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PROPIEDADES DE LA MATERIA
Intrínsecas o
especificas
Extrínsecas
o generales
Propiedades
químicas
Propiedades
físicas
Particulares
para cada
sustancia
Propiedades
organolépticas
Color
Olor
Sabor
Textura
Tamaño
Forma
Peso
Inercia
Impenetrabilidad
Propiedades
cuantitativas
Densidad
Punto de fusión
Punto de ebullición
Dureza
Viscosidad
Maleabilidad
Ductibilidad
Conductividad eléctrica
Conductividad térmica
Presión de vapor
Clases de Sustancias
Elementos
Sustancias
puras
Compuestos
Sustancias
Mezclas homogéneas
Mezclas
Mezclas heterogéneas
Distintas Clases de
Moléculas
Formación de una mezcla
Estados Físicos de la Materia
Curva de cambios de estado
Te: temperatura de ebullición
Tf: temperatura de fusión
Diagrama de Fases
Es la representación gráfica donde se muestra las relaciones
entre la temperatura y la presión de una sustancia pura con
sus estados, sólido, líquido y gaseoso.
Estructura Atómica
Número atómico = Z
El número atómico de un elemento es el número de
protones en los nucleas de los átomos de ese elemento
Z = # p+
Número másico (masa atómica) = A
El número másico de un átomo es la suma de los protones y
neutrones en su núcleo.
A = #º p+ + Nº
ISÓTOPOS
Son los átomos con el mismo número atómico pero
distinto número de neutrones ( número masa) en el
núcleo.
La siguiente tabla contiene algunas características de cuatro
átomos hipotéticos K, P, Q y T.
Átomo
K
P
Q
T
Electrones
Protones
Neutrones
17
17
18
19
17
21
17
17
20
17
19
21
Carga
0
-2
0
+2
Utilizando la información anterior se puede argumentar que:
☻ Los átomos que son isótopos son _____________________________________
☻ El átomo Q corresponde a un elemento ubicado en la tabla periódica en el
periodo __________________
☻ El átomo P tiene un número atómico (Z) de ____________________________
☻ El átomo de mayor masa atómica (A) es ________________________________
☻ La distribución electrónica para el átomo T es ___________________________
De acuerdo con la siguiente tabla que muestra la
dotación de partículas en tres átomos o iones:
Los números de masa de X y Y son respectivamente ____________ y_____________
La estructura de Lewis que representa la molécula de Y W2 es
Distribución Electrónica
Triángulo de Pauli
K
L
M
N
O
P
Q
TABLA PERIODICA
Mol
Es una unidad de conteo.
Similar a 1 docena, 1 centena etc.
Elementos químicos
1 MOL
Peso atómico
molecular
Átomos
Compuestos
Peso
molecular
6.02 x 1023
Nº de Avogadro
Moléculas
Cuál es la masa de 1,5 moles
de magnesio (Mg) ?
Cuál es la masa de 0,5 moles
de óxido de cobre 11 ?
Cuántas moles hay en 10 gramos
de calcio ?
Cuántas moles hay en 20 gramos
de carbonato calcio, (CaCO3)?
Clases de Reacciones
Síntesis o combinación
Reacción de Descomposición
AB  A + B
A + B  AB
Ejemplo.
Ejemplo.
Metal + O2 = óxido metálico
2Mg + O2  2MgO
Reacción de desplazamiento simple
A + BC  AB + C
Ejemplo.
Metal + ácido =
hidrógeno + sal
Calentamiento de
carbonatos
CaCO3  CaO + CO2
Reacción de desplazamiento
doble
AB + CD  AD + CB
Ejemplo.
Zn + 2HCI  H2 + ZnCI2
Formación de
precipitado
insoluble
BaCI2 + 2AgNO3  2AgCI +
BaNO3
Reacciones
exotérmicas y endotérmicas
En una reacción exotérmica, el calor es un
producto que se puede escribir al lado
derecho de la ecuación. Si la reacción es
endotérmica, se puede considerar el calor
como un reactivo y se escribe al lado
izquierdo:
H2(g) + Cl2(g) → 2HCl (g) + 185 KJ (exotérmica)
N2(g) + O2(g) + 181 KJ → 2NO (endotérmica)
Oxido - reducción
OXIDACIÓN: Implica un aumento en el número de oxidación
y perdida de electrones
REDUCCIÓN: Implica una disminución en el número de
oxidación.
