LA QUÍMICA COMO CIENCIA

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITECNICA
"ANTONIO JOSÉ DE SUCRE"
VICE-RECTORADO "LUIS CABALLERO MEJÍAS"
NÚCLEO GUARENAS
UNIDAD I
Q
U
Í
M
I
C
A
Prof. Lesbia Galarraga Moreno
Marzo, 2006
1
UNIDAD I
La Química Como Ciencia
Si paseamos la vista a nuestro alrededor, observaremos un sin fin de objetos en los
cuales están presentes materiales conocidos como: madera, plástico, hierro, aluminio,
concreto, pintura, vidrio, cerámica, arcilla, tela, cuero, etc. Te has puesto a pensar en los
procesos que se han realizado para su producción?. Tal vez no. Pero es impresionante cómo el
petróleo y el gas natural son transformados para producir lacas, lubricantes, plásticos, fibras, y
otros materiales; o cómo la bauxita es procesada para obtener el aluminio. Todos los procesos
antes mencionados, se fundamentan en una ciencia conocida como Química.
La Química es la ciencia que estudia la materia, su composición, propiedades,
transformaciones y leyes que rigen dichas transformaciones. Todo lo que es capaz de
impresionar a los órganos de los sentidos, tiene masa y ocupa un lugar en el espacio, es
materia, y la misma se presenta bajo diversas formas llamadas materiales.
La Química, conjuntamente con la Física y la Biología, forman las Ciencias Físicas o
Naturales, cuyos objetivos específicos son diferentes, pero los procedimientos utilizados son
comunes; y los mismos están fundamentados en el Método Científico.
El hecho de estudiar los materiales que conforman al universo es un campo muy amplio,
por ello la Química se divide en disciplinas que le permiten alcanzar sus objetivos, y entre ellas
tenemos: a) Química General: desarrolla los principios y conceptos generales en los cuales se
fundamenta la ciencia.
b) Química inorgánica: estudia la composición, propiedades y preparación de los elementos
químicos.
c) Química analítica: Se encarga de determinar cuanti-cualitativamente la composición de los
materiales. Se divide en Química analítica cualitativa y Química analítica cuantitativa. La
cualitativa determina qué elementos están contenidos en los materiales, y la cuantitativa
determina en qué proporción se encuentran dichos elementos.
d) Físico-Química: Se encarga de expresar matemáticamente los principios generales de la
química, sus alcances y aplicaciones.
e) Química nuclear: Se encarga de estudiar los cambios que tienen lugar en el núcleo de los
átomos y los procesos energéticos que se derivan de esas transformaciones.
f) Química orgánica: Estudia los compuestos orgánicos y sus aplicaciones.
g) Bioquímica: Estudia los cambios de los materiales que tienen lugar en los seres vivos.
ACTIVIDAD 1:
a) Elabore una síntesis sobre la importancia de la Química en el desarrollo de la humanidad.
b) Elabore una síntesis sobre la importancia de la Química para la ingeniería.
Materia
Materia es todo lo que conforma nuestro universo, la cual es capaz de ocupar un lugar
en el espacio y por lo tanto tiene masa; sin embargo, al ver nuestro entorno, observamos que
existe una gran diversidad de materia. Las diferentes formas en que ésta se presenta recibe el
nombre de materiales.
La materia está formada por corpúsculos denominados átomos los cuales contienen masa
y energía; por eso la energía se encuentra concentrada en la materia. Sin embargo, no todo lo
que se observa es materia; de hecho existen cosas materiales y otras inmateriales. Las cosas
materiales tienen dimensiones y las inmateriales, como el sonido y las imágenes especulares,
no las poseen.
2
ACTIVIDAD 2:
LAS SIGUIENTES COSAS QUE SE MENCIONAN A CONTINUACIÓN, CLASIFÍQUELAS
COMO MATERIAL O INMATERIAL.
a) La sombra
b) El aire
c) El eco
d) El amor
e) El rocío
f) El pupitre
g) El arco iris
h) El sudor
i) El vapor de agua.
Materiales
Son las diferentes formas en que se presenta la materia, y se clasifican en:
1.- SUSTANCIAS
1.1- Sustancias simples.
1.1.1.- Metales
1.1.2.- No metales
1.2.- Sustancias compuestas.
1.2.1.- Sustancias orgánicas.
1.2.2.- sustancias inorgánicas.
2.- MEZCLAS.
2.1.- Mezclas homogéneas. (DISOLUCIONES)
2.2.- Mezclas heterogéneas.
2.2.1.- Suspensiones.
2.2.2.- Coloides.
2.2.3.- Mezclas groseras.
Las sustancias: son materiales homogéneos de composición química definida, y con una
serie de propiedades características que permiten identificarlas y clasificarlas. Si las sustancias
poseen una sola clase de átomos se llaman sustancias simples, y se denominan compuestas
cuando poseen dos o mas tipos de átomos. La relación cuanti-cualitativa del tipo y cantidad de
átomos que forman la molécula1 de una sustancia se expresa en la fórmula química 2.
Las sustancias simples o elementos son materiales que no pueden transformarse en
partículas más pequeñas por procedimientos químicos ordinarios. Se dividen en metales y no
metales. Los metales y no metales conocidos hasta hoy día, se encuentran organizados, según
sus números atómicos y la regularidad de sus propiedades, en la Tabla Periódica.
