma
de trazas combinados con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio (Z=71) poseen
propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio (Z=103)
poseen propiedades semejantes al actinio
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
24
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace interatoacutemico)
para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos metaacutelicos o covalentes) y
moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los estados condensados de la materia
(soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica)
predominante fuerza eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces quiacutemicos con la
finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute lograr una condicioacuten de mayor
estabilidad En el caso de los aacutetomos la estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su
configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace (energiacutea de
disociacioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
25
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los electrones
de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos) mediante el uso de puntos
o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2) notoacute que cada
aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la estructura electroacutenica del
gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los demaacutes aacutetomos que comparten electrones
al formar enlace quiacutemico llegan a adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no hay que
sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas excepciones las trataremos
posteriormente
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
26
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
27
UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS
Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios
Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula
molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro
Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o foacutermulas que
se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos quiacutemicos Actualmente
la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada (en ingleacutes International Union of
Pure and Applied Chemistry) es la maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica
la cual se encarga de establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos elementos pueden
ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos presenta maacutes
de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de sodio en este ejemplo
(IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las valencias con que
actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la terminacioacuten oso e
ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con un no metal
Con metales ej Na2O2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
28
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la palabra
hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua Son aacutecidos
oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido baacutesico con el
agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto queda con
una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de aacutetomos en
nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos forma compuestos con
propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal tantos
radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
O
H
Na
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
29
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA
HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales
oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro Hidroacutexido (III)
Caracteriacutesticas de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica incolora de
fenolftaleiacutena se vuelve roja
Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando que en la
foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula de Na2O con
una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de otros
metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio Estos dos
aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
30
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua Se denominan
OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales (fluacuteor cloro
bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA ANHIacuteDRIDO POR
ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE IGUALAN ASI
Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL METAL Y AL
FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
31
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno seguacuten
datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14 veces mayor que
la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le asignamos un valor
igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la masa del
aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA DOCEAVA
PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA CANTIDAD SE DENOMINA
UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa
atoacutemica Relativa (A) de un elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor
la masa de un aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de Carbono 12
La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de comparacioacuten la masa de un
aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar como unidad la doceava parte de la masa de
12C son nuacutemeros praacutecticamente iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16
la del H 1008 y la del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee
una masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112 parte del
aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una cantidad expresada
en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es monoatoacutemica 112 parte
de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea (UMA)Entonces masa molecular relativa
(M) de una sustancia es el nuacutemero que expresa cuantas veces es mayor la masa de una
moleacutecula de una sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
32
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina sumando las
masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos constituyen la moleacutecula de esa
sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o de agua es
una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir indistintamente al peso de la
arena a su volumen o a su masa Actualmente la cantidad de materia es una magnitud
diferente de la masa de la materia La cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas
(por ahora aacutetomos y moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone designar al
MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales como
aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas elementales que
pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
33
El nuacutemero de moles es igual pero al ser diferentes las masas de los aacutetomos de cada MOL
las masas de la misma cantidad de materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia cualquiera sea el
lugar donde se la determine
2) ldquoNordmrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg cualquiera
que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que variaraacute seguacuten la
latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas relativas de los
mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un elemento medida en
gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa atoacutemica relativa Ejemplo
La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de moleacuteculas de
sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un nuacutemero igual a su masa
molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono) 44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H
Posee 602 x 1023 aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un gas por la
densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de moleacuteculas del gas o sea el
volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
34
GAS
DENSIDAD (δ)
(gcm3)
m (g) V =119898
120575
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO 1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
d =mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N O en (CNTP)
hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de moleacuteculas de cualquier
sustancia en estado gaseoso en condiciones normales de temperatura y presioacuten (0degC
760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224 litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17 protones
pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el nuacutemero de
neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado exclusivamente por el ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas resultan nuacutemeros
fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es ligeramente diferente cuando se
consideran distinto patrones de unidad (masa del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del
aacutetomo de O2 Si cada elemento tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea
precisamente A (Ndeg entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un aacutetomo de O2
ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones por las cuales se considera
en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es
que de tal modo las masa atoacutemicas de muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a
nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual debe fijarse cuaacutel
de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya masa atoacutemica se considera
exactamente 120000 variedad maacutes estable y abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de diversos isoacutetopos
la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente traduce la mayor o menor
abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten centesimal del elemento) puede
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
35
calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar) Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo
elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y 2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
119860119903 =1199011
1119860 + 11987522119860
100
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias porcentuales 754 y
246 HALLAR SU MASA ATOMICA
119860119903 =754 times 35 + 246 times 37
100= 35492 cong 355
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el mismo ldquoNdeg
MASICOrdquo (A)
Ej Cloro (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A) y diferente
ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas Reaccionantes y otros
llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos experimentales se comproboacute que en estas
reacciones se mantienen relaciones de masas de y volumen que corresponden a las leyes
precisas Las leyes de las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las
sustancias que intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales de la
Quiacutemicardquo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
36
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece constante
cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los elementos
que hay en 100 g de ese compuesto
Comp de un elem =119899times119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119890119897119890119898119890119899119905119900
119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119888119900119898119901119906119890119904119905119900 x 100
Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la ECUACIOacuteN QUIacuteMICA
En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los compuestos de partida los REACTIVOS y
las de los compuestos obtenidos al final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se
separan por una flecha que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido
global de la transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni cambian su
identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica puesto que el nuacutemero y tipo
de aacutetomos que forman parte de los reactivos es igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los
productos Cuando una ecuacioacuten quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en
los reactivos y en los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este
modo la ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
37
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones de masas
voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la ecuacioacuten quiacutemica
son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en conjunto expresan la
conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten que contempla la conservacioacuten de los
aacutetomos se llama ECUACIOacuteN BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente
con el principio de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las sustancias
podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas de los
reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados por los coeficientes
estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin
embargo puede suceder que las relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los
reactivos no sea estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los reactivos en
exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en defecto se lo denomina
REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite de la cantidad de producto a obtener
En el laboratorio generalmente los reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la
relacioacuten exactamente necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en
exceso y por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto formado estaacute
determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza Para poder sacar
conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario identificar el reactivo limitante que es
el que va a determinar los liacutemites de una reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor
proporcioacuten con respecto a la relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con composiciones
variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras diferentes cuya unioacuten no
produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se
disuelve en otra (solvente) formando una sola fase Los componentes pueden separarse
utilizando procedimientos fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el
solvente o disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el solvente es
el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De acuerdo al estado fiacutesico de
los componentes pueden obtenerse los siguientes tipos de soluciones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
38
Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos sal Si
revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que la sal se disolvioacute
Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado solvente Variacutea con
la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La solubilidad de los soacutelidos en los
liacutequidos es siempre limitada y depende de la naturaleza del solvente de la naturaleza del
soluto de la temperatura y muy poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la
solubilidad de una sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la variacioacuten de la
solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solvente o
cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solucioacuten Siempre indica una
relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y la solucioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
39
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la cantidad
relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente Esta forma de expresioacuten
soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar es que una solucioacuten es maacutes o menos
diluida o maacutes o menos concentrada que otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten
saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que el solvente
puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega maacutes soluto no lo disuelve si
es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido
el exceso queda separado del solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa
si es un gas en un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En
una solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la misma
velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor que la que el
solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido como es el caso
del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto en agua la solubilidad
disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta con el aumento de la presioacuten En el
caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el
gas disuelto pero no se lo ve justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se
visualizan las burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes sustancia que la
correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que la solucioacuten es sobresaturada
Estas soluciones sobresaturadas son inestables pues el exceso de soluto ya sea por
agitacioacuten o enfriamiento tiende a separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten
de gas en liacutequido como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja temperatura
y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a elevada presioacuten Es por
ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten disminuye y el exceso de soluto se
separa de la solucioacuten y aparecen las burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de soluto y
solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de la solucioacuten o
del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso o masa en masa o mm
porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de volumen en volumen V V
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
40
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se quiere indicar que
contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se expresa 8 P V se quiere
indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de soluto y
solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en agua como 1100 la
cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y 100 partes de agua En cambio si
decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V V indica que hay 1ml de metanol por cada
100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
100119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 5119892119903 119889119890 11987011986111990380119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 119909 = 4119892119903 119889119890 119870119861119903
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la etiqueta ldquopara
preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo de la cantidad de
concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
1119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119903119886119889119900 rarr 9119898119897 119889119890 119886119892119906119886111119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119905119903119886119889119900 = 119909 rarr 1000119898119897 119889119890 119886119892119906119886
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta concentracioacuten
o molaridad M corresponde a la relacioacuten
119872 =ndeg moles
Volumen de solucioacuten en litros=
119899
119881(1)
Recuerde que
ndeg moles =119898119886119904119886
119898119886119904119886 119898119900119897119890119888119906119897119886119903=
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)
=119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)(2)
Reemplazando (2) en (1)
119872 =
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897frasl )
V (L) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten conociendo la masa
de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la solucioacuten
Despejando de (3)
119898(119892119903)119872 = 119872 lowast 119872119872(119892119903
119898119900119897frasl ) lowast V (L)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
41
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M ldquoTemas
de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2003 (2ordm
edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio y
ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 - 1 (1ordm
edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA 1977
(8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El Ateneo
Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995 ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA 1977
(2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo Editorial
Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash 1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998 (5ordm
Edicioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
21
creciente a sus pesos atoacutemicos de tal modo que el octavo elemento teniacutea propiedades
semejantes al primer elemento del grupo anterior Esta forma de clasificar se llamoacute Ley de
las Octavas
Tabla Perioacutedica de Dimitri Mendeleiev y Lothar Meyer (1869) Se denomina tabla
perioacutedica porque el ordenamiento estaacute basado en la variacioacuten perioacutedica de las propiedades
de los elementos
Descripcioacuten de la Tabla de Mendeleiev
Los 63 elementos conocidos hasta ese entonces fueron ordenados en funcioacuten creciente a
su peso atoacutemico en series (filas) y grupos (columnas)
Asigna a los elementos de un mismo grupo una valencia asiacute los elementos del grupo III
tendraacuten valencia igual a tres por lo tanto el nuacutemero de grupo era igual a la valencia
Los elementos de un mismo grupo poseen propiedades semejantes asiacute por ejemplo
forman oacutexidos e hidruros de foacutermulas similares porque teniacutean igual valencia
La tabla posee ocho grupos
ldquoLas propiedades de los elementos quiacutemicos es una funcioacuten perioacutedica de su nuacutemero atoacutemico
(Z) es decir variacutean en forma sistemaacutetica o perioacutedica con la carga nuclearrdquo
DESCRIPCION GENERAL
1 Los 109 elementos reconocidos por la Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada
(IUPAC) estaacuten ordenados seguacuten el nuacutemero atoacutemico creciente en 7 periodos y 16 grupos (8
grupos A y 8 grupos B) Siendo el primer elemento Hidrogeno (Z = 1) y el uacuteltimo reconocido
hasta el momento meitnerio (Z = 109) pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118
2 Periodo es el ordenamiento de los elementos en liacutenea horizontal Estos elementos
difieren en propiedades pero tienen la misma cantidad de niveles en su estructura atoacutemica
Tener presente que
Numero de periodos = Numero de niveles del aacutetomo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
22
Cada periodo (excepto el primero) comienza con un metal alcalino y termina con un
gas noble
El seacuteptimo periodo estaacute incompleto
El sexto periodo es el que posee mayor cantidad de elementos (es el periodo maacutes
largo)
3 Grupo o Familia Es el ordenamiento de los elementos en columna Estos elementos
presentan similar disposicioacuten de sus electrones externos de alliacute que forman familias de
elementos con propiedades quiacutemicas similares
Grupos ldquoArdquo
Estaacuten formados por los elementos representativos donde los electrones externos o
electrones de valencia estaacuten en orbitales ldquosrdquo yo ldquoprdquo por lo tanto sus propiedades dependen
de estos orbitales
Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia variacutean de
manera muy regular a ello se debe el nombre de elemento representativo
Los electrones de valencia para un elemento representativo es el nuacutemero de electrones a
nivel externo que interviene en los enlaces quiacutemicos
Las propiedades quiacutemicas similares o anaacutelogas de los elementos de un grupo se debe a
que poseen igual nuacutemero de electrones de valencia lo cual indica a su vez el nuacutemero de
grupo
Grupos ldquoBrdquo
Estaacuten formados por elementos de transicioacuten en cuyos aacutetomos el electroacuten de mayor energiacutea
relativa estaacuten en orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo y sus electrones de valencia se encuentran en orbitales
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
23
ldquosrdquo (del uacuteltimo nivel) yu orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo por lo tanto sus propiedades quiacutemicas dependen
de estos orbitales
Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito entre elementos
metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases fuertes (IA y IIA) y los
elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes acentuado su tendencia a formar
aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia variacutean en forma
irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos del grupo I B
(Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y Mo) no cumplen la
distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los elementos
de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor energiacutea relativa en orbitales
ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya
abundancia en la naturaleza es muy escasa y muchas veces solo se encuentran en forma
de trazas combinados con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio (Z=71) poseen
propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio (Z=103)
poseen propiedades semejantes al actinio
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
24
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace interatoacutemico)
para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos metaacutelicos o covalentes) y
moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los estados condensados de la materia
(soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica)
predominante fuerza eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces quiacutemicos con la
finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute lograr una condicioacuten de mayor
estabilidad En el caso de los aacutetomos la estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su
configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace (energiacutea de
disociacioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
25
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los electrones
de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos) mediante el uso de puntos
o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2) notoacute que cada
aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la estructura electroacutenica del
gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los demaacutes aacutetomos que comparten electrones
al formar enlace quiacutemico llegan a adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no hay que
sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas excepciones las trataremos
posteriormente
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
26
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
27
UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS
Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios
Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula
molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro
Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o foacutermulas que
se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos quiacutemicos Actualmente
la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada (en ingleacutes International Union of
Pure and Applied Chemistry) es la maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica
la cual se encarga de establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos elementos pueden
ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos presenta maacutes
de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de sodio en este ejemplo
(IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las valencias con que
actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la terminacioacuten oso e
ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con un no metal
Con metales ej Na2O2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
28
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la palabra
hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua Son aacutecidos
oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido baacutesico con el
agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto queda con
una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de aacutetomos en
nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos forma compuestos con
propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal tantos
radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
O
H
Na
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
29
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA
HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales
oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro Hidroacutexido (III)
Caracteriacutesticas de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica incolora de
fenolftaleiacutena se vuelve roja
Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando que en la
foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula de Na2O con
una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de otros
metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio Estos dos
aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
30
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua Se denominan
OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales (fluacuteor cloro
bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA ANHIacuteDRIDO POR
ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE IGUALAN ASI
Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL METAL Y AL
FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
31
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno seguacuten
datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14 veces mayor que
la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le asignamos un valor
igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la masa del
aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA DOCEAVA
PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA CANTIDAD SE DENOMINA
UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa
atoacutemica Relativa (A) de un elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor
la masa de un aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de Carbono 12
La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de comparacioacuten la masa de un
aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar como unidad la doceava parte de la masa de
12C son nuacutemeros praacutecticamente iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16
la del H 1008 y la del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee
una masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112 parte del
aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una cantidad expresada
en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es monoatoacutemica 112 parte
de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea (UMA)Entonces masa molecular relativa
(M) de una sustancia es el nuacutemero que expresa cuantas veces es mayor la masa de una
moleacutecula de una sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
32
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina sumando las
masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos constituyen la moleacutecula de esa
sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o de agua es
una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir indistintamente al peso de la
arena a su volumen o a su masa Actualmente la cantidad de materia es una magnitud
diferente de la masa de la materia La cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas
(por ahora aacutetomos y moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone designar al
MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales como
aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas elementales que
pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
33
El nuacutemero de moles es igual pero al ser diferentes las masas de los aacutetomos de cada MOL
las masas de la misma cantidad de materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia cualquiera sea el
lugar donde se la determine
2) ldquoNordmrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg cualquiera
que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que variaraacute seguacuten la
latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas relativas de los
mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un elemento medida en
gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa atoacutemica relativa Ejemplo
La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de moleacuteculas de
sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un nuacutemero igual a su masa
molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono) 44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H
Posee 602 x 1023 aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un gas por la
densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de moleacuteculas del gas o sea el
volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
34
GAS
DENSIDAD (δ)
(gcm3)
m (g) V =119898
120575
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO 1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
d =mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N O en (CNTP)
hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de moleacuteculas de cualquier
sustancia en estado gaseoso en condiciones normales de temperatura y presioacuten (0degC
760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224 litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17 protones
pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el nuacutemero de
neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado exclusivamente por el ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas resultan nuacutemeros
fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es ligeramente diferente cuando se
consideran distinto patrones de unidad (masa del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del
aacutetomo de O2 Si cada elemento tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea
precisamente A (Ndeg entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un aacutetomo de O2
ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones por las cuales se considera
en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es
que de tal modo las masa atoacutemicas de muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a
nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual debe fijarse cuaacutel
de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya masa atoacutemica se considera
exactamente 120000 variedad maacutes estable y abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de diversos isoacutetopos
la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente traduce la mayor o menor
abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten centesimal del elemento) puede
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
35
calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar) Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo
elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y 2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
119860119903 =1199011
1119860 + 11987522119860
100
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias porcentuales 754 y
246 HALLAR SU MASA ATOMICA
119860119903 =754 times 35 + 246 times 37
100= 35492 cong 355
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el mismo ldquoNdeg
MASICOrdquo (A)
Ej Cloro (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A) y diferente
ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas Reaccionantes y otros
llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos experimentales se comproboacute que en estas
reacciones se mantienen relaciones de masas de y volumen que corresponden a las leyes
precisas Las leyes de las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las
sustancias que intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales de la
Quiacutemicardquo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
36
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece constante
cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los elementos
que hay en 100 g de ese compuesto
Comp de un elem =119899times119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119890119897119890119898119890119899119905119900
119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119888119900119898119901119906119890119904119905119900 x 100
Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la ECUACIOacuteN QUIacuteMICA
En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los compuestos de partida los REACTIVOS y
las de los compuestos obtenidos al final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se
separan por una flecha que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido
global de la transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni cambian su
identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica puesto que el nuacutemero y tipo
de aacutetomos que forman parte de los reactivos es igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los
productos Cuando una ecuacioacuten quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en
los reactivos y en los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este
modo la ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
37
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones de masas
voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la ecuacioacuten quiacutemica
son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en conjunto expresan la
conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten que contempla la conservacioacuten de los
aacutetomos se llama ECUACIOacuteN BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente
con el principio de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las sustancias
podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas de los
reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados por los coeficientes
estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin
embargo puede suceder que las relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los
reactivos no sea estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los reactivos en
exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en defecto se lo denomina
REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite de la cantidad de producto a obtener
En el laboratorio generalmente los reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la
relacioacuten exactamente necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en
exceso y por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto formado estaacute
determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza Para poder sacar
conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario identificar el reactivo limitante que es
el que va a determinar los liacutemites de una reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor
proporcioacuten con respecto a la relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con composiciones
variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras diferentes cuya unioacuten no
produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se
disuelve en otra (solvente) formando una sola fase Los componentes pueden separarse
utilizando procedimientos fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el
solvente o disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el solvente es
el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De acuerdo al estado fiacutesico de
los componentes pueden obtenerse los siguientes tipos de soluciones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
38
Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos sal Si
revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que la sal se disolvioacute
Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado solvente Variacutea con
la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La solubilidad de los soacutelidos en los
liacutequidos es siempre limitada y depende de la naturaleza del solvente de la naturaleza del
soluto de la temperatura y muy poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la
solubilidad de una sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la variacioacuten de la
solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solvente o
cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solucioacuten Siempre indica una
relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y la solucioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
39
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la cantidad
relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente Esta forma de expresioacuten
soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar es que una solucioacuten es maacutes o menos
diluida o maacutes o menos concentrada que otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten
saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que el solvente
puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega maacutes soluto no lo disuelve si
es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido
el exceso queda separado del solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa
si es un gas en un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En
una solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la misma
velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor que la que el
solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido como es el caso
del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto en agua la solubilidad
disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta con el aumento de la presioacuten En el
caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el
gas disuelto pero no se lo ve justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se
visualizan las burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes sustancia que la
correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que la solucioacuten es sobresaturada