Agente oxidante y agente reductor
Los agentes oxidantes son sustancias que causan
la oxidación de la sustancia con la que reacciona.
Los agentes reductores son sustancias que causan
la reducción en la sustancia con la que reaccionan.
Oxido - reducción
Características del átomo de carbono
Los enlaces: Los enlaces C-C son mucho más
fuertes que los enlaces entre átomos de la
mayoría del resto de los elementos. Los enlaces
C-H también son relativamente fuertes.
Tetravalencia constante: El carbono es
tetravalente en casi la totalidad de los
compuestos orgánicos.
Tipos de átomos de carbono
Carbono primario: Es el que forma únicamente un enlace
con otro átomo de carbono; el resto de sus enlaces los
forma con otros átomos.
Carbono secundario: Es el que se enlaza con dos átomos
de carbono. El resto de sus enlaces los forma con otros
átomos.
Carbono terciario: Forma enlaces con tres átomos de
carbono.
Carbono cuaternario: Sus cuatro enlaces los forma con
otros cuatro átomos de carbono
ISÓMEROS
Moléculas que tienen los mismos átomos
pero dispuestos de distinto modo.
Isómeros estructurales: Moléculas con la
misma fórmula molecular pero distinta
fórmula estructural
Estereoisómeros: Moléculas con la misma
fórmula estructural pero distinta
disposición de los átomos en el espacio
Isómeros geométricos - Isómeros ópticos
Isómeros estructurales:
Los átomos están enlazados
en distinto orden; por eso
aunque posean la misma
fórmula molecular, la
fórmula estructural es
distinta. Los isómeros
estructurales se encuentran
tanto en sustancias
inorgánicas como en
orgánicas, pero los ejemplos
más comunes se dan en las
sustancias orgánicas.
Por ejemplo, el etanol y el
dimetiléter son isómeros
estructurales:
QUIMICA ORGANICA
Alcanos
Como
COMPUESTOS
NITORGENADOS
Compuesta por
HIDROCARBUROS
Halogenados
de alquilo
Como
Aminas
Nitrilos
Alquenos
Hidrocarburos
aromáticos
Alquinos
Hidrocarburos
cíclicos
Amidas
COMPUESTOS
OXIGENADOS
Alcoholes
Como
Ácidos
carboxílicos
Fenoles
Éteres
Ésteres
Aldehídos
Cetonas
Nitrocompuestos
COMPUESTOS ORGÁNICOS
COMPUESTOS ORGÁNICOS
Alcanos o Parafinas CnH2n + 2
Sólo contienen carbono e hidrógeno.
Se describen como saturados.
Se nombran utilizando la terminación
ano.
Serie de alcanos
CH4
CH3 – CH3
CH3 – CH2 – CH3
CH3 – CH2 – CH2 – CH3
Metano
Etano
Propano
Butano
Alquenos u olefinas CnH2n
Sólo contienen carbono e hidrógeno.
Tiene enlace doble entre dos de los átomos
de carbono.
Se describen como insaturados.
Se nombran utilizando la terminación eno.
Serie de alquenos
CH2 = CH2
CH3CH = CH2
CH3 CH2 CH = CH2
Eteno
Propeno
Buteno
Hidrocarburos Alicíclicos
Se llaman también hidrocarburos cicloalifáticos, con
propiedades semejantes a la de los hidrocarburos alifáticos de
cadena abierta. Se nombran usando el prefijo ciclo antes del
nombre del hidrocarburo de cadena abierta que tiene igual
número de carbonos.
Ejemplo.
Tipos de
reacciones
orgánicas
Reacciones de adición
Es propia de los hidrocarburos insaturados
(alquenos y alquinos).
Reacciones de sustitución
Los átomos son reemplazados por
otros
Reacciones de eliminación
Son contrarias a la adición. Se eliminan átomos y
se forman enlaces múltiples. Son características de
alcoholes y haluros de alquilo.
Reacciones de Reducción
Se presentan en los alquenos, alquinos, aldehídos,
cetonas, ácidos carboxílicos, alcoholes 1º y 2º,
nitrilos. El sustrato gana hidrógenos y pierde
oxígeno (contrario a la oxidación)
Reacciones de ácido – base
Aquí el ácido cede protones y la base
acepta protones y se forma una sal.
Reacciones de oxidación
Ocurren cuando el sustrato gana oxígeno o pierde
hidrógeno. Se utilizan agentes oxidantes como
el KMnO4 ó K2Cr2O7. Se presentan en alcanos,
alquenos, alquinos, alcoholes primarios, alcoholes
secundarios, aldehídos, cetonas y arenos.
