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Sumario Quimica inorganica
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Resumen de los principales temas de quimica general inorganica de ciclo basico facultad de biotecnologia y bioquimica
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sofiaB2000
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QUÍMICA GENERAL INORGÁNICAConceptos claves:
Materia: es el material físico del universo; es cualquier cosa que tiene masa y ocupa
espacio.
Elementos: sustancias muy básicas o elementales , cuyas combinaciones dan lugar a la
gran variedad de materia de nuestro mundo. No pueden descomponerse en sustancias más
simples. En el nivel molecular, cada elemento se compone de un solo tipo de átomo.
Átomos: bloques de construcción casi infinitesimalmente pequeños de la materia.
Moléculas: combinación de átomos en las que dos o más átomos se unen en estructuras
específicas.
Sustancias puras: es materia que tiene propiedades definidas y una composición que no
varía de una muestra a otra.
Compuestos: son sustancias compuestas por dos o más elementos, y por lo tanto,
contienen dos o más clases de átomos.
La observación de que la composición elemental de un compuesto puro siempre es la
misma se conoce como la ley de la composición constante o ley de las proporciones
definidas. Un compuesto puro tiene la misma composición y propiedades sea cual sea su
origen.
Mezclas: son combinaciones de dos o más sustancias en las que cada sustancia conserva
su propia identidad química y sus propiedades. La composición de una mezcla puede
variar. Las sustancias que constituyen una mezcla se denominan componentes de la
mezcla. Aquellas mezclas las cuales no tienen la misma composición, propiedades y
aspecto en todo sus puntos se conocen como heterogéneas. Las mezclas que son
uniformes en todos sus puntos son homogéneas, también llamadas disoluciones.
Estados de la materia:
Una muestra de materia puede ser gaseosa, líquida o sólida. Estas tres formas se
denominan estado de la materia.
- Un gas ( tmb llamado vapor ) no tiene volumen ni forma fijos; se ajusta al volumen y
la forma del recipiente que lo contiene. Las moléculas están muy separadas y se
mueven a alta velocidad, chocando repetidamente entre sí y con las paredes del
recipiente.
- Un líquido tiene un volumen definido independiente del recipiente pero no tiene
forma específica; asume la forma de la porción del recipiente que ocupa. Las
moléculas están más cercanas, pero aún se mueven rápidamente, y pueden
deslizarse unas sobre otras, por ello los líquidos fluyen fácilmente.
- Un sólido tiene forma y volumen definido, es rígido. Las moléculas están firmemente
unidas entre sí, por lo regulan en patrones definidos dentro de los cuales las
moléculas apenas pueden moverse un poco de esas posiciones fijas.
Propiedades de la materia:
Cada sustancia tiene un conjunto único de propiedades: características que permiten
reconocerla y distinguirla de otras sustancias.
Las propiedades de la materia se pueden agrupar en 2 categorías: físicas y químicas.
Podemos medir las propiedades físicas sin cambiar la identidad ni la composición de la
sustancia.( color, olor, densidad, punto de fusión, punto de ebullición y dureza).
Las propiedades químicas describen la forma en que una sustancia puede cambiar o
reaccionar para formar otras sustancias.
Algunas propiedades como la Tº, el punto de fusión y la densidad, no dependen de la
cantidad de muestra que se está examinando. Estas son las propiedades intensivas, que
,sirven para identificar sustancias. Las propiedades extensivas de las sustancias dependen
de la cantidad de la muestra e incluyen mediciones de la masa y el volumen. Estas tienen
que ver con la cantidad de sustancia presente.
Cambios físicos y químicos:
Durante un cambio físico las sustancias varían su apariencia física pero no su
composición. Todos los cambios de estado son cambios físicos.
En los cambios químicos (tmb llamados reacciones químicas), las sustancias se
transforman en sustancias químicamente distintas.
Moléculas y compuestos moleculares
Muchos elementos se encuentran en la naturaleza en forma molecular; es decir, con dos o
más átomos del mismo tipo enlazados entre sí. Un ejemplo es el O2, es lo que se conoce
como molécula diatómica.