Propiedades de los materiales
Todas las características que presentan los materiales que permiten reconocerlos e
identificarlos con cierta precisión se llaman propiedades, las cuales pueden ser físicas y
químicas. Las físicas son aquellas que se determinan sin ocasionar alteración en la identidad
del material como la densidad y el punto de fusión; y las propiedades químicas son aquellas que
para determinarlas se debe alterar la identidad del material, como es el caso de la combustión.
Las propiedades físicas se clasifican en intensivas y extensivas. Las intensivas son
aquellas que no dependen de la cantidad del material sino de su naturaleza; como son: la
densidad, la forma cristalina, la solubilidad, la temperatura, el punto de fusión, el calor
específico, y otras. Las propiedades extensivas dependen de la cantidad de material y no de su
naturaleza como son la masa, el peso y el volumen.
También las propiedades físicas se pueden clasificar en
características y no
características. Las características son aquellas que pertenecen sólo al material estudiado, por
1 La molécula es el conjunto formado por la unión de dos o mas átomos.
2 La fórmula química de una sustancia es la representación grafica de su composición cuanticualitativa. Ejemplo. HNO3 = Acido nítrico. La formula expresa que el ácido nítrico está formado
por hidrógeno, nitrógeno y oxígeno en la proporción 1 : 1 : 3 .
3
lo tanto permiten reconocerlo e identificarlo en un momento dado; como son: el punto de fusión,
la solubilidad, el calor específico, la densidad, la dureza, la forma cristalina, la conductividad
eléctrica y calórica, y el espectro del infrarrojo. Las propiedades no características son aquellas
comunes a muchos materiales diferentes, por lo que no son criterios para diferenciarlos ni
reconocerlos; como son el tamaño, la forma, la temperatura, la masa, el peso y el volumen.
Las propiedades fundamentales de la materia son la masa y el volumen. La masa
representa la cantidad de materia que posee un cuerpo; se mide con la balanza y la unidad
base en el Sistema Internacional (SI)3, es el kilogramo. El kilogramo es la masa de un litro de
agua a 4 ºC.
Frecuentemente suelen confundirse los términos masa y peso, a pesar de que ambas
magnitudes presentan características que las diferencian; como son:
a) La masa es la cantidad de materia que poseen los cuerpos, y el peso es la fuerza con que la
tierra atrae a los cuerpos.
b) La masa se mide con la balanza, y el peso se mide con un dinamómetro.
c) La masa es invariable, y el peso varía según la gravedad.
ACTIVIDAD 3:
Señale las propiedades físicas y químicas del agua.
ESTRUCTURA ATÓMICA
Modelo Atómico de Dalton
Postulados básicos: (a) La materia está formada por partículas indivisibles e inalterables
denominadas átomos. (b) Todos los átomos de un mismo elemento son idénticos entre sí. (c)
Los átomos se unen entre sí, en una relación constante y sencilla.
Modelo Atómico de Thomson
1. Introduce el concepto de partículas subatómicas: electrones, con carga eléctrica
negativa; protones, con carga eléctrica positiva; y neutrones, sin carga eléctrica y con
una masa mucho mayor que la de electrones y protones.
2.
2. Considera al átomo como una gran esfera con carga eléctrica positiva, en la cual se
distribuyen los electrones como pequeños granitos; de forma similar como las semillas
de una sandía.
Modelo Atómico de Rutherford
Consideró que el átomo era como un diminuto sistema solar: un núcleo central, que
contiene los protones y neutrones, y donde se concentra casi la totalidad de la masa del átomo.
La corteza está formada por los electrones, que giran alrededor del núcleo en órbitas circulares,
de forma similar a como los planetas giran alrededor del Sol. Experimentalmente demostró que
el átomo era vacío; es decir que el espacio ocupado por los electrones era insignificante en
relación al volumen total del mismo.
Modelo Atómico de Bohr
Para corregir las imperfecciones del M. A. de Rutherford, Bohr propuso los siguientes
postulados:
Primer postulado: el electrón gira alrededor del núcleo en órbitas circulares sin emitir energía
radiante.
Segundo postulado: el electrón no puede estar a cualquier distancia del núcleo, sino en aquellas
3 Sistema Internacional, cuya abreviatura es SI, se adoptó en 1 960 por la resolución de la
undecima Conferencia general de Pesos y Medidas, CGPM.
4
permitidas por el número cuántico principal4.
Tercer Postulado: la energía liberada o absorbida por el electrón al pasar de una órbita a otra es
igual a un cuantum de energía; y se calcula por le Ecuación de Planck.
Ea - Eb = h · µ
Modelo Atómico de Sommerfeld
Consideró que las órbitas del electrón necesariamente no eran circulares, sino que también
eran posibles órbitas elípticas; esta modificación exige disponer de dos parámetros para
caracterizar al electrón, el número cuántico secundario y magnético.
Números Cuánticos
NOMBRE
SÍMBOLO
Número cuántico
Principal
n
Número cuántico
Secundario
o l
Azimutal
Número cuántico
Magnético
m
Número cuántico
de Spín
s
QUÉ REPRESAENTA
VALORES
 El tamaño de la nube
1, 2, 3………n
electrónica.
 La distancia del electrón del
núcleo
La forma de la nube electrónica
0, 1, … n - 1
La orientación de la nube
electrónica por efecto de un - l , 0 , + l
campo magnético.
Rotación del electrón sobre su
propio eje.
+½ , -½
Modelo Atómico actual ó de la Mecánica Cuántica
Además de lo propuesto por Boro y Sommmerfeld, la Mecánica Cuántica Ondulatoria
establece tres hechos fundamentales que arrojan luz para explicar la estructura y
comportamiento del átomo; tales hechos son:
a) Principio de Incertidumbre de Heisenberg: Este establece que es imposible conocer
simultáneamente la posición y la velocidad del electrón, y por tanto es imposible determinar su
trayectoria. Cuanto mayor sea la exactitud con que se conozca la posición, mayor será el error
en la velocidad, y viceversa. Solamente es posible determinar la probabilidad de que el electrón
se encuentre en una región determinada, a la cual se le llamó orbital.
b) Dualidad onda-partícula de Louis De Broglie: los electrones se consideraban como partículas;
Louis de Broglie propuso (1923) eliminar esta distinción, ya que aseguraba que un haz de
partículas y una onda son esencialmente el mismo fenómeno. Posteriormente esta aseveración
se confirmó experimentalmente, al comprobarse que un haz de electrones se distorsiona y se
refracta al igual que cualquier onda. Por lo tanto el electrón posee una longitud de onda que se
calcula de la siguiente manera:
4 Número cuántico principal, se simboliza con la letra n, e indica el tamaño la nube electrónica,
y por ende la distancia que separa al electrón del núcleo.
5
c) La Ecuación de Onda de Schrodinger: Es una ecuación diferencial de segundo grado, que
trata de dar respuesta a lo planteado por Heisenberg.
ACTIVIDAD 4:
1.
2.
3.
4.
¿Quién descubrió el electrón, y qué masa y carga posee?
¿Quien descubrió el neutrón. Describa brevemente cómo fue descubierto el protón?.
Indique la masa y carga del neutrón y del protón.
Explique brevemente por qué el modelo atómico de Rutherford, contradecía las leyes del
electromagnetismo de Maxwel y explicaba la formación de los espectros.
5. ¿Qué es el efecto Zeemann?
Tabla Periódica
La Tabla Periódica es un instrumento sumamente útil para el estudiante, en ella se
encuentran ordenados los elementos según sus propiedades, siguiendo un orden creciente del
número atómico.
La Tabla Periódica Moderna o Sistema periódico Largo (este último nombre es el más
aceptado por la IUPAC5 ), presenta los elementos dispuestos en filas llamadas períodos
(franjas horizontales), y en columnas llamadas grupos (franjas verticales ). En los grupos se
encuentran los elementos de propiedades químicas semejantes, encontrándose una totalidad
de 8 grupos y 7 períodos. La IUPAC ha recomendado la designación de los grupos con los
números del 1 al 18, lo cual no se ha generalizado aún; y en las tablas siguen apareciendo los
grupos del 1A al 8A y del 1B al 8B. Los períodos pueden ser muy cortos, cortos largos y muy
largos, según la cantidad de elementos, y se designan con números arábigos del 1 al 7 .
Cantidad de elementos en cada período:
a) El número uno posee dos elementos ( hidrógeno y helio).
b) El número dos y tres poseen ocho elementos cada uno,.
c) El número cuatro y cinco poseen dieciocho elementos cada uno.
d) El número seis posee treinta y dos elementos.
e) El número siete está incompleto, ya que puede llegar a treinta y dos elementos y sólo tiene
veintitrés.
En esta organización de los elementos, los metales se encuentran en el lado izquierdo, y
los no metales en el lado derecho de la Tabla Periódica.
ACTIVIDAD 6:
1) Dibuje una silueta de la tabla periódica y coloree en rojo la región ocupada por los metales, y
en azul la región ocupada por los no metales.
2) Dibuje un esqueleto de la Tabla Periódica y ubique las columnas donde se encuentran las
siguientes familias: los metales alcalino, metales alcalinos térreos, halógenos y gases nobles;
escriba el nombre y los símbolos de los elementos que componen cada una de ellas, y
distinga cada familia utilizando un color diferente.
5 IUPAC, son las siglas de la Unión Internacional de Química Pura y aplicada.
6
3) Dibuje un esqueleto de la Tabla Periódica y coloree en azul la zona s, en verde la zona p, en
rojo la zona d y en amarillo la zona f. Indique por qué esas zonas de la Tabla Periódica
reciben dichos nombres
4) Para Z = 20, 28, 32, 41, 47, 52, 55 y 62; realice la distribución electrónica en niveles y
subniveles; e indique su posición en la tabla periódica.
5) Existen una series de propiedades que poseen los elementos que pertenecen a un grupo o
período de la T.P., que se denominan Propiedades Periódicas. Nombre y defína cada una.
NOMENCLATURA DE COMPUESTOS INORGÁNICOS
Para escribir el nombre de las sustancias y sus respectivas fórmulas, los químicos se basan
en los símbolos de los elementos. Las series de normas que se utilizan para tal fin se llaman
Nomenclatura Química.
Los símbolos químicos son representaciones de carácter universal asignados a los
elementos.
SIMBOLOGÍ A DE LOS ALQ UIMISTAS
oro
azufre
zinc
cobalto
bismuto
cobre
estaño
aire
fuego
plomo
hierro
plata
cal viva
mercurio
arsénico
agua
carbón
níquel
platino
óxido de hierro
La influencia de la astrología en la asignación de los símbolos de los alquimista es notoria,
y la complejidad de los mismos representaría un obstáculo para su uso en la química moderna.
John Dalton (1766-1844), físico, químico y naturalista inglés, fue un notable científico. Entre sus
aportes a la Química encontramos la "Teoría atómica de Dalton".
ACTIVIDAD 7:
1) Enuncie los postulados de la Teoría Atómica de Dalton.
2) Describa el sistema de símbología ideado por Dalton.
7
Sustancias simples: Son aquellas que están constituidas por un sólo tipo de átomos.
También se les llaman elementos.
Atomicidad: Se refiere al número de átomos que forman la molécula de una sustancia
simple, la cual se representa por un subíndice que afecta al símbolo químico.
SUSTANCIA SIMPLE
Nitrógeno
Fósforo
Azufre
Neón
SÍMBOLO
FORMULA
N
P
S
Ne
N2
P4
S8
Ne
TIPO DE MOLÉCULA
Diatómica
Tetratómica
Octatómica
Monoatómica
ACTIVIDAD 8:
1) Significado de los prefijos mono, di, tri, tetra, penta, hexa, hepta, octa, nona, deca.
2) ¿A quién se debe nuestro sistema actual de símbolos químicos? ¿ En qué consiste?
VALENCIA Y ESTADO DE OXIDACIÓN
El concepto del siglo XIX que resultó más fructífero para la descripción de la combinación
química de los elementos, fue el de valencia. De acuerdo a éste, cada átomo posee cierta
capacidad de combinación con respecto a otros. La combinación química exige que estas
capacidades o valencias se cumplan para todos los átomos.
Al aplicar el concepto de valencia suele hacerse una distinción entre electrovalencia y
covalencia.
a) La electrovalencia refleja la capacidad de los metales de transferir electrones, y los no
metales de aceptarlos, provocando la formación de iones de cargas opuestas. La naturaleza
del enlace formado entre estas partículas (catión - anión), se debe a una atracción eléctrica;
y recibe el nombre de enlace iónico.
Ejemplo: Consideremos los siguientes compuestos:
Distribución electrónica en niveles para:
1.- Na; Z=11; K = 2e-, L = 8e-, M = 1e2.- Cl; Z=17; K = 2e-, L = 8e-. M = 7e3.- Mg; Z=12; K = 2e-, L = 8e-, M = 2e-
NaCl
y
MgCl2
En el cloruro de sodio (NaCl), el sodio transfiere un electrón al cloro, lo que conduce a la
formación de un compuesto que contienen los elementos en la proporción 1:1 (NaCl) , siendo la
electrovalencia +1 y -1 para el sodio y el cloro respectivamente.
En el cloruro de magnesio (MgCl2), el magnesio transfiere dos electrones, por lo tanto su
electrovalencia es +2; pero el cloro por tener elctrovalencia de -1, deben participar dos átomos
de cloro por cada átomo de magnesio, es decir que éstos aparecerán en la proporción 1:2
(MgCl2); por ello el subíndice del cloro corresponde a la electrovalencia del magnesio; y el
subíndice del magnesio, corresponde a la electrovalencia del cloro.
Estableciendo las capacidades combinatorias de los metales y no metales, los químicos del
siglo pasado establecieron electrovalencias comunes.
b) Covalencia: Otro tipo de materiales no están constituidos por iones, sino por agrupaciones
atómicas llamadas moléculas; estos se denominan compuestos covalentes.
8
Ejemplo: Tetracloruro de carbono (CCl4)
Se ha señalado que el cloro tiene electrovalencia -1; y en sus derivados covalentes sencillos,
su covalencia también es 1, lo que sugiere una covalencia de 4 para el carbono. (obsérvese que
los subíndices corresponden a las covalencias intercambiadas).
Los conceptos de covalencia y electrovalencia proporcionan reglas útiles para escribir
fórmulas; sin embargo, debido a que existen valencias variables, y al fundamento inadecuado
para predecir todas las posibilidades de valencias que puede manifestar un elemento, esta
noción nunca alcanzó una base teórica sólida, siendo en la actualidad de utilidad limitada.
Una ampliación del concepto de valencia lo constituye el de estados de oxidación, el cual
expresa el número de electrones que un elemento es capaz de ceder, aceptar o compartir
cuando se une con otro.
Sustancias compuestas: Son materiales de composición química definida formadas
por dos o mas elementos distintos. El tipo y la cantidad de átomos que forman la molécula de
una sustancia compuesta, se representa en la fórmula química de la misma.
Ejemplo: H2SO4 ; esta fórmula expresa que la sustancia está formada por hidrógeno, azufre y
oxígeno, en la proporción 2:1:4.
NOMENCLATURA DE ÓXIDOS: Los óxidos son sustancias binarias formadas por la
combinación de un elemento con el oxígeno. Se clasifican en óxidos básicos o metálicos,
cuando el elemento es un metal; y óxidos ácidos o anhídridos, cuando el elemento es un no
metal. Para escribir la fórmula de un óxido, se escribe el símbolo del metal seguido del símbolo
del oxígeno, y se intercambian los números de oxidación; es decir, se le coloca como subíndice
el número de oxidación del elemento contrario. si ambos subíndices son divisibles por el mismo
número, se simplifican.
