Guía
de Química “I” Guía para el examen de
ingreso a la:
INSTITUTO POLITÉCNICO
NACIONAL, UNAM, y UAM
Cel. 04455 28136472
Profesor: O. Osvaldo Obil Pereyra
QUÍMICA IIntroducción
al estudio de la Química I
- Estructura de la materia
- Estructura atómica de la materia y teoría cuántica
- Números cuánticos
- Periodicidad química y enlaces químicos
- Ley periódica
- Diferencias entre metales y no metales
- Nomenclatura y formulas químicas
- Enlaces químicos
- Reacciones químicas
- Estequiometria
- Ácidos y bases
QUÍMICA I
DEFINICIÓN Y CLASIFICACIÓN DE LA QUÍMICA
La química es la ciencia que trata de la composición, estructura,
propiedades y transformaciones de la materia, así como de las leyes que rigen
esos cambios y transformaciones.
LA
QUÍMICA: SU IMPORTANCIA EN LA VIDA COTIDIANA Y
RELACIÓN CON OTRAS CIENCIAS
La química es una ciencia que ha permitido conocer, interpretar y
transformar nuestro ambiente; la química está presente en nuestro entorno
diario, proporcionándonos beneficios invaluables, pero la falta de control y
ética en su uso también puede causarnos problemas.
A la pregunta química ¿para qué?, algunas respuestas son: “para elaborar
materiales semejantes a los naturales, más económicos y sin dañar el entorno
ecológico y para conocer la composición de la estructura de los materiales”. La
química participa en los campos de acción de otras ciencias, de tal manera que
se derivan, la bioquímica, la fisicoquímica, etc.
DIFERENCIA
ENTRE CAMBIOS FÍSICOS Y QUÍMICOS
-
Cambio físico.-
Cuando las modificaciones no alteran la composición íntima de las sustancias, dichos cambios desaparecen cuando cesa la causa que los
originó. En este tipo de cambios se
modifica la forma, el tamaño, el estado
de movimiento o el estado de agregación;
la energía implicada es pequeña. Ejemplos: formación del arcoíris, fusión de la
cera, disolución del azúcar, dilación de un metal, transmisión del calor,
cambios de estado, la elasticidad, el magnetismo, la propagación de la luz.
-
Cambio químico.-
Cuando el cambio experimentado modifica la
naturaleza íntima de las sustancias y no es reversible. Antes y después del cambio se tienen substancias diferentes
con propiedades diferentes. La energía desprendida o absorbida es mayor que el cambio físico. Ejemplos: corrosión de metales, explosión de una bomba, uso de un acumulador,
revelado de una fotografía, combustión de un cerillo, fotosíntesis,
electrolisis del agua, el proceso de digestión, la fermentación, etc.
-
ÁTOMO.- Partícula más pequeña característica de un
elemento.
-
MOLÉCULA.- Partícula más pequeña de una sustancias dad (neutra) capaz de existir independientemente y que
conserva sus propiedades Químicas, se componen de átomos unidos químicamente de
acuerdo con su valencia, pueden ser diatómicas (O3) o poliatómicas (Na2SO4),
se representa con fórmulas químicas.
-
ELEMENTO.- Sustancia básico que no se descompone en sustancias más simples por
métodos químicos ordinarios. Son 115 elementos, 92 naturales y el resto
artificiales. La mayoría son sólidos, cinco son líquidos en condiciones
ambientales y doce son gaseosos. Son abundantes otros no, algunos son raros,
radiactivos y algunos se sintetizan en el laboratorio.
-
ION.- Átomo con carga eléctrica que se forma por la ganancia ó pérdida de
electrones. Se clasifica en dos tipos: catión
y anión.
-
CATION.- ion con carga positiva. Se forma por la pérdida de electrones en átomos
metálicos.
-
ANION.- ion con carga negativa. Se forma por la ganancia de electrones en átomos
no metálicos.
-
COMPUESTO.- Es una sustancia formada por átomos de dos o más elementos unidos
químicamente en proporciones definidas. Los compuestos sólo se pueden separar
en sus componentes puros (elementos) por medios químicos.
-
ISÓTOPO.- Son átomos que tienen el mismo número de protones pero difieren en su
número de neutrones, por lo tanto estos elementos difieren en su número de
masa. Los diferentes elementos de los isótopos
no son estables y se presentan en la naturaleza en la misma proporción.
Ejemplo:
1H1
Hidrogeno ligero o normal 1H2
Hidrogeno pesado o deuterio 1H3
Hidrogeno radiactivo o tritio
8O16 8O17 8O18
- SOLUCIÓN.- Mezcla homogénea formada por un disolvente y un soluto.
- MATERIA.-
Materia es cualquier cosa
que ocupa un espacio y que tiene masa.
LEY DE LA
CONSERVACIÓN DE LA MATERIA.- El contenido de materia en el
universo siempre permanece constante.
ENERGÍA.- Capacidad de
realizar trabajo
TIPOS DE ENERGÍA.- Algunas
manifestaciones energéticas comunes son: energía mecánica, energía Solar,
energía química, energía eléctrica, energía hidráulica, energía calorífica,
energía luminosa, energía nuclear, energía eólica, energía geotérmica.
LEY DE LA
CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA.- La energía puede ser convertida de
una forma a otra, pero no se puede crear o destruir. En otras palabras, la
energía total del universo es constante.
ESTADOS DE AGREGACIÓN DE LA
MATERIA.- La materia de acuerdo a su propiedades físicas se clasifica en tres
estados de agregación; fase sólida, liquida y gaseosa; los nuevos estados son el plasma y condensado
de Bose-Einstein.
- Fase sólida. Fase que ocupa un volumen fijo y tiene una
forma definida, la movilidad de las partículas es nula y la fuerza de
cohesión entre ellas es muy alta.
- Fase
liquida. Esta fase
ocupa un volumen dado por la forma del recipiente, la movilidad y su
cohesión de las partículas es intermedia.
- Fase
gaseosa. Fase que no
tiene, ni forma, ni volumen definido, tiende a ocupar el volumen del
recipiente en el que se encuentra
confinado y sus partículas tienen una gran energía cinética,
presentan movimientos desordenados
y la fuerza de cohesión es muy baja.
Plasma. Cuando un gas se calienta a temperaturas cercanas a los 10000 grados, la
energía cinética de las moléculas aumenta lo suficiente para que al vibrar y
chocar, las moléculas se rompan en átomos. A temperaturas más altas, los
electrones se ionizan de los átomos y la sustancia se convierte en una mezcla
de electrones e iones positivos: un plasma altamente ionizado. Podemos
considerar al plasma como un gas que se ha calentado a temperatura elevada que
sus átomos y moléculas se convierten en
iones. La concentración de partículas negativas y positivas es casi idéntica,
por lo que es eléctricamente neutro y buen conductor de la corriente eléctrica.
Condensado de Bose
–Einstein. Gas que se ha
enfriado a una temperatura próxima al
cero absoluto. Los átomos pierden energía, se frenan y se unen para dar
origen a un superátomo insólito.
Métodos de separación de mezclas
-
DECANTACIÓN. Es utilizado para separar un sólido de grano grueso de un líquido,
consiste en vaciar el líquido después de que se ha sedimentado el sólido. Este
método también se aplica en la separación de
dos líquidos no miscibles y de diferentes densidades.
-
FILTRACIÓN. Permite separar un sólido de grano relativamente fino de un líquido
empleando un medio poroso de filtración o membrana que deja pasar el líquido
pero retiene el sólido, los filtros más comunes son el papel, fibras de
asbesto, fibras vegetales, redes metálicas y tierras raras.
- CENTRIFUGACIÓN. Método que permite separar un sólido insoluble de grano muy fino y de
difícil sedimentación de un líquido. Se incrementa la temperatura del líquido
en la centrífuga; por medio de translación acelerado se incrementa la
fuerza gravitacional provocando la sedimentación del sólido o de las partículas de mayor densidad.
-
DESTILACIÓN. Método que permite separar mezclas de líquidos miscibles aprovechando
sus diferentes puntos de ebullición, también permite separar componentes
volátiles o solubles en agua u otros disolventes, incluye una serie de evaporación y condensación sucesivas.
-
CRISTALIZACIÓN. Consiste en provocar la separación de un sólido que se encuentra en
solución, finalmente el sólido queda como cristal, el proceso involucra cambio
de temperatura, agitación, eliminación del solvente, etc
.
-
EVAPORACIÓN. Por este método
se puede separar rápidamente un sólido disuelto en un líquido, se
incrementa la temperatura del líquido
hasta el punto de ebullición, con lo cual se evapora y el sólido queda en forma
de polvo seco.
-
SUBLIMACIÓN. Es el paso de un sólido al gaseoso sin pasar por el estado líquido,
por una alta temperatura.
-
SOLIDIFICACIÓN. Este cambio requiere y se
presenta cuando un líquido pasa al
estado sólido.
-
CONDENSACIÓN. Es el paso del estado gaseoso al
estado líquido, supone la disminución de la temperatura.
- LICUEFACCIÓN. Es el paso del estrado gaseoso al estado líquido se logra disminuyendo
la temperatura. y aumentando la presión.
Diagrama de estado
Su = Sublimación
Sur = Sublimación regresiva
S =Solidificación
F= Fusión
E=
Evaporación
C=Condensación
L= Liquefaction