1/19/2023 MATERIA SUSTANCIAS PURAS ELEMENTOS • Sustancia pura más simple • Unidad mínima: ÁTOMO • Se representan por SÍMBOLOS • No se separa fácilmente • EJEMPLOS: COMPUESTOS MEZCLAS • Unión física de dos o más sustancias • Las sustancias conservan su composición y propiedades • Se separan fácilmente • No tienen fórmulas • Unión química de dos o más átomos • Se pierden las propiedades originales • Unidad mínima: MOLÉCULA. HOMOGÉNEAS HETEROGÉNEAS • Se representa por FÓRMULAS • No se separa fá• No se distinguen • Se distinguen cilmente sus fases dos o más fases • EJEMPLOS: • EJEMPLOS: • EJEMPLOS: PROPIEDADES DE LA MATERIA Biól. Elvia Fabiola Morales Gómez January 19, 2023 GENERALES ESPECÍFICAS (Extensivas) (Particulares, intensivas) Toda la materia las posee No permiten identificar sustancias Son específicas de cada sustancia No dependen de la cantidad de materia Sí identifican las sustancias EJEMPLOS: EJEMPLOS Dependen de la cantidad de materia • Volumen • Elasticidad • Divisibilidad January 19, 2023 • • • • • • Punto de fusión Punto de ebullición Punto de solidificación Poder oxidante y reductor Densidad Acidez, basicidad 5 MÉTODOS DE SEPARACIÓN DE MEZCLAS 1/19/2023 Biól. Elvia Fabiola Morales Gómez MÉTODOS DE SEPARACIÓN 6 Sólido de un líquido Decantación Filtración Centrifugación Sólido de un sólido Imantación Sublimación Líquido de un líquido Miscibles: Destilación No miscibles Decantación ESTADOS DE AGREGACIÓN DE LA MATERIA Biól. Elvia Fabiola Morales Gómez SÓLIDO • Partículas muy ordenadas, con movimiento vibratorio • Volumen y forma definidas • Fuerzas de atracción mayores que las de repulsión. LÍQUIDO • Partículas menos ordenadas, mayor movimiento • Volumen definido pero adopta la forma del recipiente • Fuerzas de atracción y repulsión en equilibrio GASEOSO • Partículas muy desordenadas, movimiento caótico. • Sin volumen ni forma definidas, se pueden comprimir • No existen fuerzas de atracción. CAMBIOS DE ESTADO DE LA MATERIA La materia puede modificar su estado de agregación natural modificando las condiciones de temperatura y/o presión. CAMBIOS FÍSICOS Y QUÍMICOS DE LA MATERIA Biól. Elvia Fabiola Morales Gómez CAMBIO O FENÓMENO • Un cambio es la transformación que sufre la materia por acción de la Energía CAMBIO FÍSICO CARACTERÍSTICAS Es reversible No altera la composición de la sustancia Requiere poca energía QUÍMICO CARACTERÍSTICAS No es reversible Sí altera la composición de la sustancia Requiere mucha energía January 19, 2023 ÁTOMO Biól ELVIA FABIOLA MORALES GOMEZ ÁTOMO Es la unidad mínima de la materia que conserva sus propiedades January 19, 2023 Se ordenan en la Tabla Periódica de acuerdo a su número atómico y propiedades químicas ÁTOMOS Se dividen en partículas subatómicas: ELECTRONES e– PROTONES p+ Giran en orbitales alrededor del núcleo En el interior del núcleo NÚMERO ATÓMICO Z = e– = p+ NEUTRONES no En el interior del núcleo MASA ATÓMICA A = p+ + no no = A - Z NÚMERO ATÓMICO 8 O 15.99 Z MASA ATÓMICA A e– = 8 p+ = 8 no = ? no = A - Z no = 15.99– 8 no = 7.99 ELEMENTO 1.- CALCIO 2.- CLORO 3.- MAGNESIO 4.- MANGANESO 5.- URANIO 6.- YODO 7.- RADIO 8.- RODIO 9.