Estas soluciones sobresaturadas son inestables pues el exceso de soluto ya sea por
agitacioacuten o enfriamiento tiende a separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten
de gas en liacutequido como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja temperatura
y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a elevada presioacuten Es por
ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten disminuye y el exceso de soluto se
separa de la solucioacuten y aparecen las burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de soluto y
solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de la solucioacuten o
del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso o masa en masa o mm
porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de volumen en volumen V V
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
40
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se quiere indicar que
contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se expresa 8 P V se quiere
indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de soluto y
solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en agua como 1100 la
cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y 100 partes de agua En cambio si
decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V V indica que hay 1ml de metanol por cada
100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
100119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 5119892119903 119889119890 11987011986111990380119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 119909 = 4119892119903 119889119890 119870119861119903
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la etiqueta ldquopara
preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo de la cantidad de
concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
1119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119903119886119889119900 rarr 9119898119897 119889119890 119886119892119906119886111119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119905119903119886119889119900 = 119909 rarr 1000119898119897 119889119890 119886119892119906119886
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta concentracioacuten
o molaridad M corresponde a la relacioacuten
119872 =ndeg moles
Volumen de solucioacuten en litros=
119899
119881(1)
Recuerde que
ndeg moles =119898119886119904119886
119898119886119904119886 119898119900119897119890119888119906119897119886119903=
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)
=119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)(2)
Reemplazando (2) en (1)
119872 =
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897frasl )
V (L) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten conociendo la masa
de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la solucioacuten
Despejando de (3)
119898(119892119903)119872 = 119872 lowast 119872119872(119892119903
119898119900119897frasl ) lowast V (L)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
41
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M ldquoTemas
de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2003 (2ordm
edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio y
ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 - 1 (1ordm
edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA 1977
(8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El Ateneo
Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995 ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA 1977
(2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo Editorial
Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash 1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998 (5ordm
Edicioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
22
Cada periodo (excepto el primero) comienza con un metal alcalino y termina con un
gas noble
El seacuteptimo periodo estaacute incompleto
El sexto periodo es el que posee mayor cantidad de elementos (es el periodo maacutes
largo)
3 Grupo o Familia Es el ordenamiento de los elementos en columna Estos elementos
presentan similar disposicioacuten de sus electrones externos de alliacute que forman familias de
elementos con propiedades quiacutemicas similares
Grupos ldquoArdquo
Estaacuten formados por los elementos representativos donde los electrones externos o
electrones de valencia estaacuten en orbitales ldquosrdquo yo ldquoprdquo por lo tanto sus propiedades dependen
de estos orbitales
Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia variacutean de
manera muy regular a ello se debe el nombre de elemento representativo
Los electrones de valencia para un elemento representativo es el nuacutemero de electrones a
nivel externo que interviene en los enlaces quiacutemicos
Las propiedades quiacutemicas similares o anaacutelogas de los elementos de un grupo se debe a
que poseen igual nuacutemero de electrones de valencia lo cual indica a su vez el nuacutemero de
grupo
Grupos ldquoBrdquo
Estaacuten formados por elementos de transicioacuten en cuyos aacutetomos el electroacuten de mayor energiacutea
relativa estaacuten en orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo y sus electrones de valencia se encuentran en orbitales
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
23
ldquosrdquo (del uacuteltimo nivel) yu orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo por lo tanto sus propiedades quiacutemicas dependen
de estos orbitales
Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito entre elementos
metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases fuertes (IA y IIA) y los
elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes acentuado su tendencia a formar
aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia variacutean en forma
irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos del grupo I B
(Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y Mo) no cumplen la
distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los elementos
de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor energiacutea relativa en orbitales
ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya
abundancia en la naturaleza es muy escasa y muchas veces solo se encuentran en forma
de trazas combinados con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio (Z=71) poseen
propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio (Z=103)
poseen propiedades semejantes al actinio
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
24
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace interatoacutemico)
para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos metaacutelicos o covalentes) y
moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los estados condensados de la materia
(soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica)
predominante fuerza eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces quiacutemicos con la
finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute lograr una condicioacuten de mayor
estabilidad En el caso de los aacutetomos la estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su
configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace (energiacutea de
disociacioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
25
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los electrones
de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos) mediante el uso de puntos
o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2) notoacute que cada
aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la estructura electroacutenica del
gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los demaacutes aacutetomos que comparten electrones
al formar enlace quiacutemico llegan a adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no hay que
sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas excepciones las trataremos
posteriormente
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
26
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
27
UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS
Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios
Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula
molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro
Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o foacutermulas que
se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos quiacutemicos Actualmente
la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada (en ingleacutes International Union of
Pure and Applied Chemistry) es la maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica
la cual se encarga de establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos elementos pueden
ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos presenta maacutes
de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de sodio en este ejemplo
(IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las valencias con que
actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la terminacioacuten oso e
ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con un no metal
Con metales ej Na2O2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
28
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la palabra
hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua Son aacutecidos
oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido baacutesico con el
agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto queda con
una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de aacutetomos en
nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos forma compuestos con
propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal tantos
radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
O
H
Na
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
29
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA
HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales
oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro Hidroacutexido (III)
Caracteriacutesticas de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica incolora de
fenolftaleiacutena se vuelve roja
Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando que en la
foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula de Na2O con
una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de otros
metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio Estos dos
aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
30
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua Se denominan
OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales (fluacuteor cloro
bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA ANHIacuteDRIDO POR
ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE IGUALAN ASI
Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL METAL Y AL
FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
31
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno seguacuten
datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14 veces mayor que
la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le asignamos un valor
igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la masa del
aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA DOCEAVA
PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA CANTIDAD SE DENOMINA
UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa
atoacutemica Relativa (A) de un elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor
la masa de un aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de Carbono 12
La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de comparacioacuten la masa de un
aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar como unidad la doceava parte de la masa de
12C son nuacutemeros praacutecticamente iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16
la del H 1008 y la del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee
una masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112 parte del
aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una cantidad expresada
en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es monoatoacutemica 112 parte
de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea (UMA)Entonces masa molecular relativa
(M) de una sustancia es el nuacutemero que expresa cuantas veces es mayor la masa de una
moleacutecula de una sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
32
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina sumando las
masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos constituyen la moleacutecula de esa
sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o de agua es
una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir indistintamente al peso de la
arena a su volumen o a su masa Actualmente la cantidad de materia es una magnitud
diferente de la masa de la materia La cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas
(por ahora aacutetomos y moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone designar al
MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales como
aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas elementales que
pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
33
El nuacutemero de moles es igual pero al ser diferentes las masas de los aacutetomos de cada MOL
las masas de la misma cantidad de materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia cualquiera sea el
lugar donde se la determine
2) ldquoNordmrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg cualquiera
que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que variaraacute seguacuten la
latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas relativas de los
mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un elemento medida en
gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa atoacutemica relativa Ejemplo
La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de moleacuteculas de
sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un nuacutemero igual a su masa
molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono) 44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H
Posee 602 x 1023 aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un gas por la
densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de moleacuteculas del gas o sea el
volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
34
GAS
DENSIDAD (δ)
(gcm3)
m (g) V =119898
120575
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO 1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
d =mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N O en (CNTP)
hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de moleacuteculas de cualquier
sustancia en estado gaseoso en condiciones normales de temperatura y presioacuten (0degC
760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224 litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17 protones
pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el nuacutemero de
neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado exclusivamente por el ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas resultan nuacutemeros
fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es ligeramente diferente cuando se
consideran distinto patrones de unidad (masa del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del
aacutetomo de O2 Si cada elemento tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea
precisamente A (Ndeg entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un aacutetomo de O2
ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones por las cuales se considera
en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es
que de tal modo las masa atoacutemicas de muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a
nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual debe fijarse cuaacutel
de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya masa atoacutemica se considera
exactamente 120000 variedad maacutes estable y abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de diversos isoacutetopos
la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente traduce la mayor o menor
abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten centesimal del elemento) puede
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
35
calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar) Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo
elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y 2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
119860119903 =1199011
1119860 + 11987522119860
100
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias porcentuales 754 y
246 HALLAR SU MASA ATOMICA
119860119903 =754 times 35 + 246 times 37
100= 35492 cong 355
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el mismo ldquoNdeg
MASICOrdquo (A)
Ej Cloro (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A) y diferente
ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas Reaccionantes y otros
llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos experimentales se comproboacute que en estas
reacciones se mantienen relaciones de masas de y volumen que corresponden a las leyes
precisas Las leyes de las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las
sustancias que intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales de la
Quiacutemicardquo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
36
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece constante
cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los elementos
que hay en 100 g de ese compuesto
Comp de un elem =119899times119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119890119897119890119898119890119899119905119900
119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119888119900119898119901119906119890119904119905119900 x 100
Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la ECUACIOacuteN QUIacuteMICA
En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los compuestos de partida los REACTIVOS y
las de los compuestos obtenidos al final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se
separan por una flecha que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido
global de la transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni cambian su
identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica puesto que el nuacutemero y tipo
de aacutetomos que forman parte de los reactivos es igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los
productos Cuando una ecuacioacuten quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en
los reactivos y en los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este
modo la ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
37
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones de masas
voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la ecuacioacuten quiacutemica
son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en conjunto expresan la
conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten que contempla la conservacioacuten de los
aacutetomos se llama ECUACIOacuteN BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente
con el principio de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las sustancias
podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas de los
reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados por los coeficientes
estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin
embargo puede suceder que las relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los
reactivos no sea estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los reactivos en
exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en defecto se lo denomina
REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite de la cantidad de producto a obtener
En el laboratorio generalmente los reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la
relacioacuten exactamente necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en
exceso y por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto formado estaacute
determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza Para poder sacar
conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario identificar el reactivo limitante que es
el que va a determinar los liacutemites de una reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor
proporcioacuten con respecto a la relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con composiciones
variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras diferentes cuya unioacuten no
produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se
disuelve en otra (solvente) formando una sola fase Los componentes pueden separarse
utilizando procedimientos fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el
solvente o disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el solvente es
el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De acuerdo al estado fiacutesico de
los componentes pueden obtenerse los siguientes tipos de soluciones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
38
Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos sal Si
revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que la sal se disolvioacute
Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado solvente Variacutea con
la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La solubilidad de los soacutelidos en los
liacutequidos es siempre limitada y depende de la naturaleza del solvente de la naturaleza del
soluto de la temperatura y muy poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la
solubilidad de una sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la variacioacuten de la
solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solvente o
cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solucioacuten Siempre indica una
relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y la solucioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
39
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la cantidad
relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente Esta forma de expresioacuten
soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar es que una solucioacuten es maacutes o menos
diluida o maacutes o menos concentrada que otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten
saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que el solvente
puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega maacutes soluto no lo disuelve si
es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido
el exceso queda separado del solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa
si es un gas en un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En
una solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la misma
velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor que la que el
solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido como es el caso
del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto en agua la solubilidad
disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta con el aumento de la presioacuten En el
caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el
gas disuelto pero no se lo ve justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se
visualizan las burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes sustancia que la
correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que la solucioacuten es sobresaturada
Estas soluciones sobresaturadas son inestables pues el exceso de soluto ya sea por
agitacioacuten o enfriamiento tiende a separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten
de gas en liacutequido como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja temperatura
y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a elevada presioacuten Es por
ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten disminuye y el exceso de soluto se
separa de la solucioacuten y aparecen las burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de soluto y
solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de la solucioacuten o
del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso o masa en masa o mm
porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de volumen en volumen V V
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
40
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se quiere indicar que
contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se expresa 8 P V se quiere
indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de soluto y
solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en agua como 1100 la
cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y 100 partes de agua En cambio si
decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V V indica que hay 1ml de metanol por cada
100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
100119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 5119892119903 119889119890 11987011986111990380119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 119909 = 4119892119903 119889119890 119870119861119903
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la etiqueta ldquopara
preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo de la cantidad de
concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
1119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119903119886119889119900 rarr 9119898119897 119889119890 119886119892119906119886111119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119905119903119886119889119900 = 119909 rarr 1000119898119897 119889119890 119886119892119906119886
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta concentracioacuten
o molaridad M corresponde a la relacioacuten
119872 =ndeg moles
Volumen de solucioacuten en litros=
119899
119881(1)
Recuerde que
ndeg moles =119898119886119904119886
119898119886119904119886 119898119900119897119890119888119906119897119886119903=
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)
=119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)(2)
Reemplazando (2) en (1)
119872 =
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897frasl )
V (L) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten conociendo la masa
de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la solucioacuten
Despejando de (3)
119898(119892119903)119872 = 119872 lowast 119872119872(119892119903
119898119900119897frasl ) lowast V (L)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
41
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M ldquoTemas
de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2003 (2ordm
edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio y
ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 - 1 (1ordm
edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA 1977
(8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El Ateneo
Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995 ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA 1977
(2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo Editorial
Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash 1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998 (5ordm
Edicioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
23
ldquosrdquo (del uacuteltimo nivel) yu orbitales ldquodrdquo o ldquofrdquo por lo tanto sus propiedades quiacutemicas dependen
de estos orbitales
Se denominan elementos de transicioacuten porque se consideran como traacutensito entre elementos
metaacutelicos de alta reactividad que forman generalmente bases fuertes (IA y IIA) y los
elementos de menor caraacutecter metaacutelico que poseen maacutes acentuado su tendencia a formar
aacutecidos (IIIA IVA hellip VIIA)
Las propiedades de los elementos de transicioacuten dentro del grupo o familia variacutean en forma
irregular
El grupo VIII B abarca tres columnas (familia del Fe Co y Ni) Los elementos del grupo I B
(Cu Ag Au) asiacute como tambieacuten los elementos del grupo VI B (Cr y Mo) no cumplen la
distribucioacuten electroacutenica como ya se analizaraacute oportunamente
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades Los elementos
de transicioacuten interna (tierras raras) poseen electrones de mayor energiacutea relativa en orbitales
ldquofrdquo y pertenecen al grupo III B a estos se les denomina lantaacutenidos y actiacutenidos cuya
abundancia en la naturaleza es muy escasa y muchas veces solo se encuentran en forma
de trazas combinados con otros elementos razoacuten por lo cual se llama ldquotierras rarasrdquo
Lantaacutenidos (lantanoides) comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio (Z=71) poseen
propiedades semejantes al lantano
Actiacutenidos (actinoides) comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio (Z=103)
poseen propiedades semejantes al actinio
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
24
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace interatoacutemico)
para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos metaacutelicos o covalentes) y
moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los estados condensados de la materia
(soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica)
predominante fuerza eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces quiacutemicos con la
finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute lograr una condicioacuten de mayor
estabilidad En el caso de los aacutetomos la estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su
configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace (energiacutea de
disociacioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
25
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los electrones
de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos) mediante el uso de puntos
o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2) notoacute que cada
aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la estructura electroacutenica del
gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los demaacutes aacutetomos que comparten electrones
al formar enlace quiacutemico llegan a adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no hay que
sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas excepciones las trataremos
posteriormente
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
26
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
27
UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS
Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios
Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula
molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro
Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o foacutermulas que
se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos quiacutemicos Actualmente
la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada (en ingleacutes International Union of
Pure and Applied Chemistry) es la maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica
la cual se encarga de establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos elementos pueden
ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos presenta maacutes
de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de sodio en este ejemplo
(IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las valencias con que
actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la terminacioacuten oso e
ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con un no metal
Con metales ej Na2O2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
28
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la palabra
hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua Son aacutecidos
oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido baacutesico con el
agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto queda con
una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de aacutetomos en
nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos forma compuestos con
propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal tantos
radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
O
H
Na
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
29
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA
HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales
oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro Hidroacutexido (III)
Caracteriacutesticas de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica incolora de
fenolftaleiacutena se vuelve roja
Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando que en la
foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula de Na2O con
una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de otros
metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio Estos dos
aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
30
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua Se denominan
OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales (fluacuteor cloro
bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA ANHIacuteDRIDO POR
ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE IGUALAN ASI
Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL METAL Y AL
FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
31
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno seguacuten
datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14 veces mayor que
la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le asignamos un valor
igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la masa del
aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA DOCEAVA
PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA CANTIDAD SE DENOMINA
UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa
atoacutemica Relativa (A) de un elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor
la masa de un aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de Carbono 12
La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de comparacioacuten la masa de un
aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar como unidad la doceava parte de la masa de
12C son nuacutemeros praacutecticamente iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16
la del H 1008 y la del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee
una masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112 parte del
aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una cantidad expresada
en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es monoatoacutemica 112 parte
de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea (UMA)Entonces masa molecular relativa
(M) de una sustancia es el nuacutemero que expresa cuantas veces es mayor la masa de una
moleacutecula de una sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
32
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina sumando las
masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos constituyen la moleacutecula de esa
sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o de agua es
una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir indistintamente al peso de la
arena a su volumen o a su masa Actualmente la cantidad de materia es una magnitud
diferente de la masa de la materia La cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas
(por ahora aacutetomos y moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone designar al
MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales como
aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas elementales que
pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
33
El nuacutemero de moles es igual pero al ser diferentes las masas de los aacutetomos de cada MOL
las masas de la misma cantidad de materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia cualquiera sea el
lugar donde se la determine
2) ldquoNordmrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg cualquiera
que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que variaraacute seguacuten la
latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas relativas de los
mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un elemento medida en
gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa atoacutemica relativa Ejemplo
La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de moleacuteculas de
sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un nuacutemero igual a su masa
molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono) 44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H
Posee 602 x 1023 aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un gas por la
densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de moleacuteculas del gas o sea el
volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
34
GAS
DENSIDAD (δ)
(gcm3)
m (g) V =119898
120575
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO 1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
d =mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N O en (CNTP)
hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de moleacuteculas de cualquier
sustancia en estado gaseoso en condiciones normales de temperatura y presioacuten (0degC
760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224 litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17 protones
pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el nuacutemero de
neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado exclusivamente por el ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas resultan nuacutemeros
fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es ligeramente diferente cuando se
consideran distinto patrones de unidad (masa del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del
aacutetomo de O2 Si cada elemento tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea
precisamente A (Ndeg entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un aacutetomo de O2
ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones por las cuales se considera
en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es
que de tal modo las masa atoacutemicas de muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a
nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual debe fijarse cuaacutel
de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya masa atoacutemica se considera
exactamente 120000 variedad maacutes estable y abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de diversos isoacutetopos
la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente traduce la mayor o menor
abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten centesimal del elemento) puede
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
35
calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar) Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo
elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y 2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
119860119903 =1199011
1119860 + 11987522119860
100
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias porcentuales 754 y
246 HALLAR SU MASA ATOMICA
119860119903 =754 times 35 + 246 times 37
100= 35492 cong 355
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el mismo ldquoNdeg
MASICOrdquo (A)
Ej Cloro (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A) y diferente
ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas Reaccionantes y otros
llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos experimentales se comproboacute que en estas
reacciones se mantienen relaciones de masas de y volumen que corresponden a las leyes
precisas Las leyes de las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las
sustancias que intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales de la
Quiacutemicardquo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
36
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece constante
cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los elementos
que hay en 100 g de ese compuesto
Comp de un elem =119899times119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119890119897119890119898119890119899119905119900
119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119888119900119898119901119906119890119904119905119900 x 100
Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la ECUACIOacuteN QUIacuteMICA
En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los compuestos de partida los REACTIVOS y
las de los compuestos obtenidos al final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se
separan por una flecha que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido
global de la transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni cambian su
identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica puesto que el nuacutemero y tipo
de aacutetomos que forman parte de los reactivos es igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los
productos Cuando una ecuacioacuten quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en
los reactivos y en los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este
modo la ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
37
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones de masas
voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la ecuacioacuten quiacutemica
son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en conjunto expresan la
conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten que contempla la conservacioacuten de los
aacutetomos se llama ECUACIOacuteN BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente
con el principio de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las sustancias
podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas de los
reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados por los coeficientes
estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin
embargo puede suceder que las relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los
reactivos no sea estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los reactivos en
exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en defecto se lo denomina
REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite de la cantidad de producto a obtener
En el laboratorio generalmente los reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la
relacioacuten exactamente necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en
exceso y por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto formado estaacute
determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza Para poder sacar
conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario identificar el reactivo limitante que es
