Apuntes Quimica

15/03/2011

¿Que es la Quimica?
- Es la ciencia que estudia la obtencion, de las propiedades y la transformacion de las sustancuas puras y de los sistemas que lo forman o componen.

¿Que es el Metodo Cientifico?
- Es el modo natural y ordenado, racional y sistematico de obtener el conocimiento. Es decir formular una hipotesis, luego crear experimentos que la comprueben las cual llamaremos leyes cientificas; Todo esto lleva a la denominada "TEORIA".

"Nota"
        -La Materia: Es todo lo que tiene peso o masa y puede ser perceptible o imperceptible por nuestros sentidos.
        - Sustancias puras: Es un conjunto de moleculas identicas
Los Sistemas Materiales.
- Se relaciona con el estudio de los aspectos extructurales y la propiedad de la materia.

Molecula.
- Es la parte mas pequeña de una sustancia pura, la cual posee una energia cinetica proporcional a la temperatura (T°) , La cual se atraen entre si por la fuerza de atraccion intermoleculares. Es decir el:
                                                 calor x celcius (t°).

Los Cambios Fisicos.

            Anisotropico                                Isotropicos
Solidos  -> "Cristales Liquidos"  -> Liquidos  -> Gas  -> "Plasma"   
             (solucion liquida donde                                
                 las moleculas se          
              encuentran ordenadas)                       * " ": son faces intermendias


"Nota"
        Estado = Fase de la materia. <- Son las propiedades de la sustancia.

Sistema de Materiales.
- Se dividen en dos grupos:
                                      -> Homogeneos ( 1 Fase )
                                      -> Heterogenio ( 20 o mas Fases )

17/03/2011

Sistema Homogenio.
- Se dividen en sustancias puras y soluciones.
- Las soluciones solidas se denominan "ALEACIONES"
- Los cambios fisicos son devidos a la temperatura, estos valores no son fijos como lo de las sustancias puras, sino, que depende de la proporcion o cantidad que se encuentra el elemento.

Analisis del Sistema Homogenio.
- Significa separa las diferentes sustancias que lo conforman.
- Solubilidad: es la mayor cantidad de soluto en cual se puede disolver en una determinada cantidad (a una determinada temperatura y presion). Cuando la solucion llega a su punto critico se dice que la solucion esta "SATURADA".

Separacion de una Mescla Homogenia.
- Se utiliza un sistema llamado "Cromatografia", el cual tiene un poder identificatorio al separar la sustancia.

 El Sistema Heterogenio.
- Se pueden apreciar las distintas partes que componen el sistema. El cual se puede separar por el sistema de la filtracion de un elemento solido a liquido. Sabiendo la siguiente formula:
              " D = M / V " 
Siendo:
           D: Densidad (g/cm3)
           M: Masa (grs)
           V: Volumen (Cm3)

Cambio Quimico.
- La molecula se transforma o destrulle.
- Un cambio quimico, se trata que la masa de los reactantes es igual a del producto (Ley de Lauviseer)
- Ley de Proust: Los elementos se combinan para formar compuestos en proporciones definidas sin importar la presedencia.

22/03/2011

Electrolisis.
- Donde se puede separar los compuestos de los elementos o viseversa.

Ley de Volumenes de Combinaciones de Gases. ( Gay Lussac)
- Los volumenes de gases reactantes y productos en medidas, tambien en igual condicion de presion y temperatura, las cuales estan relacionadas en numeros enteros.
                                                 2v H p,t + 1v O p,t = 2v H2O p,t

Principios de Avogrado.
- El volumen igual + cualquier gas + medidas iguales, en condiciones iguales de presion i temperatura. Da igual al numero de moleculas.
- La presion ejercida en las moleculas al chocar se puede describir como:
                               "La magnitud del impacto = Masa x Velocidad"

24/03/2011

La materia y la Electricidad
- Existen dos tipos de electrisidad la "positiva y negativa", eso ase que algunos objetos se atraigan si tienen los polos opuestos o se repelen mutuamente si esque tienen las cargar del mismo tipo.
- Faraday, determino la nocion del flujo de la corriente electrica, el cual la separo en particulas denominandolas "electrones"
- En tanto Thompson ,demuestra esperimentalmente con el tuvo de rayos catodicos la existencia de electrones.

Electrones
- Resultan ser particulas con carga negativa cuya formula se determina como:
                                Carga       = 1,76 x 10^8 (Coulomb/gramos)
                                 Masa
- Millikan determino la carga de un electron por el experimento de la gota de aceite. Estableciendo asi que su masa es de 9,1 x 10^-28 gramos y su carga es de 1,6 x 10^-19 coulomb.

Particulas Intratomicas
- Se trata del experimento creado por Rutherford, el cual consisten en bombardear una lamina fina de oro con rayos alpfa, las cuales estan cargadas positivamente.
- Con este experimento determina la presencia del nucleo del atomo, es decir de los protones, las cuales son particulas con carga positiva (+) y de masa superior a un electron (-). Tambien se ve la presencia dentro del nucleo los neutrones, son particulas de igual masa que el proton pero con una carga neutra o sin carga.

Nota:
        PROTON: Carga positiva con una masa de 1,67 x 10^-24 gramos y una carga de +1,6 x 10^-19 coulomb ubicado en el nucleo.
       NEUTRON: Carga neutra o sin carga con masa de 1,67 x 10^-24 gramos y una carga de 0 coulomb ubicado en el nucleo.
       ELECTRON: Carga negativa con una masa de 9,1 x 10^-28 gramos y una carga de -1,6 x 10^-19 coulomb ubicado en la enboltura.

Nomenclatura
- Es el conjunto de reglas el cual se utiliza para denominar o llamar un elemento.
- Donde definimos:
                            Numero Atomico = Numero de Protones = Z
               Numero Masico = Numero de Protones + Numero de Neutrones = A
                 Carga Electrica = Numero de Protones - Numero de Electrones

Nota:
       "Isótopos = Z ≠ A"
       "Isobaros ≠ Z = A"
Peso Atomico
- Al tener distintas masas los elementos, deben tener distinto peso cada uno. Este peso se puede saber con el espectogrfo de masas.
- El espectografo, funciona con descargas electricas de los atomos de un elemento, donde se tranforman en iones positivos.

U.M.A
- 1 u.m.a equivale a 1/12 de masa del atomo de carbono 12
- 1 u.m.a coincide con la masa de un proton o neutron es decir
                               1 u.m.a = 1,67 x 10^-24 gramos

29/03/2011

La Envoltura de los Atomos.

Las Ondas Electromagneticas y la Energia.
- Son campos electricos y magneticos ( E y H ).
- Variables, osilantes y mutiamente perpendiculares las cuales se mueven por el espacio y se relaciona con la energia.

"Nota:"
          "Un ciclo es una onda la cual se define :
                                                
            Donde:
                   A = amplitud de la onda
                   C = velocidad de propagacion de la onda (cm/seg)
                   l = Periodo, tiempo en el cual se demora un ciclo (seg)
                       V = frecuencia = 1 / T seg^-1 = ciclo / seg = Hertz



Difraccion
- Es la propiedad de la interferencia de las ondas con la luz.

Espectro de Ondas Electromagneticas
- Es la distribucion energeticas de las ondas, las cual absorbe o emite una radiacion.

 

- Es decir Longitud de onda (m) por la frecuencia (Hertz).
- Lo que el ser humano ve es una infima parte de todas las frecuencias que hay.

Nota:
        " Segun la Fisica Clasica la energia es de una naturaleza continua, siendo haci la energia de una onda electromagnetica, una razon proporcional a la amplituda de la onda"
       " La Fisica Moderna dice que la energia es de caracter discontinuo y se presenta en forma de paquetes de energia los cuanles se llaman cuantos, cuantas o fotones"

Max Planck.

- Crea una ecuacion donde se logra calcular la energia de un foton.

- La cual es:

                  ENERGIA DEL FOTON = h x v

                 h = Constante de planck = 6,62 x 10 ^-27 erg/seg.

Principios Basicos de la Quimica.

El Atomo de Hidrogeno de Bohr.

- La cual consta de orbitales cirulares y un momento angular.

- Es decir describio el atomo de hidrogeno con un proton en el nucleo y girando a su alrrededor un electron.

Efecto Complot

- Es el dualimos de una onda-particula, cuando chocan.

- Foton = Onda  -> Efecto complot -> Particula

- Electron = Particula -> Difraccion de electrones -> Onda

Principio de Incertidumbre
- Nunca se podra dar a conocer la posicion en X cuando el electron toque un punto.

Ecuacion Onda Particula De Shrondinger
- Es una ecuacion de segundo orden donde mescla la constante de Planck, amplitud de la onda, masa de la particula, las cordenadas de posiscion, su energia potencial y por ultimo la energia de la particula.
- Con esto podemos encontrar las zonas donde la particula equivalente a los orbitales ya sea x, y, z.