Los compuestos que están formados por moléculas se denominan compuestos
moleculares, y contienen más de un tipo de átomos.
Fórmulas moleculares: son las fórmulas químicas que indican los números y tipos de
átomos que forman una molécula. Proporcionan más información acerca de las moléculas
que las fórmulas empíricas. Ejemplo: C2H4.
Fórmulas empíricas: son las fórmulas que sólo indican el número relativo de átomos de
cada tipo en una molécula. Los subíndices de una fórmula empírica siempre son las
proporciones enteras más pequeñas. Ejemplo: CH2.
Fórmula estructural: muestra cuáles átomos están unidos a cuáles dentro de la molécula.
Los átomos se representan con sus símbolos químicos, y se emplean líneas para
representar los enlaces que mantienen unidos a los átomos. La fórmula estructural no
muestra la geometría real de la molécula, es decir, los ángulos de unión reales de los
átomos. Sin embargo, podemos escribir una fórmula estructural como un dibujo en
perspectiva para dar una idea de la forma tridimensional.
Iones y compuestos iónicos:
El núcleo de un átomo no cambia en los procesos químicos ordinarios, pero los átomos
pueden adquirir o perder electrones fácilmente. Si a un átomo neutro le quitamos o le
agregamos electrones, se forma una partícula cargada llamada ión. Un ión con carga
positiva se denomina catión; uno con carga negativa es un anión.
En general, los átomos metálicos tienden a perder electrones para formar cationes; los
átomos no metálicos tienden a ganar electrones para formar aniones. Las propiedades
químicas de los iones son muy diferentes de las de los átomos de los cuales se derivan.
ESTRUCTURA ATÓMICA
La Teoría atómica de la materia ( 1803/1807- John Dalton)
1- Cada elemento se compone de partículas extremadamente pequeñas llamadas átomos.
,2- Todos los átomos de un elemento dado son idénticos; los átomos de elementos
diferentes son diferentes y tienen propiedades distintas (incluida la masa).
3- Los átomos de un elemento no se transforman en átomos diferentes durante las
reacciones químicas; los átomos no se crean ni se destruyen en las reacciones químicas.
4- Cuando se combinan átomos de más de un elemento se forman compuestos; un
compuesto dado siempre tiene el mismo número relativo de la misma clase de átomos.
Según la teoría de Dalton, los átomos son bloques de construcción básicos de la materia;
son las partículas más pequeñas de un elemento que conservan la identidad química del
elemento.
La teoría de Dalton explica varias leyes sencillas de la combinación química:
➔ Ley de la composición constante: en un compuesto dado los números relativos y
las clases de los átomos son constantes.
➔ Ley de la conservación de la masa: la masa total de los materiales presentes
después de una reacción química es la misma que la masa total antes de la
reacción.
➔ Ley de las proporciones múltiples: si dos elementos A y B se combinan para
formar más de un compuesto, las masas de B que se pueden combinar con una
masa dada de A están en proporciones de números pequeños enteros.
El descubrimiento de la estructura atómica
-El átomo se compone de piezas todavía más pequeñas llamadas partículas subatómicas.
-El átomo se compone parcialmente de partículas con carga eléctrica, algunas con carga
positiva (+) y algunas con carga negativa (-).
-Interacción de partículas cargadas: partículas con la misma carga se repelen, mientras que
partículas con carga distinta se atraen.
-La emisión espontánea de radiación se denomina radiactividad.
- A principios del siglo XX, Thomson razonó que, como los electrones constituyen una
fracción muy pequeña de la masa de un átomo, probablemente había una relación con el
tamaño del átomo, y propuso que el átomo consistía en una esfera uniforme de materia
positiva en la que estaban incrustados los electrones. Este modelo, conocido como “pudín
de pasas”, tuvo una vida muy corta.