Hidrocarburos aromáticos
Son todos los compuestos que contienen uno o
varios anillos bencénicos.
La estructura del benceno se puede representar de
las siguientes formas
Arenos
Estos compuestos tienen cadenas
alifámaticas unidad a anillos
aromáticos. Ejemplo.
Alcoholes
Los alcoholes son una serie homóloga
de fórmula general CnH2n+1OH
Los primeros 3 miembros son:
Clases de alcoholes
Se clasifican dependiendo del número
de carbonos unido al carbono que lleva
el grupo OH.
Ácidos Carboxílicos
Los ácidos carboxílicos forman una
serie homóloga.
Los tres primeros son:
Aldehídos y Cetonas
Nomenclatura
Aldehídos y Cetonas
Éteres
Tienen fórmula general: R – O – R’
Son importantes como anestésicos y disolventes.
Se pueden obtener a partir de la deshidratación de
alcoholes.
Nomenclatura
CH3 – O – CH3 , Metoximetano; dimetil éter
CH3 – O – CH2 – CH3, Metoxietano; éter metil etílico
Amidas
Resultan de la sustitución del grupo OH en el
radical carboxílico por un átomo de nitrógeno al
que van unidos dos átomos de hidrógeno, pero
también pueden estar presentas otros grupos.
Algunos ejemplos
Aminas
Son considerados como las bases orgánicas
que resultan de reemplazar uno o más hidrógenos
del amoníaco por grupos alifáticos o arílicos. Pueden
ser primarias, secundarias o terciarias.
En la siguiente tabla, se muestran algunos tipos de
reacciones, características de los compuestos
orgánicos
Reacción
Tipo
Halogenación
No
polar
Adición
No
polar
Sustitución
electrónica
Polar
Oxidación
Polar
Reducción
polar
Ecuación general
Propiedades de los gases y teoría cinética molecular
Los gases son sustancias moleculares unidas covalentemente
por fuerzas intermoleculares débiles (moléculas pequeñas
con pocos electrones), o sustancias atómicas como los gases
nobles.
Para simplificar el estudio de los gases, asumimos que las
partículas:
☻ Se mueven aleatoriamente
☻ No se atraen mutuamente
☻ No ocupan volumen definido
☻ Experimentan colisiones elásticas.
Estas consideraciones se conocen como los postulados de la
teoría cinética molecular, y un gas en que las partículas se
comportan así se denomina gas ideal. En un gas como éste,
la energía cinética de las partículas es una medida de la
temperatura.
Ley de Boyle: Mediante una serie de experimentos,
Robert Boyle determinó la relación entre la presión (P) y el
volumen (V) de determinada cantidad de gas. Esta relación de
P y V se conoce como ley de Boyle:
Cuando la presión del
gas aumenta, el volumen
disminuye; y viceversa.
El muestra el gráfico de
P vs.V para un gas:
Ley de Charles
El físico francés C. Charles observó el efecto que tiene la temperatura
sobre el volumen de un gas, y encontró que diversos gases se
expanden en la misma cantidad fraccionaria cuando pasan por el
mismo cambio de temperatura. La ley de Charles establece que:
El volumen aumenta en
relación directa con
el aumento de la
temperatura absoluta, y
viceversa.
El muestra el gráfico de
V vs. T para un gas
Ley combinada de los gases
Cuando la presión y la temperatura
cambian al mismo tiempo, el volumen
nuevo se puede calcular de acuerdo con la
siguiente ecuación, que combina las leyes
de Boyle y de Charles:
Ley de Avogadro
Medidos a la misma temperatura y
presión, volúmenes iguales de gases
diferentes tienen el mismo número
de moléculas.
Relación entre moles, masa y
volumen de los gases
Un mol de un gas ocupa 22,4 litros, a
condiciones normales; esto es:
a 1 atmósfera de presión y 273° K de
temperatura.
Ecuación de Estado
La ecuación que relaciona la presión,
el volumen, la temperatura y el
número de moles de una
determinada cantidad de gas se
conoce como ecuación de estado de
los gases:
PxV=nxRxT
Donde R se conoce como constante de los
gases, y equivale a:
MEZCLAS
COMBINACIÓN DE
SUSTANCIAS EN
DIFERENTES
PROPORCIONES QUE SE
PUEDEN SEPARAR
MEDIANTE ALGUNOS
MÉTODOS.