- HIERRO 10. BROMO SÍMBOLO Ca Z A e- p+ no 20 40.08 20 20 20.08 TIPOS DE PARTÍCULAS Biól. Elvia Fabiola Morales Gómez January 19, 2023 PARTICULAS: ATOMO • Neutro • Na, Cl January 19, 2023 MOLÉCULA • Neutra • NaCl IÓN • Con carga: • Positiva (CATIÓN, pierde electrones Na+1) • Negativa (ANIÓN, gana electrones Cl-1) Cl Cl 17 17 35.45 35.45 e– = 17 e– = p+ = 17 p+ = no = 18.45 no = January 19, 2023 -1 20 Ca Ca +2 20 40.08 40.08 e– = 20 e– = p+ = 20 p+ = no = 20.08 no = January 19, 2023 16 S 16 S -4 16 S +2 32.06 32.06 32.06 e– = 16 e– = 20 e– = 14 p+ = 16 p+ = 16 p+ = 16 no = 16.06 no = 16.06 no = 16.06 January 19, 2023 Partícula 1.- Li+1 2.- Cu 3.- Br-1 4.- Au+1 5.- Ni+3 6.- F-1 7.- I+7 8.- Mg 9.- Cl+3 10. Pb+4 Z A e- p+ no ISÓTOPOS Biól. Elvia Fabiola Morales Gómez 1/19/2023 DEFINICIÓN • Átomos de un mismo elemento con igual número atómico (Z) pero diferente masa atómica (A) debido a una diferencia en el número neutrones. 8 O O O 8 8 16 17 18 e– = 8 e– = 8 e– = 8 p+ = 8 p+ = 8 p+ = 8 no = 8 no = 9 no = 10 Biól. Elvia Fabiola Morales Gómez January 19, 2023 Los átomos son eternos, indivisibles, homogéneos, incompresibles e invisibles. Los átomos se diferencian solo en forma y tamaño, pero no por cualidades internas. Las propiedades de la materia varían según el agrupamiento de los átomos. DEMÓCRITO DALTON 1808 1. La materia está formada por minúsculas partículas sólidas e indivisibles llamadas átomos. 2. Hay distintas clases de átomos que se distinguen por su masa y sus propiedades. THOMSON 1904 Identificó a través del estudio de los rayos catódicos, unas partículas subatómicas con carga eléctrica negativa, a las que les llamó electrones. El átomo debía de ser una esfera de materia con carga positiva en cuyo interior estaban incrustados los electrones. THOMSON 1904 El átomo está formado por un pequeño núcleo donde se concentra la mayor parte de la materia, tiene carga positiva. Los electrones giran en órbitas alrededor del núcleo, tienen carga negativa . La mayor parte del átomo es espacio vacío. RUTHERFORD 1911 Los electrones giran con energía constante. Las órbitas son circulares y están cuantizadas en energía Surgen los niveles de energía y el primer número cuántico n. BOHR 1913 • En los niveles de energía existen subniveles . • Las órbitas también son elípticas • Surge el segundo número cuántico l SOMMERFELD 1913 MODELO CUÁNTICO 1930 Los electrones giran en zonas denominadas orbitales. Un orbital es una región del átomo donde la probabilidad de encontrar un electrón es muy elevada No se puede conocer con exactitud la posición del electrón Biól. Elvia Fabiola Morales Gómez 19/01/202 3 Se refiere al acomodo de los electrones de un átomo en los diferentes niveles y subniveles de energía de acuerdo a los principios de la Mecánica Cuántica: Principio de Incertidumbre de HEISENBERG. Principio de Construcción Progresiva de AUFBAU. Principio de Maxima Multiplicidad o Regla de HUND. Principio de Exclusion de PAULI. Es imposible determinar la velocidad y posición de un electrón al mismo tiempo en un orbital. HEISENBERG La configuración electrónica de cualquier átomo se puede construir mediante el agregado sucesivo de un protón en el núcleo y un electrón en los orbitales al átomo de hidrógeno hasta completar el número atómico del elemento por construir. AUFBAU Es imposible que dos electrones de un mismo átomo tengan