el que va a determinar los liacutemites de una reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor
proporcioacuten con respecto a la relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con composiciones
variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras diferentes cuya unioacuten no
produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se
disuelve en otra (solvente) formando una sola fase Los componentes pueden separarse
utilizando procedimientos fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el
solvente o disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el solvente es
el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De acuerdo al estado fiacutesico de
los componentes pueden obtenerse los siguientes tipos de soluciones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
38
Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos sal Si
revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que la sal se disolvioacute
Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado solvente Variacutea con
la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La solubilidad de los soacutelidos en los
liacutequidos es siempre limitada y depende de la naturaleza del solvente de la naturaleza del
soluto de la temperatura y muy poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la
solubilidad de una sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la variacioacuten de la
solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solvente o
cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solucioacuten Siempre indica una
relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y la solucioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
39
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la cantidad
relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente Esta forma de expresioacuten
soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar es que una solucioacuten es maacutes o menos
diluida o maacutes o menos concentrada que otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten
saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que el solvente
puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega maacutes soluto no lo disuelve si
es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido
el exceso queda separado del solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa
si es un gas en un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En
una solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la misma
velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor que la que el
solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido como es el caso
del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto en agua la solubilidad
disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta con el aumento de la presioacuten En el
caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el
gas disuelto pero no se lo ve justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se
visualizan las burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes sustancia que la
correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que la solucioacuten es sobresaturada
Estas soluciones sobresaturadas son inestables pues el exceso de soluto ya sea por
agitacioacuten o enfriamiento tiende a separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten
de gas en liacutequido como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja temperatura
y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a elevada presioacuten Es por
ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten disminuye y el exceso de soluto se
separa de la solucioacuten y aparecen las burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de soluto y
solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de la solucioacuten o
del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso o masa en masa o mm
porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de volumen en volumen V V
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
40
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se quiere indicar que
contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se expresa 8 P V se quiere
indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de soluto y
solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en agua como 1100 la
cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y 100 partes de agua En cambio si
decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V V indica que hay 1ml de metanol por cada
100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
100119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 5119892119903 119889119890 11987011986111990380119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 119909 = 4119892119903 119889119890 119870119861119903
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la etiqueta ldquopara
preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo de la cantidad de
concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
1119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119903119886119889119900 rarr 9119898119897 119889119890 119886119892119906119886111119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119905119903119886119889119900 = 119909 rarr 1000119898119897 119889119890 119886119892119906119886
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta concentracioacuten
o molaridad M corresponde a la relacioacuten
119872 =ndeg moles
Volumen de solucioacuten en litros=
119899
119881(1)
Recuerde que
ndeg moles =119898119886119904119886
119898119886119904119886 119898119900119897119890119888119906119897119886119903=
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)
=119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)(2)
Reemplazando (2) en (1)
119872 =
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897frasl )
V (L) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten conociendo la masa
de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la solucioacuten
Despejando de (3)
119898(119892119903)119872 = 119872 lowast 119872119872(119892119903
119898119900119897frasl ) lowast V (L)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
41
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M ldquoTemas
de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2003 (2ordm
edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio y
ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 - 1 (1ordm
edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA 1977
(8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El Ateneo
Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995 ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA 1977
(2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo Editorial
Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash 1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998 (5ordm
Edicioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
24
ENLACE QUIacuteMICO
El enlace quiacutemico es la fuerza que mantiene unidos a los aacutetomos (enlace interatoacutemico)
para formar moleacuteculas o formar sistemas cristalinos (ioacutenicos metaacutelicos o covalentes) y
moleacuteculas (enlace intermolecular) para formar los estados condensados de la materia
(soacutelido y liacutequido) dicha fuerza es de naturaleza electromagneacutetica (eleacutectrica y magneacutetica)
predominante fuerza eleacutectrica
PRINCIPIO FUNDAMENTAL Los aacutetomos y moleacuteculas forman enlaces quiacutemicos con la
finalidad de adquirir un estado de menor energiacutea para asiacute lograr una condicioacuten de mayor
estabilidad En el caso de los aacutetomos la estabilidad se reflejaraacute en un cambio de su
configuracioacuten electroacutenica externa
Veamos la formacioacuten de la moleacutecula de HCl
La misma energiacutea se requiere como miacutenimo para romper o disociar el enlace (energiacutea de
disociacioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
25
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los electrones
de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos) mediante el uso de puntos
o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2) notoacute que cada
aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la estructura electroacutenica del
gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los demaacutes aacutetomos que comparten electrones
al formar enlace quiacutemico llegan a adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no hay que
sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas excepciones las trataremos
posteriormente
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
26
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
27
UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS
Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios
Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula
molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro
Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o foacutermulas que
se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos quiacutemicos Actualmente
la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada (en ingleacutes International Union of
Pure and Applied Chemistry) es la maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica
la cual se encarga de establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos elementos pueden
ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos presenta maacutes
de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de sodio en este ejemplo
(IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las valencias con que
actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la terminacioacuten oso e
ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con un no metal
Con metales ej Na2O2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
28
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la palabra
hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua Son aacutecidos
oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido baacutesico con el
agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto queda con
una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de aacutetomos en
nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos forma compuestos con
propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal tantos
radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
O
H
Na
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
29
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA
HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales
oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro Hidroacutexido (III)
Caracteriacutesticas de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica incolora de
fenolftaleiacutena se vuelve roja
Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando que en la
foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula de Na2O con
una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de otros
metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio Estos dos
aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
30
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua Se denominan
OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales (fluacuteor cloro
bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA ANHIacuteDRIDO POR
ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE IGUALAN ASI
Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL METAL Y AL
FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
31
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno seguacuten
datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14 veces mayor que
la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le asignamos un valor
igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la masa del
aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA DOCEAVA
PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA CANTIDAD SE DENOMINA
UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa
atoacutemica Relativa (A) de un elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor
la masa de un aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de Carbono 12
La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de comparacioacuten la masa de un
aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar como unidad la doceava parte de la masa de
12C son nuacutemeros praacutecticamente iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16
la del H 1008 y la del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee
una masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112 parte del
aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una cantidad expresada
en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es monoatoacutemica 112 parte
de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea (UMA)Entonces masa molecular relativa
(M) de una sustancia es el nuacutemero que expresa cuantas veces es mayor la masa de una
moleacutecula de una sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
32
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina sumando las
masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos constituyen la moleacutecula de esa
sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o de agua es
una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir indistintamente al peso de la
arena a su volumen o a su masa Actualmente la cantidad de materia es una magnitud
diferente de la masa de la materia La cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas
(por ahora aacutetomos y moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone designar al
MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales como
aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas elementales que
pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
33
El nuacutemero de moles es igual pero al ser diferentes las masas de los aacutetomos de cada MOL
las masas de la misma cantidad de materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia cualquiera sea el
lugar donde se la determine
2) ldquoNordmrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg cualquiera
que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que variaraacute seguacuten la
latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas relativas de los
mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un elemento medida en
gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa atoacutemica relativa Ejemplo
La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de moleacuteculas de
sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un nuacutemero igual a su masa
molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono) 44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H
Posee 602 x 1023 aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un gas por la
densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de moleacuteculas del gas o sea el
volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
34
GAS
DENSIDAD (δ)
(gcm3)
m (g) V =119898
120575
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO 1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
d =mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N O en (CNTP)
hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de moleacuteculas de cualquier
sustancia en estado gaseoso en condiciones normales de temperatura y presioacuten (0degC
760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224 litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17 protones
pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el nuacutemero de
neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado exclusivamente por el ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas resultan nuacutemeros
fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es ligeramente diferente cuando se
consideran distinto patrones de unidad (masa del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del
aacutetomo de O2 Si cada elemento tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea
precisamente A (Ndeg entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un aacutetomo de O2
ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones por las cuales se considera
en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es
que de tal modo las masa atoacutemicas de muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a
nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual debe fijarse cuaacutel
de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya masa atoacutemica se considera
exactamente 120000 variedad maacutes estable y abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de diversos isoacutetopos
la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente traduce la mayor o menor
abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten centesimal del elemento) puede
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
35
calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar) Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo
elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y 2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
119860119903 =1199011
1119860 + 11987522119860
100
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias porcentuales 754 y
246 HALLAR SU MASA ATOMICA
119860119903 =754 times 35 + 246 times 37
100= 35492 cong 355
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el mismo ldquoNdeg
MASICOrdquo (A)
Ej Cloro (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A) y diferente
ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas Reaccionantes y otros
llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos experimentales se comproboacute que en estas
reacciones se mantienen relaciones de masas de y volumen que corresponden a las leyes
precisas Las leyes de las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las
sustancias que intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales de la
Quiacutemicardquo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
36
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece constante
cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los elementos
que hay en 100 g de ese compuesto
Comp de un elem =119899times119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119890119897119890119898119890119899119905119900
119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119888119900119898119901119906119890119904119905119900 x 100
Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la ECUACIOacuteN QUIacuteMICA
En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los compuestos de partida los REACTIVOS y
las de los compuestos obtenidos al final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se
separan por una flecha que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido
global de la transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni cambian su
identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica puesto que el nuacutemero y tipo
de aacutetomos que forman parte de los reactivos es igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los
productos Cuando una ecuacioacuten quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en
los reactivos y en los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este
modo la ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
37
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones de masas
voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la ecuacioacuten quiacutemica
son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en conjunto expresan la
conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten que contempla la conservacioacuten de los
aacutetomos se llama ECUACIOacuteN BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente
con el principio de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las sustancias
podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas de los
reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados por los coeficientes
estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin
embargo puede suceder que las relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los
reactivos no sea estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los reactivos en
exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en defecto se lo denomina
REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite de la cantidad de producto a obtener
En el laboratorio generalmente los reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la
relacioacuten exactamente necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en
exceso y por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto formado estaacute
determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza Para poder sacar
conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario identificar el reactivo limitante que es
el que va a determinar los liacutemites de una reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor
proporcioacuten con respecto a la relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con composiciones
variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras diferentes cuya unioacuten no
produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se
disuelve en otra (solvente) formando una sola fase Los componentes pueden separarse
utilizando procedimientos fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el
solvente o disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el solvente es
el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De acuerdo al estado fiacutesico de
los componentes pueden obtenerse los siguientes tipos de soluciones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
38
Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos sal Si
revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que la sal se disolvioacute
Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado solvente Variacutea con
la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La solubilidad de los soacutelidos en los
liacutequidos es siempre limitada y depende de la naturaleza del solvente de la naturaleza del
soluto de la temperatura y muy poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la
solubilidad de una sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la variacioacuten de la
solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solvente o
cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solucioacuten Siempre indica una
relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y la solucioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
39
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la cantidad
relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente Esta forma de expresioacuten
soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar es que una solucioacuten es maacutes o menos
diluida o maacutes o menos concentrada que otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten
saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que el solvente
puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega maacutes soluto no lo disuelve si
es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido
el exceso queda separado del solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa
si es un gas en un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En
una solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la misma
velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor que la que el
solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido como es el caso
del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto en agua la solubilidad
disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta con el aumento de la presioacuten En el
caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el
gas disuelto pero no se lo ve justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se
visualizan las burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes sustancia que la
correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que la solucioacuten es sobresaturada
Estas soluciones sobresaturadas son inestables pues el exceso de soluto ya sea por
agitacioacuten o enfriamiento tiende a separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten
de gas en liacutequido como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja temperatura
y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a elevada presioacuten Es por
ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten disminuye y el exceso de soluto se
separa de la solucioacuten y aparecen las burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de soluto y
solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de la solucioacuten o
del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso o masa en masa o mm
porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de volumen en volumen V V
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
40
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se quiere indicar que
contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se expresa 8 P V se quiere
indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de soluto y
solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en agua como 1100 la
cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y 100 partes de agua En cambio si
decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V V indica que hay 1ml de metanol por cada
100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
100119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 5119892119903 119889119890 11987011986111990380119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 119909 = 4119892119903 119889119890 119870119861119903
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la etiqueta ldquopara
preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo de la cantidad de
concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
1119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119903119886119889119900 rarr 9119898119897 119889119890 119886119892119906119886111119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119905119903119886119889119900 = 119909 rarr 1000119898119897 119889119890 119886119892119906119886
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta concentracioacuten
o molaridad M corresponde a la relacioacuten
119872 =ndeg moles
Volumen de solucioacuten en litros=
119899
119881(1)
Recuerde que
ndeg moles =119898119886119904119886
119898119886119904119886 119898119900119897119890119888119906119897119886119903=
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)
=119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)(2)
Reemplazando (2) en (1)
119872 =
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897frasl )
V (L) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten conociendo la masa
de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la solucioacuten
Despejando de (3)
119898(119892119903)119872 = 119872 lowast 119872119872(119892119903
119898119900119897frasl ) lowast V (L)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
41
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M ldquoTemas
de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2003 (2ordm
edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio y
ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 - 1 (1ordm
edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA 1977
(8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El Ateneo
Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995 ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA 1977
(2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo Editorial
Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash 1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998 (5ordm
Edicioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
25
Con una graacutefica veamos la variacioacuten de energiacutea en la formacioacuten del enlace
NOTACION O FORMULA DE LEWIS Es la representacioacuten convencional de los electrones
de valencia (electrones que intervienen en los enlaces quiacutemicos) mediante el uso de puntos
o aspas que se colocan alrededor del siacutembolo del elemento
En general para los elementos representativos (recordar que el nuacutemero de
grupo indica el nuacutemero de electrones de valencia) tenemos
REGLA DEL OCTETO GN Lewis al estudiar la moleacutecula de hidroacutegeno (H2) notoacute que cada
aacutetomo al compartir electrones adquiere dos electrones o sea la estructura electroacutenica del
gas noble Helio (He) y comproboacute tambieacuten que los demaacutes aacutetomos que comparten electrones
al formar enlace quiacutemico llegan a adquirir la estructura electroacutenica de los gases nobles
Existen muchas e importantes excepciones a la regla del octeto por lo tanto no hay que
sobrevalorar la importancia ni aplicabilidad de esta regla Dichas excepciones las trataremos
posteriormente
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
26
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
27
UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS
Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios
Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula
molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro
Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o foacutermulas que
se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos quiacutemicos Actualmente
la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada (en ingleacutes International Union of
Pure and Applied Chemistry) es la maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica
la cual se encarga de establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos elementos pueden
ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos presenta maacutes
de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de sodio en este ejemplo
(IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las valencias con que
actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la terminacioacuten oso e
ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con un no metal
Con metales ej Na2O2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
28
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la palabra
hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua Son aacutecidos
oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido baacutesico con el
agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto queda con
una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de aacutetomos en
nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos forma compuestos con
propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal tantos
radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
O
H
Na
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
29
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA
HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales
oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro Hidroacutexido (III)
Caracteriacutesticas de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica incolora de
fenolftaleiacutena se vuelve roja
Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando que en la
foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula de Na2O con
una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de otros
metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio Estos dos
aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
30
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua Se denominan
OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales (fluacuteor cloro
bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA ANHIacuteDRIDO POR
ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE IGUALAN ASI
Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL METAL Y AL
FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
31
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno seguacuten
datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14 veces mayor que
la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le asignamos un valor
igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la masa del
aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA DOCEAVA
PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA CANTIDAD SE DENOMINA
UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa
atoacutemica Relativa (A) de un elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor
la masa de un aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de Carbono 12
La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de comparacioacuten la masa de un
aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar como unidad la doceava parte de la masa de
12C son nuacutemeros praacutecticamente iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16
la del H 1008 y la del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee
una masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112 parte del
aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una cantidad expresada
en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es monoatoacutemica 112 parte
de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea (UMA)Entonces masa molecular relativa
(M) de una sustancia es el nuacutemero que expresa cuantas veces es mayor la masa de una
moleacutecula de una sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
32
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina sumando las
masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos constituyen la moleacutecula de esa
sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o de agua es
una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir indistintamente al peso de la
arena a su volumen o a su masa Actualmente la cantidad de materia es una magnitud
diferente de la masa de la materia La cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas
(por ahora aacutetomos y moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone designar al
MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales como
aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas elementales que
pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
33
El nuacutemero de moles es igual pero al ser diferentes las masas de los aacutetomos de cada MOL
las masas de la misma cantidad de materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia cualquiera sea el
lugar donde se la determine
2) ldquoNordmrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg cualquiera
que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que variaraacute seguacuten la
latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas relativas de los
mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un elemento medida en
gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa atoacutemica relativa Ejemplo
La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de moleacuteculas de
sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un nuacutemero igual a su masa
molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono) 44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H
Posee 602 x 1023 aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un gas por la
densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de moleacuteculas del gas o sea el
volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
34
GAS
DENSIDAD (δ)
(gcm3)
m (g) V =119898
120575
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO 1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
d =mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N O en (CNTP)
hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de moleacuteculas de cualquier
sustancia en estado gaseoso en condiciones normales de temperatura y presioacuten (0degC
760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224 litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17 protones
pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el nuacutemero de
neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado exclusivamente por el ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas resultan nuacutemeros
fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es ligeramente diferente cuando se
consideran distinto patrones de unidad (masa del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del
aacutetomo de O2 Si cada elemento tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea
precisamente A (Ndeg entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un aacutetomo de O2
ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones por las cuales se considera
en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es
que de tal modo las masa atoacutemicas de muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a
nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual debe fijarse cuaacutel
de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya masa atoacutemica se considera
exactamente 120000 variedad maacutes estable y abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de diversos isoacutetopos
la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente traduce la mayor o menor
abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten centesimal del elemento) puede
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
35
calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar) Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo
elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y 2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
119860119903 =1199011
1119860 + 11987522119860
100
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias porcentuales 754 y
246 HALLAR SU MASA ATOMICA
119860119903 =754 times 35 + 246 times 37
100= 35492 cong 355
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el mismo ldquoNdeg
MASICOrdquo (A)
Ej Cloro (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A) y diferente
ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas Reaccionantes y otros
llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos experimentales se comproboacute que en estas
reacciones se mantienen relaciones de masas de y volumen que corresponden a las leyes
precisas Las leyes de las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las
sustancias que intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales de la
Quiacutemicardquo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
36
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece constante
cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los elementos
que hay en 100 g de ese compuesto
Comp de un elem =119899times119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119890119897119890119898119890119899119905119900
119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119888119900119898119901119906119890119904119905119900 x 100
Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la ECUACIOacuteN QUIacuteMICA
En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los compuestos de partida los REACTIVOS y
las de los compuestos obtenidos al final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se
separan por una flecha que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido
global de la transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni cambian su
identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica puesto que el nuacutemero y tipo
de aacutetomos que forman parte de los reactivos es igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los
productos Cuando una ecuacioacuten quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en
los reactivos y en los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este
modo la ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
37
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones de masas
voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la ecuacioacuten quiacutemica
son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en conjunto expresan la
conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten que contempla la conservacioacuten de los
aacutetomos se llama ECUACIOacuteN BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente
con el principio de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las sustancias
podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas de los
reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados por los coeficientes
estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin
embargo puede suceder que las relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los
reactivos no sea estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los reactivos en
exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en defecto se lo denomina
REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite de la cantidad de producto a obtener
En el laboratorio generalmente los reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la
relacioacuten exactamente necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en
exceso y por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto formado estaacute
determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza Para poder sacar
conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario identificar el reactivo limitante que es
el que va a determinar los liacutemites de una reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor
proporcioacuten con respecto a la relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con composiciones
variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras diferentes cuya unioacuten no
produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se
disuelve en otra (solvente) formando una sola fase Los componentes pueden separarse
utilizando procedimientos fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el
solvente o disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el solvente es
el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De acuerdo al estado fiacutesico de
los componentes pueden obtenerse los siguientes tipos de soluciones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
38
Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos sal Si
revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que la sal se disolvioacute
Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado solvente Variacutea con
la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La solubilidad de los soacutelidos en los
liacutequidos es siempre limitada y depende de la naturaleza del solvente de la naturaleza del