Ejemplo:
a) Ca = calcio ( metal );
O = oxígeno ( no metal )
Ca2O2
simplificando
b) S =
azufre ( no metal )
S2O6
simplificando
Nro.de oxidación +2
"
"
-2
CaO
( 2, 4, 6)
SO3
Para nombrar a los óxidos se procede de la siguiente manera:
Si es un óxido básico: a) Si el metal tiene sólo un número de oxidación, se antepone la
palabra óxido al nombre del metal.(nomenclatura tradicional) b) Si el metal posee mas de un
número de oxidación, se antepone la palabra óxido al nombre del metal afectado por el sufijo
oso o ico. Oso cuando el metal utiliza el menor número de oxidación , e ico cuando utiliza el
mayor número de oxidación (nomenclatura tradicional). Otra manera de nombrar a los óxidos es
anteponiendo a la palabra óxido el prefijo mono, di, tri, tetra, etc.; de acuerdo a la cantidad de
oxígenos presentes en la fórmula (nomenclatura sistémica). También se pueden nombrar
anteponiendo la palabra óxido al nombre del metal seguido del estado de oxidación de éste, en
número romano, (nomenclatura Stock).
Ejemplo:
Metal Nro. de oxidación
Aluminio
3 (único)
Fórmula del óxido
Al2O3
Nombre del óxido
Oxido de aluminio
9
Zinc
2( " )
Zn2O2 --> ZnO
Hierro
2,3
Fe2O2 --> FeO
Oxido de zinc
Oxido ferroso
monóxido de monohierro
Oxido de hierro II
Oxido férrico
Trióxido
de
Oxido de hierro III
Fe2O3
dihierro
Si es un óxido ácido: Para nombrarlos nos guiaremos por la siguiente tabla:
Cant.
Nro.
Nº. de oxid.
Oxd.
1
1
2
de Palabra inicial Se le agrega al
nombre del no metal
PREFIJO SUFIJO
Anhídrido
Anhídrido
-------
ico
oso
----
ico
hipo
oso
2
4
2
"
Anhídrido
3
4
"
6
"
1
Anhídrido
----
oso
----
ico
hipo
oso
4
3
"
----
oso
5
"
----
ico
7
"
per
ico
EJEMPLOS
F2O Anh. fluórico
Monóxido de flúor.
CO Anh. carbonoso
monóxido de carbono
CO2 Anh. carbónico
Dióxido de carbono
SO Anh.hiposulfuroso
Monóxido de monoazufre
SO2 Anh. sulfuroso
Dióxido de monoazufre
SO3 Anh. sulfúrico
Trióxido de monoazufre
Cl2O Anh. hipocloroso
Monóxido de dicloro
Cl2O3 Anh. cloroso
Trióxido de dicloro
Cl2O5 Anh. clórico
Pentóxido de dicloro
Cl2O7 Anh. perclórico
Heptóxido de dicloro
ACTIVIDAD 11:
1) Escriba las fórmulas y los nombres de los óxidos de los siguientes elementos: litio, sodio,
potasio, berilio, magnesio, calcio, bario, cromo, manganeso, hierro, níquel, platino, boro,
carbono, nitrógeno, flúor, cloro, iodo, azufre, fósforo, aluminio, estaño, plomo, zinc, mercurio,
cobre, plata, oro, . Indique a qué tipo de óxido pertenece c/u.
NOMENCLATURA DE BASES O HIDRÓXIDOS: Son compuestos ternarios formados por
un metal y uno o más grupos oxidrilos (OH-); se originan por la reacción química de un óxido
metálico con agua. Se nombran anteponiendo la palabra hidróxido al nombre del metal.
Ejemplos:
NaOH
hidróxido de sodio.
Ca(OH)2
hidróxido de calcio.
Si el metal posee mas de un número de oxidación, se procede como en el caso de los óxidos
metálicos.
10
Ejemplo: Mercurio; Nro. de oxidación 1 y 2
HgOH
hidróxido mercurioso
hidróxido de mercurio I
Hg(OH)2
hidróxido mercúrico
hidróxido de mercurio II
En estos ejemplos se observa que al escribir las fórmulas moleculares de las sustancias,
se escribe primero el símbolo del metal seguido de la fórmula del radical oxidrilo; y si el metal
posee número de oxidación diferente de uno, el radical oxidrilo se coloca entre paréntesis con
el subíndice correspondiente.
ACTIVIDAD 12:
1) Escriba las fórmulas y nombres de los hidróxidos de los metales nombrados en la actividad
anterior.
NOMENCLATURA DE ÁCIDOS: Son sustancias químicas que se caracterizan por la presencia
de uno o más hidrógenos, unidos a un radical; los cuales al disociarse en agua forman iones
hidrógenos ( H+ o protones) .
Los ácidos se clasifican en hidrácidos cuando no poseen oxígeno y oxácidos cuando
poseen oxígeno.
Ejemplos:
HCl, HBr, HCN;
HNO3 , HClO, H2SO4
son ácidos hidrácidos.
son ácidos oxácidos.