Métodos de separación de mezclas
DECANTAR
FILTRAR
DESTILAR
CROMATOGRAFIA
tinta
Soluciones
La palabra solución se usa en química
para describir un sistema en el que una
o más sustancias están mezcladas
homogéneamente. El soluto es el
componente que se disuelve, o el que
está en menor proporción. El solvente
es el agente que disuelve, o el que está
en mayor proporción. Según los tres
estados de la materia, es posible
preparar distintos tipos de soluciones:
Soluciones
Fase de la
solución
Soluto
Solvente
Ejemplo
Gaseosa
Líquida
Gas
Gas
Gas
Líquido
Aire
Gaseosa
Líquida
Líquido
Líquido
Alcohol y agua
Líquida
Sólida
Sólido
Gas
Líquido
Sólido
Agua salada
H2 en platino
Sólida
Sólido
Sólido
Latón, otras
aleaciones
Cómo se expresa la concentración
de una solución
La concentración expresa la
cantidad de soluto disuelta en
determinada cantidad de solvente
o de solución.
Las siguientes son las unidades más
comunes en que se expresa la
concentración:
PORCENTAJE DE MASA:
Expresa el porcentaje en masa de la solución
que corresponde a masa del soluto
MOLARIDAD:
Se define como el número de moles de soluto
que hay en cada litro de solución
PORCENTAJE DE MASA SOBRE VOLUMEN:
Expresa los gramos de soluto que hay en cada
10 mI sede solución:
MOLALIDAD:
PORCENTAJE DE VOLUMEN:
Es el porcentaje de volumen de solución de
que corresponden a volumen de soluto :
NORMALIDAD:
Es el número de pesos equivalente * de soluto
en cada litro de solución:
Se define como el número de moles de soluto que
están disueltos en cada kilogramo de solvente :
Solubilidad
La palabra solubilidad describe la cantidad
de una sustancia, el soluto, que se disuelve en
determinada cantidad de otra, el solvente, en
determinadas condiciones. Por ejemplo, 36g
de cloruro de sodio se disuelven en 100 g de
agua a 20° C. Se dice que la solubilidad del
NaCl en agua es 36 g/100 g de agua a 20° C.
La solubilidad depende de varios factores,
principalmente de la naturaleza del soluto
y del solvente, de la presión y de la
temperatura.
Efecto de la temperatura
sobre la solubilidad
CONCEPTOS DE ÁCIDOS Y
BASES
Teoría de Arrhenius:
Ácido es una sustancia que en
solución acuosa
libera iones H+
Base
es una sustancia que en
solución acuosa
libera iones OH-
ESCALA DE pH
La acidez o la basicidad de una
disolución puede medirse en una
escala de pH que va de 0 a 14.
Neutralización
Cuando reaccionan un ácido y una base se
neutralizan entre sí. El ácido pierde sus propiedades
ácidas y la base pierde sus propiedades
básicas. Los productos de una reacción de
neutralización son una sal y agua.
Ácido + base → sal + agua
(+ dióxido de carbono si la base es un carbonato)
Ejemplo
NaOH+HCI → NaCI+H2O
MgO+H2SO4 → MgSO4+H2O
CaCO3+2HNO3 → Ca(NO3)2+H2O+CO2
PREGUNTAS ABIERTAS
Estas preguntas no tienen
opciones de respuesta.
Se deben escribir respuestas
breves con letra clara y leible
dentro del espacio
correspondiente por cada
una de ellas sin salirse del
recuadro.
Para obtener una sal, un grupo de estudiantes vierte en un vaso
de precipitados una solución de hidróxido de sodio y le agrega
una solución de ácido clorhídrico. Las dos soluciones reaccionan
de acuerdo con la siguiente ecuación:
NaOH + HCl
NaCl + H2O
Un estudiante propone repetir el procedimiento anterior
cambiando el NaOH por el Mg(OH)2.
Al final de la reacción, ¿ cuál es la sal que se produce y por qué?
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El extracto del repollo contiene en sus hojas un compuesto que
actúa como un indicador de pH. En las tablas 1 y 2 se muestra el
color del indicador según el medio y el pH de algunas sustancias
Al agregar unas gotas del extracto de repollo a una solución de
amoniaco casero, la solución se torna de color verde; luego se
sopla la solución a través de un pitillo y ésta pasa de color verde
a azul. Si se le añade vinagre, ¿ cuál será el color se la solución y
por qué?
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