soluto de la temperatura y muy poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la
solubilidad de una sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la variacioacuten de la
solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solvente o
cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solucioacuten Siempre indica una
relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y la solucioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
39
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la cantidad
relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente Esta forma de expresioacuten
soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar es que una solucioacuten es maacutes o menos
diluida o maacutes o menos concentrada que otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten
saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que el solvente
puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega maacutes soluto no lo disuelve si
es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido
el exceso queda separado del solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa
si es un gas en un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En
una solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la misma
velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor que la que el
solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido como es el caso
del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto en agua la solubilidad
disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta con el aumento de la presioacuten En el
caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el
gas disuelto pero no se lo ve justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se
visualizan las burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes sustancia que la
correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que la solucioacuten es sobresaturada
Estas soluciones sobresaturadas son inestables pues el exceso de soluto ya sea por
agitacioacuten o enfriamiento tiende a separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten
de gas en liacutequido como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja temperatura
y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a elevada presioacuten Es por
ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten disminuye y el exceso de soluto se
separa de la solucioacuten y aparecen las burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de soluto y
solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de la solucioacuten o
del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso o masa en masa o mm
porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de volumen en volumen V V
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
40
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se quiere indicar que
contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se expresa 8 P V se quiere
indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de soluto y
solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en agua como 1100 la
cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y 100 partes de agua En cambio si
decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V V indica que hay 1ml de metanol por cada
100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
100119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 5119892119903 119889119890 11987011986111990380119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 119909 = 4119892119903 119889119890 119870119861119903
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la etiqueta ldquopara
preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo de la cantidad de
concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
1119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119903119886119889119900 rarr 9119898119897 119889119890 119886119892119906119886111119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119905119903119886119889119900 = 119909 rarr 1000119898119897 119889119890 119886119892119906119886
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta concentracioacuten
o molaridad M corresponde a la relacioacuten
119872 =ndeg moles
Volumen de solucioacuten en litros=
119899
119881(1)
Recuerde que
ndeg moles =119898119886119904119886
119898119886119904119886 119898119900119897119890119888119906119897119886119903=
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)
=119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)(2)
Reemplazando (2) en (1)
119872 =
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897frasl )
V (L) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten conociendo la masa
de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la solucioacuten
Despejando de (3)
119898(119892119903)119872 = 119872 lowast 119872119872(119892119903
119898119900119897frasl ) lowast V (L)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
41
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M ldquoTemas
de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2003 (2ordm
edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio y
ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 - 1 (1ordm
edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA 1977
(8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El Ateneo
Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995 ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA 1977
(2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo Editorial
Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash 1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998 (5ordm
Edicioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
26
CLASIFICACION DE ENLACES QUIMICOS
1 Enlaces Interatoacutemicos
Enlace ioacutenico o electrovalente
Enlace covalente
Enlace metaacutelico
2 Enlaces Intermoleculares o Fuerzas de Van der Waals
Enlace dipolo ndash dipolo
Enlace puente de hidroacutegeno
Enlace por fuerzas de London
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
27
UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS
Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios
Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula
molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro
Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o foacutermulas que
se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos quiacutemicos Actualmente
la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada (en ingleacutes International Union of
Pure and Applied Chemistry) es la maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica
la cual se encarga de establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos elementos pueden
ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos presenta maacutes
de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de sodio en este ejemplo
(IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las valencias con que
actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la terminacioacuten oso e
ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con un no metal
Con metales ej Na2O2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
28
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la palabra
hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua Son aacutecidos
oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido baacutesico con el
agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto queda con
una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de aacutetomos en
nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos forma compuestos con
propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal tantos
radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
O
H
Na
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
29
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA
HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales
oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro Hidroacutexido (III)
Caracteriacutesticas de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica incolora de
fenolftaleiacutena se vuelve roja
Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando que en la
foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula de Na2O con
una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de otros
metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio Estos dos
aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
30
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua Se denominan
OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales (fluacuteor cloro
bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA ANHIacuteDRIDO POR
ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE IGUALAN ASI
Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL METAL Y AL
FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
31
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno seguacuten
datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14 veces mayor que
la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le asignamos un valor
igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la masa del
aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA DOCEAVA
PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA CANTIDAD SE DENOMINA
UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa
atoacutemica Relativa (A) de un elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor
la masa de un aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de Carbono 12
La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de comparacioacuten la masa de un
aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar como unidad la doceava parte de la masa de
12C son nuacutemeros praacutecticamente iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16
la del H 1008 y la del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee
una masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112 parte del
aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una cantidad expresada
en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es monoatoacutemica 112 parte
de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea (UMA)Entonces masa molecular relativa
(M) de una sustancia es el nuacutemero que expresa cuantas veces es mayor la masa de una
moleacutecula de una sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
32
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina sumando las
masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos constituyen la moleacutecula de esa
sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o de agua es
una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir indistintamente al peso de la
arena a su volumen o a su masa Actualmente la cantidad de materia es una magnitud
diferente de la masa de la materia La cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas
(por ahora aacutetomos y moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone designar al
MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales como
aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas elementales que
pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
33
El nuacutemero de moles es igual pero al ser diferentes las masas de los aacutetomos de cada MOL
las masas de la misma cantidad de materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia cualquiera sea el
lugar donde se la determine
2) ldquoNordmrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg cualquiera
que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que variaraacute seguacuten la
latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas relativas de los
mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un elemento medida en
gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa atoacutemica relativa Ejemplo
La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de moleacuteculas de
sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un nuacutemero igual a su masa
molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono) 44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H
Posee 602 x 1023 aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un gas por la
densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de moleacuteculas del gas o sea el
volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
34
GAS
DENSIDAD (δ)
(gcm3)
m (g) V =119898
120575
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO 1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
d =mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N O en (CNTP)
hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de moleacuteculas de cualquier
sustancia en estado gaseoso en condiciones normales de temperatura y presioacuten (0degC
760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224 litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17 protones
pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el nuacutemero de
neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado exclusivamente por el ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas resultan nuacutemeros
fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es ligeramente diferente cuando se
consideran distinto patrones de unidad (masa del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del
aacutetomo de O2 Si cada elemento tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea
precisamente A (Ndeg entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un aacutetomo de O2
ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones por las cuales se considera
en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es
que de tal modo las masa atoacutemicas de muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a
nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual debe fijarse cuaacutel
de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya masa atoacutemica se considera
exactamente 120000 variedad maacutes estable y abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de diversos isoacutetopos
la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente traduce la mayor o menor
abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten centesimal del elemento) puede
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
35
calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar) Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo
elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y 2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
119860119903 =1199011
1119860 + 11987522119860
100
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias porcentuales 754 y
246 HALLAR SU MASA ATOMICA
119860119903 =754 times 35 + 246 times 37
100= 35492 cong 355
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el mismo ldquoNdeg
MASICOrdquo (A)
Ej Cloro (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A) y diferente
ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas Reaccionantes y otros
llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos experimentales se comproboacute que en estas
reacciones se mantienen relaciones de masas de y volumen que corresponden a las leyes
precisas Las leyes de las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las
sustancias que intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales de la
Quiacutemicardquo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
36
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece constante
cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los elementos
que hay en 100 g de ese compuesto
Comp de un elem =119899times119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119890119897119890119898119890119899119905119900
119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119888119900119898119901119906119890119904119905119900 x 100
Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la ECUACIOacuteN QUIacuteMICA
En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los compuestos de partida los REACTIVOS y
las de los compuestos obtenidos al final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se
separan por una flecha que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido
global de la transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni cambian su
identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica puesto que el nuacutemero y tipo
de aacutetomos que forman parte de los reactivos es igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los
productos Cuando una ecuacioacuten quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en
los reactivos y en los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este
modo la ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
37
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones de masas
voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la ecuacioacuten quiacutemica
son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en conjunto expresan la
conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten que contempla la conservacioacuten de los
aacutetomos se llama ECUACIOacuteN BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente
con el principio de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las sustancias
podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas de los
reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados por los coeficientes
estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin
embargo puede suceder que las relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los
reactivos no sea estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los reactivos en
exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en defecto se lo denomina
REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite de la cantidad de producto a obtener
En el laboratorio generalmente los reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la
relacioacuten exactamente necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en
exceso y por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto formado estaacute
determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza Para poder sacar
conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario identificar el reactivo limitante que es
el que va a determinar los liacutemites de una reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor
proporcioacuten con respecto a la relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con composiciones
variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras diferentes cuya unioacuten no
produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se
disuelve en otra (solvente) formando una sola fase Los componentes pueden separarse
utilizando procedimientos fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el
solvente o disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el solvente es
el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De acuerdo al estado fiacutesico de
los componentes pueden obtenerse los siguientes tipos de soluciones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
38
Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos sal Si
revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que la sal se disolvioacute
Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado solvente Variacutea con
la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La solubilidad de los soacutelidos en los
liacutequidos es siempre limitada y depende de la naturaleza del solvente de la naturaleza del
soluto de la temperatura y muy poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la
solubilidad de una sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la variacioacuten de la
solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solvente o
cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solucioacuten Siempre indica una
relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y la solucioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
39
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la cantidad
relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente Esta forma de expresioacuten
soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar es que una solucioacuten es maacutes o menos
diluida o maacutes o menos concentrada que otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten
saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que el solvente
puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega maacutes soluto no lo disuelve si
es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido
el exceso queda separado del solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa
si es un gas en un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En
una solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la misma
velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor que la que el
solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido como es el caso
del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto en agua la solubilidad
disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta con el aumento de la presioacuten En el
caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el
gas disuelto pero no se lo ve justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se
visualizan las burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes sustancia que la
correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que la solucioacuten es sobresaturada
Estas soluciones sobresaturadas son inestables pues el exceso de soluto ya sea por
agitacioacuten o enfriamiento tiende a separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten
de gas en liacutequido como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja temperatura
y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a elevada presioacuten Es por
ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten disminuye y el exceso de soluto se
separa de la solucioacuten y aparecen las burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de soluto y
solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de la solucioacuten o
del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso o masa en masa o mm
porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de volumen en volumen V V
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
40
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se quiere indicar que
contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se expresa 8 P V se quiere
indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de soluto y
solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en agua como 1100 la
cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y 100 partes de agua En cambio si
decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V V indica que hay 1ml de metanol por cada
100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
100119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 5119892119903 119889119890 11987011986111990380119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 119909 = 4119892119903 119889119890 119870119861119903
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la etiqueta ldquopara
preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo de la cantidad de
concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
1119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119903119886119889119900 rarr 9119898119897 119889119890 119886119892119906119886111119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119905119903119886119889119900 = 119909 rarr 1000119898119897 119889119890 119886119892119906119886
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta concentracioacuten
o molaridad M corresponde a la relacioacuten
119872 =ndeg moles
Volumen de solucioacuten en litros=
119899
119881(1)
Recuerde que
ndeg moles =119898119886119904119886
119898119886119904119886 119898119900119897119890119888119906119897119886119903=
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)
=119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)(2)
Reemplazando (2) en (1)
119872 =
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897frasl )
V (L) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten conociendo la masa
de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la solucioacuten
Despejando de (3)
119898(119892119903)119872 = 119872 lowast 119872119872(119892119903
119898119900119897frasl ) lowast V (L)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
41
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M ldquoTemas
de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2003 (2ordm
edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio y
ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 - 1 (1ordm
edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA 1977
(8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El Ateneo
Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995 ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA 1977
(2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo Editorial
Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash 1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998 (5ordm
Edicioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
27
UNIDAD N deg III NOMENCLATURA Y REACCIONES QUIacuteMICAS
Nomenclatura inorgaacutenica siacutembolos valencias y foacutermulas Compuestos binarios y ternarios
Estequiometria Peso atoacutemico relativo UMA Peso molecular Foacutermula miacutenima Foacutermula
molecular Atomicidad Composicioacuten centesimal Masa molar Nuacutemero de Avogadro
Volumen volar Soluciones caracteriacutesticas expresiones
NOMENCLATURA
La nomenclatura quiacutemica (del latiacuten nomenclatura) es un conjunto de reglas o foacutermulas que
se utilizan para nombrar todos los elementos y los compuestos quiacutemicos Actualmente
la IUPAC (Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada (en ingleacutes International Union of
Pure and Applied Chemistry) es la maacutexima autoridad en materia de nomenclatura quiacutemica
la cual se encarga de establecer las reglas correspondientes
VALENCIA ES LA CAPACIDAD DE COMBINACION DE LOS ELEMENTOS
COMPUESTOS BINARIOS estaacuten formados por la combinacioacuten de dos elementos pueden
ser
Combinacioacuten de metales con oxiacutegeno oacutexidos baacutesicos
Ej O2 + 2 Na rarr 2 NaO
Se denominan la palabra oxido seguida del nombre del metal si el mismos presenta maacutes
de una valencia se indica con nuacutemeros romanos oxido de sodio en este ejemplo
(IUPAC)
Combinacioacuten con no metales oacutexidos aacutecidos o anhiacutedridos
Ej O2 + S rarr SO2
Las nomenclaturas antiguas utilizan prefijos y sufijos para indicar las valencias con que
actuacutean los elementos
Anteponiendo la palabra anhiacutedridos luego el nombre del no metal con la terminacioacuten oso e
ico que indican menor y mayor valencias respectivas
IUPAC Oacutexido de azufre IV
Combinacioacuten con hidroacutegeno hidruros metaacutelicos y no metaacutelicos
Ej H2 + Na rarr 2 HNa
Su expresioacuten se designa como hidruro seguida del nombre del metal
Hidruros no metaacutelicos poseen nombres propios Metano ndash Silano ndash Amoniaco
Peroacutexidos unioacuten de oxiacutegeno con no metales y metales
H2 + O2 rarr H2O2 peroacutexido de oxigeno o agua oxigenada se da por unioacuten con un no metal
Con metales ej Na2O2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
28
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la palabra
hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua Son aacutecidos
oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido baacutesico con el
agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto queda con
una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de aacutetomos en
nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos forma compuestos con
propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal tantos
radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
O
H
Na
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
29
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA
HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales
oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro Hidroacutexido (III)
Caracteriacutesticas de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica incolora de
fenolftaleiacutena se vuelve roja
Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando que en la
foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula de Na2O con
una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de otros
metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio Estos dos
aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
30
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua Se denominan
OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales (fluacuteor cloro
bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA ANHIacuteDRIDO POR
ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE IGUALAN ASI
Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL METAL Y AL
FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
31
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno seguacuten
datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14 veces mayor que
la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le asignamos un valor
igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la masa del
aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA DOCEAVA
PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA CANTIDAD SE DENOMINA
UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa
atoacutemica Relativa (A) de un elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor
la masa de un aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de Carbono 12
La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de comparacioacuten la masa de un
aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar como unidad la doceava parte de la masa de
12C son nuacutemeros praacutecticamente iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16
la del H 1008 y la del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee
una masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112 parte del
aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una cantidad expresada
en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es monoatoacutemica 112 parte
de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea (UMA)Entonces masa molecular relativa
(M) de una sustancia es el nuacutemero que expresa cuantas veces es mayor la masa de una
moleacutecula de una sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
32
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina sumando las
masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos constituyen la moleacutecula de esa
sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o de agua es
una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir indistintamente al peso de la
arena a su volumen o a su masa Actualmente la cantidad de materia es una magnitud
diferente de la masa de la materia La cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas
(por ahora aacutetomos y moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone designar al
MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales como
aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas elementales que
pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
33
El nuacutemero de moles es igual pero al ser diferentes las masas de los aacutetomos de cada MOL
las masas de la misma cantidad de materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia cualquiera sea el
lugar donde se la determine
2) ldquoNordmrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg cualquiera
que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que variaraacute seguacuten la
latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas relativas de los
mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un elemento medida en
gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa atoacutemica relativa Ejemplo
La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de moleacuteculas de
sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un nuacutemero igual a su masa
molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono) 44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H
Posee 602 x 1023 aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un gas por la
densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de moleacuteculas del gas o sea el
volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
34
GAS
DENSIDAD (δ)
(gcm3)
m (g) V =119898
120575
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO 1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
d =mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N O en (CNTP)
hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de moleacuteculas de cualquier
sustancia en estado gaseoso en condiciones normales de temperatura y presioacuten (0degC
760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224 litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17 protones
pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el nuacutemero de
neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado exclusivamente por el ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas resultan nuacutemeros
fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es ligeramente diferente cuando se
consideran distinto patrones de unidad (masa del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del
aacutetomo de O2 Si cada elemento tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea
precisamente A (Ndeg entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un aacutetomo de O2
ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones por las cuales se considera
en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es
que de tal modo las masa atoacutemicas de muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a
nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual debe fijarse cuaacutel
de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya masa atoacutemica se considera
exactamente 120000 variedad maacutes estable y abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de diversos isoacutetopos
la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente traduce la mayor o menor
abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten centesimal del elemento) puede
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
35
calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar) Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo
elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y 2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
119860119903 =1199011
1119860 + 11987522119860
100
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias porcentuales 754 y
246 HALLAR SU MASA ATOMICA
119860119903 =754 times 35 + 246 times 37
100= 35492 cong 355
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el mismo ldquoNdeg
MASICOrdquo (A)
Ej Cloro (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A) y diferente
ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas Reaccionantes y otros
llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos experimentales se comproboacute que en estas
reacciones se mantienen relaciones de masas de y volumen que corresponden a las leyes
precisas Las leyes de las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las
sustancias que intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales de la
Quiacutemicardquo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
36
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece constante
cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los elementos
que hay en 100 g de ese compuesto
Comp de un elem =119899times119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119890119897119890119898119890119899119905119900
119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119888119900119898119901119906119890119904119905119900 x 100
Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la ECUACIOacuteN QUIacuteMICA
En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los compuestos de partida los REACTIVOS y
las de los compuestos obtenidos al final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se
separan por una flecha que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido
global de la transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni cambian su
identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica puesto que el nuacutemero y tipo
de aacutetomos que forman parte de los reactivos es igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los
productos Cuando una ecuacioacuten quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en
los reactivos y en los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este
modo la ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
37
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones de masas
voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la ecuacioacuten quiacutemica
son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en conjunto expresan la
conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten que contempla la conservacioacuten de los
aacutetomos se llama ECUACIOacuteN BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente
con el principio de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las sustancias
podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas de los
reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados por los coeficientes
estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin
embargo puede suceder que las relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los
reactivos no sea estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los reactivos en
exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en defecto se lo denomina
REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite de la cantidad de producto a obtener
En el laboratorio generalmente los reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la
relacioacuten exactamente necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en
exceso y por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto formado estaacute
determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza Para poder sacar
conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario identificar el reactivo limitante que es
el que va a determinar los liacutemites de una reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor
proporcioacuten con respecto a la relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con composiciones
variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras diferentes cuya unioacuten no
produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se
disuelve en otra (solvente) formando una sola fase Los componentes pueden separarse
utilizando procedimientos fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el
solvente o disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el solvente es
el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De acuerdo al estado fiacutesico de
los componentes pueden obtenerse los siguientes tipos de soluciones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
38
Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos sal Si
revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que la sal se disolvioacute
Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado solvente Variacutea con
la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La solubilidad de los soacutelidos en los
liacutequidos es siempre limitada y depende de la naturaleza del solvente de la naturaleza del
soluto de la temperatura y muy poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la
solubilidad de una sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la variacioacuten de la
solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solvente o
cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solucioacuten Siempre indica una
relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y la solucioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
39
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la cantidad
relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente Esta forma de expresioacuten
soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar es que una solucioacuten es maacutes o menos
diluida o maacutes o menos concentrada que otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten
saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que el solvente
puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega maacutes soluto no lo disuelve si
es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido
el exceso queda separado del solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa
si es un gas en un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En
una solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la misma
velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor que la que el
solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido como es el caso
del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto en agua la solubilidad
disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta con el aumento de la presioacuten En el
caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el
gas disuelto pero no se lo ve justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se
visualizan las burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes sustancia que la
correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que la solucioacuten es sobresaturada
Estas soluciones sobresaturadas son inestables pues el exceso de soluto ya sea por
agitacioacuten o enfriamiento tiende a separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten
de gas en liacutequido como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja temperatura
y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a elevada presioacuten Es por
ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten disminuye y el exceso de soluto se
separa de la solucioacuten y aparecen las burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de soluto y
solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de la solucioacuten o
del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso o masa en masa o mm
porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de volumen en volumen V V
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
40