los mismos valores en los 4 números cuánticos PAULI Cuando los electrones se agregan a orbitales que tienen la misma energía, lo deben hacer entrando un electrón en cada orbital (en forma desapareada con spin paralelo), antes de completar dos apareados. HUND 1s 2s 3s 4s 5s 6s 7s 8s 2p Ne10 3p Ar18 4p Kr36 5p Xe54 6p Rn86 7p 3d 4d 5d 6d 4f 5f Subnivel s acepta 2 electrones Subnivel p acepta 6 electrones Subnivel d acepta 10 electrones Subnivel f acepta 14 electrones 1. Zirconio = Zr40 [Kr36]5s2 4d2 1s 2s 3s 4s 5s 6s 7s 8s 2p Ne10 3p Ar18 4p Kr36 5p Xe54 6p Rn86 7p 3d 4d 5d 6d 4f 5f 1. Tustrano= Tf113 [Rn86] 7s2 5f14 6d10 7p1 1s 2s 3s 4s 5s 6s 7s 8s 2p Ne10 3p Ar18 4p Kr36 5p Xe54 6p Rn86 7p 3d 4d 5d 6d 4f 5f Realiza la configuración electrónica (método Kernel) de los siguientes elementos: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Iridio ____________________________ Curio ____________________________ Polonio ___________________________ Estaño ___________________________ Bario ____________________________ Arsénico __________________________ Fósforo ___________________________ Actinio ____________________________ Cesio _____________________________ Terbio ____________________________ 19/01/2023 TABLA PERIÓDICA Clasifica, organiza y distribuye los distintos elementos químicos conforme a sus propiedades y características. Su función principal es establecer un orden específico agrupando elementos. 19/01/2023 LOS ELEMENTOS QUÍMICOS SE DIVIDEN EN FAMILIAS (GRUPOS) Y PERIODOS FAMILIAS O GRUPOS Son las columnas verticales de la Tabla Periódica, representan un conjunto de elementos con características químicas similares. Se distinguen por un número romano seguido de una letra mayúscula. Se dividen en dos tipos: FAMILIAS A (Elementos representativos) FAMILIAS B (Metales de transición) PERIODOS Son las filas horizontales de la Tabla Periódica, representan el nivel de energía donde se encuentran los electrones de valencia. Se distinguen por un número arábigo del 1 al 7. Biól-. ELV IA FABIOLA MORALES GÓMEZ CLASIFICACIÓN DE LOS ELEMENTOS 19/01/2023 QUÍMICOS METALES CLASIFICACIÓN NO METALES METALOIDES 19/01/2023 Son sólidos a temperatura ambiente, (excepto Hg, Fr). De color gris (excepto Cu y Au). Con brillo metálico Excelentes conductores del calor y la electricidad. Dúctiles (hilos) y maleables (láminas). Altos puntos de fusión FÍSICAS Baja electronegatividad (pierden electrones de valencia). Reaccionan con los no metales. En presencia de agua forman hidróxidos. En presencia de oxígeno forman óxidos metálicos. QUÍMICAS Son sólidos, líquidos y gaseosos a temperatura ambiente. De color variado. Sin brillo metálico No son conductores del calor ni la electricidad. No son dúctiles ni maleables. Bajos puntos de fusión y ebullición FÍSICAS Alta electronegatividad (ganan electrones de valencia). Reaccionan con los metales y otros no metales. En presencia de agua forman ácidos. En presencia de oxígeno forman óxidos no metálicos Presentan ALOTROPÍA QUÍMICAS Propiedad de los NO METALES de presentarse en distintas formas estructurales pero en el mismo estado de agregación 19/01/2023 Presentan propiedades intermedias entre los metales y los no metales, son semiconductores. 