31/03/2011

Los Numeros Cuanticos
- "n", numero cuantico principal cuantico: se asocia al tamaño y energia de los orbitales, sus valores son infinitos.
- "l", numero cuantico secundario: es la forma o tipo de los obitales, sus valores son "n", pero los primeros digitos (0,1,2,3) se asocian a las letras s, p, d, f.
- "m", numero cuantico magnetico: da la orentiacion espacial de los orbitales, sus valores 2l + 1
- "s", numero cuantico del spin electronico: es el sentido de giro del electron sobre su eje, sus valores son 2, -1/2 (anti-horario) y +1/2 (horario).

Graficos de los orbitales



Atomos Polielectronicos

- Puesto a la imposibidad de resolver la ecuacion de schorondiger para varios electrones, se opto por los diversos modos de vibracion que se encontraron para el electro de hidrogeno.

- En otras palabras, se ubicaran en los orbitales ya determinados para el atomo de hidrogeno y de acuerdo a las siguientes reglas:

             - Principio de Pauli: No puede haber 2 electrones con 4 numeros cuanticos iguales, es equivalente a establecer que un orbital acepta un max de 2 electrones.

             - Principio de estabilidad o menor energia: los electros que primero se ubican son los orbitales de menor energia



la diagonal indica el orden de llenado y que es en energia creciente.





                  - Principio de Hund: los electrones entran de a uno en cada orbital, primero por convencion , con el giro negativo (-1/2); cuando todos los orbitales ayan recivido un electron se puede empesar a formar pareja con los de giro positivo (+1/2)

Propiedades Magneticas de las sustancias

- Aquellas sustancias que tengan orbitales desapariados (-1/2), tienen propiedades paramagneticos, estos atraen a los campos magneticos externos, a la ves son sustancias imantables.

- El caso contrario, es cuando tiene orbitales apariados (-1/2 y +1/2), en esta circustancia se determina que son diamagnetismo, estas sustancias repele los campos externos y son sustancias no son imantables.

Configuracion Electronica y Electrones de Valencia

- Los electrones de valencia son aquellos que se encuentran en los orbitales de numero mayor cuantico principal mas los que estan en orbitales con el numero cuantico principal anterior al mayor.

Sistema Periodico de los Elementos.

 7/04/2011 y 12/04/2011

Propiedades Periodicas de los Elementos

- Se comforma en familias que van del numero 1 al 8 y en periodos que son del I al VIII (segun la norma de la IUPAC).

- Tambien existen 2 grupos principales en el cuadro periodico, los cuales son los Representativos (H, metales alcainos, alcalimos terreos, metales, metaloides, no metales y gases nobles), y estan los no representativos (metales de transicion y de transicion interna.

Radio Atomico (R.A)

- Es la distancia entre el nucleo del atomo al electron mas periferico

- El R.A diminuye al aumentar "Z" en el periodo, mientras que aumenta en una familia.

- Los radios mas altos son de los metales alcalinos.

Radio Ionico (R.I)

- Un anion, al ganar electrones presenta un aumento en la repulsion entro los electrones , lo que hace que el radio ionico sea mayor al atomico

 Estructura Isoelectronicas

- Son los iones positivos o negativos (neutros), que poseen igual configuracion electronica.

- Eso si, al igual acontece la disminucion de los radios en los periodos, las carga positiva en el nucleo es diferente. A mayor "Z" menor radio.

Potencial de Ionizacion (P.I)

- Es la energia que necesita para arrancar el electron periferico a un atomo neutro libre.

- Si es mas cercano al nucleo, el electron periferico es atraido con mayor fuerza y viseversa. La ionizacion se coporta en forma inversa al R.A

Electroafinidad (E.A)

- Es la energia que se libera cuando un atomo libre y uno neutro capta un electron.

- No cuenta para los gases nobles.

Electronegatividad (E.N)

- Mide la tendencia de formar iones negativos o bien la capacidad de atraer electrones.

                                             E.N = P.I <-> E.A

- Tampoco cuenta para los gases nobles.

Formacion de lo Iones

- Esta es la situación de estabilidad, sinónimo de baja energía, de los sistemas electrónicos de los gases nobles.

-Estos sistemas tienen sus orbitales comprometidos, completos de electrones. La circunstancia que las moléculas de gases nobles son monoatómicas son la prueba de tal estabilidad, es decir, los átomos de los gases nobles no realizan intercambios electrónicos ni para formar iones ni para unirse con otros átomos pues sus configuraciones electrónicas son estables.

La formacion de las moleculas

- La formacion de las moleculas a diferenciade las sustancias puras, se basa en los niveles de oxidacion de un elemente, es como un proceso asociado entre distintos atomos.

- Su formula se basa en la necesidad que una estructura molecular resulte electricamente neutra.

- La atomicidad de un elemento se obtiene tomando el primer termino al valor obsoluto del estado de oxidacion del atomo y de otro elemento. luego las atomisidades se simplifican para llegar a ser iguales.

M^+m _n N ^-n _m

M = metal; N = no metal

Tipos de Compuestos Fundamentales

Nomenclatura Tradicional:
- Primero se nombra el tipo de molecula
- Luego el elemento menos electronegativo con el sufijo asociado a su correspodiente estado de oxidacion
- Para el estado de oxidacion negativo el sufijo es "URO"
- Para el estado de oxidacion positivo es "ICO" y "OSO"

Oxidos Metalicos
- Fomula:
                M ⁰ + O ⁰ ₂ ^________ > M ^+m ₂ O ^–2_m
- Cu ⁺¹₂ O ^–2 

- Oxido de cobre I (nomenclatura stok) ; Oxido cuproso (nomenclatura tradicional)

- Cu ⁺² O ^–2   
- Oxido de cobre II (nomenclatura stok) ; Oxido cúprico (nomenclatura tradicional)

Oxido no Metales o Anhidridos
- Formula:
                N ⁰ + O ⁰ ₂ ^_________> N ⁺ⁿ₂ O ^–2_n
- C ⁺² O ^–2 

- Oxido de carbono II (nomenclatura stok), Anhidrído carbonoso (nomenclatura tradicional)

- C ⁺⁴ O ^–2₂ 
- Oxido de carbono IV (nomenclatura stok), Anhidrído carbónico (nomenclatura tradicional)

Los Hidroxidos o Oxido Metalico mas Agua
- Fomula:
               M ^+m₂ O ^-2_m + m H⁺¹₂ O^-2 = 2 M^+m ( O^-2 H⁺¹)_m
- Ejemplo:
                Al ⁺³₂ O ^-2₃ + 3 H⁺¹₂ O^-2 = 2 Al⁺³ ( O^-2 H⁺¹)₃ ( Al ( OH)₃ )
                     Oxido de Aluminio             Hidróxido de Aluminio



Oxacidos o Oxido no Metalico mas Agua
- Fomula:
              N ⁺ⁿ ₂ O ^-2_n + H⁺¹₂ O ^-2 = H⁺¹₂ N⁺ⁿ₂ O^-2_n+1
- Ejemplo:
                 S⁺⁶ O^-2 ₃ + H⁺¹₂ O^–2 = H⁺¹₂ S⁺⁶ O^-2₄ ( H₂ S O₄ )
                            ^{Anhídrido Sulfúrico               Acido Sulfúrico}

Hidracidos o hidrogeno mas metales
- Formula:
                n H ⁰₂ + N ⁰₂ = 2 H⁺¹_n N ^{– n}

- Ejemplo:
                n H ⁰₂ + S ⁰₂ = 2 H⁺¹₂ S ^{– 2}     ( H₂ S )
                           Acido Sulfhídrico

Acidos y Bases
- Son compuestos que tienen la propiedad  relacionada a la reaccion de disociacion del agua, para que asi los iones sean liberados


                                                       H₂O =     H ⁺     +     OH-
                                             Ion H                             Ion hidroxilo 
Acidos:
- Son sustancias de formula genral HA que se disocian en el agua libernado el ion de hidrogeno
                                                  HA =       H ⁺      +      A ^– 
                                                 Acidos          Ion H              Anion Acido

Bases
- Son sustancias de formula general de BOH, se disocan en agua liberando el ion de hidroxilo
                                                  BOH =     B ⁺           +         OH ^– 
                                                   Base      Cation Base                 Ion hidroxilo

Sales (resultado de la relacion de acidos mas bases)

Oxacidos + Bases = Sal + Agua
                  m H⁺¹₂ N⁺ⁿ₂ O^-2_n+1 + 2 M^+m ( O H )^- _m = M^+m₂ ( ( N⁺ⁿ₂ O^-2_n+1 ) ^–2)_m + 2m H₂O

Hidracidos + Bases = Sal + Agua
                             m H⁺¹_n N ^{– n} + n M^+m ( O H )^– _m = M^+m_n N ^{– n}_m + mn H ₂ O

Hidruros (iones metalicos con iones de hidruro)
                                                            M⁰ + m /2 H⁰₂ = M^+m H ^-_m
- Ejemplo:
                                           Mg⁰ + H⁰₂ =  Mg⁺² H^–₂ ( Mg H₂ )
                                                           Hidruro de Magnesio