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se quiere indicar que
contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se expresa 8 P V se quiere
indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de soluto y
solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en agua como 1100 la
cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y 100 partes de agua En cambio si
decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V V indica que hay 1ml de metanol por cada
100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
100119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 5119892119903 119889119890 11987011986111990380119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 119909 = 4119892119903 119889119890 119870119861119903
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la etiqueta ldquopara
preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo de la cantidad de
concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
1119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119903119886119889119900 rarr 9119898119897 119889119890 119886119892119906119886111119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119905119903119886119889119900 = 119909 rarr 1000119898119897 119889119890 119886119892119906119886
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta concentracioacuten
o molaridad M corresponde a la relacioacuten
119872 =ndeg moles
Volumen de solucioacuten en litros=
119899
119881(1)
Recuerde que
ndeg moles =119898119886119904119886
119898119886119904119886 119898119900119897119890119888119906119897119886119903=
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)
=119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)(2)
Reemplazando (2) en (1)
119872 =
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897frasl )
V (L) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten conociendo la masa
de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la solucioacuten
Despejando de (3)
119898(119892119903)119872 = 119872 lowast 119872119872(119892119903
119898119900119897frasl ) lowast V (L)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
41
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M ldquoTemas
de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2003 (2ordm
edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio y
ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 - 1 (1ordm
edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA 1977
(8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El Ateneo
Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995 ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA 1977
(2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo Editorial
Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash 1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998 (5ordm
Edicioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
28
Aacutecidos no oxigenados
Ej HCl cloruro de hidrogeno HF fluoruro de hidrogeno
Su nomenclatura indica la terminacioacuten uro del no metal acompantildeado de la palabra
hidroacutegeno (lo mismo cuando se presentan en estado gaseoso)
COMPUESTOS TERNARIOS RELACIONES DE LOS OXIDOS CON EL AGUA
OXAacuteCIDOS Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido aacutecido con agua Son aacutecidos
oxigenados
Oacutexido Aacutecido + H2O rarr Oxaacutecido
HIDROXIDOS O BASES Son el resultado de la combinacioacuten de un oacutexido baacutesico con el
agua
Oacutexido Baacutesico + Agua rarr Hidroacutexido o Base
Ej Oacutexido de Magnesio + agua rarr Hidroacutexido de magnesio
NOMENCLATURA DE LOS HIDROXIDOS
Los hidroacutexidos se denominan con la palabra Hidroacutexido seguida por el nombre del metal
Oacutexido de Potasio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
Oacutexido de Calcio + H2O rarr Hidroacutexido de Potasio
FORMULA DE LOS HIDROXIDOS
Si a esta moleacutecula le suprimimos ldquoidealmenterdquo un aacutetomo de hidroacutegeno el resto queda con
una valencia libre
El resto se denomina Radical Oxhidrilo Se denomina radical un grupo de aacutetomos en
nuestro caso OH que no estaacute libre y que unidos a otros aacutetomos forma compuestos con
propiedades particulares dadas por el radical
H2O rarr H+ + OH- radical oxhidrilo
Este radical con su valencia libre actuacutea como monovalente OH Radical Oxhidrilo
Para escribir la foacutermula de un hidroacutexido se colocan junto al siacutembolo del metal tantos
radicales como valencias tenga el metal Ej NaOH
O
H
Na
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
29
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA
HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales
oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro Hidroacutexido (III)
Caracteriacutesticas de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica incolora de
fenolftaleiacutena se vuelve roja
Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando que en la
foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula de Na2O con
una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de otros
metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio Estos dos
aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
30
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua Se denominan
OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales (fluacuteor cloro
bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA ANHIacuteDRIDO POR
ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE IGUALAN ASI
Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL METAL Y AL
FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
31
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno seguacuten
datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14 veces mayor que
la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le asignamos un valor
igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la masa del
aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA DOCEAVA
PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA CANTIDAD SE DENOMINA
UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa
atoacutemica Relativa (A) de un elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor
la masa de un aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de Carbono 12
La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de comparacioacuten la masa de un
aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar como unidad la doceava parte de la masa de
12C son nuacutemeros praacutecticamente iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16
la del H 1008 y la del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee
una masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112 parte del
aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una cantidad expresada
en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es monoatoacutemica 112 parte
de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea (UMA)Entonces masa molecular relativa
(M) de una sustancia es el nuacutemero que expresa cuantas veces es mayor la masa de una
moleacutecula de una sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
32
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina sumando las
masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos constituyen la moleacutecula de esa
sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o de agua es
una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir indistintamente al peso de la
arena a su volumen o a su masa Actualmente la cantidad de materia es una magnitud
diferente de la masa de la materia La cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas
(por ahora aacutetomos y moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone designar al
MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales como
aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas elementales que
pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
33
El nuacutemero de moles es igual pero al ser diferentes las masas de los aacutetomos de cada MOL
las masas de la misma cantidad de materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia cualquiera sea el
lugar donde se la determine
2) ldquoNordmrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg cualquiera
que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que variaraacute seguacuten la
latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas relativas de los
mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un elemento medida en
gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa atoacutemica relativa Ejemplo
La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de moleacuteculas de
sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un nuacutemero igual a su masa
molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono) 44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H
Posee 602 x 1023 aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un gas por la
densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de moleacuteculas del gas o sea el
volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
34
GAS
DENSIDAD (δ)
(gcm3)
m (g) V =119898
120575
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO 1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
d =mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N O en (CNTP)
hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de moleacuteculas de cualquier
sustancia en estado gaseoso en condiciones normales de temperatura y presioacuten (0degC
760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224 litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17 protones
pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el nuacutemero de
neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado exclusivamente por el ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas resultan nuacutemeros
fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es ligeramente diferente cuando se
consideran distinto patrones de unidad (masa del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del
aacutetomo de O2 Si cada elemento tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea
precisamente A (Ndeg entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un aacutetomo de O2
ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones por las cuales se considera
en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es
que de tal modo las masa atoacutemicas de muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a
nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual debe fijarse cuaacutel
de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya masa atoacutemica se considera
exactamente 120000 variedad maacutes estable y abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de diversos isoacutetopos
la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente traduce la mayor o menor
abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten centesimal del elemento) puede
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
35
calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar) Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo
elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y 2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
119860119903 =1199011
1119860 + 11987522119860
100
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias porcentuales 754 y
246 HALLAR SU MASA ATOMICA
119860119903 =754 times 35 + 246 times 37
100= 35492 cong 355
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el mismo ldquoNdeg
MASICOrdquo (A)
Ej Cloro (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A) y diferente
ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas Reaccionantes y otros
llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos experimentales se comproboacute que en estas
reacciones se mantienen relaciones de masas de y volumen que corresponden a las leyes
precisas Las leyes de las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las
sustancias que intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales de la
Quiacutemicardquo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
36
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece constante
cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los elementos
que hay en 100 g de ese compuesto
Comp de un elem =119899times119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119890119897119890119898119890119899119905119900
119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119888119900119898119901119906119890119904119905119900 x 100
Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la ECUACIOacuteN QUIacuteMICA
En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los compuestos de partida los REACTIVOS y
las de los compuestos obtenidos al final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se
separan por una flecha que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido
global de la transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni cambian su
identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica puesto que el nuacutemero y tipo
de aacutetomos que forman parte de los reactivos es igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los
productos Cuando una ecuacioacuten quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en
los reactivos y en los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este
modo la ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
37
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones de masas
voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la ecuacioacuten quiacutemica
son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en conjunto expresan la
conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten que contempla la conservacioacuten de los
aacutetomos se llama ECUACIOacuteN BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente
con el principio de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las sustancias
podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas de los
reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados por los coeficientes
estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin
embargo puede suceder que las relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los
reactivos no sea estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los reactivos en
exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en defecto se lo denomina
REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite de la cantidad de producto a obtener
En el laboratorio generalmente los reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la
relacioacuten exactamente necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en
exceso y por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto formado estaacute
determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza Para poder sacar
conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario identificar el reactivo limitante que es
el que va a determinar los liacutemites de una reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor
proporcioacuten con respecto a la relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con composiciones
variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras diferentes cuya unioacuten no
produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se
disuelve en otra (solvente) formando una sola fase Los componentes pueden separarse
utilizando procedimientos fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el
solvente o disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el solvente es
el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De acuerdo al estado fiacutesico de
los componentes pueden obtenerse los siguientes tipos de soluciones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
38
Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos sal Si
revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que la sal se disolvioacute
Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado solvente Variacutea con
la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La solubilidad de los soacutelidos en los
liacutequidos es siempre limitada y depende de la naturaleza del solvente de la naturaleza del
soluto de la temperatura y muy poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la
solubilidad de una sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la variacioacuten de la
solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solvente o
cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solucioacuten Siempre indica una
relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y la solucioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
39
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la cantidad
relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente Esta forma de expresioacuten
soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar es que una solucioacuten es maacutes o menos
diluida o maacutes o menos concentrada que otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten
saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que el solvente
puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega maacutes soluto no lo disuelve si
es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido
el exceso queda separado del solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa
si es un gas en un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En
una solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la misma
velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor que la que el
solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido como es el caso
del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto en agua la solubilidad
disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta con el aumento de la presioacuten En el
caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el
gas disuelto pero no se lo ve justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se
visualizan las burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes sustancia que la
correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que la solucioacuten es sobresaturada
Estas soluciones sobresaturadas son inestables pues el exceso de soluto ya sea por
agitacioacuten o enfriamiento tiende a separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten
de gas en liacutequido como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja temperatura
y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a elevada presioacuten Es por
ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten disminuye y el exceso de soluto se
separa de la solucioacuten y aparecen las burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de soluto y
solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de la solucioacuten o
del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso o masa en masa o mm
porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de volumen en volumen V V
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
40
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se quiere indicar que
contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se expresa 8 P V se quiere
indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de soluto y
solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en agua como 1100 la
cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y 100 partes de agua En cambio si
decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V V indica que hay 1ml de metanol por cada
100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
100119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 5119892119903 119889119890 11987011986111990380119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 119909 = 4119892119903 119889119890 119870119861119903
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la etiqueta ldquopara
preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo de la cantidad de
concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
1119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119903119886119889119900 rarr 9119898119897 119889119890 119886119892119906119886111119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119905119903119886119889119900 = 119909 rarr 1000119898119897 119889119890 119886119892119906119886
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta concentracioacuten
o molaridad M corresponde a la relacioacuten
119872 =ndeg moles
Volumen de solucioacuten en litros=
119899
119881(1)
Recuerde que
ndeg moles =119898119886119904119886
119898119886119904119886 119898119900119897119890119888119906119897119886119903=
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)
=119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)(2)
Reemplazando (2) en (1)
119872 =
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897frasl )
V (L) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten conociendo la masa
de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la solucioacuten
Despejando de (3)
119898(119892119903)119872 = 119872 lowast 119872119872(119892119903
119898119900119897frasl ) lowast V (L)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
41
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M ldquoTemas
de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2003 (2ordm
edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio y
ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 - 1 (1ordm
edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA 1977
(8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El Ateneo
Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995 ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA 1977
(2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo Editorial
Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash 1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998 (5ordm
Edicioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
29
NOMENCLATURA GENERAL DE LOS HIDROXIDOS
FORMULA NOMENCLATURA
HABITUAL
NOMENCLATURA MODERNA IUPAC
Seguacuten el Nordm de radicales
oxhidrilo
Numerales de Stock
KOH Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido de potasio Hidroacutexido
Cu(OH)2 hidroacutexido de cobre Dihidroacutexido Hidroacutexido (II)
Fe(OH)3 hidroacutexido de hierro Trihidroacutexido de hierro Hidroacutexido (III)
Caracteriacutesticas de los hidroacutexidos o bases
La solucioacuten acuosa de las bases produce sensacioacuten jabonosa al tacto
Cambian la coloracioacuten de muchos reactivos la solucioacuten alcohoacutelica incolora de
fenolftaleiacutena se vuelve roja
Al disolverse en agua se disocian liberando iones oxhidrilo (OH-)
Fundidos o en solucioacuten acuosa conducen la corriente eleacutectrica
AJUSTE DE ECUACIONES PARA REPRESENTAR LA FORMACIOacuteN DE HODROXIDOS
1ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES MONOVALENTES
a) Se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido recordando que en la
foacutermula del hidroacutexido hay tantos oxhidrilos como valencias tenga el metal
Na2O + H2O rarr NaOH
b) Se igualan los coeficientes En este caso se observa que una moleacutecula de Na2O con
una moleacutecula de agua forman dos moleacuteculas de NaOH
Na2O + H2O rarr 2 NaOH
Se procede de modo semejante para representar la formacioacuten de hidroacutexidos de otros
metales monovalente por ejemplo Li K etceacutetera
2ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES BIVALENTES
a) se escriben las foacutermulas del oacutexido del agua y del hidroacutexido
CaO + H2O rarr Ca(OH)2
b) Se observa que la ecuacioacuten ya estaacute igualada
c) Anaacutelogamente se procede con el Ba Mg
3ordm OBTENCIOacuteN DE HIDROXIDOS DE METALES TRIVALENTES
a) Escribir foacutermulas del oacutexido del agua y del correspondiente hidroacutexido
Al3O3 +H2O rarr Al(OH)3
b) Se observa que en el primer miembro hay dos aacutetomos de aluminio Estos dos
aacutetomos formaraacuten dos moleacuteculas de hidroacutexido de aluminio
Al3O3 +H2O rarr 2 Al(OH)3
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
30
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua Se denominan
OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales (fluacuteor cloro
bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA ANHIacuteDRIDO POR
ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE IGUALAN ASI
Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL METAL Y AL
FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
31
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno seguacuten
datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14 veces mayor que
la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le asignamos un valor
igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la masa del
aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA DOCEAVA
PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA CANTIDAD SE DENOMINA
UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa
atoacutemica Relativa (A) de un elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor
la masa de un aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de Carbono 12
La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de comparacioacuten la masa de un
aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar como unidad la doceava parte de la masa de
12C son nuacutemeros praacutecticamente iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16
la del H 1008 y la del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee
una masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112 parte del
aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una cantidad expresada
en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es monoatoacutemica 112 parte
de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea (UMA)Entonces masa molecular relativa
(M) de una sustancia es el nuacutemero que expresa cuantas veces es mayor la masa de una
moleacutecula de una sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
32
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina sumando las
masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos constituyen la moleacutecula de esa
sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o de agua es
una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir indistintamente al peso de la
arena a su volumen o a su masa Actualmente la cantidad de materia es una magnitud
diferente de la masa de la materia La cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas
(por ahora aacutetomos y moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone designar al
MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales como
aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas elementales que
pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
33
El nuacutemero de moles es igual pero al ser diferentes las masas de los aacutetomos de cada MOL
las masas de la misma cantidad de materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia cualquiera sea el
lugar donde se la determine
2) ldquoNordmrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg cualquiera
que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que variaraacute seguacuten la
latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas relativas de los
mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un elemento medida en
gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa atoacutemica relativa Ejemplo
La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de moleacuteculas de
sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un nuacutemero igual a su masa
molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono) 44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H
Posee 602 x 1023 aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un gas por la
densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de moleacuteculas del gas o sea el
volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
34
GAS
DENSIDAD (δ)
(gcm3)
m (g) V =119898
120575
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO 1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
d =mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N O en (CNTP)
hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de moleacuteculas de cualquier
sustancia en estado gaseoso en condiciones normales de temperatura y presioacuten (0degC
760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224 litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17 protones
pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el nuacutemero de
neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado exclusivamente por el ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas resultan nuacutemeros
fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es ligeramente diferente cuando se
consideran distinto patrones de unidad (masa del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del
aacutetomo de O2 Si cada elemento tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea
precisamente A (Ndeg entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un aacutetomo de O2
ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones por las cuales se considera
en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es
que de tal modo las masa atoacutemicas de muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a
nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual debe fijarse cuaacutel
de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya masa atoacutemica se considera
exactamente 120000 variedad maacutes estable y abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de diversos isoacutetopos
la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente traduce la mayor o menor
abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten centesimal del elemento) puede
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
35
calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar) Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo
elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y 2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
119860119903 =1199011
1119860 + 11987522119860
100
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias porcentuales 754 y
246 HALLAR SU MASA ATOMICA
119860119903 =754 times 35 + 246 times 37
100= 35492 cong 355
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el mismo ldquoNdeg
MASICOrdquo (A)
Ej Cloro (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A) y diferente
ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas Reaccionantes y otros
llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos experimentales se comproboacute que en estas
reacciones se mantienen relaciones de masas de y volumen que corresponden a las leyes
precisas Las leyes de las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las
sustancias que intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales de la
Quiacutemicardquo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
36
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece constante
cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los elementos
que hay en 100 g de ese compuesto
Comp de un elem =119899times119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119890119897119890119898119890119899119905119900
119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119888119900119898119901119906119890119904119905119900 x 100
Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la ECUACIOacuteN QUIacuteMICA
En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los compuestos de partida los REACTIVOS y
las de los compuestos obtenidos al final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se
separan por una flecha que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido
global de la transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni cambian su
identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica puesto que el nuacutemero y tipo
de aacutetomos que forman parte de los reactivos es igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los
productos Cuando una ecuacioacuten quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en
los reactivos y en los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este
modo la ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
37
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones de masas
voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la ecuacioacuten quiacutemica
son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en conjunto expresan la
conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten que contempla la conservacioacuten de los
aacutetomos se llama ECUACIOacuteN BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente
con el principio de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las sustancias
podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas de los
reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados por los coeficientes
estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin
embargo puede suceder que las relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los
reactivos no sea estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los reactivos en
exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en defecto se lo denomina
REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite de la cantidad de producto a obtener
En el laboratorio generalmente los reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la
relacioacuten exactamente necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en
exceso y por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto formado estaacute
determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza Para poder sacar
conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario identificar el reactivo limitante que es
el que va a determinar los liacutemites de una reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor
proporcioacuten con respecto a la relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con composiciones
variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras diferentes cuya unioacuten no
produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se
disuelve en otra (solvente) formando una sola fase Los componentes pueden separarse
utilizando procedimientos fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el
solvente o disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el solvente es
el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De acuerdo al estado fiacutesico de
los componentes pueden obtenerse los siguientes tipos de soluciones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
38
Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos sal Si
revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que la sal se disolvioacute
Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado solvente Variacutea con
la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La solubilidad de los soacutelidos en los
liacutequidos es siempre limitada y depende de la naturaleza del solvente de la naturaleza del
soluto de la temperatura y muy poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la
solubilidad de una sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la variacioacuten de la
solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solvente o
cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solucioacuten Siempre indica una
relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y la solucioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
39
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la cantidad
relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente Esta forma de expresioacuten
soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar es que una solucioacuten es maacutes o menos
diluida o maacutes o menos concentrada que otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten
saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que el solvente
puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega maacutes soluto no lo disuelve si
es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido
el exceso queda separado del solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa
si es un gas en un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En
una solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la misma
velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor que la que el
solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido como es el caso
del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto en agua la solubilidad
disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta con el aumento de la presioacuten En el
caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el
gas disuelto pero no se lo ve justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se
visualizan las burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes sustancia que la
correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que la solucioacuten es sobresaturada
Estas soluciones sobresaturadas son inestables pues el exceso de soluto ya sea por
agitacioacuten o enfriamiento tiende a separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten
de gas en liacutequido como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja temperatura
y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a elevada presioacuten Es por
ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten disminuye y el exceso de soluto se
separa de la solucioacuten y aparecen las burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de soluto y
solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de la solucioacuten o
del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso o masa en masa o mm
porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de volumen en volumen V V
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
40
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se quiere indicar que
contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se expresa 8 P V se quiere
indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de soluto y
solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en agua como 1100 la
cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y 100 partes de agua En cambio si
decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V V indica que hay 1ml de metanol por cada
100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
100119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 5119892119903 119889119890 11987011986111990380119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 119909 = 4119892119903 119889119890 119870119861119903
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la etiqueta ldquopara
preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo de la cantidad de
concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
1119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119903119886119889119900 rarr 9119898119897 119889119890 119886119892119906119886111119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119905119903119886119889119900 = 119909 rarr 1000119898119897 119889119890 119886119892119906119886
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta concentracioacuten
o molaridad M corresponde a la relacioacuten
119872 =ndeg moles
Volumen de solucioacuten en litros=
119899
119881(1)
Recuerde que
ndeg moles =119898119886119904119886
119898119886119904119886 119898119900119897119890119888119906119897119886119903=
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)
=119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)(2)
Reemplazando (2) en (1)
119872 =
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897frasl )
V (L) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten conociendo la masa
de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la solucioacuten
Despejando de (3)
119898(119892119903)119872 = 119872 lowast 119872119872(119892119903
119898119900119897frasl ) lowast V (L)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
41
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M ldquoTemas
de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2003 (2ordm
edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio y
ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 - 1 (1ordm
edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA 1977
(8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El Ateneo
Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995 ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA 1977
(2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo Editorial
Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash 1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998 (5ordm
Edicioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
30
c) Para logra la igualacioacuten total se necesitan 3 moleacuteculas de agua
Al3O3 + 3 H2O rarr 2 Al(OH)3
ACIDOS - EXISTEN DOS CLASES
a) los que se obtienen combinando oacutexidos aacutecidos (anhiacutedridos) con agua Se denominan
OXOACIDOS
b) los que se obtienen disolviendo en agua hidruros de los no metales (fluacuteor cloro
bromo yodo y azufre Se denominan HIDRAacuteCIDOS
Los oxoaacutecidos resultan de combinar un anhiacutedrido u oacutexido aacutecido con agua
Oxido aacutecido anhiacutedrido + H2O rarr OXOACIDO
PARA NOMBRAR UN OXOACIDO SE REEMPLAZA LA PALABRA ANHIacuteDRIDO POR
ACIDO EJEMPLO
Anhiacutedrido carboacutenico + H2O rarr aacutecido carboacutenico
Anhiacutedrido sulfuacuterico + H2O rarr aacutecido sulfuacuterico
Anhiacutedrido cloacuterico + H2O rarr aacutecido cloacuterico
Veamos coacutemo obtener las foacutermulas de los OXOACIDOS
CO2 + H2O rarr H2CO3
DIOXIDO DE CARBONO ACIDO CARBONICO
(ANHIacuteDRIDO CARBOacuteNICO)
SO2 + H2O rarr H2SO3
ANHIacuteDRIDO SULFUROSO ACIDO SULFUROSO
(DIOacuteXIDO DE AZUFRE)
SO3 + H2O rarr H2SO4
ANHIacuteDRIDO SULFUacuteRICO ACIDO SULFURICO
(TRIOXIDO DE AZUFRE)
Cl2O + H2O rarr H2CL2O2
ANHIacuteDRIDO HIPOCLOROSO ACIDO HIPOCLOROSO
(MONOacuteXIDO DE DICLORO)
EN ESTE CASO COMO LOS SUBIacuteNDICES SON MUacuteLTIPLOS DE 2 SE IGUALAN ASI
Cl2O + H2O rarr 2 HClO
EN LOS OXOACIDOS PRIMERO SE ESCRIBE EL HIDROacuteGENO LUEGO EL METAL Y AL
FINAL EL OXIacuteGENO
ACIDOS DEL MANGANESO
MnVI + H2O rarr H2 (1+1) Mn (6) O4
(-2) 2 + 6 dividido 2 = 4
Mn(VII)2O7 + H2O rarr 2 HMnO4 (1H + 1H) + Mn7 = 82 = 4 del oxiacutegeno
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
31
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno seguacuten
datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14 veces mayor que
la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le asignamos un valor
igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la masa del
aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA DOCEAVA
PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA CANTIDAD SE DENOMINA
UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa
atoacutemica Relativa (A) de un elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor
la masa de un aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de Carbono 12
La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de comparacioacuten la masa de un
aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar como unidad la doceava parte de la masa de
12C son nuacutemeros praacutecticamente iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16
la del H 1008 y la del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee
una masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112 parte del
aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una cantidad expresada
en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es monoatoacutemica 112 parte
de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea (UMA)Entonces masa molecular relativa
(M) de una sustancia es el nuacutemero que expresa cuantas veces es mayor la masa de una
moleacutecula de una sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
32
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina sumando las
masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos constituyen la moleacutecula de esa
sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o de agua es
una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir indistintamente al peso de la
arena a su volumen o a su masa Actualmente la cantidad de materia es una magnitud
diferente de la masa de la materia La cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas
(por ahora aacutetomos y moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone designar al
MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales como
aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas elementales que
pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
33
El nuacutemero de moles es igual pero al ser diferentes las masas de los aacutetomos de cada MOL
las masas de la misma cantidad de materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia cualquiera sea el
lugar donde se la determine
2) ldquoNordmrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg cualquiera
que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que variaraacute seguacuten la
latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas relativas de los
mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un elemento medida en
gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa atoacutemica relativa Ejemplo
La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de moleacuteculas de
sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un nuacutemero igual a su masa
molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono) 44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H
Posee 602 x 1023 aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un gas por la
densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de moleacuteculas del gas o sea el
volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
34
GAS
DENSIDAD (δ)
(gcm3)
m (g) V =119898
120575
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO 1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
d =mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N O en (CNTP)
hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de moleacuteculas de cualquier
sustancia en estado gaseoso en condiciones normales de temperatura y presioacuten (0degC
760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224 litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17 protones
pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el nuacutemero de
neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado exclusivamente por el ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas resultan nuacutemeros
fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es ligeramente diferente cuando se
consideran distinto patrones de unidad (masa del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del
aacutetomo de O2 Si cada elemento tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea
precisamente A (Ndeg entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un aacutetomo de O2
ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones por las cuales se considera
en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es
que de tal modo las masa atoacutemicas de muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a
nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual debe fijarse cuaacutel
de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya masa atoacutemica se considera
exactamente 120000 variedad maacutes estable y abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de diversos isoacutetopos
la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente traduce la mayor o menor
abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten centesimal del elemento) puede
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
35
calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar) Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo
elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y 2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
119860119903 =1199011
1119860 + 11987522119860
100
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias porcentuales 754 y
246 HALLAR SU MASA ATOMICA
119860119903 =754 times 35 + 246 times 37
100= 35492 cong 355
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el mismo ldquoNdeg
MASICOrdquo (A)
Ej Cloro (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A) y diferente
ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas Reaccionantes y otros
llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos experimentales se comproboacute que en estas
reacciones se mantienen relaciones de masas de y volumen que corresponden a las leyes
precisas Las leyes de las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las
sustancias que intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales de la
Quiacutemicardquo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
36
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece constante
cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los elementos
que hay en 100 g de ese compuesto
Comp de un elem =119899times119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119890119897119890119898119890119899119905119900
119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119888119900119898119901119906119890119904119905119900 x 100
Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la ECUACIOacuteN QUIacuteMICA
En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los compuestos de partida los REACTIVOS y
las de los compuestos obtenidos al final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se
separan por una flecha que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido
global de la transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni cambian su
identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica puesto que el nuacutemero y tipo
de aacutetomos que forman parte de los reactivos es igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los
productos Cuando una ecuacioacuten quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en
los reactivos y en los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este
modo la ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
37
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones de masas
voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la ecuacioacuten quiacutemica
son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en conjunto expresan la
conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten que contempla la conservacioacuten de los
aacutetomos se llama ECUACIOacuteN BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente
con el principio de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las sustancias
podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas de los
reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados por los coeficientes
estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin
embargo puede suceder que las relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los
reactivos no sea estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los reactivos en
exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en defecto se lo denomina
REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite de la cantidad de producto a obtener
En el laboratorio generalmente los reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la
relacioacuten exactamente necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en
exceso y por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto formado estaacute
determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza Para poder sacar
conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario identificar el reactivo limitante que es
el que va a determinar los liacutemites de una reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor
proporcioacuten con respecto a la relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con composiciones
variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras diferentes cuya unioacuten no
produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se
disuelve en otra (solvente) formando una sola fase Los componentes pueden separarse
utilizando procedimientos fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el
solvente o disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el solvente es
el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De acuerdo al estado fiacutesico de
los componentes pueden obtenerse los siguientes tipos de soluciones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
38
Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos sal Si
revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que la sal se disolvioacute
Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado solvente Variacutea con
la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La solubilidad de los soacutelidos en los
liacutequidos es siempre limitada y depende de la naturaleza del solvente de la naturaleza del
soluto de la temperatura y muy poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la
solubilidad de una sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la variacioacuten de la
solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solvente o
cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solucioacuten Siempre indica una
relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y la solucioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
39
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la cantidad
relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente Esta forma de expresioacuten
soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar es que una solucioacuten es maacutes o menos
diluida o maacutes o menos concentrada que otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten
saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que el solvente
puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega maacutes soluto no lo disuelve si
es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido
el exceso queda separado del solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa
si es un gas en un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En
una solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la misma
velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor que la que el
solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido como es el caso
del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto en agua la solubilidad
disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta con el aumento de la presioacuten En el
caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el
gas disuelto pero no se lo ve justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se
visualizan las burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes sustancia que la
correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que la solucioacuten es sobresaturada
Estas soluciones sobresaturadas son inestables pues el exceso de soluto ya sea por
agitacioacuten o enfriamiento tiende a separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten
de gas en liacutequido como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja temperatura
y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a elevada presioacuten Es por
ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten disminuye y el exceso de soluto se
separa de la solucioacuten y aparecen las burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de soluto y
solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de la solucioacuten o
del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso o masa en masa o mm
porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de volumen en volumen V V
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
40
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se quiere indicar que
contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se expresa 8 P V se quiere
indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de soluto y
solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en agua como 1100 la
cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y 100 partes de agua En cambio si
decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V V indica que hay 1ml de metanol por cada
100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
100119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 5119892119903 119889119890 11987011986111990380119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 119909 = 4119892119903 119889119890 119870119861119903
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la etiqueta ldquopara
preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo de la cantidad de
concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
1119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119903119886119889119900 rarr 9119898119897 119889119890 119886119892119906119886111119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119905119903119886119889119900 = 119909 rarr 1000119898119897 119889119890 119886119892119906119886
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta concentracioacuten
o molaridad M corresponde a la relacioacuten
119872 =ndeg moles
Volumen de solucioacuten en litros=
119899
119881(1)
Recuerde que
ndeg moles =119898119886119904119886
119898119886119904119886 119898119900119897119890119888119906119897119886119903=
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)
=119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)(2)
Reemplazando (2) en (1)
119872 =
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897frasl )
V (L) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten conociendo la masa
de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la solucioacuten
Despejando de (3)
119898(119892119903)119872 = 119872 lowast 119872119872(119892119903
119898119900119897frasl ) lowast V (L)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
41
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M ldquoTemas
de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2003 (2ordm
edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio y
ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 - 1 (1ordm
edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA 1977
(8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El Ateneo
Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995 ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA 1977
(2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo Editorial
Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash 1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998 (5ordm
Edicioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
31
MASA ATOMICA RELATIVA (A) O PESO ATOacuteMICO RELATIVO (A)
Masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno 23268 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Carbono 19933 x 10-23 g
Masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 g
Cantidades pequentildeas que dificultan trabajar con ellas
Explicacioacuten del concepto
1) Relacioacuten entre un aacutetomo de Nitroacutegeno y la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno seguacuten
datos indicados maacutes arriba
MN = 23268 x 10-23 ≙ 14 Ndeg abstracto
MH = 1674 x 10-24
2) Este cociente nos indica que la masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno es 14 veces mayor que
la de un aacutetomo de Hidroacutegeno
3) Si al valor de la masa de un aacutetomo de Hidroacutegeno 1674 x 10-24 le asignamos un valor
igual a 1 la a masa de un aacutetomo de Nitroacutegeno seraacute 14
4) 14 es la masa atoacutemica relativa del aacutetomo de Nitroacutegeno con respecto a la masa del
aacutetomo de Hidroacutegeno
A PARTIR DE 1961 SE ADOPTO COMO UNIDADA DE MASA ATOMICA LA DOCEAVA
PARTE DE LA MASA DE EL ATOMO DE CARBONO 12 ESTA CANTIDAD SE DENOMINA
UNIDAD DE MASA ATOMICA UMA DE ACUERDO CON ESTA CONVENCION Masa
atoacutemica Relativa (A) de un elemento es el ldquoNdeg abstractordquo que indica cuantas veces es mayor
la masa de un aacutetomo de ese elemento que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Ndeg abstracto Ax = Masa de un aacutetomo de elemento x 112 masa de un aacutetomo de Carbono 12
La masa atoacutemica de un elemento tomando como unidad de comparacioacuten la masa de un
aacutetomo de Hidroacutegeno y la que resulta de tomar como unidad la doceava parte de la masa de
12C son nuacutemeros praacutecticamente iguales Decir que la masa atoacutemica relativa del O es la 16
la del H 1008 y la del N 14 significa que cada aacutetomo de cada uno de esos elementos posee
una masa de 16 1008 14 veces mayor respectivamente que la masa de 112 parte del
aacutetomo de Carbono
LA MASA ATOacuteMICA RELATIVA (A) ES UN Ndeg ABSTRACTO (indica nuacutemero de veces)
LA MASA DEL AacuteTOMO DE UN ELEMENTO ES UN Ndeg concreto Es una cantidad expresada
en gramos masa
MASA MOLECULAR RELATIVA (M) La moleacutecula de Carbono es monoatoacutemica 112 parte
de su moleacutecula es la 112 parte de su aacutetomo o sea (UMA)Entonces masa molecular relativa
(M) de una sustancia es el nuacutemero que expresa cuantas veces es mayor la masa de una
moleacutecula de una sustancia que la unidad de masa atoacutemica (UMA)
Agua H2O 2 AH = 2 1 = 2
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
32
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina sumando las
masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos constituyen la moleacutecula de esa
sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o de agua es
una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir indistintamente al peso de la
arena a su volumen o a su masa Actualmente la cantidad de materia es una magnitud
diferente de la masa de la materia La cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas
(por ahora aacutetomos y moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone designar al
MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales como
aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas elementales que
pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
33
El nuacutemero de moles es igual pero al ser diferentes las masas de los aacutetomos de cada MOL
las masas de la misma cantidad de materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia cualquiera sea el
lugar donde se la determine
2) ldquoNordmrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg cualquiera
que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que variaraacute seguacuten la
latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas relativas de los
mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un elemento medida en
gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa atoacutemica relativa Ejemplo
La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de moleacuteculas de
sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un nuacutemero igual a su masa
molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono) 44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H
Posee 602 x 1023 aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un gas por la
densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de moleacuteculas del gas o sea el
volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
34
GAS
DENSIDAD (δ)
(gcm3)
m (g) V =119898
120575
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO 1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
d =mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N O en (CNTP)
hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de moleacuteculas de cualquier
sustancia en estado gaseoso en condiciones normales de temperatura y presioacuten (0degC
760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224 litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17 protones
pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el nuacutemero de
neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado exclusivamente por el ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas resultan nuacutemeros
fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es ligeramente diferente cuando se
consideran distinto patrones de unidad (masa del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del
aacutetomo de O2 Si cada elemento tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea
precisamente A (Ndeg entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un aacutetomo de O2
ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones por las cuales se considera
en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es
que de tal modo las masa atoacutemicas de muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a
nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual debe fijarse cuaacutel
de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya masa atoacutemica se considera
exactamente 120000 variedad maacutes estable y abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de diversos isoacutetopos
la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente traduce la mayor o menor
abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten centesimal del elemento) puede
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
35
calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar) Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo
elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y 2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
119860119903 =1199011
1119860 + 11987522119860
100
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias porcentuales 754 y
246 HALLAR SU MASA ATOMICA
119860119903 =754 times 35 + 246 times 37
100= 35492 cong 355
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el mismo ldquoNdeg
MASICOrdquo (A)
Ej Cloro (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A) y diferente
ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas Reaccionantes y otros
llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos experimentales se comproboacute que en estas
reacciones se mantienen relaciones de masas de y volumen que corresponden a las leyes
precisas Las leyes de las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las
sustancias que intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales de la
Quiacutemicardquo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
36
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece constante
cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los elementos
que hay en 100 g de ese compuesto
Comp de un elem =119899times119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119890119897119890119898119890119899119905119900
119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119888119900119898119901119906119890119904119905119900 x 100
Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la ECUACIOacuteN QUIacuteMICA
En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los compuestos de partida los REACTIVOS y
las de los compuestos obtenidos al final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se
separan por una flecha que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido
global de la transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni cambian su
identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica puesto que el nuacutemero y tipo
de aacutetomos que forman parte de los reactivos es igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los
productos Cuando una ecuacioacuten quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en
los reactivos y en los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este
modo la ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
37
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones de masas
voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la ecuacioacuten quiacutemica
son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en conjunto expresan la
conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten que contempla la conservacioacuten de los
aacutetomos se llama ECUACIOacuteN BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente
con el principio de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las sustancias
podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas de los
reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados por los coeficientes
estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin
embargo puede suceder que las relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los
reactivos no sea estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los reactivos en
exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en defecto se lo denomina
REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite de la cantidad de producto a obtener
En el laboratorio generalmente los reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la
relacioacuten exactamente necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en
exceso y por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto formado estaacute
determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza Para poder sacar
conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario identificar el reactivo limitante que es
el que va a determinar los liacutemites de una reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor
proporcioacuten con respecto a la relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con composiciones
variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras diferentes cuya unioacuten no
produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se
disuelve en otra (solvente) formando una sola fase Los componentes pueden separarse
utilizando procedimientos fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el
solvente o disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el solvente es
el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De acuerdo al estado fiacutesico de
los componentes pueden obtenerse los siguientes tipos de soluciones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
38
Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos sal Si
revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que la sal se disolvioacute
Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado solvente Variacutea con
la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La solubilidad de los soacutelidos en los
liacutequidos es siempre limitada y depende de la naturaleza del solvente de la naturaleza del
soluto de la temperatura y muy poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la
solubilidad de una sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la variacioacuten de la
solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solvente o
cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solucioacuten Siempre indica una
relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y la solucioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
39
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la cantidad
relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente Esta forma de expresioacuten
soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar es que una solucioacuten es maacutes o menos
diluida o maacutes o menos concentrada que otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten
saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que el solvente
puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega maacutes soluto no lo disuelve si
es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido
el exceso queda separado del solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa
si es un gas en un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En
una solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la misma
velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor que la que el
solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido como es el caso
del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto en agua la solubilidad
disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta con el aumento de la presioacuten En el
caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el
gas disuelto pero no se lo ve justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se
visualizan las burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes sustancia que la
correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que la solucioacuten es sobresaturada
Estas soluciones sobresaturadas son inestables pues el exceso de soluto ya sea por
agitacioacuten o enfriamiento tiende a separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten
de gas en liacutequido como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja temperatura
y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a elevada presioacuten Es por
ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten disminuye y el exceso de soluto se
separa de la solucioacuten y aparecen las burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de soluto y
solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de la solucioacuten o
del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso o masa en masa o mm
porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de volumen en volumen V V
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
40
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se quiere indicar que
contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se expresa 8 P V se quiere
indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de soluto y
solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en agua como 1100 la
cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y 100 partes de agua En cambio si
decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V V indica que hay 1ml de metanol por cada
100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
100119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 5119892119903 119889119890 11987011986111990380119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 119909 = 4119892119903 119889119890 119870119861119903
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la etiqueta ldquopara
preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo de la cantidad de
concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
1119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119903119886119889119900 rarr 9119898119897 119889119890 119886119892119906119886111119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119905119903119886119889119900 = 119909 rarr 1000119898119897 119889119890 119886119892119906119886
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta concentracioacuten
o molaridad M corresponde a la relacioacuten
119872 =ndeg moles
Volumen de solucioacuten en litros=
119899
119881(1)
Recuerde que
ndeg moles =119898119886119904119886
119898119886119904119886 119898119900119897119890119888119906119897119886119903=
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)
=119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)(2)
Reemplazando (2) en (1)
119872 =
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897frasl )
V (L) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten conociendo la masa
de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la solucioacuten
Despejando de (3)
119898(119892119903)119872 = 119872 lowast 119872119872(119892119903
119898119900119897frasl ) lowast V (L)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
41
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M ldquoTemas
de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2003 (2ordm
edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio y
ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 - 1 (1ordm
edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA 1977
(8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El Ateneo
Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995 ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA 1977
(2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo Editorial
Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash 1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998 (5ordm
Edicioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
32
1 AO = 16 1 = 16
M H2O = 18
Conclusioacuten la masa Molecular Relativa (M) de una sustancia se determina sumando las
masas atoacutemicas relativas (A) de los elementos cuyos aacutetomos constituyen la moleacutecula de esa
sustancia
CANTIDAD DE MATERIA EL ldquoMOLrdquo
De acuerdo con el lenguaje empleado en la vida diaria una porcioacuten de arena o de agua es
una cantidad de materia El teacutermino cantidad se puede referir indistintamente al peso de la
arena a su volumen o a su masa Actualmente la cantidad de materia es una magnitud
diferente de la masa de la materia La cantidad de materia se refiere al nuacutemero de partiacuteculas
(por ahora aacutetomos y moleacuteculas) que componen determinada materia Siendo la cantidad una
magnitud debe tener su correspondiente unidad
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
Longitud Metro M
Tiempo Segundo S
Masa Kg Masa Kg
Peso o fuerza Kg Fuerza o Newton Kg N
Cantidad de materia MOL MOL
EL MOL La unioacuten internacional de quiacutemica pura y aplicada (IUPAC) propone designar al
MOL como unidad de medida de cantidad de materia
1) MOL es la cantidad de materia que contiene tantas partiacuteculas elementales como
aacutetomos hay en (12g) de Carbono 12
2) Cuando se aplican la unidad MOL deben especificarse las partiacuteculas elementales que
pueden ser aacutetomos moleacuteculas electrones u otras
CANTIDAD DE MATERIA MASAS DIFERENTES
1 MOL de aacutetomos de Nitroacutegeno
1 MOL de aacutetomos de Oxiacutegeno 6 02 x 10 23 igual cantidad de materia
1 MOL de aacutetomos de Cloro
PERO
MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL ne MASA DE 1 MOL
de aacutetomos de N de aacutetomos de O de aacutetomos de Cloro
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
33
El nuacutemero de moles es igual pero al ser diferentes las masas de los aacutetomos de cada MOL
las masas de la misma cantidad de materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia cualquiera sea el
lugar donde se la determine
2) ldquoNordmrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg cualquiera
que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que variaraacute seguacuten la
latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas relativas de los
mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un elemento medida en
gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa atoacutemica relativa Ejemplo
La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de moleacuteculas de
sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un nuacutemero igual a su masa
molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono) 44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H
Posee 602 x 1023 aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un gas por la
densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de moleacuteculas del gas o sea el
volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
34
GAS
DENSIDAD (δ)
(gcm3)
m (g) V =119898
120575
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO 1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
d =mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N O en (CNTP)
hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de moleacuteculas de cualquier
sustancia en estado gaseoso en condiciones normales de temperatura y presioacuten (0degC
760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224 litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17 protones
pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el nuacutemero de
neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado exclusivamente por el ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas resultan nuacutemeros
fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es ligeramente diferente cuando se
consideran distinto patrones de unidad (masa del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del
aacutetomo de O2 Si cada elemento tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea
precisamente A (Ndeg entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un aacutetomo de O2
ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones por las cuales se considera
en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es
que de tal modo las masa atoacutemicas de muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a
nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual debe fijarse cuaacutel
de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya masa atoacutemica se considera
exactamente 120000 variedad maacutes estable y abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de diversos isoacutetopos
la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente traduce la mayor o menor
abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten centesimal del elemento) puede
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
35
calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar) Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo
elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y 2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
119860119903 =1199011
1119860 + 11987522119860
100
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias porcentuales 754 y
246 HALLAR SU MASA ATOMICA
119860119903 =754 times 35 + 246 times 37
100= 35492 cong 355
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el mismo ldquoNdeg
MASICOrdquo (A)
Ej Cloro (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A) y diferente
ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas Reaccionantes y otros
llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos experimentales se comproboacute que en estas
reacciones se mantienen relaciones de masas de y volumen que corresponden a las leyes
precisas Las leyes de las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las
sustancias que intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales de la
Quiacutemicardquo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
36
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece constante
cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los elementos
que hay en 100 g de ese compuesto
Comp de un elem =119899times119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119890119897119890119898119890119899119905119900
119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119888119900119898119901119906119890119904119905119900 x 100
Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la ECUACIOacuteN QUIacuteMICA
En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los compuestos de partida los REACTIVOS y
las de los compuestos obtenidos al final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se
separan por una flecha que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido
global de la transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni cambian su
identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica puesto que el nuacutemero y tipo
de aacutetomos que forman parte de los reactivos es igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los
productos Cuando una ecuacioacuten quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en
los reactivos y en los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este
modo la ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
37
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones de masas
voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la ecuacioacuten quiacutemica
son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en conjunto expresan la
conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten que contempla la conservacioacuten de los
aacutetomos se llama ECUACIOacuteN BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente
con el principio de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las sustancias
podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas de los
reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados por los coeficientes
estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin
embargo puede suceder que las relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los
reactivos no sea estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los reactivos en
exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en defecto se lo denomina
REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite de la cantidad de producto a obtener
En el laboratorio generalmente los reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la
relacioacuten exactamente necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en
exceso y por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto formado estaacute
determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza Para poder sacar
conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario identificar el reactivo limitante que es