19/01/202 3 Biól. Elvia Fabiola Morales Gómez Son aquellas que varían de acuerdo a la posición en la Tabla Periódica, es decir, a lo largo de un periodo o de una familia ELECTRONEGATIVIDAD • Es la capacidad de atraer electrones de valencia de otro átomo cercano. 19/01/202 3 EL ELEMENTO MÁS ELECTRONEGATIVO ES EL FLUOR. 19/01/2023 RADIO ATÓMICO • Es una medida del tamaño del átomo. 19/01/2023 EL ELEMENTO CON MAYOR RADIO ATÓMICO ES EL CESIO. 19/01/2023 ENERGÍA DE IONIZACIÓN •Es la energía necesaria para separar un electrón del átomo de un elemento en estado gaseoso 19/01/2023 19/01/2023 AFINIDAD ELECTRÓNICA •Es la energía involucrada cuando un átomo gaseoso neutro captura un electrón y forma un ion. 19/01/2023 19/01/2023 Biól. Elvia Fabiola Morales Gómez 19/01/2023 ENLACE Fuerza que mantiene unidos los átomos de una molécula. Se forman con los electrones de valencia 19/01/2023 ENLACE QUÍMICO NO POLAR COVALENTE IÓNICO POLAR COORDINADO METÁLICO 19/01/2023 ENLACE IÓNICO METAL (pierde electrones) formando CATIONES NO METAL (gana electrones) formando ANIONES Forma redes cristalinas con altos puntos de fusión. En solución con agua son conductores de la electricidad NaCl, KI, KCl. ENLACE COVALENTE Se forma con NO METALES que comparten electrones Presentan bajos puntos de fusión y ebullición • No son conductores de la electricidad EJEMPLO • Glucosa (azúcar C6H12O6) O2, H2O, CO2 19/01/2023 Para formar el enlace metálico, los átomos pierden los electrones de su última capa, formando una nube electrónica, donde se empaquetan los iones positivos resultantes. No se considera un enlace verdadero. Son la unión íntima de dos o más metales en mezclas homogéneas. Modifican las características de los metales, mejorando su aspecto o resistencia mecánica. 19/01/2023 Pauling propuso un método sencillo basado en la electronegatividad para predecir el tipo de enlace de un compuesto: 19/01/2023 ELEMENTO CON MAYOR ELECTRONEGATIVIDAD DE = - ELEMENTO CON MENOR ELECTRONEGATIVIDAD D.E. = 0 Covalente no polar 0 D. E. 1.7 Covalente polar D. E 1.7 Iónico 19/01/2023 NaCl Na = 0.9 Cl = 3.0 DE = 3 – 0.9 DE = 2.1 ENLACE IÓNICO CH4 C = 2.5 H = 2.1 DE = 2.5 – 2.1 DE = 0.4 ENLACE COVALENTE POLAR O2 O= 3.5 O= 3.5 DE = 3.5 – 3.5 DE = 0 ENLACE COVALENTE NO POLAR H2O O = 3.5 H = 2.1 DE = 3.5 – 2.1 DE = 1.4 ENLACE COVALENTE POLAR 1. H2O2 2. NH3 3. KCl 4. ZnO 5. C3H8 6. HCl 7. MgO 8. N2 9. CaO 10. CO2 11. NaI 12. HF 13. MnCl2 14. H2 15. Al2O3 16. CH4 17. S4 18. Pt O ENLACE Y TIPO DE ELEMENTOS. 19/01/2023 ELEMENTOS METAL + METAL METAL + NO METAL NO METAL + NO METAL ENLACE METÁLICO IÓNICO COVALENTE A + A COVALENTE NO POLAR A + B COVALENTE POLAR 19/01/2023 Cu2O Cu = Metal O = No metal Metal + No metal = ENLACE IÓNICO Ni-Cu Ni = Metal Cu = Metal Metal + Metal = ENLACE METÁLICO FH4 F = No metal H = No metal No Metal + No Metal = ENLACE COVALENTE POLAR A + B H2 H= No metal H = No metal No Metal + No Metal = ENLACE COVALENTE NO POLAR A + A 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. CO2 AlH3 Zn-Li H2S Pb2O4 AuCl3 MgO Cl2 BeO 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. Hg-Sn NH3 KI Rb2S C3H8 HBr Ag-Ni N2 NO 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. H2 O P4 HF PtI4 CCl4 SrCl2 Cr-Co O2 CaO 19/01/2023 UNIDAD 5 NOMENCLATURA QUÍMICA INORGÁNICA BióI Elvia