Los ácidos hidrácidos se forman por la combinación de un halógeno (Flúor, Cloro, Bromo,
Iodo) o azufre con el hidrógeno. Para nombrarlos se antepone la palabra ácido al nombre del
nometal afectado del sufijo hídrico.
Ejemplos:
HCl
ácido clrohídrico.
HBr
ácido bromhídrico.
H2S
ácido sulfhídrico.
Los ácidos oxácidos se obtienen por la reacción química entre un anhídrido y agua. Para
nombrarlos se antepone la palabra ácido seguido del nombre del anhídrido que lo generó. Para
formularlos o nombrarlos hay que tomar en cuenta la fórmula del anhídrido que lo generó.
EJEMPLOS:
11
ANHÍDRIDO
FORMULA
NOMBRE
ÁCIDOS
FORMULA
NOMBRE
CO2
(Anhídrido carbónico) + H2O
H2CO3
ácido carbónico
P2O3
(Anhídrido fosforoso) + 3H2O
H3PO3
ácido fosforoso
P2O5
(Anhídrido fosfórico) + 3H2O
H3PO4
ácido fosfórico
SO
(anh. hiposulfuroso) +
H2O
H2SO2
ácido hiposulfuroso.
SO2
(Anh. sulfuroso)
+
H2O
H2SO3
ácido sulfuroso
SO3
(Anh. sulfúrico)
+
H2O
H2SO4
ácido sulfúrico.
Cl2O
(Anh. hipocloroso) +
H2O
HClO
ácido hipocloroso
H2O
HClO2
ácido cloroso
Cl2O3
(Anh. cloroso)
+
Cl2O5
(Anh. clórico)
+
H2O
HClO3
Cl2O7
(Anh. perclórico) +
H2O
HClO4
ácido clórico
ácido perclórico.
Existen anhídridos que presentan diferentes grados de hidratación generando diferentes
ácidos en donde el átomo central presenta el mismo número de oxidación, tal es el caso de
anhídrido fosfórico:
P2O5
P2O5
P2O5
+
+
+
H2O
2H2O
3H2O
-----> HPO3
----> H4P2O7
----> H3PO4
ÁCIDO METAFOSFÓRICO.
ÁCIDO PIROFOSFÓRICO
ÁCIDO ORTOFOSFÓRICO
RADICALES: Los ácidos al ionizarse generan hidrógenos protónicos (H+) e iones negativos
llamados radicales. El nombre del radical deriva del nombre del ácido tomando en cuenta el
anhídrido que lo generó, de acuerdo a las siguientes modificaciones:
SUFIJO DEL ÁCIDO
hídrico
oso
ico
EJEMPLOS:
ÁCIDO
Fórmula
Nombre
SUFIJO DEL RADICAL
uro
ito
ato
RADICAL
Fórmula
nombre
HCl
ac. Clorhídrico
Cl-
cloruro
H2S
ac. Sulfhídrico
S=
sulfuro
12
HNO2
ac. nitroso
NO2-
nitrito
HNO3
ac. nítrico
NO3-
nitrato
H2SO2
ac. hiposulfuroso
SO2=
hiposulfito
H2SO3
ac. sulfuroso
SO3=
sulfito
H2SO4
ac. sulfúrico
SO4=
sulfato
Nota: La carga del radical es equivalente al número de hidrógenos disociados.
Para escribir las fórmulas o los nombres de los ácidos se procede de la siguiente manera:
CONOCIENDO EL NOMBRE DEL ÁCIDO ESCRIBIR LA FÓRMULA:
Ej: escribir la fórmula del ácido nítrico
a) Para determinar el nombre del radical, se cambia el sufijo ico del ácido por ato, por lo tanto
nítrico genera el nombre nitrato, cuya fórmula es NO3b) Se anteponen al radical tantos hidrógenos como cargas tenga el mismo.
El radical posee sólo una carga, por lo tanto se antepone un hidrógeno, quedando la fórmula del
ácido nítrico: HNO3
ACTIVIDAD 13:
Escriba las fórmulas del ácido nitroso, ácido carbónico, ácido fosfórico, ácido cloroso, ácido
perclórico, ácido sulfuroso, ácido permangánico.
2) CONOCIENDO LA FORMULA ESCRIBIR EL NOMBRE DEL ÁCIDO:
Ej: Para el HClO , escribir el nombre del ácido.
a) Se identifica el nombre del radical presente en el ácido: ClO- ; se llama hipoclorito.
b) Se cambia el sufijo ito del radical por oso, generándose la palabra hipocloroso; a la cual se le
antepone la palabra ácido y se obtiene el nombre de la sustancia: Ácido hipocloroso.
ACTIVIDAD 14:
1) Escriba el nombre de los siguientes ácidos: HBr, H2SO4 , HClO4
2) Escriba los nombres y fórmulas de los ácidos formados con los radicales presentes en la lista
entregada. (ver anexo 1)
3) Clasifíquelos como hidrácidos o como oxácidos.
NOMENCLATURA DE SALES: Las sales son compuestos que se forman por la
sustitución de uno o mas hidrógenos de un ácido por un metal, durante un proceso
denominado neutralización, la cual es la reacción entre un ácido y una base. La sales se
clasifican en oxisales, las que poseen oxígeno; haluros las que provienen de los ácidos
hidrácidos de los halógenos; sulfuros las que provienen del ácido sulfhídrico y cianuros las que
provienen del ácido cianhídrico. Para nombrarlas, se antepone el nombre del radical al del
metal. Si el metal utiliza más de un número de oxidación se procede como en los óxidos
metálicos.