el que va a determinar los liacutemites de una reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor
proporcioacuten con respecto a la relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con composiciones
variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras diferentes cuya unioacuten no
produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se
disuelve en otra (solvente) formando una sola fase Los componentes pueden separarse
utilizando procedimientos fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el
solvente o disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el solvente es
el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De acuerdo al estado fiacutesico de
los componentes pueden obtenerse los siguientes tipos de soluciones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
38
Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos sal Si
revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que la sal se disolvioacute
Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado solvente Variacutea con
la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La solubilidad de los soacutelidos en los
liacutequidos es siempre limitada y depende de la naturaleza del solvente de la naturaleza del
soluto de la temperatura y muy poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la
solubilidad de una sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la variacioacuten de la
solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solvente o
cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solucioacuten Siempre indica una
relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y la solucioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
39
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la cantidad
relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente Esta forma de expresioacuten
soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar es que una solucioacuten es maacutes o menos
diluida o maacutes o menos concentrada que otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten
saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que el solvente
puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega maacutes soluto no lo disuelve si
es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido
el exceso queda separado del solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa
si es un gas en un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En
una solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la misma
velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor que la que el
solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido como es el caso
del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto en agua la solubilidad
disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta con el aumento de la presioacuten En el
caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el
gas disuelto pero no se lo ve justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se
visualizan las burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes sustancia que la
correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que la solucioacuten es sobresaturada
Estas soluciones sobresaturadas son inestables pues el exceso de soluto ya sea por
agitacioacuten o enfriamiento tiende a separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten
de gas en liacutequido como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja temperatura
y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a elevada presioacuten Es por
ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten disminuye y el exceso de soluto se
separa de la solucioacuten y aparecen las burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de soluto y
solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de la solucioacuten o
del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso o masa en masa o mm
porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de volumen en volumen V V
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
40
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se quiere indicar que
contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se expresa 8 P V se quiere
indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de soluto y
solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en agua como 1100 la
cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y 100 partes de agua En cambio si
decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V V indica que hay 1ml de metanol por cada
100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
100119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 5119892119903 119889119890 11987011986111990380119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 119909 = 4119892119903 119889119890 119870119861119903
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la etiqueta ldquopara
preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo de la cantidad de
concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
1119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119903119886119889119900 rarr 9119898119897 119889119890 119886119892119906119886111119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119905119903119886119889119900 = 119909 rarr 1000119898119897 119889119890 119886119892119906119886
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta concentracioacuten
o molaridad M corresponde a la relacioacuten
119872 =ndeg moles
Volumen de solucioacuten en litros=
119899
119881(1)
Recuerde que
ndeg moles =119898119886119904119886
119898119886119904119886 119898119900119897119890119888119906119897119886119903=
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)
=119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)(2)
Reemplazando (2) en (1)
119872 =
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897frasl )
V (L) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten conociendo la masa
de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la solucioacuten
Despejando de (3)
119898(119892119903)119872 = 119872 lowast 119872119872(119892119903
119898119900119897frasl ) lowast V (L)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
41
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M ldquoTemas
de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2003 (2ordm
edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio y
ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 - 1 (1ordm
edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA 1977
(8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El Ateneo
Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995 ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA 1977
(2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo Editorial
Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash 1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998 (5ordm
Edicioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
33
El nuacutemero de moles es igual pero al ser diferentes las masas de los aacutetomos de cada MOL
las masas de la misma cantidad de materia tambieacuten son diferentes
OBSERVACIONES IMPORTANTES
1) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia poseen la misma cantidad de materia cualquiera sea el
lugar donde se la determine
2) ldquoNordmrdquo moles de una sustancia poseen la misma masa expresada en Kg cualquiera
que sea el lugar donde se la determine
3) ldquoNordmrdquo Moles de una sustancia tendraacuten un peso expresado en Kg Que variaraacute seguacuten la
latitud y distancia al centro de la tierra
Si comparamos las masas de los moles de aacutetomos con las masas atoacutemicas relativas de los
mismos elementos
ELEMENTO A Masa de 1 MOL de aacutetomos (A)
NITROGENO 14 14g
HIDROGENO 1008 1008g
OXIGENO 16 16g
Llegamos a la conclusioacuten que la masa de 1 MOL de aacutetomos (A) de un elemento medida en
gramos masa estaacute expresada por un Ndeg igual a su masa atoacutemica relativa Ejemplo
La masa atoacutemica del Calcio es 40 A = 40
La masa de 1 MOL de aacutetomos de Calcio 40g (A)= 40g
La masa atoacutemica del A es un Ndeg Abstracto
La masa de 1 MOL de aacutetomos (A) es un nuacutemero concreto
MASA DE 1 MOL DE MOLECULAS (M) Anaacutelogamente la masa de 1 MOL de moleacuteculas de
sustancias medidas en gramos masa estaacute expresada por un nuacutemero igual a su masa
molecular relativa
SUSTANCIA M (M)
H2O (AGUA) 18 18g
CO2 (dioacutexido de Carbono) 44 44g
SO2 (dioacutexido de Azufre) 64 64g
1 MOL de aacutetomos de H
Posee 602 x 1023 aacutetomos
(A) = 1008g
1 MOL de aacutetomos de N (A) = 14g
1 MOL de aacutetomos de O (A) = 16g
De acuerdo con esta igualdad se divide la masa de 1 MOL de moleacuteculas de un gas por la
densidad del gas se obtiene el volumen que ocupa el MOL de moleacuteculas del gas o sea el
volumen de 602 x1023 moleacuteculas del gas en CNTP
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
34
GAS
DENSIDAD (δ)
(gcm3)
m (g) V =119898
120575
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO 1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
d =mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N O en (CNTP)
hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de moleacuteculas de cualquier
sustancia en estado gaseoso en condiciones normales de temperatura y presioacuten (0degC
760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224 litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17 protones
pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el nuacutemero de
neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado exclusivamente por el ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas resultan nuacutemeros
fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es ligeramente diferente cuando se
consideran distinto patrones de unidad (masa del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del
aacutetomo de O2 Si cada elemento tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea
precisamente A (Ndeg entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un aacutetomo de O2
ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones por las cuales se considera
en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es
que de tal modo las masa atoacutemicas de muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a
nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual debe fijarse cuaacutel
de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya masa atoacutemica se considera
exactamente 120000 variedad maacutes estable y abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de diversos isoacutetopos
la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente traduce la mayor o menor
abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten centesimal del elemento) puede
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
35
calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar) Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo
elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y 2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
119860119903 =1199011
1119860 + 11987522119860
100
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias porcentuales 754 y
246 HALLAR SU MASA ATOMICA
119860119903 =754 times 35 + 246 times 37
100= 35492 cong 355
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el mismo ldquoNdeg
MASICOrdquo (A)
Ej Cloro (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A) y diferente
ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas Reaccionantes y otros
llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos experimentales se comproboacute que en estas
reacciones se mantienen relaciones de masas de y volumen que corresponden a las leyes
precisas Las leyes de las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las
sustancias que intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales de la
Quiacutemicardquo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
36
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece constante
cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los elementos
que hay en 100 g de ese compuesto
Comp de un elem =119899times119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119890119897119890119898119890119899119905119900
119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119888119900119898119901119906119890119904119905119900 x 100
Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la ECUACIOacuteN QUIacuteMICA
En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los compuestos de partida los REACTIVOS y
las de los compuestos obtenidos al final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se
separan por una flecha que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido
global de la transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni cambian su
identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica puesto que el nuacutemero y tipo
de aacutetomos que forman parte de los reactivos es igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los
productos Cuando una ecuacioacuten quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en
los reactivos y en los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este
modo la ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
37
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones de masas
voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la ecuacioacuten quiacutemica
son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en conjunto expresan la
conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten que contempla la conservacioacuten de los
aacutetomos se llama ECUACIOacuteN BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente
con el principio de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las sustancias
podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas de los
reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados por los coeficientes
estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin
embargo puede suceder que las relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los
reactivos no sea estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los reactivos en
exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en defecto se lo denomina
REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite de la cantidad de producto a obtener
En el laboratorio generalmente los reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la
relacioacuten exactamente necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en
exceso y por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto formado estaacute
determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza Para poder sacar
conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario identificar el reactivo limitante que es
el que va a determinar los liacutemites de una reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor
proporcioacuten con respecto a la relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con composiciones
variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras diferentes cuya unioacuten no
produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se
disuelve en otra (solvente) formando una sola fase Los componentes pueden separarse
utilizando procedimientos fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el
solvente o disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el solvente es
el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De acuerdo al estado fiacutesico de
los componentes pueden obtenerse los siguientes tipos de soluciones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
38
Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos sal Si
revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que la sal se disolvioacute
Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado solvente Variacutea con
la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La solubilidad de los soacutelidos en los
liacutequidos es siempre limitada y depende de la naturaleza del solvente de la naturaleza del
soluto de la temperatura y muy poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la
solubilidad de una sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la variacioacuten de la
solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solvente o
cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solucioacuten Siempre indica una
relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y la solucioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
39
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la cantidad
relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente Esta forma de expresioacuten
soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar es que una solucioacuten es maacutes o menos
diluida o maacutes o menos concentrada que otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten
saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que el solvente
puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega maacutes soluto no lo disuelve si
es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido
el exceso queda separado del solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa
si es un gas en un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En
una solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la misma
velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor que la que el
solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido como es el caso
del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto en agua la solubilidad
disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta con el aumento de la presioacuten En el
caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el
gas disuelto pero no se lo ve justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se
visualizan las burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes sustancia que la
correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que la solucioacuten es sobresaturada
Estas soluciones sobresaturadas son inestables pues el exceso de soluto ya sea por
agitacioacuten o enfriamiento tiende a separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten
de gas en liacutequido como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja temperatura
y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a elevada presioacuten Es por
ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten disminuye y el exceso de soluto se
separa de la solucioacuten y aparecen las burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de soluto y
solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de la solucioacuten o
del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso o masa en masa o mm
porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de volumen en volumen V V
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
40
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se quiere indicar que
contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se expresa 8 P V se quiere
indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de soluto y
solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en agua como 1100 la
cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y 100 partes de agua En cambio si
decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V V indica que hay 1ml de metanol por cada
100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
100119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 5119892119903 119889119890 11987011986111990380119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 119909 = 4119892119903 119889119890 119870119861119903
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la etiqueta ldquopara
preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo de la cantidad de
concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
1119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119903119886119889119900 rarr 9119898119897 119889119890 119886119892119906119886111119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119905119903119886119889119900 = 119909 rarr 1000119898119897 119889119890 119886119892119906119886
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta concentracioacuten
o molaridad M corresponde a la relacioacuten
119872 =ndeg moles
Volumen de solucioacuten en litros=
119899
119881(1)
Recuerde que
ndeg moles =119898119886119904119886
119898119886119904119886 119898119900119897119890119888119906119897119886119903=
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)
=119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)(2)
Reemplazando (2) en (1)
119872 =
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897frasl )
V (L) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten conociendo la masa
de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la solucioacuten
Despejando de (3)
119898(119892119903)119872 = 119872 lowast 119872119872(119892119903
119898119900119897frasl ) lowast V (L)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
41
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M ldquoTemas
de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2003 (2ordm
edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio y
ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 - 1 (1ordm
edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA 1977
(8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El Ateneo
Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995 ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA 1977
(2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo Editorial
Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash 1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998 (5ordm
Edicioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
34
GAS
DENSIDAD (δ)
(gcm3)
m (g) V =119898
120575
CLORO 3169 71 224 LITROS
NITROGENO 125 28 224 LITROS
DIOXIDO DE CARBONO 1964 44 224 LITROS
OXIacuteGENO 14285 32 224 LITROS
d =mv
CONCLUSION Al hallar el volumen que ocupa 1 MOL de moleacuteculas de Cl N O en (CNTP)
hemos obtenido el mismo resultado 224 litros Un MOL de moleacuteculas de cualquier
sustancia en estado gaseoso en condiciones normales de temperatura y presioacuten (0degC
760mm de mercurio) ocupa un volumen de 224 litros denominado Volumen Molar
ISOTOPOS Son aacutetomos de un mismo elemento que presentan el mismo ldquoNdeg ATOacuteMICOrdquo
pero distinto ldquoNdeg MAacuteSICOrdquo por lo tanto de se diferencian en el nuacutemero de neutrones
El CLORO presenta 2 ISOacuteTOPOS naturales 3517Cl 37
17Cl Ambos contienen 17 protones
pero el primero contiene 18 neutrones y el segundo 20
Los dos isoacutetopos tienen propiedades quiacutemicas ideacutenticas es decir que el nuacutemero de
neutrones no afecta al comportamiento quiacutemico determinado exclusivamente por el ldquoNdeg
ATOacuteMICOrdquo
La existencia de ISOTOPOS permite explicar por queacute las masas atoacutemicas resultan nuacutemeros
fraccionarios y no enteros y tambieacuten porque su valor es ligeramente diferente cuando se
consideran distinto patrones de unidad (masa del aacutetomo de hidroacutegeno o 16ava parte del
aacutetomo de O2 Si cada elemento tuviese un ldquoNdeg MASICOrdquo uacutenico su masa atoacutemica seriacutea
precisamente A (Ndeg entero)
Por otra parte seriacutea equivalente considerar como una unidad a la masa de un aacutetomo de O2
ya que ambas unidades resultariacutea ideacutenticas Una de las razones por las cuales se considera
en la actualidad como patroacuten de la Masa Atoacutemica a la 12ava parte del aacutetomo del Carbono es
que de tal modo las masa atoacutemicas de muchos elementos resultan valores muy proacuteximos a
nuacutemeros enteros
Por otra parte el carbono presenta varios ISOTOPOS naturales por lo cual debe fijarse cuaacutel
de ellos se elegiraacute como patroacuten Dicho isoacutetopo es 126C cuya masa atoacutemica se considera
exactamente 120000 variedad maacutes estable y abundante de Carbono
Como en la naturaleza cada elemento se presenta como una mezcla de diversos isoacutetopos
la masa atoacutemica de un elemento hallado experimentalmente traduce la mayor o menor
abundancia natural de cada isoacutetopo (composicioacuten centesimal del elemento) puede
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
35
calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar) Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo
elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y 2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
119860119903 =1199011
1119860 + 11987522119860
100
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias porcentuales 754 y
246 HALLAR SU MASA ATOMICA
119860119903 =754 times 35 + 246 times 37
100= 35492 cong 355
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el mismo ldquoNdeg
MASICOrdquo (A)
Ej Cloro (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A) y diferente
ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas Reaccionantes y otros
llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos experimentales se comproboacute que en estas
reacciones se mantienen relaciones de masas de y volumen que corresponden a las leyes
precisas Las leyes de las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las
sustancias que intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales de la
Quiacutemicardquo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
36
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece constante
cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los elementos
que hay en 100 g de ese compuesto
Comp de un elem =119899times119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119890119897119890119898119890119899119905119900
119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119888119900119898119901119906119890119904119905119900 x 100
Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la ECUACIOacuteN QUIacuteMICA
En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los compuestos de partida los REACTIVOS y
las de los compuestos obtenidos al final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se
separan por una flecha que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido
global de la transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni cambian su
identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica puesto que el nuacutemero y tipo
de aacutetomos que forman parte de los reactivos es igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los
productos Cuando una ecuacioacuten quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en
los reactivos y en los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este
modo la ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
37
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones de masas
voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la ecuacioacuten quiacutemica
son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en conjunto expresan la
conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten que contempla la conservacioacuten de los
aacutetomos se llama ECUACIOacuteN BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente
con el principio de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las sustancias
podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas de los
reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados por los coeficientes
estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin
embargo puede suceder que las relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los
reactivos no sea estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los reactivos en
exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en defecto se lo denomina
REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite de la cantidad de producto a obtener
En el laboratorio generalmente los reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la
relacioacuten exactamente necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en
exceso y por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto formado estaacute
determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza Para poder sacar
conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario identificar el reactivo limitante que es
el que va a determinar los liacutemites de una reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor
proporcioacuten con respecto a la relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con composiciones
variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras diferentes cuya unioacuten no
produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se
disuelve en otra (solvente) formando una sola fase Los componentes pueden separarse
utilizando procedimientos fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el
solvente o disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el solvente es
el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De acuerdo al estado fiacutesico de
los componentes pueden obtenerse los siguientes tipos de soluciones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
38
Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos sal Si
revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que la sal se disolvioacute
Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado solvente Variacutea con
la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La solubilidad de los soacutelidos en los
liacutequidos es siempre limitada y depende de la naturaleza del solvente de la naturaleza del
soluto de la temperatura y muy poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la
solubilidad de una sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la variacioacuten de la
solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solvente o
cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solucioacuten Siempre indica una
relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y la solucioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
39
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la cantidad
relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente Esta forma de expresioacuten
soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar es que una solucioacuten es maacutes o menos
diluida o maacutes o menos concentrada que otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten
saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que el solvente
puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega maacutes soluto no lo disuelve si
es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido
el exceso queda separado del solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa
si es un gas en un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En
una solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la misma
velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor que la que el
solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido como es el caso
del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto en agua la solubilidad
disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta con el aumento de la presioacuten En el
caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el
gas disuelto pero no se lo ve justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se
visualizan las burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes sustancia que la
correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que la solucioacuten es sobresaturada
Estas soluciones sobresaturadas son inestables pues el exceso de soluto ya sea por
agitacioacuten o enfriamiento tiende a separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten
de gas en liacutequido como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja temperatura
y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a elevada presioacuten Es por
ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten disminuye y el exceso de soluto se
separa de la solucioacuten y aparecen las burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de soluto y
solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de la solucioacuten o
del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso o masa en masa o mm
porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de volumen en volumen V V
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
40
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se quiere indicar que
contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se expresa 8 P V se quiere
indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de soluto y
solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en agua como 1100 la
cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y 100 partes de agua En cambio si
decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V V indica que hay 1ml de metanol por cada
100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
100119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 5119892119903 119889119890 11987011986111990380119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 119909 = 4119892119903 119889119890 119870119861119903
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la etiqueta ldquopara
preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo de la cantidad de
concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
1119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119903119886119889119900 rarr 9119898119897 119889119890 119886119892119906119886111119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119905119903119886119889119900 = 119909 rarr 1000119898119897 119889119890 119886119892119906119886
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta concentracioacuten
o molaridad M corresponde a la relacioacuten
119872 =ndeg moles
Volumen de solucioacuten en litros=
119899
119881(1)
Recuerde que
ndeg moles =119898119886119904119886
119898119886119904119886 119898119900119897119890119888119906119897119886119903=
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)
=119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)(2)
Reemplazando (2) en (1)
119872 =
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897frasl )
V (L) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten conociendo la masa
de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la solucioacuten
Despejando de (3)
119898(119892119903)119872 = 119872 lowast 119872119872(119892119903
119898119900119897frasl ) lowast V (L)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
41
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M ldquoTemas
de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2003 (2ordm
edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio y
ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 - 1 (1ordm
edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA 1977
(8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El Ateneo
Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995 ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA 1977
(2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo Editorial
Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash 1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998 (5ordm
Edicioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
35
calcularse faacutecilmente la masa atoacutemica (Ar) Ej si se trata de 2 isoacutetopos de un mismo
elemento de nuacutemeros maacutesicos 1A y 2A y abundancia natural p1 y p2 (por cientos ) resulta
Masa Atoacutemica Promedio
119860119903 =1199011
1119860 + 11987522119860
100
Ej el Cloro presenta dos variedades 3517Cl 37
17Cl con abundancias porcentuales 754 y
246 HALLAR SU MASA ATOMICA
119860119903 =754 times 35 + 246 times 37
100= 35492 cong 355
Dos aacutetomos para ser iguales deben poseer el mismo ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z) y el mismo ldquoNdeg
MASICOrdquo (A)
Ej Cloro (A) 35
Cl 754
(Z) 17
MASA ATOMICA
(A) 37 DEL CLORO 3548
Cl 246
(Z) 17
NUacuteCLIDOS conjunto de aacutetomos iguales entre siacute
ISOBAROS aacutetomos de elementos diferentes pero con igual nuacutemero maacutesico (A) y diferente
ldquoNdeg ATOMICOrdquo (Z)
(A) 40 (A) 40
Cu K
(Z) 22 (Z) 20
Relaciones de cantidad de materia
En las reacciones quiacutemicas intervienen sustancias denominadas Reaccionantes y otros
llamadas Productos de Reaccioacuten Por meacutetodos experimentales se comproboacute que en estas
reacciones se mantienen relaciones de masas de y volumen que corresponden a las leyes
precisas Las leyes de las reacciones quiacutemicas que se refieren a las masas de las
sustancias que intervienen en ellas se llaman Leyes Gravimeacutetricas y las que se refieren a los
voluacutemenes que reaccionan (caso de los gases) Leyes Volumeacutetricas
ldquolas leyes gravimeacutetricas y las volumeacutetricas se denominan Leyes Fundamentales de la
Quiacutemicardquo
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
36
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece constante
cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los elementos
que hay en 100 g de ese compuesto
Comp de un elem =119899times119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119890119897119890119898119890119899119905119900
119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119888119900119898119901119906119890119904119905119900 x 100
Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la ECUACIOacuteN QUIacuteMICA
En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los compuestos de partida los REACTIVOS y
las de los compuestos obtenidos al final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se
separan por una flecha que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido
global de la transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni cambian su
identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica puesto que el nuacutemero y tipo
de aacutetomos que forman parte de los reactivos es igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los
productos Cuando una ecuacioacuten quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en
los reactivos y en los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este
modo la ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
37
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones de masas
voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la ecuacioacuten quiacutemica
son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en conjunto expresan la
conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten que contempla la conservacioacuten de los
aacutetomos se llama ECUACIOacuteN BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente
con el principio de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las sustancias
podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas de los
reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados por los coeficientes
estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin
embargo puede suceder que las relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los
reactivos no sea estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los reactivos en
exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en defecto se lo denomina
REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite de la cantidad de producto a obtener
En el laboratorio generalmente los reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la
relacioacuten exactamente necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en
exceso y por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto formado estaacute
determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza Para poder sacar
conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario identificar el reactivo limitante que es
el que va a determinar los liacutemites de una reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor
proporcioacuten con respecto a la relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con composiciones
variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras diferentes cuya unioacuten no
produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se
disuelve en otra (solvente) formando una sola fase Los componentes pueden separarse
utilizando procedimientos fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el
solvente o disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el solvente es
el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De acuerdo al estado fiacutesico de
los componentes pueden obtenerse los siguientes tipos de soluciones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
38
Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos sal Si
revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que la sal se disolvioacute
Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado solvente Variacutea con
la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La solubilidad de los soacutelidos en los
liacutequidos es siempre limitada y depende de la naturaleza del solvente de la naturaleza del
soluto de la temperatura y muy poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la
solubilidad de una sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la variacioacuten de la
solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solvente o
cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solucioacuten Siempre indica una
relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y la solucioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
39
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la cantidad
relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente Esta forma de expresioacuten
soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar es que una solucioacuten es maacutes o menos
diluida o maacutes o menos concentrada que otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten
saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que el solvente
puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega maacutes soluto no lo disuelve si
es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido
el exceso queda separado del solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa
si es un gas en un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En
una solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la misma
velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor que la que el
solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido como es el caso
del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto en agua la solubilidad
disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta con el aumento de la presioacuten En el
caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el
gas disuelto pero no se lo ve justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se
visualizan las burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes sustancia que la
correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que la solucioacuten es sobresaturada
Estas soluciones sobresaturadas son inestables pues el exceso de soluto ya sea por
agitacioacuten o enfriamiento tiende a separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten
de gas en liacutequido como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja temperatura
y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a elevada presioacuten Es por
ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten disminuye y el exceso de soluto se
separa de la solucioacuten y aparecen las burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de soluto y
solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de la solucioacuten o
del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso o masa en masa o mm
porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de volumen en volumen V V
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
40
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se quiere indicar que
contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se expresa 8 P V se quiere
indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de soluto y
solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en agua como 1100 la
cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y 100 partes de agua En cambio si
decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V V indica que hay 1ml de metanol por cada
100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
100119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 5119892119903 119889119890 11987011986111990380119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 119909 = 4119892119903 119889119890 119870119861119903
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la etiqueta ldquopara
preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo de la cantidad de
concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
1119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119903119886119889119900 rarr 9119898119897 119889119890 119886119892119906119886111119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119905119903119886119889119900 = 119909 rarr 1000119898119897 119889119890 119886119892119906119886
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta concentracioacuten
o molaridad M corresponde a la relacioacuten
119872 =ndeg moles
Volumen de solucioacuten en litros=
119899
119881(1)
Recuerde que
ndeg moles =119898119886119904119886
119898119886119904119886 119898119900119897119890119888119906119897119886119903=
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)
=119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)(2)
Reemplazando (2) en (1)
119872 =
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897frasl )
V (L) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten conociendo la masa
de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la solucioacuten
Despejando de (3)
119898(119892119903)119872 = 119872 lowast 119872119872(119892119903
119898119900119897frasl ) lowast V (L)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
41
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M ldquoTemas
de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2003 (2ordm
edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio y
ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 - 1 (1ordm
edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA 1977
(8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El Ateneo
Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995 ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA 1977
(2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo Editorial
Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash 1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998 (5ordm
Edicioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
36
Ley de Conservacioacuten de la Masa o de Lavoisier
A + B C + D
Sustancias Productos
reaccionantes de reaccioacuten
Masa de A + masa de B = masa de C + masa de D
Mencionando la siguiente condicioacuten ldquoEn un sistema aislado la masa permanece constante
cualquiera que sea la transformacioacuten fiacutesica o quiacutemica a que sea sometido el sistemardquo
COMPOSICIOacuteN CENTECIMAL O PORCENTUAL
La composicioacuten porcentual de un compuesto indica la masa de cada uno de los elementos
que hay en 100 g de ese compuesto
Comp de un elem =119899times119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119890119897119890119898119890119899119905119900
119898119886119904119886 119898119900119897119886119903 119889119890119897 119888119900119898119901119906119890119904119905119900 x 100
Ej
CONCEPTO DE ESTEQUIOMETRIacuteA - RELACION DE MASA Y MASA Y DE VOLUMEN
Toda transformacioacuten quiacutemica se puede expresar por una ecuacioacuten la ECUACIOacuteN QUIacuteMICA
En ella se escriben las foacutermulas quiacutemicas de los compuestos de partida los REACTIVOS y
las de los compuestos obtenidos al final de la transformacioacuten los PRODUCTOS Estos se
separan por una flecha que va de los reactivos a los productos y que simboliza el sentido
global de la transformacioacuten En general se expresa
Reactivos Productos
Durante una reaccioacuten quiacutemica los aacutetomos no se crean ni se destruyen ni cambian su
identidad Este hecho queda reflejado en la ecuacioacuten quiacutemica puesto que el nuacutemero y tipo
de aacutetomos que forman parte de los reactivos es igual al nuacutemero y tipo de aacutetomos de los
productos Cuando una ecuacioacuten quiacutemica tiene el mismo nuacutemero de aacutetomos de cada tipo en
los reactivos y en los productos se dice que es una ECUACIOacuteN BALANCEADA De este
modo la ecuacioacuten quiacutemica refleja cuaacutel es la proporcioacuten molar en que se combinan los
reactivos y se obtienen los productos
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
37
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones de masas
voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la ecuacioacuten quiacutemica
son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en conjunto expresan la
conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten que contempla la conservacioacuten de los
aacutetomos se llama ECUACIOacuteN BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente
con el principio de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las sustancias
podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas de los
reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados por los coeficientes
estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin
embargo puede suceder que las relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los
reactivos no sea estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los reactivos en
exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en defecto se lo denomina
REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite de la cantidad de producto a obtener
En el laboratorio generalmente los reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la
relacioacuten exactamente necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en
exceso y por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto formado estaacute
determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza Para poder sacar
conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario identificar el reactivo limitante que es
el que va a determinar los liacutemites de una reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor
proporcioacuten con respecto a la relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con composiciones
variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras diferentes cuya unioacuten no
produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se
disuelve en otra (solvente) formando una sola fase Los componentes pueden separarse
utilizando procedimientos fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el
solvente o disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el solvente es
el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De acuerdo al estado fiacutesico de
los componentes pueden obtenerse los siguientes tipos de soluciones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
38
Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos sal Si
revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que la sal se disolvioacute
Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado solvente Variacutea con
la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La solubilidad de los soacutelidos en los
liacutequidos es siempre limitada y depende de la naturaleza del solvente de la naturaleza del
soluto de la temperatura y muy poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la
solubilidad de una sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la variacioacuten de la
solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solvente o
cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solucioacuten Siempre indica una
relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y la solucioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
39
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la cantidad
relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente Esta forma de expresioacuten
soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar es que una solucioacuten es maacutes o menos
diluida o maacutes o menos concentrada que otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten
saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que el solvente
puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega maacutes soluto no lo disuelve si
es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido
el exceso queda separado del solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa
si es un gas en un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En
una solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la misma
velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor que la que el
solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido como es el caso
del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto en agua la solubilidad
disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta con el aumento de la presioacuten En el
caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el
gas disuelto pero no se lo ve justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se
visualizan las burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes sustancia que la
correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que la solucioacuten es sobresaturada
Estas soluciones sobresaturadas son inestables pues el exceso de soluto ya sea por
agitacioacuten o enfriamiento tiende a separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten
de gas en liacutequido como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja temperatura
y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a elevada presioacuten Es por
ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten disminuye y el exceso de soluto se
separa de la solucioacuten y aparecen las burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de soluto y
solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de la solucioacuten o
del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso o masa en masa o mm
porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de volumen en volumen V V
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
40
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se quiere indicar que
contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se expresa 8 P V se quiere
indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de soluto y
solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en agua como 1100 la
cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y 100 partes de agua En cambio si
decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V V indica que hay 1ml de metanol por cada
100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
100119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 5119892119903 119889119890 11987011986111990380119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 119909 = 4119892119903 119889119890 119870119861119903
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la etiqueta ldquopara
preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo de la cantidad de
concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
1119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119903119886119889119900 rarr 9119898119897 119889119890 119886119892119906119886111119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119905119903119886119889119900 = 119909 rarr 1000119898119897 119889119890 119886119892119906119886
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta concentracioacuten
o molaridad M corresponde a la relacioacuten
119872 =ndeg moles
Volumen de solucioacuten en litros=
119899
119881(1)
Recuerde que
ndeg moles =119898119886119904119886
119898119886119904119886 119898119900119897119890119888119906119897119886119903=
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)
=119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)(2)
Reemplazando (2) en (1)
119872 =
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897frasl )
V (L) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten conociendo la masa
de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la solucioacuten
Despejando de (3)
119898(119892119903)119872 = 119872 lowast 119872119872(119892119903
119898119900119897frasl ) lowast V (L)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
41
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M ldquoTemas
de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2003 (2ordm
edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio y
ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 - 1 (1ordm
edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA 1977
(8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El Ateneo
Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995 ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA 1977
(2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo Editorial
Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash 1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998 (5ordm
Edicioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
37
El teacutermino ESTEQUIOMETRIacuteA en sentido amplio se refiere a las relaciones de masas
voluacutemenes o nuacutemero de moles de reactivos y productos
aA + bB cC + dD
Los nuacutemeros que preceden a cada uno de los reactivos y productos en la ecuacioacuten quiacutemica
son llamados coeficientes estequiomeacutetricos (a b c d) y en conjunto expresan la
conservacioacuten de los aacutetomos del proceso La ecuacioacuten que contempla la conservacioacuten de los
aacutetomos se llama ECUACIOacuteN BALANCEADA DE LA REACCIOacuteN QUIacuteMICA y es consistente
con el principio de CONSERVACIOacuteN DE LA MASA Lo importante es la relacioacuten cuantitativa
entre los reactivos y los productos Conociendo la masa molecular de las sustancias
podemos transformar los moles en gramos
Cuando se lleva a cabo experimentalmente una reaccioacuten quiacutemica si las masas de los
reactivos son las que corresponden a los nuacutemeros de moles expresados por los coeficientes
estequiomeacutetricos se dice que los reactivos estaacuten en RELACIOacuteN ESTEQUIOMEacuteTRICA Sin
embargo puede suceder que las relaciones de moles (y por lo tanto de masas) entre los
reactivos no sea estequiomeacutetrica En estos casos si la reaccioacuten ocurre completamente
(REACCIOacuteN COMPLETA) en el estado final habraacute productos y parte de los reactivos en
exceso que no llegaron a combinarse Cuando un reactivo estaacute en defecto se lo denomina
REACTIVO LIMITANTE porque es el que fija el liacutemite de la cantidad de producto a obtener
En el laboratorio generalmente los reactivos no son siempre puros o no se los mezclan en la
relacioacuten exactamente necesaria para la reaccioacuten sino que uno de los reactivos se coloca en
exceso y por lo tanto una cierta cantidad de eacutel queda sin reaccionar y el otro reactivo se
consume totalmente y es el reactivo limitante La cantidad de producto formado estaacute
determinado por la cantidad de reactivo limitante y de su pureza Para poder sacar
conclusiones cuantitativas de un proceso es necesario identificar el reactivo limitante que es
el que va a determinar los liacutemites de una reaccioacuten completa El reactivo que estaacute en menor
proporcioacuten con respecto a la relacioacuten estequiometria es el reactivo limitante
SOLUCIONES
Las soluciones son mezclas homogeacuteneas de sustancias (una sola fase) con composiciones
variables Resultan de la mezcla de dos o maacutes sustancias puras diferentes cuya unioacuten no
produce una reaccioacuten quiacutemica sino solamente un cambio fiacutesico Una sustancia (soluto) se
disuelve en otra (solvente) formando una sola fase Los componentes pueden separarse
utilizando procedimientos fiacutesicos EL soluto es el que se encuentra en menor cantidad y el
solvente o disolvente es el que estaacute en mayor cantidad
Cuando hacemos referencia a SOLUCIOacuteN ACUOSA se quiere expresar que el solvente es
el agua El soluto puede ser un soacutelido un liacutequido o un gas De acuerdo al estado fiacutesico de
los componentes pueden obtenerse los siguientes tipos de soluciones
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
38
Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos sal Si
revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que la sal se disolvioacute
Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado solvente Variacutea con
la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La solubilidad de los soacutelidos en los
liacutequidos es siempre limitada y depende de la naturaleza del solvente de la naturaleza del
soluto de la temperatura y muy poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la
solubilidad de una sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la variacioacuten de la
solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solvente o
cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solucioacuten Siempre indica una
relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y la solucioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
39
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la cantidad
relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente Esta forma de expresioacuten
soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar es que una solucioacuten es maacutes o menos
diluida o maacutes o menos concentrada que otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten
saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que el solvente
puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega maacutes soluto no lo disuelve si
es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido
el exceso queda separado del solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa
si es un gas en un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En
una solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la misma
velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor que la que el
solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido como es el caso
del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto en agua la solubilidad
disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta con el aumento de la presioacuten En el
caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el
gas disuelto pero no se lo ve justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se
visualizan las burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes sustancia que la
correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que la solucioacuten es sobresaturada
Estas soluciones sobresaturadas son inestables pues el exceso de soluto ya sea por
agitacioacuten o enfriamiento tiende a separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten
de gas en liacutequido como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja temperatura
y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a elevada presioacuten Es por
ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten disminuye y el exceso de soluto se
separa de la solucioacuten y aparecen las burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de soluto y
solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de la solucioacuten o
del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso o masa en masa o mm
porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de volumen en volumen V V
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
40
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se quiere indicar que
contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se expresa 8 P V se quiere
indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de soluto y
solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en agua como 1100 la
cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y 100 partes de agua En cambio si
decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V V indica que hay 1ml de metanol por cada
100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
100119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 5119892119903 119889119890 11987011986111990380119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 119909 = 4119892119903 119889119890 119870119861119903
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la etiqueta ldquopara
preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo de la cantidad de
concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
1119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119903119886119889119900 rarr 9119898119897 119889119890 119886119892119906119886111119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119905119903119886119889119900 = 119909 rarr 1000119898119897 119889119890 119886119892119906119886
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta concentracioacuten
o molaridad M corresponde a la relacioacuten
119872 =ndeg moles
Volumen de solucioacuten en litros=
119899
119881(1)
Recuerde que
ndeg moles =119898119886119904119886
119898119886119904119886 119898119900119897119890119888119906119897119886119903=
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)
=119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)(2)
Reemplazando (2) en (1)
119872 =
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897frasl )
V (L) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten conociendo la masa
de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la solucioacuten
Despejando de (3)
119898(119892119903)119872 = 119872 lowast 119872119872(119892119903
119898119900119897frasl ) lowast V (L)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
41
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M ldquoTemas
de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2003 (2ordm
edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio y
ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 - 1 (1ordm
edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA 1977
(8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El Ateneo
Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995 ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA 1977
(2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo Editorial
Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash 1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998 (5ordm
Edicioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
38
Sal
(Soluto)
Agua
(Solvente)
Solucioacuten
Soluto Solvente Ejemplo
Soacutelido Soacutelido Aleaciones
Soacutelido Liacutequido Soluciones salinas
Soacutelido Gaseoso Humo
Liacutequido Soacutelido Geles
Liacutequido Liacutequido Emulsioacuten (mayonesa)
Liacutequido Gaseoso Niebla
Gaseoso Soacutelido Roca volcaacutenica
Gaseoso Liacutequido Soda
Gaseoso Gaseoso Aire
iquestCoacutemo estaacute compuesta una solucioacuten
Si tenemos un vaso con agua pura a una cierta temperatura y le agregamos sal Si
revolvemos un poco vemos que la sal ldquodesaparecerdquo Lo que pasoacute es que la sal se disolvioacute
Lo que antes era agua pura se ldquotransformordquo en agua salada
Miscibilidad
Es la Capacidad de una sustancia para disolverse en otra Es un dato cualitativo
Separa los pares de sustancias en miscibles y no miscibles
Solubilidad
Cantidad maacutexima de soluto que puede ser disuelta por un determinado solvente Variacutea con
la presioacuten y con la temperatura Es un dato cuantitativo La solubilidad de los soacutelidos en los
liacutequidos es siempre limitada y depende de la naturaleza del solvente de la naturaleza del
soluto de la temperatura y muy poco de la presioacuten Unos de los factores que afectan la
solubilidad de una sustancia es la temperatura y generalmente aumenta al ascender la
temperatura En la siguiente tabla se observan algunos datos referentes a la variacioacuten de la
solubilidad de distintos solutos con la temperatura
Concentracioacuten cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solvente o
cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de solucioacuten Siempre indica una
relacioacuten entre soluto y solvente o entre el soluto y la solucioacuten
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
39
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la cantidad
relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente Esta forma de expresioacuten
soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar es que una solucioacuten es maacutes o menos
diluida o maacutes o menos concentrada que otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten
saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que el solvente
puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega maacutes soluto no lo disuelve si
es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido
el exceso queda separado del solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa
si es un gas en un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En
una solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la misma
velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor que la que el
solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido como es el caso
del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto en agua la solubilidad
disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta con el aumento de la presioacuten En el
caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el
gas disuelto pero no se lo ve justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se
visualizan las burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes sustancia que la
correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que la solucioacuten es sobresaturada
Estas soluciones sobresaturadas son inestables pues el exceso de soluto ya sea por
agitacioacuten o enfriamiento tiende a separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten
de gas en liacutequido como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja temperatura
y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a elevada presioacuten Es por
ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten disminuye y el exceso de soluto se
separa de la solucioacuten y aparecen las burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de soluto y
solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de la solucioacuten o
del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso o masa en masa o mm
porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de volumen en volumen V V
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
40
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se quiere indicar que
contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se expresa 8 P V se quiere
indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de soluto y
solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en agua como 1100 la
cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y 100 partes de agua En cambio si
decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V V indica que hay 1ml de metanol por cada
100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
100119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 5119892119903 119889119890 11987011986111990380119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 119909 = 4119892119903 119889119890 119870119861119903
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la etiqueta ldquopara
preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo de la cantidad de
concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
1119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119903119886119889119900 rarr 9119898119897 119889119890 119886119892119906119886111119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119905119903119886119889119900 = 119909 rarr 1000119898119897 119889119890 119886119892119906119886
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta concentracioacuten
o molaridad M corresponde a la relacioacuten
119872 =ndeg moles
Volumen de solucioacuten en litros=
119899
119881(1)
Recuerde que
ndeg moles =119898119886119904119886
119898119886119904119886 119898119900119897119890119888119906119897119886119903=
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)
=119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)(2)
Reemplazando (2) en (1)
119872 =
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897frasl )
V (L) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten conociendo la masa
de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la solucioacuten
Despejando de (3)
119898(119892119903)119872 = 119872 lowast 119872119872(119892119903
119898119900119897frasl ) lowast V (L)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
41
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M ldquoTemas
de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2003 (2ordm
edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio y
ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 - 1 (1ordm
edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA 1977
(8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El Ateneo
Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995 ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA 1977
(2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo Editorial
Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash 1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998 (5ordm
Edicioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
39
Expresioacuten de la concentracioacuten de las soluciones
Frecuentemente se usan los teacuterminos diluida o concentrada para indicar que la cantidad
relativa de soluto es muy pequentildea o muy elevada respectivamente Esta forma de expresioacuten
soacutelo tiene valor relativo todo lo que se puede afirmar es que una solucioacuten es maacutes o menos
diluida o maacutes o menos concentrada que otra Otra expresioacuten usada es la de solucioacuten
saturada
Solucioacuten Saturada Solucioacuten que contiene la maacutexima cantidad de soluto que el solvente
puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura Si se le agrega maacutes soluto no lo disuelve si
es un soacutelido en un solvente liacutequido el exceso precipita si es un liacutequido en solvente liacutequido
el exceso queda separado del solvente por encima o por debajo seguacuten su densidad relativa
si es un gas en un solvente liacutequido el exceso de soluto escapa en forma de burbujas En
una solucioacuten saturada de un soacutelido en un liacutequido el proceso de disolucioacuten tiene la misma
velocidad que el proceso de precipitacioacuten
Solucioacuten No Saturada Solucioacuten que contiene una cantidad de soluto menor que la que el
solvente puede disolver a esa presioacuten y esa temperatura
En las soluciones en las que el soluto es un gas y el solvente es un liacutequido como es el caso
del oxiacutegeno disuelto en agua o el dioacutexido de carbono disuelto en agua la solubilidad
disminuye con el aumento de la temperatura y aumenta con el aumento de la presioacuten En el
caso de la soda la solucioacuten es la porcioacuten liacutequida del sistema es alliacute donde se encuentra el
gas disuelto pero no se lo ve justamente porque es un sistema homogeacuteneo Cuando se
visualizan las burbujas eacutestas ya no forman parte de la solucioacuten pues salieron de ella y
constituyen otra fase En ciertas condiciones es posible incorporar maacutes sustancia que la
correspondiente al liacutemite de saturacioacuten se dice entonces que la solucioacuten es sobresaturada
Estas soluciones sobresaturadas son inestables pues el exceso de soluto ya sea por
agitacioacuten o enfriamiento tiende a separarse y precipitar En el caso particular de la solucioacuten
de gas en liacutequido como la citada anteriormente cuando se prepara la soda se trabaja en
condiciones de sobresaturacioacuten para ello el solvente liquido (agua) estaacute a baja temperatura
y el soluto gaseoso (dioacutexido de carbono) se incorpora al liacutequido a elevada presioacuten Es por
ello que cuando se abre una botella de soda la presioacuten disminuye y el exceso de soluto se
separa de la solucioacuten y aparecen las burbujas y si se calienta o agita tambieacuten
En Quiacutemica es frecuente precisar las relaciones exactas entre cantidades de soluto y
solvente o soluto y solucioacuten Para ellas pueden utilizarse diferentes tipos de expresioacuten
a- Soluciones porcentuales
Indican la cantidad de soluto en masa o volumen en relacioacuten a 100 partes de la solucioacuten o
del solvente Pueden referirse a porcentaje P P de peso en peso o masa en masa o mm
porcentaje de peso en volumen P V o porcentaje de volumen en volumen V V
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
40
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se quiere indicar que
contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se expresa 8 P V se quiere
indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de soluto y
solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en agua como 1100 la
cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y 100 partes de agua En cambio si
decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V V indica que hay 1ml de metanol por cada
100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
100119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 5119892119903 119889119890 11987011986111990380119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 119909 = 4119892119903 119889119890 119870119861119903
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la etiqueta ldquopara
preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo de la cantidad de
concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
1119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119903119886119889119900 rarr 9119898119897 119889119890 119886119892119906119886111119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119905119903119886119889119900 = 119909 rarr 1000119898119897 119889119890 119886119892119906119886
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta concentracioacuten
o molaridad M corresponde a la relacioacuten
119872 =ndeg moles
Volumen de solucioacuten en litros=
119899
119881(1)
Recuerde que
ndeg moles =119898119886119904119886
119898119886119904119886 119898119900119897119890119888119906119897119886119903=
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)
=119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)(2)
Reemplazando (2) en (1)
119872 =
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897frasl )
V (L) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten conociendo la masa
de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la solucioacuten
Despejando de (3)
119898(119892119903)119872 = 119872 lowast 119872119872(119892119903
119898119900119897frasl ) lowast V (L)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
41
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M ldquoTemas
de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2003 (2ordm
edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio y
ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 - 1 (1ordm
edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA 1977
(8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El Ateneo
Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995 ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA 1977
(2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo Editorial
Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash 1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998 (5ordm
Edicioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
40
Por ejemplo si se dice que se tiene una solucioacuten de Na Cl al 8 P P se quiere indicar que
contiene 8g de Na Cl en 100g de solucioacuten Si en cambio se expresa 8 P V se quiere
indicar que contiene 8g de Na Cl en 100ml de solucioacuten
Cuando el soluto es liacutequido resulta praacutectico dar la relacioacuten de voluacutemenes de soluto y
solvente Asiacute por ejemplo podraacute referirse a una solucioacuten de metanol en agua como 1100 la
cual indica que contiene 1 parte de metanol en volumen y 100 partes de agua En cambio si
decimos que la solucioacuten de metanol es 1 V V indica que hay 1ml de metanol por cada
100ml de solucioacuten
Problema 1 Realice los caacutelculos para preparar 80 g de solucioacuten de KBr al 5
100119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 5119892119903 119889119890 11987011986111990380119892119903 119889119890 119904119900119897119906119888119894oacute119899 rarr 119909 = 4119892119903 119889119890 119870119861119903
Problema 2 En algunos jugos de consumo masivo se puede leer en la etiqueta ldquopara
preparar diluir 1 + 9rdquo iquestQueacute significa y coacutemo realizariacutea el caacutelculo de la cantidad de
concentrado necesario para 1 l de agua
Significa que por cada 1 ml de jugo concentrado se debe agregar 9 ml de agua
Si
1119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119903119886119889119900 rarr 9119898119897 119889119890 119886119892119906119886111119898119897 119889119890 119895119906119892119900 119888119900119899119888119890119899119905119903119886119889119900 = 119909 rarr 1000119898119897 119889119890 119886119892119906119886
b - Soluciones molares
La concentracioacuten se expresa en moles de soluto por 1 litro de solucioacuten Esta concentracioacuten
o molaridad M corresponde a la relacioacuten
119872 =ndeg moles
Volumen de solucioacuten en litros=
119899
119881(1)
Recuerde que
ndeg moles =119898119886119904119886
119898119886119904119886 119898119900119897119890119888119906119897119886119903=
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)
=119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897)(2)
Reemplazando (2) en (1)
119872 =
119898(119892119903)
119872119872(119892119903
119898119900119897frasl )
V (L) (3)
Esta foacutermula permite calcular faacutecilmente la molaridad de una solucioacuten conociendo la masa
de la sustancia disuelta y el volumen en litros de la solucioacuten
Despejando de (3)
119898(119892119903)119872 = 119872 lowast 119872119872(119892119903
119898119900119897frasl ) lowast V (L)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
41
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M ldquoTemas
de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2003 (2ordm
edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio y
ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 - 1 (1ordm
edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA 1977
(8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El Ateneo
Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995 ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA 1977
(2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo Editorial
Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash 1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998 (5ordm
Edicioacuten)
Profesora Leticia Coacuterdoba ndash Cecilia Salcedo
41
BIBLIOGRAFIacuteA
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITES C BULWIK M GUERRIEN D
LANDAU L LASTRES FLORES L POUCHAN I SERVANT R y SILEO M ldquoTemas
de Quiacutemica General Versioacuten ampliadardquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2003 (2ordm
edicioacuten 7ma reimpresioacuten)
ANGELINI M BAUMGARTNER E BENITEZ C ldquoQuiacutemica material de estudio y
ejercitacioacutenrdquo Editorial Eudeba Buenos Aires 2005 ISBN 987 ndash 9419 ndash 39 - 1 (1ordm
edicioacuten)
ATKINS P W ldquoQuiacutemica Generalrdquo Ediciones Omega SA Barcelona 1999
BABOR E IBARZ AZNARES ldquoQuiacutemica General Modernardquo Editorial Mariacuten SA 1977
(8ordf Edicioacuten)
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Edicioacuten Breve Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
CHANG Raymond ldquoQuiacutemicardquo Sexta Edicioacuten Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1999
ISBN 970 ndash 10 ndash 1946 ndash 6
GLASSTONE S LEWIS D ldquoElementos de Quiacutemica Fiacutesicardquo Ediciones El Ateneo
Buenos Aires 1984 (5ordm Reimpresioacuten)
LOPEZ CANCIO J A ldquoPROBLEMAS DE QUIMICA ndash Cuestiones y ejerciciosrdquo
Pearson Hall SA Madrid 2001 (Ultima Reimpresioacuten) ISBN 84 ndash 205 ndash 2995 ndash 8
MAHAM ldquoQUIMICA Curso Universitariordquo Editorial Fondo Interamericano SA 1977
(2ordm Edicioacuten en castellano)
ldquoMANUAL DE LA UNESCO PARA LA ENSENtildeANZA DE LAS CIENCIASrdquo Editorial
Sudamericana Buenos Aires 1997 (6ordm Edicioacuten) ISNB 950 ndash 07 ndash 1246 ndash 6
MARTINEZ URREAGA J NARROS A DE LA FUENTE GARCIA ndash SOTO M
POZAS REQUEJO F DIAZ LLORENTE V M ldquoExperimentacioacuten en Quiacutemica
Generalrdquo Thomson Editores Madrid 2006 ISBN 84 ndash 9732 ndash 425 ndash 0
MASTERTON W L SLOWINSKI E J y STANTSKI C L ldquoQuiacutemica General
Superiorrdquo Mc Graw ndash Hill Meacutexico DF 1993
WHITTEN DAVIS PECK ldquoQuiacutemica Generalrdquo Mc Graw Hill Meacutexico DF 1998 (5ordm
Edicioacuten)