-En 1911, Rutherford postuló que la mayor parte de la masa del átomo, y toda su carga
positiva, residía en una región muy pequeña, extremadamente densa, a la que llamó
núcleo. La mayor parte del volumen total del átomo era espacio vacío en el que los
electrones se movían alrededor del núcleo.
- En 1919, Rutherford descubrió las partículas positivas, llamadas protones.
- En 1932, Chadwick descubrió las partículas neutras llamadas neutrones.
La visión moderna de la estructura atómica
El átomo está compuesto por:
- Protones: son las partículas positivas. Su carga electrónica es de +1.602x10−19 𝐶.
- Neutrones: son eléctricamente neutros.
- Electrones: son partículas negativas. Su carga electrónica es de - 1.602x10−19 𝐶.
Los átomos tienen números iguales de protones y de electrones,así que no tienen carga
eléctrica neta.
Los protones y neutrones se encuentran juntos en el núcleo del átomo, el cual es
extremadamente pequeño. Prácticamente todo el volumen de un átomo es el espacio en el
que residen los electrones. Los electrones son atraídos hacia los protones del núcleo por la
fuerza que existe entre partículas con carga eléctrica opuesta.
, La unidad de masa atómica o uma, es igual a 1.66054x10−24 𝑔. Las masas del protón y
del neutrón son casi iguales, y ambas son mucho mayores que la del electrón. Un protón
tiene una masa de 1.0073 uma, un neutrón, de 1.0087 uma, y un electrón, de
5.486x10−4 𝑢𝑚𝑎 .
Isótopos, números atómicos y números de masa
Todos los átomos de un elemento tienen el mismo número de protones en el núcleo.
Los átomos de un elemento dado que difieren en el número de neutrones, y por tanto en su
masa, se llaman isótopos. El símbolo del elemento se expresa 16 6 𝐶, en el subíndice se
expresa el número atómico, el número de protones. Y en el superíndice se escribe el
número de masa, que es el número total de protones más neutrones en el átomo.
Un átomo de un isótopo específico es un núclido.
La mayor parte de los elementos se dan en la naturaleza como mezclas de isótopos.
Podemos determinar la masa atómica promedio de un elemento a partir de las masa de sus
diversos isótopos y de sus abundancias relativas.
La masa atómica promedio de cada elemento también se denomina peso atómica. A pesar
de que el término masa atómica promedio es más correcto, y a menudo se usa el término
más sencillo de masa atómica, el uso del término peso atómico es lo más común.
La naturaleza ondulatoria de la luz:
Gran parte de lo que ahora conocemos sobre la estructura electrónica de los átomos
proviene del análisis de la luz emitida o absorbida por las sustancias. La luz que vemos con
nuestros ojos, la luz visible, es un tipo de radiación electromagnética. La radiación
electromagnética transporta energía a través del espacio y por ello también se le conoce
como energía radiante.
Todos los tipos de radiación electromagnética se mueven a través del vacío a una velocidad
de 3.00108 𝑚/𝑠, la velocidad de la luz.
Longitud de onda: es la distancia entre dos máximos o mínimos sucesivos.
Frecuencia de onda: es el número de máximos o mínimos que pasan por un punto dado
en la unidad de tiempo (normalmente un segundo).
Las características ondulatorias de la radiación electromagnética se deben a las
oscilaciones periódicas de las intensidades de las fuerzas electrónicas y magnéticas
asociadas a la radiación. Existe una relación entre la longitud de onda y la frecuencia. Si la
longitud de onda es larga, menos ciclos de la onda pasarán por un punto dado cada
segundo; por tanto la frecuencia será baja. Por otro largo, para que una onda tenga una
frecuencia alta, la distancia entre las crestas de la inda deberá ser pequeña.
𝜆𝑥𝜐 =𝑐
Amplitud de la onda: es el alcance máximo de la oscilación de la onda. Es la mitad de la
distancia vertical desde el máximo hasta el mínimo de una onda.
En el espectro electromagnético se muestran los diversos tipos de radiación
electromagnética dispuestos en orden de longitud de onda creciente.
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