13
Para formularlas, se escribe el símbolo del metal seguido de la fórmula del radical. Si el
radical posee carga diferente de uno, su valor se le coloca como subíndice al metal. Si el metal
posee estado de oxidación diferente de uno, su valor se le coloca como subíndice al radical,
cuidando de encerrar a éste entre paréntesis cuando es binario.
Ejemplos:
METALES
Cobre (Cu)
Calcio(Ca)
SALES
CuCl
CuCl2
CaCl2
CuNO3
Cu(NO3)2
Ca(NO3)2
ESTADOS DE OXIDACIÓN
1 y 2
2
RADICALES
Cloruro
ClNitrato
NO3-
cloruro cuproso
cloruro de cobre I
Cloruro cúprico
Cloruro de cobre II
Cloruro de calcio
Nitrato cuproso
Nitrato de cobre I
Nitrato cúprico
Nitrato de cobre II
Nitrato de calcio.
ACTIVIDAD 15:
1.- Escriba el nombre de las sales que presentan los metales y radicales contenidos en la lista
entregada.
2.- Clasifíquelas como oxisales, haluros, cianuros y sulfuros.
NOMENCLATURA DE HIDRUROS: Los hidruros son compuestos que se caracterizan
por la combinación del hidrógeno con un elemento. Si el elemento es un metal, el hidrógeno
utiliza número de oxidación -1; y se nombran anteponiendo la palabra hidruro al nombre del
metal. Si el metal posee más de un numero de oxidación, se siguen las mismas reglas de los
óxidos.
Ejemplos:
HNa
hidruro de sodio
H2Ca
hidruro de calcio
HCu
hidruro cuproso
hidruro de cobre I
H2Cu
hidruro cúprico
hidruro de cobre II
En los hidruros de los elementos del grupo IVA Y VA, el hidrógeno utiliza número de
oxidación +1. El hidrógeno con el carbono forma los hidrocarburos, y con el silicio, los silanos.
Para el nitrógeno, fósforo y arsénico, los hidruros reciben nombres tradicionales: NH3
(amoníaco); PH3 (fosfina) AsH3 (arsina).
NOMENCLATURA DE PERÓXIDO: Son compuestos en donde el oxígeno utiliza estado
de oxidación -1; y presentan el grupo funcional -O-O-; para nombrarlos se antepone la palabra
peróxido al nombre del elemento con el cual está combinado. Ejemplo BaO 2, peróxido de bario
; Na2O2, peróxido de sodio.
14
ANEXO 1
SÍMBOLOS, RADICALES Y ESTADOS DE OXIDACIÓN
METALES
Nombres
Litio
Sodio
Potasio
Rubidio
Cesio
Francio
Plata
Berilio
Magnesio
Calcio
Estroncio
Bario
Radio
Zinc
Cadmio
Polonio
Cromo
Manganeso
Hierro
Cobalto
Níquel
Paladio
Platino
Estaño
Plomo
Cobre
Mercurio
Oro
Aluminio
Símbolos
Li
Na
K
Rb
Cs
Fr
Ag
Be
Mg
Ca
Sr
Ba
Ra
Zn
Cd
Po
Cr
Mn
Fe
Co
Ni
Pd
Pt
Sn
Pb
Cu
Hg
Au
Al
Nro. oxi.
1
1
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2,3,6
2,3,4,6,7
2,3
2,3
2,3
2
2,4
2,4
2,4
1,2
1,2
1,3
3
NO METALES
Nombres Símbolos
Boro
B
Carbono
C
Silicio
Si
Nitrógeno N
Fósforo
P
Arsénico
As
Antimonio
Sb
Bismuto
Bi
Oxígeno
O
Azufre
S
Selenio
Se
Teluro
Te
Hidrógeno
H
Flúor
F
Cloro
Cl
Bromo
Br
Iodo
I
Astato
At
Helio
He
Neón
Ne
Argón
Ar
Kriptón
Kr
Xenón
Xe
Radón
Rn
15
Nro. oxi.
3
2,4
4
2,3,4,5
3,5
3,5
3,5
3,5
2
2,4,6
2,4,6
2,4,6
1
1
1,3,5,7
1,3,5,7
1,3,5,7
1,3,5
0
0
0
0
0
0
RADICALES
Nombres
Amonio
Oxidrilo
Cloruro
Bromuro
Ioduro
Fluoruro
Cianuro
Sulfuro
Carbonato
Nitrito
Nitrato
Hipoclorito
Clorito
Clorato
Perclorato
Hiposulfito
Sulfito
Sulfato
Fosfito
Fosfato
Permanganat
Dicromato
Cromato
Fórmulas
NH4+
OHClBrIFCNS=
CO3=
NO2NO3ClOClO2ClO3ClO4SO2=
SO3=
SO4=
PO3-3
PO4-3
MnO4Cr2O7=
CrO4=
OTROS RADICALES
Cromito
Sulfocianuro
CrO2CNSBorato
Ferricianuro
BO3-3
Fe(CN)6 -3
Tiosulfato
Pirofosfato
S2O3=
P2O7 -3
Hiposulfato
Arsenito
S2O4=
AsO3-3
Pirosulfato
Arseniato
S2O7=
AsO4 -3
Persulfato
Piroarseniato
S2O8=
As2O7 -3
Vanadato
Uranilo
VO3UO++
Aluminato
Vanadilo
AlO2VO++
Cincato
Oxalato
ZnO2C2O4=
Manganato
Amina
MnO4=
NH2NOTA: la carga que posee el radical corresponde a su número de oxidación.
16
ANEXO 2
SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES ( SI )
INTRODUCCIÓN:
Las medición es un conjunto de operaciones que tiene por objeto determinar el valor
de una magnitud, siguiendo un método determinado.
Los métodos que se emplean para hacer una medición pueden ser directos o
indirectos. Comúnmente el método directo empleado es por comparación, en el cual la
porción de la magnitud a medir se compara directamente con otra porción de la misma
magnitud de valor conocido.
En toda medición es necesario considerar lo siguiente:
1. Una porción de magnitud a medir. Ej. una longitud, una presión, una masa, un tiempo,
una corriente eléctrica.
2. Otra cantidad de la misma magnitud que es la unidad con que se mide. Ej. el metro, el
Pascal, el kilogramo, el segundo, el Amper.
3. Un instrumento o "aparato" empleado para medir. Ej. la regla, el manómetro, la balanza,
el amperímetro.
4. El observador; la persona que mide.
Toda medición se expresa mediante un valor numérico y una unidad. Ej.
CANTIDAD FÍSICA :
NUMERO:
NOMBRE DE LA UNIDAD:
MAGNITUD:
15 segundos.
15
segundo
tiempo
El Sistema Internacional SI posee cantidades físicas y unidades, las cuales han ido
progresivamente adquiriendo carácter internacional. Actualmente se emplean cerca de 2
000 unidades, lo que hace necesario una nomenclatura propia y sistemática de manera
de facilitarle al estudiante y al resto de la comunidad científica su uso.
El nombre de Sistema Internacional de unidades y la abreviatura SI, se adoptó a partir
de 1 960 por resolución de la undécima Conferencia General de Pesos y Medidas, CGPM.
Venezuela se sumó al SI en 1 981, según gaceta oficial extraordinaria, número 2 823,
de fecha 14 de julio de 1 981.
MAGNITUDES FÍSICAS BÁSICAS:
Las magnitudes físicas básicas del SI están organizadas en un sistema dimensional,
ya que cada una de ellas tienen su propia dimensión y su propio símbolo; tal como se
observa a continuación:
MAGNITUD FÍSICA
SÍMBOLO
Longitud
l
Masa
m
Tiempo
t
Intensidad de
corriente eléctrica
I
Temperatura termodinámica
T
Cantidad de sustancia
n
Intensidad luminosa
Iv
UNIDAD BASE
metro
gramo
segundo
Amper
Kelvin
mol
candela
53
SÍMBOLO
m
g
s
A
K
mol
cd
MAGNITUDES DERIVADAS:
Las magnitudes físicas derivadas están organizadas en grupos por recomendación de
la Unión Internacional de Química pura y Aplicada (I.U.P.A.C)
A continuación se presentan un grupo de unidades derivadas de uso común en Química y
Física.
GRUPO
MAGNITUD DERIVADA
ESPACIO-TIEMPO
diámetro
área
frecuencia
volumen
longitud de onda
número de onda
velocidad
aceleración
MECÁNICAS
densidad
fuerza
peso
energía
presión
MOLECULARES
TERMODINÁMICA
SÍMBOLO
masa atómica relativa
(llamada antes peso atómico)
Masa Molar relativa
(llamada antes peso molecular)
Masa Molar
(llamada antes peso molecular gramo)
Constante de Avogadro
Número de moléculas u otra entidad
Fracción molar de una sustancia B
Molalidad
d
A, S, As
f, 
V


v, w, c
a

F
G, W
E
P
Ar
Mr
M
L, NA
N
XB
m
Calor
Trabajo
Constante molar de los gases
Cantidad de electricidad
Diferencia de potencial
Resistencia eléctrica
Capacidad eléctrica
q, Q
w, W
R
Q
U , V
R
C
ELECTROQUIMICA
Constante de Faraday
Fuerza electromotriz
F
E
LUZ Y RADIACIÓN
Constante de Planck
h
ELECTRICIDAD Y
MAGNETISMO
18
B I B L I O G R A F I A
Barrow, G. ( 1 975 ) Química General (2da Ed. ) Editorial Reverté, S. A.: Barcelona.
Cotton, F. Wilkinson, G. ( 1 978 ) Fundamentos de Química Inorgánica. ( 1ra. Ed. ) Editorial
Limusa: México.
Mahan, B ( 1 976 ) Curso de Química Universitaria. ( 4ta. Ed. ) Fondo Educativo Interamericano:
Bogotá.
Masterton y otros. ( 1 984 ). Química General Superior . ( 5ta. Ed. ) . Fondo Educativo
Interamericano: México.
Sienko, M. Plane, R. ( 1 970) Química Teórica y Descriptiva. (2da. Ed ) Ediciones Aguilar, S. A.:
Madrid.
19