Fabiola Morales Gómez 100 101 January 19, 2023 Es el número de electrones que un átomo gana o pierde cuando pasa del estado libre al combinado 102 January 19, 2023 -2 +1 CARGA -1 +1 0 REGLAS DEL Nox +2 0 -2 -1 19/01/2023 104 January 19, 2023 Combinado tiene Nox de +1 o -1 (hidruros MH) 1. +1 +1 a)H2O -1 b) LiH c) HCl +1 d) LiOH 105 2. January 19, 2023 Combinado tiene Nox de -2 +1 -2 a)H2O -2 +1 b) LiOH 106 3. +1 -2 a)K2O +1-1 b) LiH January 19, 2023 Li, Na, K, Rb, Cs Fr combinados tienen Nox de +1 +1 c) RbCl +1 -2 +1 d) NaOH 107 4. January 19, 2023 Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra combinados tienen Nox de +2 +2 -2 a) CaO +2 -1 b) BeH2 +2 -2 +1 c) Sr(OH)2 108 5. +2 -1 a) MgI2 +1-1 b) LiF January 19, 2023 F, Cl, Br, I, At combinados sin Oxígeno tienen Nox de -1 +1 -1 c) RbBr +1 * -2 d) HClO 109 6. January 19, 2023 Combinado sin Oxígeno tiene Nox de -2 +2 -2 a) MgS +1 -2 b) Cs2S +1 * -2 c) H2SO4 110 7. January 19, 2023 Elementos libres o sin combinar tienen Nox de cero 0 0 a) O2 0 b) Na c) S2 0 d) H2 111 8. +1 January 19, 2023 La suma algebraica de los Nox en una molécula es cero -2 a) LiBrO2 +1 -2 b) H2SO4 112 January 19, 2023 Una función química es un conjunto de compuestos químicos que tienen el mismo grupo funcional. 113 FUNCIONES CON H HIDRUROS MH HIDROXIDOS January 19, 2023 FUNCIONES CON O. ÓXIDOS METALICOS MO ÓXIDOS NO METÁLICOS NMO MOH ÁCIDOS • HIDRÁCIDOS HNM • OXIÁCIDOS HRADICAL SALES. SAL BINARIA MNM OXISAL MRADICAL 114 January 19, 2023 FUNCIÓN FÓRMULA GENERAL EJEMPLO HIDRUROS MH LiH HIDRÓXIDOS MOH HIDRÁCIDOS HNM OXIÁCIDOS HRadical Hidruro de litio LiOH Hidróxido de litio HCl Ácido clorhídrico HClO2 Ácido cloroso 115 FUNCIÓN ÓXIDOS METÁLICOS (BÁSICOS) ÓXIDOS NO METÁLICOS (ÁCIDOS) January 19, 2023 FÓRMULA GENERAL EJEMPLO MO Li2O NMO Óxido de litio CO2 Dióxido de carbono 116 FUNCIÓN SALES BINARIAS ÓXISALES FÓRMULA GENERAL MNM MRadical January 19, 2023 EJEMPLO LiF Fluoruro de litio Na2CO3 Carbonato de sodio UNIDAD 6. REACCIONES QUÍMICAS INORGÁNICAS Biól. Elvia Fabiola Morales Gómez DEFINICIÓN. • Proceso mediante el cual una o más substancias se transforman en otras, como consecuencia de la ruptura de algunos enlaces existentes y la formación de otros nuevos modificando así su estructura interna. 118 ANÁLISIS (descomposición o separación) • AB SÍNTESIS (unión •A + B directa) SUSTITUCIÓN SIMPLE (desplazamiento) • AB+C SUSTITUCIÓN DOBLE AB+CD (metátesis) 1/19/2023 A+B AB AC + B AD + CB 119 • Zn + S • MgO + H2O • CaCO3 • MgO ZnS Mg(OH)2 Ca +CO2 Mg + O2 120 • HCl + Mg • H2S + Br2 • HBr + MgCl2 • Na2S + KBr MgCl2 + H2 HBr +S HCl + MgBr2 NaBr + K2S 121 ACTIVIDAD. Clasifica las siguientes reacciones químicas 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. S + O2 SO2 ___________________ NH4NO3 NH4 + NO3 ___________________ NaI + Cl2 NaCl + I2 ___________________ HCl + FeS H2S + FeCl2 ________________ H2SO4 + Zn ZnSO4 + H2 _________________ CO2 + H2O H2CO3 ____________________ MgS Mg + S ________________________ KBr + LiCl KCl + LiBr _______________ 122 REACCIONES DE OBTENCIÓN DE FUNCIONES QUÍMICAS INORGÁNICAS 123 METAL NO METAL OXÍGENO ÓXIDOS METÁLICOS ÓXIDOS NO METÁLICOS AGUA HIDRÓXIDOS OXIÁCIDOS OXISAL SAL BINARIA HIDRÁCIDOS HIDRUROS HIDRÓGENO NO METAL METAL 124
