Programa de quimica general completo
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    Programa de quimica general completo Programa de quimica general completo Document Transcript

    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M. INTRODUCCIÓNLa química puede definirse como la ciencia que se ocupa de la caracterización,composición y transformaciones de la materia. Sin embargo esta definición no esla más adecuada. La interrelación entre las áreas de la ciencia moderna, hahecho que los límites entre ellas estén poco definidos; es decir, seria casiimposible seleccionar un área y decir “esto es química”. No solamente losintereses de los campos científicos se superponen, sino que los conceptos ymétodos encuentran aplicación universal. Además, esta definición no expresa elespíritu de la química, puesto que ésta, como todas las ciencias es una actividaden pleno crecimiento y no una acumulación de conocimientos. La química mismaes auto-generadora; la esencia natural de cada nuevo concepto químico, estimulanuevas observaciones y experimentaciones que conducen a un progresivorefinamiento como tambien al desarrollo de otros conceptos. A la luz deldesarrollo científico, no es sorprendente que, a menudo, una determinadainvestigación sobrepase los límites artificiales establecidos por el hombre.No obstante, hay una idea popular, aunque algo indefinida, sobre cuál es el campode la química; por esto debemos volver a nuestra definición preliminar.La química tiene que ver con la composición y estructura de las sustancias y conlas fuerzas que las mantienen juntas. Las propiedades físicas de las sustanciasse estudian porque proporcionan claves para las determinaciones estructurales,sirven como bases para la identificación y clasificación e indican posiblesaplicaciones para materiales específicos. Sin embargo, la parte central de laquímica es probablemente la reacción química. El interés de la química seextiende a cada aspecto concebible de estas transformaciones e incluyeconsideraciones tales como: una descripción detallada de cómo y a qué velocidadocurren las reacciones; las condiciones necesarias para que ocurran los cambiosdeseados y para evitar cambios indeseables; la energía que acompaña a lasreacciones químicas; la síntesis de las sustancias presentes en la naturaleza yaquellas que no tienen contrapartes naturales y las relaciones cuantitativas demasa entre los materiales involucrados en los cambios químicos.La evolución de la química modernaLa química moderna, que se inició a fines del siglo XVIII, necesitó cientos de añospara desarrollarse. La historia de su desarrollo puede dividirse aproximadamenteen cinco periodos.1. Las artes practicas (-hasta 600 A.C.). La producción de metales a partir deminerales, la elaboración de cerámicas, la fermentación, el horneado de pan y lapreparación de medicinas, tinturas y drogas son artes antiguas. Las evidencias UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS
    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M.arqueológicas demuestran que los habitantes del antiguo Egipto y de laMesopotamia practicaban hábilmente estas artesanías, pero no se sabe cómo nicuando las aprendieron. Estas artes, las cuales son procesos químicos,alcanzaron un alto desarrollo durante este periodo. Sin embargo, el desarrollo fueempírico; esto es, estaba basado solamente sobre experiencia práctica, sinreferencia a los principios químicos involucrados. El artífice egipcio sabía cómoobtener cobre calentando el mineral malaquita con carbón, aunque no supo niintentó saber cómo trabajaba el proceso y lo que ocurría en el fuego.2. Los griegos (600 A.C. a 300 A.C.). El aspecto filosófico (o teórico) de laquímica comenzó en el periodo clásico griego, alrededor del año 600 A.C. Losfundamentos de la ciencia griega se basaban en la búsqueda de principios através de los cuales se pudiese obtener una comprensión de la naturaleza. Dosteorías de los griegos se hicieron muy importantes en los siglos siguientes: a) El concepto de que todas las sustancias terrestres están compuestas de cuatro elementos (tierra, aire, fuego y agua) en variadas proporciones se originó con los filósofos griegos de este periodo. b) La teoría de que la materia consiste en unidades separadas y distintas, llamadas átomos fue propuesta por Leucipo y extendida por Demócrito en el siglo V A.C.Platón propuso que los átomos de un elemento difieren de otros átomos en laforma. Por lo tanto, pensaba que los átomos de un elemento pueden cambiarse(o transmutarse) en otros átomos, cambiando la forma de los átomos.El concepto de la transmutación se halla tambien en las teorías de Aristóteles,quien no creía en la existencia de los átomos; propuso que los elementos y porconsiguiente todas las sustancias, estaban compuestos de la misma materiaprimaria y diferían solamente en la forma que asumía esta materia primaria. ParaAristóteles, la forma incluía no sólo la geometría, sino tambien las cualidades(tales como color y dureza) que distinguen una sustancia de las otras, y propusoque los cambios en la forma ocurren constantemente en la naturaleza y que todaslas cosas materiales (animadas e inanimadas) crecen y se desarrollan de formainmadura a formas adultas. (Durante la Edad Media se creía que los mineralespodían crecer y que las mismas se rellenaban después de que se habían extraídolos minerales).3. La alquimia (300 A.C. a 1650 D.C.). La tradición filosófica de los antiguosgriegos y la tradición artesanal del antiguo Egipto, se encontraron en Alejandría(Egipto), la ciudad fundada por Alejandro el Grande en 331 A.C., y la alquimia fueel resultado de la unión. Los primeros alquimistas utilizaron técnicas egipcias para UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS
    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M.el manejo de materiales en la investigación de teorías concernientes con lanaturaleza de la materia. Los libros escritos en Alejandría (los trabajos sobretemas químicos más antiguos) contenían diagramas de aparatos químicos ydescripciones de muchas operaciones de laboratorio (por ejemplo destilación,cristalización y sublimación).El contenido filosófico de la alquimia incorporó elementos de astrología ymisticismo en las teorías de los griegos antiguos. Un interés dominante de losalquimistas era la transmutación de metales básicos como el hierro y plomo en elmetal noble, el oro. Creían que un metal podía cambiarse alterando suscualidades (particularmente su color) y que tales cambios se presentaban en lanaturaleza y que los metales tendían hacia la perfección representada por el oro.Por consiguiente los alquimistas creían que estos cambios podían realizarsemediante una pequeña cantidad del agente transmutante (mas tarde llamado lapiedra filosofal). En el siglo VII D.C., los árabes conquistaron los centros de lacivilización helenística (incluyendo Egipto en 640 D.C.) y la alquimia pasó a susmanos. Los textos griegos se tradujeron al árabe y sirvieron de fundamento parael trabajo de los alquimistas árabes. Los árabes llamaron a la piedra filosofalaliksir (de donde se deriva elixir). Los alquimistas árabes creían que estasustancia no solamente podía ennoblecer metales transmutándolos en oro, sinotambien podría ennoblecer la vida, curando todas las enfermedades. Durantemuchos siglos, los dos objetivos principales de la alquimia fueron la transmutaciónde los metales básicos en oro y el descubrimiento de un elixir de la vida que podíahacer al hombre inmortal impidiendo la muerte.En los siglos XII y XIII, la alquimia fue gradualmente introducida en Europa pormedio de la traducción de los trabajos árabes al latín. La mayoría de lastraducciones fueron hechas en España donde después de la conquista islámica enel siglo VIII, se estableció y prosperó una rica cultura mora.Una escuela de iatroquímica, una rama de la alquimia concerniente con lamedicina prosperó en los siglos XVI y XVII. Sin embargo, los alquimistaseuropeos contribuyeron muy poco que fuese nuevo a la teoría alquímica. Laimportancia de su trabajo reside en que preservaron la gran cantidad de datosquímicos que recibieron del pasado, lo incrementaron y lo pasaron a alquimistasposteriores.La alquimia perduró hasta el siglo XVII. Gradualmente las teorías y actitudes delos alquimistas comenzaron a ser cuestionadas. El trabajo de Robert Boyle, quienpublicó El químico escéptico en 1661, es importante. Aunque Boyle creía que latransmutación de los metales conocidos en oro, pudiese ser posible, criticóseveramente el pensamiento alquímico. Boyle recalcó que la teoría químicadebería obtenerse a partir de evidencia experimental. UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS
    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M.4. Flogisto (1650 a 1790). A lo largo de la mayor parte del siglo XVIII la teoría delflogisto dominó la química. Esta teoría, que según se demostró más tarde eraerrónea, fue principalmente el trabajo de George Ernest Stahl. El flogisto (unprincipio de fuego), fue postulado como constituyente de cualquier sustanciacombustible.Después de la combustión, se creía que una sustancia perdía su flogisto y sereducía a una forma sencilla. Se creía que el aire actuaba en la combustión, solopara eliminar el flogisto que quedaba en libertad. Así pensaríamos en lacombustión de la madera en los siguientes términos: Madera + oxigeno gaseoso (del aire) cenizas + oxigeno que contiene Gases; de acuerdo a la teoría del flogisto, Madera cenizas + flogisto (removido por el aire)Por consiguiente, se creyó que la madera era un compuesto formado por cenizasdel flogisto. Se pensó que los materiales fácilmente combustibles eran ricos enflogisto.La teoría del flogisto interpreta la calcinación en una manera similar. La formaciónde un oxido metálico (llamado un cal) por calentamiento de un metal en el aire sele llamó calcinación: Metal + oxigeno gaseoso (del aire)  cal (óxido metálico)De acuerdo a la teoría del flogisto, se supone que un metal es un compuestointegrado de un cal y flogisto. La calcinación, por consiguiente, se creyó ser laperdida del flogisto por un metal: Metal  cal + flogisto (removido por el aire)La teoría del flogisto se extendió para explicar muchos otros fenómenos químicos.La preparación de ciertos metales, por ejemplo, puede llevarse a cabo calentandoel óxido metálico con carbón. Cal (óxido metálico) + carbón  metal + monóxido de carbonoEn un proceso de este tipo, el carbono (supuestamente rico en flogisto)reemplazaba el flogisto perdido por calcinación: Cal + flogisto (del carbono)  metal UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS
    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M.Una dificultad inherente a la teoría del flogisto nunca se explicó adecuadamente,cuando se quema la madera, ésta supuestamente pierde flogisto y las cenizasresultantes pesan menos que la pieza de madera original. Por otra parte, en lacalcinación, la pérdida de flogisto está acompañada por un aumento en peso,puesto que el cal (óxido metálico) pesa más que el metal original. Los partidariosde la teoría del flogisto reconocieron este problema, pero a lo largo de la mayorparte del siglo XVIII no se comprendía la importancia de pesar y medir.5. La química moderna (1790- ) El trabajo de Antoine Lavoisier a fines del sigloXVIII, es generalmente considerado como el comienzo de la química moderna.Lavoisier deliberadamente se propuso eliminar la teoría del flogisto y revolucionarla química. Dependió de los resultados cuantitativos de los experimentos (utilizóextensamente la balanza para poder explicar varios fenómenos químicos).Se ha aprendido más cerca de la química en los dos últimos siglos después deLavoisier, que en los veinte siglos que le precedieron. La química ha desarrolladogradualmente cinco ramas principales, estas divisiones, sin embargo, sonarbitrarias y la clasificación está sujeta a crítica.a. Química Orgánica. La química de la mayoría de los compuestos del carbono.Durante algún tiempo se supuso que estos compuestos podían obtenersesolamente de plantas o animales o derivados de otros compuestos que se habíanobtenido de material vivo.b. Química Inorgánica. La química de todos los elementos excepto el carbono.Algunos compuestos de carbono sencillos (por ejemplo dióxido de carbono ycarbonatos) están tradicionalmente clasificados como compuestos inorgánicos.c. Química Analítica. Trata de la identificación y de la composición tantocualitativa como cuantitativa de las sustancias.d. Fisicoquímica. Tiene que ver con el estudio de los principios físicos que rigenla estructura de la materia y las transformaciones químicas.e. Bioquímica. Es la química de los sistemas vivos, plantas y animales. UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS
    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M. NOCIONES FUNDAMENTALES1. PROPIEDADES DE LA MATERIA1.1 Materia. El material del cual está compuesto el universo o todo lo que ocupeespacio y tiene masa (concepto clásico), o concepto moderno Einstein (es energíaconcentrada).1.2 Cuerpo. Es una porción de materia limitada por la forma.1.3 Sustancia. Es la calidad o clase de materia de que están hechos los cuerpos.1.4 Energía. Es la capacidad de un sistema para realizar trabajo. Según Einstein,materia y energía no son cosas distintas, son dos aspectos que presenta unamisma realidad, es decir la materia puede transformarse en energía y la energíaen materia. La energía del universo es una, pero puede manifestarse de muydiversas formas: energía química, luminosa, calúrica, magnética, radiante,mecánica, etc. La energía mecánica puede ser potencial o cinética.Las propiedades de la materia se clasifican en:a. Propiedades generales, genéricas o extrínsecas, son aquellas comunes atoda clase de materia y que por lo tanto no permiten diferenciar entre unasustancia y otra, ejemplos (masa, peso, volumen, impenetrabilidad, tamaño,forma, porosidad, inercia).b. Propiedades específicas o intrínsecas, son aquellas propias de cadasustancia y que permiten por lo tanto diferenciar una sustancia de otra. Sesubdividen en: - Físicas, aquellas que pueden ser descamas sin referencia a un patrón (color, olor, sabor, textura, dureza, viscosidad, elasticidad, solubilidad, ductibilidad, brillo, maleabilidad, densidad, punto de fusión, punto de ebullición, atracción magnética, conductibilidad térmica, conductibilidad eléctrica. - Químicas, son aquellas que para ser descritas necesitan un patrón de referencia, tambien se definen como la capacidad que tiene una sustancia para reaccionar o para transformarse en otra u otras, ejemplo (oxidación del hierro, combustión del alcohol, etc.) UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS
    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M.Las propiedades generales y las específicas pueden ser:a. Extensivasb. Intensivasc. Organolépticas2. MASA. Es la medida de la cantidad de materia, la masa de un cuerpo esinvariable, en un mismo lugar dos objetos de igual masa tiene pesos iguales.2.1 Peso. Es la fuerza con que la tierra atrae a un cuerpo. El peso varia con ladistancia de ese cuerpo al centro de la; es directamente proporcional a su masacomo tambien a la aceleración gravitacional de atracción de la tierra. En unmismo lugar dos objetos de igual masa tienen pesos iguales.2.2 Volumen. Se define diciendo que todo cuerpo ocupa un espacio. Es igual ala masa sobre la densidad.2.3 Impenetrabilidad. Es consecuencia del volumen. Según este principio, elespacio ocupado por un cuerpo no puede ser ocupado por otro en el mismoinstante.2.4 Densidad. Es la masa sobre la unidad de volumen.2.5 Inercia. Todo cuerpo que no se encuentre bajo la acción de alguna fuerzaexterna, tiene la tendencia a permanecer en reposo o, cuando está en movimientoa continuar en movimiento uniforme en la misma dirección. La masa de un cuerpoes proporcional a la inercia del cuerpo.2.6 Elemento. Una sustancia pura que no puede descomponerse en sustanciasmás simples. Un elemento puede diferir de un idioma a otro, el símbolo no.2.7 Mezclas. Una muestra de materia que consiste de dos o más sustanciaspuras que no tiene composición física y puede descomponerse en suscomponentes por medios físicos.2.8 Fase. Una porción físicamente distinta de materia que es uniforme a través desu composición y propiedades.2.9 Compuestos. Una sustancia pura que está compuesta de dos o máselementos en proporciones fijas y que pueden descomponerse químicamente enestos elementos. UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS
    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M. 3. CIFRAS SIGNIFICATIVASCada medida es incierta hasta cierto punto. Supóngase por ejemplo, que deseamedir la masa de un objeto. Si se usa una balanza de plataforma, podemosdeterminar la masa hasta el 0.1 g más cercano. Por otra parte, una balanzaanalítica está capacitada para producir resultados correctos hasta 0.0001 g. Laexactitud o precisión de la medida depende de las limitaciones del aparato demedida y de la habilidad con que este se use. La precisión de una medida estáindicada por el número de cifras utilizadas para obtenerla. Los dígitos, en unamedida adecuadamente obtenida, son cifras significativas. Estas cifras incluyentodas aquellas que son conocidas con certidumbre y además otra que es unaaproximación. Las siguientes reglas pueden ser utilizadas para determinar elnumero adecuado de cifras significativas que deben escribirse para una mediad.1. Los ceros usados para localizar el punto decimal no son significativos.2. Los ceros que aparecen como parte de la medida son significativos. El numero0.0005030 tiene cuatro cifras significativas. Los ceros después del cinco sonsignificativos. Aquellos que preceden al numero 5 no son significativos debido aque se han agregado solamente para ubicar el punto decimal.3. A veces, la respuesta a un cálculo contiene más cifras que son significativas.a. Si la cifra que sigue al ultimo numero a retenerse es menor que 5, todas lascifras no deseables se pueden descartar y el ultimo numero se deja sinmodificación.3.6247 es 3.62 hasta tres cifras significativasb. Si la cifra que sigue al último número que se va retener es mayor que 5 ó 5, conotros dígitos que le siguen, el último numero se aumenta en 1 y las cifras restantesse descartan.7.5647 es 7.565 hasta cuatro cifras significativas6.2501 es 6.3 hasta dos cifras significativasc. Si el número que sigue a la última cifra a retenerse es 5 y hay solo cerosdespués del cinco, el 5 se descarta y la ultima cifra se aumenta en 1 si es impar ono se cambia si es un número par. En un caso de este tipo, la última cifra delvalor aproximado es siempre un número par. El cero se considera un número par.3.250 es 3.2 hasta dos cifras significativas7.635 es 7.64 hasta tres cifras significativas UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS
    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M.8.105 es 8.1 hasta tres cifras significativas4. El resultado de una suma o resta debe presentarse con el mismo numero decifras decimales que tenga el termino con el menor numero de decimales. Larespuesta para la suma161.032 5.6 32.4524199.0844Debe reportarse como 199.1. Debido a que el número 5.6 tiene solamente undigito seguido de un lugar decimal.5. La respuesta a la multiplicación o división se redondea al mismo número decifras significativas como tenga el término menos preciso usado en el cálculo. Elresultado de la multiplicación:152.06 X 0.24= 36.4944Debe reportarse como 36, puesto que el termino menos preciso en el calculo es0.24 (dos cifras significativas). EL MÉTODO DE FACTOR DE CONVERSIÓN EN LA SOLUCIÓN DE PROBLEMAS1. Plantee el problema. Escriba la unidad en que deberá expresarse la respuesta,un signo igual, y la cantidad dada en le problema que conducirá a una solución.2. Derive un factor de conversión en el cual la unidad del denominador sea lamisma que la unidad de la cantidad dada. El factor puede derivarse de lainformación dada en el problema o de la definición de una unidad.3. Escriba el factor de conversión después de la cantidad dada (escrita en el paso1) para indicar la multiplicación. Cancele las unidades. Cuando estamultiplicación se realice, la respuesta se expresará en la unidad del factor delnumerador.4. Si esta unidad no es la deseada, se deben emplear otros factores deconversión. La unidad en el denominador de cada factor debe cancelar la unidaden el numerador del factor anterior.5. Continúe el proceso hasta que solamente las unidades sin cancelar sean lasunidades deseadas. UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS
    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M.6. Realice las operaciones matemáticas indicadas y obtenga la respuesta. TEORÍA ATÓMICA DE DALTONGeneralmente se otorga a los antiguos griegos el reconocimiento de la primerateoría atómica, pero este concepto pudo haber tenido sus orígenes encivilizaciones más antiguas todavía. Dos teorías prevalecieron entre los griegos.Aristóteles (siglo IV A.C.) creía que la materia es continua y de ahí,hipotéticamente, puede dividirse infinitamente en partículas más y más pequeñas.La teoría atómica de Leucipo y Demócrito (siglo V A.C.), sostenía que lasubdivisión de la materia produciría al cabo átomos, los que no podían dividirse.Las teorías de los antiguos griegos se basaban en el pensamiento abstracto y noen la experimentación planificada. Durante casi dos mil años, la teoría atómicapermaneció como una simple especulación. La existencia de átomos fue aceptadapor Robert Boyle en su libro El químico escéptico (1661) y por Isaac Newton ensus libros Principia (1687) y Optica (1704). John Dalton, sin embargo, propuso unateoría atómica que desarrolló en 1803 a 1808, y que es muy importante en lahistoria de la química.En esa época, muchos científicos creían que toda la materia consistía en átomos,pero Dalton fue más allá. Dalton convirtió a la teoría atómica en cuantitativa,demostrando que es posible determinar las masas relativas de los átomos dediferentes elementos. Los principales postulados de la teoría de Dalton son:1. Los elementos están compuestos de partículas extremadamente pequeñasllamadas átomos. Todos los átomos del mismo elemento son parecidos y losátomos de diferentes elementos son diferentes2. La separación de átomos y la unión de átomos se realiza en las reaccionesquímicas. En estas reacciones, ningún átomo se crea o se destruye y ningúnátomo de un elemento se convierte en un átomo de otro elemento. UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS
    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M.3. Un compuesto químico es el resultado de la combinación de átomos de 2 omás elementos en una proporción numérica simple. Daltón creía que todos losátomos de un elemento dado tienen masas atómicas iguales. Hoy día sabemosque muchos elementos consisten en varios tipos de átomos que difieren enmasas. Todos los átomos de un mismo elemento, sin embargo reaccionanquímicamente de la misma forma. Por consiguiente podemos trabajar con lateoría de Daltón utilizando una masa promedio para los átomos de cada elemento.Daltón derivo los aspectos cuantitativos de su teoría de las leyes de cambioquímico su segundo postulado justifica la Ley de la conservación de la masa,dice que no hay cambos detectables en la masa durante el transcurso de unareacción química puesto que las reacciones químicas consisten en la separación yunión de átomos y debido a que los átomos no se crean ni se destruyen en estosprocesos, la masa total de todos los materiales que participan en una reacciónquímica deben ser iguales a la masa total de todos los productos de la reacción.El tercer postulado de la teoría de Dalton, explica la Ley de las proporcionesdefinidas, la cual dice que un compuesto puro siempre contiene los mismoselementos combinados en las mismas proporciones en masa.Sobre la base de esta teoría, Dalton propuso una tercera ley de las combinacionesquímicas, la Ley de las proporciones múltiples. Esta ley establece que cunadodos elementos, A y B, forman más de un compuesto, las cantidades de A que secombinan en estos compuestos, con una cantidad fija de B, están en relación denúmeros pequeños enteros. Esta ley es consecuencia del punto de vista deDalton, según el cual los átomos en un compuesto se combinan en proporcionesfijas.Aunque Dalton cometió errores en la asignación de masas atómicas relativas, sele debe dar crédito por la introducción del concepto y el reconocimiento de suimportancia. Las masas relativas de los átomos son los pilares de laestequiometria química. UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS
    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M. FÓRMULASLos símbolos químicos que se asignan a los elementos, se usan para escribirfórmulas que describen la composición atómica de los compuestos. La fórmula delagua es H2 O, lo cual indica que hay dos átomos de hidrógeno por cada átomo deOxígeno en el compuesto. Los subíndices de la fórmula indican el número relativode átomos de cada tipo que se combinan. Si un símbolo no lleva subíndice, sesupone que el número es 1. La fórmula del ácido sulfúrico es H2 SO4, lo cual indicala relación de combinación de este compuesto es de dos átomos de hidrógeno aun átomo de azufre y a cuatro átomos de oxígeno.Una molécula, es una partícula formada por dos o más átomos. Algunos (pero notodos) compuestos se hallan en la forma molecular. En estos casos, la fórmula dael número de átomos de cada tipo en una sola molécula de compuesto. Lasfórmulas de este tipo son, algunas veces, llamadas formulas moleculares.Ambos, agua y ácido sulfúrico se encuentran como moléculas en la naturaleza ysus fórmulas H2O y H2SO4, son fórmulas moleculares.La fórmula molecular del peróxido de hidrógeno, H2O2, indica que hay dos átomosde hidrogeno y dos átomos de oxígeno en una molécula de peróxido dehidrógeno. Observe que la relación de átomos de hidrogeno a átomos de oxigeno(2 a 2) no es la más simple (la cual es de 1 a 1). Una fórmula que se escribeutilizando la proporción de números enteros más sencilla, se llama fórmulasimple ó fórmula empírica. La fórmula molecular del peróxido de hidrogeno esH2O2; la fórmula empírica es HO.Para algunos compuestos moleculares, las fórmulas empíricas y moleculares sonidénticas; por ejemplo: H2O, H2SO4, CO2 y NH3. Para muchos compuestosmoleculares, sin embargo, las fórmulas empíricas y moleculares son diferentes.Las fórmulas molecularesN2H4 B3N3H6 C6H6 Corresponden a las fórmulas empíricas UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS
    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M.NH2 BNH2 CHObserve que la proporción para una fórmula empírica puede obtenerse reduciendola proporción atómica de la fórmula molecular al conjunto más bajo posible denúmeros enterosUna muestra de cualquier elemento que tenga una masa en gramosnuméricamente igual al peso atómico del elemento, contendrá el mismo númerode átomos. Este número se llama número de Avogadro. El valor del número deAvogrado se ha determinado experimentalmente: 6.02205 multiplicado por 1023. Lacantidad de una sustancia que contienen el número de Avogrado de unidadeselementales se llama mol.El de una sustancia es la suma de los pesos atómicos peso fórmula o pesomolecular de todos los átomos en la fórmula de la sustancia. El peso fórmula delagua, por ejemplo, puede calcularse como sigue:2(peso atómico H) = 2(1.0) = 2.0 Peso atómico O = 16.0 Peso fórmula H2 O = 18.0El peso fórmula de BaCl2 es: Peso atómico Ba = 137.32(peso atómico Cl) = 2(35.5) = 71.0 Peso fórmula del BaCl2 = 208.3Si la fórmula en cuestión hace relación a una sustancia molecular y es una fórmulamolecular, el correspondiente peso fórmula puede también llamarse un pesomolecular. Un peso molecular es la suma de los pesos atómicos de los átomosque constituyen una molécula. El peso fórmula del agua es también el pesomolecular de la sustancia, debido a que la fórmula es una descripción de lacomposición de la molécula de agua. UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS
    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M.Un mol consiste en número de Avogadro de entidades. Un mol de una sustanciamolecular consiste en el número de Avogadro de moléculas. Para estassustancias, una muestra que tiene una masa en gramos numéricamente igual alpeso molecular es un mol de la sustancia y contiene el número de Avogadro demoléculas. Un mol de agua, por consiguiente, tuene una masas de 18.0 g ycontiene 6.02 x 1023 moléculas de H2O. puesto que existen dos átomos de H y unátomo de O en una molécula de agua, un mol de moléculas de H2O (18.0 g)contiene dos moles de átomos de H (2.0g) y una mol de átomos de O (16.0g).Cuando se usa la designación de mol, debe especificarse el tipo de entidad amedirse. Un mol de átomos de H contiene 6.02x1023 átomos de H, y tiene unamasa de 1.01 g; un mol de moléculas de H2 contiene 6.02 x 1023 moléculas de H2 ytiene una masa de 2.02g. Para el flúor, 1 mol F = 6.02 x 1023 átomos de F = 19,0g Flúor 1 mol F2 = 6.02 x 1023 moléculas de F2 = 38.0g Flúor¿Qué sucede con las sustancias iónicas? La designación “1 mol de BaCl2 “,significa q1ue la muestra contiene el número de Avogadro de unidades de fórmulade BaCl2 la entidad especificada. Un mol de BaCl2, por consiguiente, tiene unamasa de 208.3 g, el peso fórmula de BaCl2. En realidad, un mol de BaCl2, contiene1 mol de Ba2+ = 6.02 x 1023 iones de Ba2+ = 137.3g bario2 moles de Cl - = 2(6.02 x 1023) iones de Cl - = 2(35.5)gCl - = 71.0g cloro.Los que sumados hacen1 mol de BaCl2 = 6.02 x 1023 unidades de BaCl2 = 208.3 g BaCl2Puesto que un mol de átomos de un elemento contiene el mismo número deátomos que un mol de átomos de cualquier otro elemento, la relación en moles esla misma que la relación en átomos. El numero de moles de cada elementopresente en una muestra del compuesto se obtiene fácilmente a partir de la masade cada elemento presente. EL ÁTOMO UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS
    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M.El átomo fue considerado la más pequeña expresión de la materia. Su nombre, deorigen griego, quiere decir indivisible (a= sin y tome = división).Pero la ciencia moderna no solo ha demostrado que es divisible, sino además,que constituye un universo diminuto en cuyo interior tiene lugar una cantidad defenómenos semejantes a los ocurridos en el espacio sideral. GENERALIDADES DEL ÁTOMOCualquiera que sea la naturaleza de los átomos, éstos son entidades complejas,increíblemente diminutas y constituidas por partículas más simples,denominadas partículas elementales o subatómicas.Las investigaciones realizadas han permitido el descubrimiento de mas de 30partículas subatómicas, de las cuales el electrón, el protón y el neutrón son lasmás importantes y las de mayor interés para el químico. Son estables (como elelectrón o el protón), en tanto que otras, que se desintegran radiactivamente deforma espontánea, son inestables (como el neutrón). Las partículas que poseenmasa se denominan partículas másicas, las que carecen de ella, partículasenergéticas (como el fotón).Todos los electrones, sin importar el tipo de átomo a que pertenezcan, son igualesen carga y en masa. Todo átomo es eléctricamente neutro, es decir, sus cargaspositivas están igualadas con sus cargas negativas, o sea que la cantidad deprotones que posee es igual a la de electrones. En todo átomo neutro p+ = e-Además, la carga positiva del núcleo (indicada con la letra mayúscula Z) seexpresa en unidades que son la de la magnitud de la carga negativa del electrón;el valor de Z coincide con el número atómico (posición ocupada por un átomo enla tabla periódica),y, en la actualidad, ambos se designan con la misma letra Z. El UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS
    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M.número atómico y la carga nuclear (z) son iguales a la cantidad de protones quese encuentran en el núcleo. Número atómico y carga nuclear del átomo = Z = p+El número de nucleones (protones y neutrones) corresponde a número masa,el cual se representa con la letra mayúscula A. Es importante comprender que Ano es una masa, sino un entero que representa el número total de nucleones. Así que p+ nº = A = # nucleones = # masa ISÓTOPOSEn la naturaleza se encuentran átomos de un mismo elemento que tienen elmismo Z pero diferentes A, a los cuales se les denomina Isótopos (palabra quesignifica en el mismo lugar) NÚMEROS CUÁNTICOSEl número cuantico principal (n), define el tamaño del nivel de energía principalque el electrón ocupa, y suministra a demás, información a cerca de la energía delelectrón en su orbita.El número cuántico principal, n, puede ser cualquier número entero positivo K(n=1), L (n=2), M (n=3), N (n=4), O (n=5),P (n=6), Q (n=7)…El número máximo de electrones en un nivel energético viene determinado por laformula 2n2Ejemplo: El número máximo de electrones del nivel M (n=3) es:Solución: 2n2 = 2 (3)2 = 2 (9) = 18 electrones UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS
    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M.Número Cuántico dividido o Azimutal (l), junto con n define el subnivelenergético. El subnivel indica la forma de la región que ocupa el electrón (Elllamado orbital) y se designan por la letras minúsculas s, p, d y f y sus valores seencuentran entre 0 y 3.El número total de electrones de un subnivel viene determinado por al fórmula (2l+ l) x 2 electrones. Veamos un ejemplo ¿Cuál es el total de electrones delsubnivel d(1=2) ?Solución: (2l + l) x 2 = ((2 x2) + 1) x 2 = 10 electronesEn resumen el número cuántico n define el nivel energético; el subnivel energéticoviene definido por n y l , mientras los orbítales requieren para su definición losnúmeros cuánticos n, l, m. El conjunto de los cuatro números cuánticos ( n, l, my ms ) define el estado cuántico de un electrónDISTRIBUCION Y CONFIGURACION ELECTRÓNICA DE ÁTOMOSMULTIELECTRÓNICOSRegla Nemotécnica. Una regla muy fácil de recordar para la determinación delcubrimiento de los distintos subniveles electrónicos de los átomos, se resume enel diagrama donde se hace en forma de zigzag, en diagonal. UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS
    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M. ORDEN PARA OCUPAR LOS SUBNIVELES DE ENERGÍAKn=1 1 s2L n=2 2 s2 2 p6Mn=3 3 s2 3 p6 3 d10N n=4 4 s2 4 p6 4 d10 4 f 14On=5 5 s2 5 p6 5 d10 5 f 14Pn=6 6 s2 6 p6 6 d10 6 f 14Qn=7 7 s2 7 p6 7 d10 7 f 14NOTA: Con el propósito de no alargar las distribuciones electrónicas de unelemento, se acostumbre presentarla de una forma más resumida. En estasdistribuciones se reemplazan los electrones de las orbitas internas con el símboloy el número atómico delgas noble (mas próx imo) que antecede al elemento dela tabla periódica. La notación utilizada es z G/ s- p- d, donde z G/ es larepresentación de la distribución electrónica del gas noble: el subíndice Z es elnúmero atómico correspondiente del gas noble, y G su símbolo. UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS
    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M. 5. ELEMENTOS QUÍMICOSAl estudiar los elementos, resultaría inconveniente escribir el nombre completo decada uno cada vez que aparece. Se hace necesario, pues, abreviar sus nombrespara facilitar su escritura. La simbología universal utilizada en la actualidad fuepropuesta por Jacobs y Berzelius, quienes idearon la manera de representarlosgráficamente por medio de símbolos, como si fuera una especie de taquigrafía.Para la nomenclatura de los elementos químicos no existen reglas y sus nombresayudan muy poco al estudio de sus propiedades. A cada elemento se le asignanuna o dos letras se símbolo químico que se ha decidido por acuerdo internacional.Mientras que el nombre de un elemento puede variar o diferir de un idioma a otro,el símbolo para los elementos aislados y descubiertos mas recientemente, susnombres se agrupan en tres tipos: los neoclásicos, los geográficos y loshonoríficos.Algunos elementos se representan con la primera letra en mayúscula de sunombre, así O representa Oxigeno, N el nitrógeno, C el carbono y H el hidrogeno.Como los nombres de algunos elementos empiezan con la misma letra, enalgunos casos se ha añadido otra letra más para distinguirlos, por ejemplo, Capara el calcio, Ba para el bario, Cl para el cloro y Br para el bromo. 5.1 CLASIFICACIÓN PERIÓDICALa ley periódica propuesta por Moseley en 1913 es el principio en el que se basala clasificación moderna de los elementos químicos; dice: “Las propiedades de loselementos son función periódica de sus números atómicos”.La forma larga de la tabla o clasificación periódica suele denominarse tablaperiódica larga o simplemente tabla periódica y ordena los elementos conocidosen sentido creciente de sus números atómicos en 7 renglones horizontalesllamados periodos o series y 18 columnas llamadas grupos o familias. Dicha tablafue propuesta primero por el químico danés Julius Thomsen, en 1895, y es la quese utiliza hoy día.Los elementos se organizan en dos grandes grupos: familia A o elementosrepresentativos (conocida por algunos autores como familia R), y familia B oelementos de transición (tambien conocida como familia T). UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS
    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M.Elementos representativos; son aquellos cuya configuración electrónicacorresponde al llenado de los orbítales ns y np de la capa más externa o capa devalencia.Elementos de transición; aquellos que en su estado fundamental o en cualquierade sus estados comunes de oxidación poseen subniveles d parcialmente llenos.Dentro de los elementos de transición tambien se incluyen los llamados tierrasraras (o series del lantánido y del actínido) que son aquellos elementos cuyaconfiguración electrónica corresponde al llenado de los orbítales. 5.1.1 GRUPOSLos diferentes grupos se indican con números romanos del I al VIII, acompañadosde la letra que indica la familia a que pertenecen, A o B.La distribución electrónica de un elemento puede indicar el grupo o familia a la quepertenece. Tome, por ejemplo, el silicio (Si) con Z= 14 y el titanio (Ti) con Z= 22. Si Ti 1s 2 2 s 2 2 p 6 3s 2 3 p 2 1s 2 2 s 2 2 p 6 3s 2 3 p 6 4s 2 3d 2 K =1 L = 2 M = 3 K =1 L = 2 M = 3 N = 4 M = 3El subnivel parcialmente lleno determina la familia del elemento: si es s o p lafamilia es A, si es d, pertenece a los elementos de transición (familia B) y si es fquedará incluido dentro de las tierras raras. Así, de acuerdo con la distribuciónelectrónica anterior, el SI pertenece a la familia A, en tanto que el Ti es unelemento de transición.Los elementos de un mismo grupo presentan igual número de electrones en elúltimo nivel de energía o electrones de valencia. Los electrones del último nivelenergético determinan el número del grupo. Así, el Si pertenece al grupo IVA(porque tiene 4 electrones en su ultimo nivel energético) y el Ti al grupo IVB (por lamisma razón).Los grupos grandes de la tabla periódica son: IA (1) metales alcalinos IIA (2) metales alcalinotérreos IIIA (13) térreos IVA (14) carbonoides o familia del carbono VA (15) nitrogenoides o familia del nitrógeno VIA (16) anfígenos UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS
    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M. VIIA (17) halógenos (formadores de sales) VIIIA (18) gases nobles 5.1.2 PERIODOSLos periodos se enumeran con números arábigos del 1 al 7. En una distribuciónelectrónica, el periodo al que pertenece un elemento viene indicado por el numerocuántico principal (n) del nivel energético más alto. Al representar la distribuciónelectrónica del cloro (Cl, Z= 17) y del calcio (Ca, Z= 20), se tiene que:Cl Z= 17 Ca Z= 20 1s 2 2 s 2 2 p 6 3s 2 3 p 5 1s 2 2 s 2 2 p 6 3s 2 3 p 6 4s 2 K L M K L M N ( n −4)Localizado en el periodo 3 Localizado en el periodo 4Recientemente, la tabla periódica se modificó, colocando números arábigos en las18 columnas verticales, los cuales aparecen arriba de la numeración romana, y, alreferirse a un grupo, se utiliza el numero romano y entre paréntesis el numero dela columna; así, por ejemplo, para indicar la posición del aluminio (de símbolo AI)en la tabla periódica debe escribirse IIIA (13).5.1.3 Descripción de los periodos de la tabla periódicaEl periodo 1 contiene solo dos elementos (H y He). En este periodo se llena elprimer nivel energético (subnivel 1s). El número del periodo indica el número delnivel de energía principal que los electrones empiezan a llenar.El periodo 2 contiene ocho elementos (Li, Be, B, C, N, O, F y Ne). En esteperiodo se llena el segundo nivel de energía principal (subniveles 2s y 2p). Elsegundo nivel de energía está completamente lleno en el gas noble neón.El periodo 3 contiene tambien ocho elementos (Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl y Ar), yllena el tercer nivel de energía principal (subniveles 3s y 3p). El argón, que es elúltimo elemento de este periodo, tiene ocho electrones en su tercer nivel deenergía. A los periodos 2 y 3 se les llama periodos cortos por tener solo ochoelectrones. UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS
    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M.El periodo 4 contiene 18 elementos: desde el potasio (K) hasta el criptón (Kr). Eneste periodo los subniveles de energía 4s y 4p están llenos y el subnivel 3dcomienza a llenarse desde el escandio (Sc) hasta el cinc (Zn).El periodo 5 contiene tambien 18 elementos: desde el rubidio (Rb) hasta el xenón(Xe). En este periodo se llenan los subniveles de energía 5s y 5p, y el 4dcomienza a llenarse desde el itrio (Y) hasta el cadmio (Cd).En el periodo 6 hay 32 elementos: desde el cesio (Cs) hasta el radón (Rn). Aquíse llenan los subniveles de energía 6s y 6p. Al mismo tiempo comienzan allenarse los subniveles 5d y 4f. A los elementos del z= 58 al Z= 71, cerio (Ce) y allutecio (Lu), se les llama serie de los lantánidos (llenado del subnivel 4f).El periodo 7 tiene hasta el momento 23 elementos (hasta el de Z= 109): desde elfrancio (Fr) hasta el unnilenio (Une). En este periodo se llama el subnivel 7s ycomienzan a llenarse los subniveles 6d y 5f. A los elementos del Z= 90 (Th) al Z=103 (Lr), se les llama serie de los actínidos y corresponden al llenado del subnivel5f. A los periodos 4, 5, 6 y 7 se les llama periodos largos por contener muchosmás elementos que los otros. 5.2 METALES, NO METALES Y METALOIDESLa tabla periódica separa los metales de los no metales por medio de una línearesaltada en forma de escalera.A la derecha de esta línea se encuentran los no metales y a la izquierda losmetales. Al extremo izquierdo se encuentran los elementos más metálicos. Loselementos adyacentes a la línea en escalera se llaman metaloides (excepto el A1),ya que poseen propiedades metálicas y no metálicas (como B, Si, Ge, As, Sb, Te,po, y At).En el grupo VIIIA se encuentran un grupo especial de no metales llamados gasesnobles.En los elementos representativos (grupos A), las propiedades metálicas aumentanconforme se incrementan los números atómicos, al tiempo que las propiedades nometálicas disminuyen.Los metales poseen las siguientes características:  Todos son sólidos, con excepción de Hg, Cs, Fr, Ga, que son líquidos.  Presentan brillo por lo que tienen una superficie pulida. UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS
    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M.  Tienen ductilidad, es decir, capacidad para convertirse en hilos, como Cu, Au, Ag y Pt.  Presentan maleabilidad, es decir, tienen la capacidad de convertirse en láminas, como Sn, Al, Cu, Ag, Au, Zn, y Fe.  El color es variable, así por ejemplo, Au es amarillo, Cu es rojo y Ag es gris blanquecina.  Son duros, es decir, oponen resistencia a ser rallados por otros cuerpos.  Son buenos conductores de la electricidad y del calor.Los no metales poseen las siguientes características:  Algunos son sólidos, otros líquidos y otros gaseosos.  No poseen brillo  No son ni dúctiles ni maleables.  Presentan baja dureza.  Son malos conductores térmicos y eléctricos. 5.3 VENTAJAS DE LA TABLA PERIÓDICALa tabla periódica es de enorme utilidad, y presenta indiscutibles ventajas, comolas siguientes:  Relaciona la posición de un elemento con su configuración electrónica.  Refleja en forma satisfactoria semejanzas, diferencias y tendencias en la variación de las propiedades químicas y físicas.  Es fácil de recordar y de reproducir.  Los elementos de los grupos A y B están claramente separados.  La elevada inercia química de los gases nobles queda justificada por su configuración electrónica cerrada.  Existe en la tabla periódica una separación razonablemente nítida entre metales y no metales.Aunque presenta algunos inconvenientes, como ubicar en un mismo lugar todoslos isótopos de un mismo elemento (de ahí su nombre), los cuales si bien tienenun comportamiento químico similar muestra grandes diferencias en suspropiedades físicas, y no poseer una posición perfectamente definida yuniversalmente aceptada para el hidrogeno. 6. LA LEY PERIÓDICA MODERNA UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS
    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M.Se enuncia de la siguiente manera: “Cuando los elementos se colocan en el ordencreciente de su numero atómico, las propiedades físicas y químicas se repitenperiódicamente”; o tambien: “las propiedades de los elementos químicos no sonarbitrarias, sino que dependen de la estructura del átomo y varían, de maneraordenada, con el numero atómico”.Entre todas las propiedades, algunas no tienen carácter periódico, en tanto queotras muestran una periodicidad de la configuración electrónica y, sobre todo, dela capa más externa.6.1 propiedades no periódicas de los elementos químicosEntre las propiedades que no cumple la ley periódica, pueden enumerarse:6.1.1 carga nuclear (Ze+)La carga nuclear de un elemento es proporcional al numero atómico Z, pues, pordefinición, este es igual al numero de protones presenten en el núcleo. La carganuclear no es una propiedad periódica, sino que aumenta linealmente con Z.6.1.2 masa atómica (Ma)Se denomina más atómica de un elemento a la masa media ponderada, relativa,de los diferentes isótopos de un elemento, respecto a otro nuclido que se tomacomo patrón.En general, las masas atómicas aumentan con Z, según puede observarse en latabla periódica.6.1.3 calor especifico (Ce)Se denomina calor específico de una sustancia a la “cantidad de calor necesariopara elevar en un grado centígrado la temperatura de un gramo de la sustancia”. 6.2 PROPIEDADES PERIÓDICAS DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOSExiste una serie de propiedades físicas y químicas de los elementos que variaregularmente en la tabla periódica ya sea a través de un grupo y/o de un periodo.La causa está en la propia configuración electrónica de los elementos. Algunas deesas propiedades periódicas son: volúmenes atómicos, densidades, radiosatómicos, covalentes e iónicos, energías de ionización, afinidades electrónicas,números de oxidación, electronegatividades, temperaturas de fusión y de UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS
    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M.ebullición, propiedades espectrales, propiedades magnéticas, entre otras. Variasde ellas se verán a continuación. 6.3 ELECTRONEGATIVIDAD (EN)Es la tendencia que tiene un átomo para atraer a los electrones de otros átomosen un compuesto. Aun cuando la electronegatividad de un átomo puederelacionarse con las características del átomo aislado, depende no solo de este,sino tambien de aquellos otros átomos que unidos a este constituyen la moléculadel compuesto.Son características de la electronegatividad:  Para una misma familia, la electronegatividad decrece, en general, al aumentar Z.  Dentro de un mismo periodo, la electronegatividad de los elementos representativos de los bloques s y p aumenta con Z. dicho incremento es cuantitativamente menor a medida que aumenta el número cuántico principal de la capa de valencia.  En los elementos de transición de los bloques d y f, las variaciones de los valores de la electronegatividad con Z son menos importantes que en los elementos de los grupos representativos. F>O>Cl>Br>I>S>H>N>P>C>Si>B 7. NÚMERO DE OXIDACIÓNSe denomina numero de oxidación de un elemento en un compuesto al númerototal de electrones que parece haber ganado (estado de oxidación negativo) operdido (estado de oxidación positivo) si se considera que los electrones delenlace están asociados al átomo más electronegativo. O dicho de otra forma, elnúmero de oxidación es igual a la carga que tendría un elemento unido a otros enun compuesto. El número de oxidación tambien es una propiedad periódica,asociada a la configuración electrónica. UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS
    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M. REGLAS1. A cualquier átomo libre o cualquier átomo de una molécula de un elemento, sele asigna un número de oxidación cero.2. La suma de los números de oxidación de los átomos de un compuesto es cero,puesto que los compuestos son eléctricamente neutros.3. El número de oxidación de un ion monoatómico es igual a la carga a la cargadel ion. En sus compuestos, los elementos del grupo I A (Li, Na, K, Rb y Cs)siempre tienen números de oxidación 1+; los elementos del grupo IIA (Be, Mg, Ca,Sr y Ba) siempre tienen números de oxidación 2+.4. La suma de los números de oxidación de los átomos que forman un ionpoliatómico, es igual a la carga del ion.5. El número de oxidación de fluor, el elemento más electronegativo, es 1-, entodos los compuestos que contienen fluor.6. En la mayoría de los compuestos que contienen oxigeno, el numero deoxidación del oxigeno es 2-. Sin embargo, existen algunas excepciones. a. En los peróxidos, cada átomo de oxigeno tiene un numero de oxidación de 1-. Los dos átomos de O del ion peroxido O2-2, son equivalentes. A cada uno se le debe asignar un numero de oxidación de 1-, tal que la suma iguale la carga del ion. b. En el ion superóxido, O-2, cada oxigeno tiene un número de oxidación de ½-. c. En el OF2, el oxigeno tiene un número de oxidación de 2+ (regla 5).7. El número de oxidación del hidrogeno es 1+ en todos sus compuestos, exceptoen los hidruros metálicos (CaH2 y NaH son ejemplos) en los cuales el hidrogenoestá en estado de oxidación 1-. UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS
    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M.8. En la combinación de dos no metales (ya sea una molécula o un ionpoliatómico), el número de oxidación del elemento más electronegativo, esnegativo e igual a la carga del ion monoatómico común de ese elemento. En elPC13, por ejemplo, el número de oxidación del Cl es 1- y el del P es 3+. En el CS2,el número de oxidación del S es 2- y el del C es 4+. 7. PRINCIPALES FUNCIONES INORGÁNICAS7.1 función química y grupo funcionalEs una serie de sustancias con propiedades comunes y especificas que lasdistinguen de otras. Ejemplo; función oxido, función hidróxido, función ácido,función sal, función hidruro.Grupo funcional: es el átomo o grupo de átomos cuya presencia en una moléculadetermina las propiedades características de la función a que pertenece. El grupofuncional es el grupo activo en la molécula, es el sello característico que distingueuna especie química de otra. Ejemplo: NaOH, Ca (OH)2, Ai (OH)3, Fe (OH)3Pertenecen a la función hidróxido o base y por consiguiente tiene comportamientosemejante en las reacciones químicas; esta similitud en su conducta química sedebe a que todos ellos llevan en su estructura el grupo (-O-H) hidróxido, que es legrupo funcional característico de los hidróxidos o bases.7.2 óxidos: Es La combinación de cualquier elemento con el oxigeno origina unoxido.Si el elemento que se combina con el oxigeno es un metal, se forma un oxidobásico u oxido metálico, pero si el elemento que se combina con el oxigeno es unmetal se forma un oxido ácido, principalmente, llamado anhídrido.Un oxido básico al reaccionar con el agua forma un hidróxido o base (ciertosóxidos metálicos no reaccionan con el agua), en cambio un oxido ácido oanhídrido al reaccionar con el agua forma un ácido (oxiácido).1. Metal + Oxigeno  oxido básico o metálico4Na + O2  2Na2O Oxido de sodioOxido básico + agua  Hidróxido o BaseNa2O + H2O  2NaOH UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS
    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M.Oxido de sodio Hidróxido de sodio2. No metal + Oxigeno  Oxido Ácido o Anhídrido2Cl + O2  2Cl2O Anhídrido Hipocloroso3. Anhídrido + Agua  Ácido (Oxiácido)Cl2O + H2O  H2Cl2O2  2HClOAnhídrido Ácido HipoclorosoFormulaciónPara al escritura de la formula (formulación) de un compuesto se requiereprincipalmente, tener presente los símbolos de los elementos, el grupo a quepertenecen y la valencia o numero de oxidación.IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIAM2 O MO M2O3 MO2Ll2O BGO B2O3 CO2 Anhídrido* N2O S2O OF2Na2O MgO Al2O3 SiO2 Anhídrido NO SO Cl2OK2O CaO Ga2O3 GeO2 Débilmente básico* N2O3 S2O3 CpORb2O SrO In2O3 SnO2 Anfótero* NO2 SO2 Cl2O3Cs2O BaO TI2O3* N2O5 S2O5 ClO2 RaO SO3 Cl2O5 ClO3 Cl2O7 +1 a + 5 +2a+6 +1 a + 7M= Metal excepto B, C, Si.La tabla anterior aplica, de manera simplificada los conceptos explicados y facilitala formulación de óxidos de los elementos representativos.Tambien de una manera sencilla se puede escribir la formula de un oxido: secolocan, uno a continuación de otro, los símbolos del metal y del oxigeno, con susrespectivas valencias en la parte superior derecha. Luego para obtener la formula,recíprocamente, la valencia del uno se coloca como subíndice del otro.Finalmente se simplifica, si es posible. El subíndice (1) no se anota. Si seemplean los números de oxidación, al hacer el cruce, se hace caso omiso delsigno.Nomenclatura UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS
    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M.Ante la confusión surgida por el empleo de nombres comunes de las sustancias,diferentes para cada país, en 1947 se consolidó la Unión Internacional de Químicay Aplicada (I.U.P.A.C.), encargada de estructurar las reglas y principio, que demanera unificada describiera los compuestos químicos.Actualmente se emplean tres sistemas de nomenclatura:a. Nomenclatura clásica, común o tradicionalb. Nomenclatura Stock-Wernerc. Nomenclatura racional o sistematicaSistema clásico. Distingue entre óxidos básicos y óxidos ácidos o anhídridos (nometálico)Nomenclatura de óxidos básicosa. Si el metal trabaja con un solo numero de oxidación, se emplea el nombregenérico oxido, luego la preposición de y el nombre del metal. Si se quieresuprimir la preposición de, el nombre del metal se hace terminar en ico.b. Si el metal trabaja con dos números de oxidación diferentes, se suprime lapreposición de y el nombre del metal se hace terminar en oso o en ico, según elmetal esté trabajando con el menor o con el mayor numero de oxidación,respectivamente.c. Si el metal trabaja con más de dos números de oxidación, la palabra oxido vaprecedida de diversos prefijos, sub, proto, di, tri, sesqui, (una vez y media), tetra,etc. Según el grado de oxidación. Luego la preposición de, y el nombre del metal.Nomenclatura de óxidos ácidos o anhídridosProducen anhídrido principalmente los elementos de los grupos VIIA, VIA, VA,IVA; además, algunos elementos anfóteros, entre ellos cromo y manganeso.Para los grupos anteriores, valen las siguientes reglas: - Si el elemento es de grupo par, con numero de oxidación par, da anhídrido - Si el elemento es de grupo impar, con número de oxidación impar de anhídrido. - Para cromo y manganeso, si el numero de oxidación es  + 4 producen óxidos básicos, pero si el numero de oxidación es > + 4 producen anhídrido. UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS
    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M.Los anhídridos se denominan con el nombre genérico anhídrido, y el nombreespecífico es el del no metal, así: - Terminado en oso y se le antepone el prefijo hipo para el primer número de oxidación par o impar. - Terminado en oso para el segundo numero de oxidación par o impar. - Terminado en ico para el tercer numero de oxidación par o impar. - Terminado en ico y se le antepone el prefijo per o hiper para el cuarto numero de oxidación impar.Sistema Stock-WernerEste sistema no distingue entre óxidos básicos y anhídridos. Todos se nombrancon la palabra genérica oxido, luego la preposición de y el nombre del elemento(metal, no metal o anfótero); por ultimo en números, romanos y entre paréntesisse anota el numero de oxidación del elemento unido al oxigeno. Cuando elelemento funciona con un solo número de oxidación se suprime el número romanoy el paréntesis.Sistema racional o nomenclatura sistemática recomendado por la I.U.P.A.C.Este sistema tampoco hace diferencia entre óxidos básicos y anhídridos. Seemplea el nombre genérico oxido, pero se le antepone el prefijo, mono, di, tri,tetra, penta, hexa, hepta, según el numero de átomos de oxigeno que lleve eloxido (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, respectivamente); luego la preposición de, y el nombreespecifico es del elemento unido al oxigeno. Si el elemento solo produce unoxido, se suprime el prefijo mono.Cuando se presente el caso de dos óxidos de un elemento, que tienen el mismonúmero de átomos de oxigeno, debe indicarse además el numero de átomos delotro elemento.Na2O Oxido de SodioCaO Oxido de CalcioAl2O3 Trióxido de AluminioCu2O Monóxido de DicobreCuO Monóxido de Cobre7.2.1 ACCIÓN DEL CALOR SOBRE LOS ÓXIDOS UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS
    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M.Los óxidos, en su mayoría, son estables, sin embargo unos pocos dedescomponen por el calor.Algunos resisten el calor sin modificarse (CaO, Al2O3); otros se modificanfísicamente fundiéndose (K2O, Bi2O3) o volatilizándose (As2O3, Sb2O3), otros sedescomponen en metal y oxigeno (HgO, Au2O3, PtO2) o en oxigeno y un oxidoinferior (PbO2, MnO2); otros, en fin, se oxidan (Cu2O pasa a CuO; PbO pasa aPb3O4).7.2.2 ALGUNAS PROPIEDADES DE LOS ÓXIDOS - Los óxidos de metales ligeros son blancos, los otros tienen colores diversos, variando en algunos según el método de preparación y la temperatura (el HgO obtenido por precipitación es amarillo y por calcinación rojo; el ZnO en frío es blanco, en caliente es amarillo). - Los óxidos de los metales alcalinos son muy solubles en agua; bastante solubles los alcalinos – térreos; algo solubles los de plomo y magnesio; los demás son insolubles. - Los óxidos SiO2, B2O3 y As2 O3, son tan insolubles en agua, que prácticamente no reaccionan con ella para formar ácidos; no obstante estos óxidos neutralizan bases, por lo cual se consideran óxidos ácidos.7.2.3 CLASIFICAN DE LOS ÓXIDOSLos óxidos se clasifican en 7 tipos diferentes como se muestra en la tabla Tipo de oxido características Ejemplos1. ÓxidosReaccionan con agua formando el SO2, SO3, P2O3,Ácidos, nooxiácido respectivo, y si son insolubles o P2O5.metálicos ono reaccionan con ella, reaccionan conAnhídridos las bases originando sales.2. ÓxidosReaccionan con agua formando bases, K2O, Na2O, Li2O,Básicos oo reaccionan con los ácidos originando MgO.metálicos sales, grupo numeroso.3. óxidosReaccionan indistintamente con los Al2O3, ZnO, MnO2,Anfóteros oácidos o con las bases dando sales, es PbO.indiferentes decir, se comportan como óxidos débilmente ácidos ante bases fuertes.4. Óxidos No funcionan como óxidos ácidos ni CO, NO; N2O, H2O,Neutros básicos, y no son peróxidos. etc.5. Óxidos Son óxidos formados por dos óxidos del Pb3O4, Fe3O4,Salinos o Mixtos mismo metal con diferentes grados de Mn3O4. oxidación, de manera que uno de ellos UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS
    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M. hace las veces de oxido ácido.6. Peróxidos Son óxidos sólidos que contiene el Na2O2, K2O2, BaO2, grupo –O-O-, (oxigeno con numero de H2O2, SrO22, MgO2, oxidación -1), el ion O-2 no contiene CaO2, etc. electrones desapareados. Reaccionan violentamente con agua formando una solución que contiene H2O2 y el correspondiente hidróxido metálico.7. Superóxidos Producidos por K, Rb y Cs, son sólidos NaO2, KO2, CsO2. iónicos que contienen O-1/2(oxigeno con numero de oxidación -1/2). Con el agua forman H2O2, hidróxido metálico y oxigeno molecular.7.2.4 PERÓXIDOS Y SUPERÓXIDOSLos peróxidos son óxidos que tienen mayor proporción de oxigeno que los óxidosnormales de un elemento y en su estructura la cadena formada por 2 átomos deoxigeno entre si, -O-O- (grupo peróxido).En los peróxidos excepcionalmente el oxigeno trabaja con numero de oxidación (-1).Los metales alcalinos, y Ca, Sr y Ba forman los peróxidos iónicos, los cualesoriginan H2O2 al reaccionar con agua o ácidos diluidos.Los peróxidos más conocidos son: H2O2, Na2O2, K2O2, BaO2, MgO2, CaO2.Los superóxidos son óxidos que contienen O-1/2, con un electrón desapareado, sonagentes oxidantes muy poderosos. Los superóxidos iónicos se forman por accióndel oxigeno sobre K, Rb o Cs; reaccionan violentamente con agua formando H2O2,hidróxido metálico y oxigeno molecular.7.3 HIDRÓXIDOS O BASESLos hidróxidos o bases son compuestos formados por la combinación de un oxidobásico y el agua. El grupo funcional característico de las bases es el grupo (-OH)llamado hidróxido u oxhidrilo.La formula general de un hidróxido es M(OH)n, donde M= metal, y n= número deoxidación del metal. IA IIA IIIA IVA VAMOH M(OH)2 M(OH)3LiOH BG(OH)2 B* UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS
    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M.NaOH Mg(OH)2 AI(OH)3KOH Ca(OH)2 Ga(OH)3 Ge(OH)2RbOH Sr(OH)2 In(OH)3 Sn(OH)2CsOH Ba(OH)2 TI(OH)3* Sn(OH)4 Bi(OH)3NH4OH [Sn(OH)6]-2 ComplejoFormulaciónDe una manera sencilla, para obtener la formula de un hidróxido, se escribe elsímbolo del metal y a su derecha, (OH), afectado de un subíndice igual al numerode oxidación del metal. Ejemplo: AI (OH)3.Si el número de oxidación del metal es (+1), se suprime el paréntesis y elsubíndice.NomenclaturaSistema clásicoa. Cuando el metal trabaja con un solo numero de oxidación, el nombre genéricoes hidróxido, luego la preposición de, y el nombre especifico es el nombre delmetal; si se quiere suprimir la preposición de, el nombre del metal se haceterminar en ico.b. Si el metal produce dos hidróxidos, el nombre genérico es hidróxido, se suprimela preposición de, y el nombre especifico es el nombre del metal, terminado en osopara el menor numero de oxidación y en ico para el mayor numero de oxidación.Sistema Stock WernerSe nombran como hidróxido de, luego el nombre del metal, y con númerosromanos, entre paréntesis se anota el numero de oxidación del metal.Cuando el metal solo trabaja con un número de oxidación se puede suprimir elnúmero romano y el paréntesis.Sistema racionalAl nombre genérico hidróxido, se antepone un prefijo di, tri, tetra, según que elnumero de (OH) sea 2,3,4, respectivamente; enseguida la preposición de y elnombre del metal. Cuando lleva un solo (OH) no se antepone prefijo alguno. UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS
    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M.7.3.1 Acción Del Calor Sobre Los HidróxidosLos alcalinos y el de bario se funden sin descomponerse. Los demás hidróxidosse descomponen por calentamiento, en oxido metálico y agua.7.3.2 PROPIEDADES DE LOS HIDRÓXIDOSa. Son untuosas al tacto.b. Vuelven azul el papel de tornasol rojo.c. Enrojecen la fenoltaleína.d. Vuelven amarillo el rojo de metilo y el anaranjado de metilo.e. Al combinarse con los ácidos dan sal más agua: HNO3 + NaOH  NaNO3 + H2Of. Al combinarse con ciertos óxidos dan sal más agua: CrO3 + 2NaOH  Na2CrO4 + H2Og. Al combinarse con ciertos metales dan sal más hidrogeno: 2NaOH + Zn  Na2ZnO2 + H2h. Los alcalinos son muy solubles; bastante solubles los alcalino-térreos; algosolubles los de Pb y Mg; los demás son insolubles.i. Las bases se clasifican en fuertes y débiles. Bases fuertes son las que tienengran tendencia a combinarse con los protones y con facilidad ceden sus oxhidrilos:NaOH, KOH, Ca(OH)2, etc. Bases débiles son las que tienen escasa tendencia aaceptar protones y con dificultad ceden sus oxhidrilos: NH4OH, AI (OH)3, Zn(OH)2,etc.7.4 ÁCIDOSLos ácidos son compuestos formados:a. Por la combinación de un elemento no metálico con el hidrogeno. (Hidráxidosno llevan O en su molécula. UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS
    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M.b. por la reacción entre un anhídrido (oxido ácido) y el agua. (Oxácidos uoxiácidos, si llevan O en su molécula).Ejemplo:H2 + Cl2  H2CI2  2HCICO2 + H2O  H2CO37.4.1 HIDRÁCIDOS (FORMULACIÓN)Para escribir la fórmula de un hidrácido, se colocan uno a continuación de otro lossímbolos del H y del no metal con sus correspondientes números de oxidación;luego, el numero de oxidación de uno pasa a ser subíndice del otro (haciendocaso omiso del signo). Ejemplo: H+1 ×F-1  HF H+1×S-2  H2SNomenclaturaSistema clásicoLos hidrácidos se nombran con la palabra genérica ácido, seguida de la específicaque se toma del no metal terminado en hídrico. Ejemplo;HF ácido fluorhídricoHCI ácido clorhídricoHBr ácido bromhídricoHI ácido yodhídricoH2S ácido sulfhídricoH2Se ácido selenhídricoH2Te ácido telurhídricoLos compuestos correspondientes del N, P, As, Sb, B, C, y si con el hidrógeno,por no presentar propiedades ácidas no se consideran como hidrácidos y recibennombres especiales:NH3 AmoníacoPH3 Fosfamina o FosfinaAsH3 Arsenamina o ArsinaSbH3 Estibamina o EstibinaBH3 Borano UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS
    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M.B2H6 DiboranoCH4 MetanoSiH4 Silano o Hidruro de Silicio7.4.2 OxácidosSe forman por la combinación de un oxido no metálico con una molécula de agua.Formula general: Ha Xb OcH= HidrogenoO= OxigenoX= Un elemento no metalA, b, c, son subíndicesNomenclatura clásicaOxácidos: los ácidos oxácidos, se denominan con el nombre genérico ácido y elnombre específico es el del metal así:1. Terminado en oso y se le antepone el prefijo hipo para el primer numero deoxidación par o impar.2. Terminado en oso para el segundo numero de oxidación par o impar.3. Terminado en ico para el tercer numero de oxidación par o impar.4. Terminado en ico y se le antepone el prefijo per o hiper para el cuarto numerode oxidación impar.7.4.3 ácidos polihídricos y poliácidosLo normal es que un mol de anhídrido se combine con un mol de agua para formarel oxiácido, sin embargo hay casos en que un mol de anhídrido se combina convarios moles de agua, y tambien, varios moles de anhídrido con un mol de agua,se forman así los llamados ácidos polihídricos.Se presenta este fenómeno principalmente en, B, Si, P, As, Sb, S, Se, Te. UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS
    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M.Estos ácidos se designan con el nombre genérico ácido, y al nombre específico sele antepone el prefijo meta, piro u orto, como aparece en las tablas siguientes:Prefijo Moles de anhídrido Moles de aguaMeta 1 mol de anhídrido 1 mol de H2OPiro 1 mol de anhídrido 2 moles de H2OOrto 1 mol de anhídrido 3 moles de H2OPrefijo Moles de anhídrido Moles de aguaMeta 1 mol de anhídrido 1 mol de H2OPiro 1 mol de anhídrido 2 moles de H2OOrto 2 mol de anhídrido 1 mol de H2OObserve que el prefijo Meta se aplica cuando se combina un mol de anhídrido y unmol de agua, así el no metal sea de grupo par o impar.Los elementos del grupo VA (con excepción del nitrógeno) fósforo, Arsénico yAntimonio con su mismo numero de oxidación forman varios oxácidosdependiendo del numero de moles de agua que se adicionen al oxido. Talesácidos se nombran con los prefijos meta (1) 1 mol, orto (2) 2 moles, piro (3) 3moles.7.4.4 propiedades de los ácidosa. Tienen sabor agrio, picante.b. Son corrosivos y cáusticos (producen escozor sobre la piel).c. Vuelven rojo el papel de tornasol azul.d. Vuelven incolora la fenoltaleína enrojecida por las bases.e. Vuelven rojo el rojo de metilo y el anaranjado de metilo.f. Al actuar sobre los carbonatos desprenden anhídrido carbónico:Na2CO3 + 2HCL  CO2 + H2O + 2NaCLg. Al combinarse con las bases forman sal más agua:H2SO4 + Ca(OH)2  CaSO4 + 2H2Oh. Al combinarse con ciertos metales dan sal y desprenden hidrogeno:2HCI + Fe  FeCI2 + H2i. Al combinarse con ciertos óxidos dan sal más agua: UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS
    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M.2HCI + CaO  CaCI2 + H2Oj. Ácidos fuertes son los que tienen un alto grado de ionización y ceden fácilmentesus protones, mientras que ácidos débiles son los que tienen grado de ionizaciónbajo y ceden con dificultad sus protones.Son ácidos fuertes, HCIO4, HCI, HNO3, H2SO4, etc.Son ácidos débiles, H2S, H2CO3, H3BO3, etc.k. Los ácidos pueden ser monopróticos, dipróticos, tripróticos, etc, y en generalpolipróticos, si al ionizarse liberan 1, 2, 3, etc, protones respectivamente.l. Algunos ácidos se descomponen por el calor en anhídrido y agua.7.5 SALES:Las sales son compuestos químicos que resultan de la combinación entre un ácidoy un hidróxido o base:Ácido + Base o Hidróxido  Sal + AguaHCl + KOH  KCL + H2OLa anterior es la forma más común de obtener una sal, pero estas tambien puedenformarse por acción de un ácido sobre ciertos metales, de un ácido sobre ciertosóxidos, de una base sobre ciertos metales, de una base sobre ciertos óxidos o deuna sal sobre otra sal.Ácido + Metal  Sal + HidrogenoH2SO4 + Mg  MgSO4 + H2Ácido + Oxido  Sal + Agua2HNO3 + CaO  Ca(NO3)2 + H2OBase o Hidróxido + metal  Sal + Hidrogeno2KOH + Zn  K2ZnO2 + H2Base o Hidróxido + Oxido  Sal + Agua3Ca(OH)2 + P2O5  Ca3(PO4)2 + 3H2OSal + Sal  Sal + SalBaCI2 + Na2SO4  BaSO4 + 2NaCI UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS
    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M.Clasificación de las salesSegún su origen las sales pueden ser clasificadas como sales halóideas yoxisales.Sales haloideas (Hidrosal) provienen al reaccionar un hidróxido más un hidrácido.Son sales no oxigenadas que provienen de los hidrácidos (NaCl, K2S, etc).Las oxisales son sales oxigenadas que provienen de los oxácidos (NaNO3, K2SO4)Oxisal= Hidróxido + oxácidosCon respecto a su estructura, las sales pueden ser neutras o normales, ácidas,básicas, mixtas o dobles.Una sal neutra o normal es aquella en que se han reemplazado totalmente loshidrógenos de un ácido por metal.Ejemplos: NaCl, Li2SO4, KNO3, etc. No siempre las sales neutras dan reacciónneutra a los indicadores (Na2CO3 da reacción alcalina; ZnCl2 da reacción ácida).Una sal ácida es aquella en que se han reemplazado parcialmente los hidrógenosde un ácido por metal. Ejemplos: NaHCO3, KHSO4.Una sal básica es aquella en que se han reemplazado parcialmente los oxhidrilosde una base por no metal o ion negativo. Ejemplos: ZnOHCl, MgOHNO3.Una sal mixta o doble es aquella en que los hidrógenos de un ácido se hanreemplazado por dos metales diferentes. Ejemplo: NH4MgPO4, KNaSO4.Formulación de una salPara escribir la formula de un sal, se colocan frente a frente el cation y el anioncon sus respectivos números de oxidación, luego, el numero de oxidación delcatión (omitiendo el signo) se coloca como subíndice del anión, y viceversa. Si sepuede simplificar se simplifica; el subíndice (1) no se anota. Ejemplo:Li+1 ×CI-1  LiClAl+3 ×SO4-2  Al2(SO4)3 UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS
    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M.Sistema tradicional o clásicoSales neutrasa. Si el metal funciona con un solo numero de oxidación, el nombre genérico de lasal se toma del ácido de donde proviene, cambiando la terminación. Hídrico poruro.Enseguida la preposición de, y el nombre especifico del metal. Si se suprime lapreposición de, el nombre del metal se hace terminar en ico.b. Si el metal funciona con dos números de oxidación diferentes, el nombregenérico de las al se toma del ácido de donde proviene cambiando la terminaciónhídrico por uro. La preposición de, y el nombre especifico es el del metalterminado en oso o en ico, según que esté trabajando con el menor o con elmayor número de oxidación, respectivamente.Sales ácidasa. Si el metal trabaja con un solo numero de oxidación, se coloca la palabra ácidoantes de la preposición de en el nombre de la sal neutra correspondiente; oanteponiéndole a la palabra ácido el prefijo mono, di, tri, etc, según el numero dehidrógenos presentes. Estos prefijos pueden anteponerse tambien al nombre delmetal para indicar el número de hidrógenos sustituido. Cuando se hareemplazado la mitad de los hidrógenos sal ácido, basta anteponer la partícula bial nombre genérico de la sal.b. Si el metal funciona con dos números de oxidación diferentes, se suprime lapreposición de, y el nombre del metal se hace terminar en oso o en ico según queesté trabajando con el menor o con el mayor número de oxidación,respectivamente.Sales básicasa. Si el metal trabaja con un solo numero de oxidación, se coloca la palabra básicoantes de la preposición de en el nombre de la sal neutra correspondiente; oanteponiéndole a la palabra básico el prefijo mono, di, tri, etc, según el número dehidroxilos (OH) presente. Cuando se ha reemplazado la mitad de los hidroxilos dela base, basta anteponer la partícula sub al nombre genérico de la sal. Si la salbásica lleva un solo (OH) se suprime el prefijo mono.b. Si el metal funciona con dos números de oxidación diferentes, se suprime lapreposición de, y el nombre del metal se hace terminar en oso o en ico según queesté trabajando con el menor o con el mayor número de oxidación,respectivamente. UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS
    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M.Sales mixtas o doblesEl nombre genérico se toma del ácido de donde proviene después la palabradoble, la preposición de, y los nombres de los metales separados por laconjunción y; si se quiere suprimir la palabra doble, se omite la preposición de, y elnombre de cada metal termina en ico.Sistema Stock-WernerEn este sistema como ya lo hemos dicho para óxidos e hidróxidos, se coloca elnúmero de oxidación del metal en números romanos y entre paréntesis al final delnombre especifico. Cuando el metal trabaja con un solo número de oxidación sesuprimen el paréntesis y su contenido.Ejemplo de sales neutras:NaCl Cloruro de sodioFeI2 Yoduro de hierro (II)FeI3 Yoduro de hierro (III)Ejemplo de sales ácidas:NaHCO3 Carbonato ácido de sodio o bicarbonato de sodioCuHCO3 Carbonato ácido de cobre (l)Cu(HCO3)2 Carbonato ácido de cobre (II)Ejemplo de sales básicas:ZnOHCI Cloruro básico de zincSnOHI Yoduro básico de estaño (II)Sn(OH)3I Yoduro tribasico de estaño (IV)Sn(OH)2I2 Yoduro dibasico de estaño (IV)SnOHI3 Yoduro básico de estaño (IV)Ejemplo de sales dobles:KNaSO4 Sulfato de sodio y potasioNH4MgPO4 Sulfato de magnesio y amonioSistema racional de la I.U.P.A.C.En este sistema las modificaciones están dirigidas especialmente a las salesácidas, básicas y dobles. UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS
    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M.Sales ácidasSi el metal trabaja con un solo numero de oxidación, se antepone la palabrahidrogeno, dihidrógeno, trihidrógeno, o su apócope, hidro, dihidro, trihidro, alnombre del anión para indicar el numero de hidrógenos sustituibles presente.Ejemplos:NaHCO3 Hidrógenocartbonato de sodio, hidrocarbonato de sodioNaH2PO4 Dihidrógenofosfato de sodio, dihidrofosfato de sodioNa2HPO4 Hidrógenofosfato de sodio, hidrofosfato de sodioKHS Hidrógenosulfuro de potasio, hidrosulfuro de potasioCa(H2PO4) Dihidrógenofosfato de calcio, dihidrofosfato de calcioCaHPO4 Hidrogenofosfato de calcio, hidrofosfato de calcioSi el metal trabaja con dos números de oxidación diferentes, se suprime lapreposición de, y el nombre del metal termina en oso o ico para el menor y elmayor numero de oxidación, respectivamente. Ejemplo:CuHCO3 Hidrógenocarbonato cuprosoCu(HCO3)2 Hidrógenocarbonato cúpricoSales básicasSe nombran como sales hidróxidos, anteponiendo hidróxido, dihidroxido, etc, o suapocope, hidroxo, dihidroxo, al nombre del anión para indicar el numero de (OH)presente, luego la preposición de y el nombre del metal.CdOHBr Hidróxido bromuro de cadmio o hidroxo bromuro de cadmioMgOHCl Hidróxido cloruro de magnesio o hidroxo cloruro de magnesioAl(OH)2Cl dihidroxido cloruro de aluminio o dihidroxo cloruro de aluminioAlOHCl2 Hidróxido cloruro de aluminio o hidroxo cloruro de aluminioSi el metal trabaja con dos números de oxidación diferentes, se suprime lapreposición de, y el nombre del metal termina en oso o ico para el menor y mayornumero de oxidación, respectivamente. Ejemplo:SnOHI Hidróxido yoduro estannoso o hidroxo yoduro estannosoSn(OH)3I Trihidroxido yoduro estánnico o trihidroxo yoduro estánnicoSn(OH)2I2 Dihidroxido yoduro estánnico o dihidroxo yoduro estánnicoSnOHI3 Hidroxido yoduro estánnico o hidroxo yoduro estánnico UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS
    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M.Sales doblesSe suprime la palabra doble. Los cationes se nombran por orden creciente denúmeros de oxidación (excepto el H+), y para cationes de igual numero deoxidación, por orden decreciente de número atómico, y de ultimo los ionespoliatámicos NH4+. Ejemplo:NH4MgPO4 Fosfato de amonio y magnesioNaCaPO4 Fosfato de sodio y calcioKNaSO4 Sulfato de potasio y sodio 8. ECUACIONES QUÍMICASLas ecuaciones químicas son representaciones de símbolos y formulas de loselementos y compuestos involucrados. Los reactivos se indican en la parteizquierda y los productos en la derecha. Se utiliza una flecha en vez delacostumbrado signo igual de la ecuación algebraica esta puede considerarsecomo una abreviatura para la palabra producida. • Si la reacción es reversible esto se indica mediante dos medias flechas en sentido opuesto. • Si se forma un precipitado a la derecha de la formula se coloca una flecha hacia abajo. • Si se desprende un gas la flecha va hacia arriba.8.1 Representación de una ecuación química • Para que una ecuación química representa adecuadamente una reacción química debe cumplir. 1. Contiene la información experimental, es decir que reactivos intervienen y que productos se forman. 2. Conocerse la formula correcta de cada una de las sustancias reaccionantes y resultantes. 3. Cumplir la ley de la conservación de la materia, mediante el ajuste o balance de la ecuación ninguno de los subíndices deben cambiarse al balancear la ecuación. UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS
    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M. 4. Cumplir con la ley de las cargas eléctricas en las ecuaciones iónicas la suma algebraica de las cargas debe ser igual a ambos lados de la ecuación. 5. Indicar el estado de reacción y productos con la letra S, L, G o AC con frecuencia se omite. 6. Sobre la flecha se anotan algunas circunstancias como calor, temperatura, presión, catalizador.• La ecuación final balanceada debe verificarse para algunos que haga tantos átomos de cada elemento a la derecha como a la izquierda. Ya que una ecuación química balanceada nos proporcionará las relaciones molares y masicas entre reactivos y productos.Existen ciertas pruebas experimentales, que nos confirman la realización de unareacción química como son: - Liberación de un gas - Cambio de color - Desprendimiento o absorción de calor (C.T.) - Emisión de luz - Formación o desaparición de un precipitado - Cambio de temperatura8.3 REACCIONES CON TRANSFERENCIA DE ELECTRONESLlamados tambien de oxido-reducción, en los cuales, por lo menos un elementocambia su numero de oxidación. O o 2+ 2-2Mg + O2  2Mg O28.3.1 Reacciones sin transferencia de electronesEn los cuales simplemente se produce una reacomodación de los átomos o ionesde los reaccionantes.2+ 2- 4+ 2- 2+ 4+ 2-CaO + CO2  CaCO3Todos los elementos conservaron su numero de oxidación al pasar del primero alsegundo miembro, solo hubo una reordenación de los átomos en la molécula. UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS
    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M.8.4 REACCIONA EXOTÉRMICOS Y ENDOTÉRMICAS8.4.1 Reacciones Exotérmicas: Son aquellas en que se desprende energía, seexpresa escribiendo a la derecha de la ecuación el valor de H en kilocalorías consigno negativo, la entalpía de los productos es menor que la de los reactivos.Reaccionante  producto + energíaH2(g) + ½ O2(g)  H2OH= -68,3 Kcal8.4.2 Reacciones endotérmicas: Son aquellas en que se absorbe energía, seExpresa escribiendo a la derecha de la ecuación el valor de H con signo positivo.Reaccionantes + energía  ProductosH2O(l)  H2(g) + ½ O2(g) H= 68,3KCALLa entalpía de los productos es mayor que la entalpía de los reactivos H2 > H1 DHtiene un valor positivo.8.5 REACCIONES REVERSIBLES E IRREVERSIBLESLa mayoría de las reacciones no se realizan completamente, es decir no todas lascantidades de reactivos se combinan para transformarse en productos. En estoscasos la transformación química es incompleta, los productos que se formanreaccionan entre si para originar de nuevo los reaccionantes.A este tipo de reacciones se le denomina reacciones reversibles o incompletas.Se representa así:N2 + 3H2 ℑ 2NH3I2 + H2 ℑ 2HIel caso contrario ocurre cuando la totalidad de los reaccionantes se convierte enproductos y la reacción termina cuando se agotan los reaccionantes o se consumeel reaccionante que se hallaba en menos cantidad en este caso los productos quese forman no tienen tendencia a reaccionan nuevamente para originar losreactivos, estas reacciones de denominan irreversibles, totales o completos.Ejemplo: UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS
    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M.Zn + 2HCl  ZnCl2 + H2NaCl + AgNO3  AgCl + NaNO3Reacciones iónica y molecular8.6 BALANCE DE ECUACIONESEl balance de una Ecuación Química consiste en asignar o colocar para cadatérmino el coeficiente adecuado de manera que se satisfaga la ley de laconservación de la materia.Existen varios métodos para balancear una ecuación química:a. Método del tanteo (ensayo y error)b. Método matemático o algebraicoc. Método oxido reducciónd. Método del ion electrónSon los métodos más utilizados, no son los únicos.8.6.1 Método de tanteo (ensayo y error)Se emplean cuando se tratan ecuaciones sencillas para lo cual se ensayancoeficientes de menor a mayor comparando los elementos de los reactivos con losproductos. Ejemplo:2KClO3 2KClO + 3 O2Para ecuaciones más complejas aunque es posible balancear por este método, elprocedimiento resultaría muy dispendioso:a. Escribir correctamente la ecuación en lo referente a reactivo y producto. UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS
    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M.b. Elegir el compuesto que contenga la mayor cantidad de átomos (en elcompuesto) ya sea reactante o producto. Comenzar con este es mejor nocomenzar por el Hidrogeno o con el Oxigeno.8.6.2 Método matemático o algebraicoEs de general aplicación pero exige el dominio de las ecuaciones simultáneas queen ocasiones se complican un poco. Ejemplo:MnO2 + HCl  Cl2 + MnCl2 + H2Oa. A cada término tanto reactivo como producto se le asigna un coeficiente literala MnO2 + b HCl  c Cl2 + d MnCl2 + f H2Ob. Con este coeficiente se establecen tanto ecuaciones matemáticas comoelementos químicos presente en los reactivos.Mn)  a= dO)  2a= FH)  b= 2FCl  b= 2C + 2dc. Como quiera que resulta un sistema indeterminado de ecuaciones se le da unvalor arbitrario a una de las incógnitas (generalmente un valor entero pequeño y ala incógnita más repetida)Para a= 2a= 2 ^ d=2F= 2 (2)  F=4b= 2F  b= 2(4)  b= 8 b − 2d2c= b – 2d  C= 2 8 − 2( 2) 8 −4c= 2 = 2 ⇒C = 2 UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS
    • PROGRAMA QUÍMICA GENERAL, ING. QCO. ALCIDES TORREGROZA M.Reemplazamos estos valores en la ecuación se resultan coeficientes fraccionariosse multiplican todos por un factor que origina productos enteros, si se puedesimplificar se hace y comprobar que quede balanceada la ecuación.MnO2 + 4 HCl  Cl2 + MnCl2+2 H2O UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS