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8/17/2019 (485924641) Cap. 1 Materia.pptx
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Química 1
Capítulo 1
Introducción al estudio de la materia
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Clasificación de la Materia
¿Es uniforme en
No Sitodas sus partes?
SiNo¿Se puede separar con
procedimientos físicos?
¿Se puededescompo
ner enotras
sustanciasusando
procesosquímicos?
No Si
(sustancia constituida por
Compuesto
más de un tipo de átomo)
Elemento (sustanciaconstituida por un solo
tipo de átomo)
Sustancia
pura
Mezclahomognea(Solución)
!eterognea !omognea
Materia
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Clasificación de la materia
Materia heterogénea: Mezcla heterogénea
Materia homogénea: Mezcla homogénea = solución
Compuesto (2 o más tipos deátomos)
se representan mediante órmulas !lemento (1 sólo tipo de átomo)
se representan mediante sím"olos(#er $eriódica)
%a"la
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Cambios físicos y químicos
Cam"ios ísicos
&o ha' transormación de la estructura de lamateria !emplos: pul#erizado* e#aporación*
congelamiento* iltración Cam"ios +uímicos
,a' transormación de la materia* una(s)
sustancia(s) se con#ierte(n) en otra(s)!emplos: com"ustión* o-idación*electrólisis
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Estructura del átomo
&.cleo central: estáconcentrada
átomo
se encuentran los nucleones: protones (p/)
neutrones (n0)
la masa del
lrededor del n.cleo:electrones (e)* masa mu' pe+ue3a
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Número atómico y Número de masa
&.mero atómico (4): indica el n.mero deprotones en el n.cleo !s característicopara los átomos de un determinado
elemento45 : 1,6 7C6 896 11&a6 2Cu &.mero de masa (): indica el n.merode
nucleones (protones / neutrones) $uede#ariar en átomos de un mismo elemento 5: 12C* 1;C6 7;Cu* 7<Cu
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Isótopos
tomos de un mismo elementon.mero de masa$ara el hidrógeno ,:
con dierente
1,proti
o,1
11>
2,deuteri
o,22
11
;,tritio,;;12
4n0
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Masa atómica
Masa de un átomo
suma de las masasde electrones del
átomo
protones* neutrones '
?e utiliza la unidad de masa atómica (uma)
1 uma = 1*7@-1>2A g?e deine tam"ién la uma como
la docea#aparte de la masa de un átomo de C12
⇒ 1 átomo de C12 pesa 12 uma
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Masa atómica
protón = 1*7@2<2-1>2A gneutrón = 1*7@A<-1>2A gelectrón = *1><-1>28 g
Masa
Masa
MasaBa masa
deldeldel
de un átomo de Cu7; será:
la suma de las masas de 2 protones* ;A neutrones ' 2
electrones del átomo =
2-1*7@2<2-1>2A g / ;A-1*7@A<-1>2A g / 2-*1><-1>28 g= 1*><A@@@@7-1>22 g
$ara reportar el #alor de la masa en unidades de masa atómica
(uma)* utilizando la e+ui#alencia se tiene una masa apro-imadade 7;*2@ uma*luego* un átomo del isótopo Cu7; pesa 7;*2@ uma
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Determinación de la masaatómica promedio
Como todos los átomos de un elemento no
tienen la misma masa (por la e-istenciaisótopos de un elemento* +ue no tienen
misma a"undancia natural)* en la %a"la$eriódica de los !lementos se reportan#alores promedioMasa atómica promedio = (Σ -masa)
dela
D 1>>
$or lo general se o"tiene #alores no enteros*aun+ue se suele apro-imar !m$ara el hidrógeno: 1*>>8 ≈ 1$ara el o-igeno: 1<* ≈ 17
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Eercicios
1 !l o-ígeno tiene ; isótopos con las siguientesa"undancias relati#as ' masas atómicas:
179:
1@9:
189:
*@< ' 1<*A uma6
>*>;@ ' 1@*>>>; uma6>*2>A ' 18*>><@ uma*
determine:la masa atómica promedio del o-ígeno
el n.mero de protones ' de neutrones presentes
1@9en cada átomo del isótopo de
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Solución:
la masa atómica promedio del o-ígeno
= (*@<-1<*A uma / >*>;@-1@*>>>; uma />*2>A - 18*>><@ uma) D1>>
1<*A uma=
1@9$ara cada átomo del isótopo
n.mero de protones = 8
n.mero de neutrones =
de :
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Ejercicios
2 isótopos esta"les naturales <>Cr* <2Cr Bos
!l cromo tiene cuatro<;Cr <ACr (<1*A>< uma)* (<2*A>7 uma) ' (<;*;8)
porcentaes de a"undancia de los isótopos son A*;<* 8;*@**<>
a' 2*;7* respecti#amenteEetermine la masa del isótopo más ligero del cromo* si sesa"e +ue la masa atómica promedio este elemento es<1*72 umaComplete los espacios en "lanco de la siguiente ta"la:"
número de
protones
número de
electrones
número de
neutrones
50Cr +2
52Cr +3
53Cr
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En la Tabla Periódica
Cada elemento: se representa por su sím"olo
%iene un determinado
n.mero +ue es un n.meroentero* +ue n.mero deprotones
atómico (4)*indica el
%iene una determinada masa (por lo general
#alor no entero con alguna cira decimal)*+ue al e-presarse en uma* se reiere a lamasa promedio de los átomos del elemento
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Manitudes !undamentales S"
Magnitud unidad símbolo o
abreviatura
Bongitud metro m
Masa Filogramo kg
tiempo segundo s
temperatura Gel#in K
cantidad desustancia
mol mol
corriente eléctrica amperio A
intensidad luminosa candela cd
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Múltiplos # submúltiplos
M.ltiplos?e utilizan preios
?u"m.ltiplos?e utilizan preios
1>
1>7
1>;
1>1
1>2
1>;
1>7
gigamega
Filo
HM
F
decicenti
mili
micr
o
dc
m
µ
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Manitudes deri$adas
(B2)
área
(B;
)
#olumen
(MDB;)
densidad= masa D #olumen
considere M = masa B = longitud
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%otación cient&!ica
Ba notación cientíica (o notación índice estándar) esunamanera rápida de representar un n.mero utilizando
potencias de "ase diez !sta notación se utiliza para podere-presar mu' ácilmente n.meros mu' grandes o mu'pe+ue3os
Bos n.meros se escri"en como un producto: a x 10n
siendo:
a =n.mero real ma'or o igual +ue 1 ' menor +ue 1>
n = n.mero entero (e-ponente) Ba notación cientíica utiliza la coma para separar laparte
entera de la parte decimal
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Concepto de mol
,ace reerencia a un n.mero deunidades*
conocido como &.mero de #ogadro (& ) & = 7>2 2>> >>> >>> >>> >>> >>> >>>
1>2;= 7*>22 -(notación cientíica)es decir*
1 mol de partículas = 1>2;7*>22 - partículas
sí un mol de átomos e+ui#ale a tener
1>2;
7*>22 - átomos
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Concepto de mol
un mol de electrones e+ui#alea
tener
1>2;7*>22 - electrones
Definición de mol(unidad de cantidad de sustancia):
presentes en 12 g de C12
1>2;Como 1 mol de átomos = 7*>22 - átomos
sí un mol de átomos de C12* +ue e+ui#ale a tener
1>2;7*>22 - átomos* pesará 12 g
&.mero de unidades igual al n.mero de átomos
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Concepto de mol
$ara cual+uier elemento:1 mol de átomos del elemento tendrá una
masa numéricamente igual a su masa
atómica (e-presada en gramos)!ste #alor en gramos se conoce como
= masa de 1 mol de átomos1>2;= masa de 7*>22 - átomos
1>2;
1>2;
7*>22 -7*>22 -
átomos de , pesarán 1*>>8 gátomos de Cu7; pesarán 7;*2@ g
M? M9B
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Ejercicios
1 JCuántos moles de Ke representan 2< g de este metalLpta >*AA8 moles
JCuántos átomos de Mg ha' en <*> g de esteelementoL
pta 1*2A-1>2; átomos
2
; JCuál es la masa (en mg) de un átomo de car"onoLpta 1*-1>2> mg
JCuál es la masa (en Fg) de ;*>1-1>2< átomospta 1*1< Fg
A de &aL
Eatos:masas atómicas (uma): C 12 &a 2; Mg 2A*; Ke <<*8& = 7*>22-1>2;
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Masa molecular o peso'!órmula
%odos los compuestos seórmulas:
representan mediante
gua: ,29
Eió-ido de car"ono: C92
enceno: C7,7
l utilizar las masas atómicas (en uma)* seo"tienenlas masas moleculares
compuestoso pesoórmula de los
,29:
C92:
C7,7 :
2-1 / 1-171-12 / 2-17
7-12 / 7-1
==
=
18 umaAA uma
@8 uma
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Masa molecular o peso'!órmula
$ara cual+uier tipo de compuesto(molecular
o iónico) se utiliza el término pesoórmula
$ara sustancias moleculares se utiliza eltérmino masa molecular
$ara el ,29:
es decir* una
$ara el C92 *
su masa molecular es 18 uma*
molécula de ,29 pesa 18 uma
su masa molecular es AA uma $ara el C7,7* su masa molecular es @8 uma
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Masa molecular o peso'!órmula
$ara sustancias iónicas se de"e utilizarel término pesoórmula
órmulao masa de la unidad
$ara el&aCl:
(2; / ;<*<) su pesoórmula es<8*< uma* es decir* una unidad de &aCl pesa<8*< uma
$ara el CaC9;
: (A> / 12 / ;-17) su pesoórmula es 1>> uma
$ara el &a2?9A: (2-2; / ;2 / A-17) su peso
órmula es 1A2 uma
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Masa molar de un compuesto
$ara cual+uier tipo de compuesto(molecular o iónico) se utiliza el término masa molar
Masa molar = masa de 1 mol de
unidades (moléculas o unidadesórmula)del compuestoBa masa molar es numéricamente igual al peso
órmula o masa molecular e-presado en gramos
sí se tiene +ue: $ara el ,29: su masa molecular es 18 uma* ' la
masa molar del ,29 es 18 g
$ara el CaC9; * su pesoórmula es 1>> uma ' su
masa molar es 1>> g
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Masa molar de un compuesto
%am"ién se deduce +ue:
$ara el ,29: si su masa molar es 18 g*
1>2;7*>22 - moléculas de ,29 pesan 18 g
1>2;o +ue en 18 g de agua ha'moléculas
7*>22 -
$ara el CaC9; * si su masa molar es 1>> g*1>2;
7*>221>>
o +ue
- unidadesórmula de CaC9; pesang*
1>2;en 1>> g de CaC9; ha' 7*>22 -
unidadesórmula
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Ejercicios
1 JCuántos moles de &a9, ha' en 1 g de este compuestoLpta >*>2< moles
JCuántas moléculas ha' en ;*2 mg de ,292Lpta <*7@-1>1 moléculas
2
; JCuál es la masa (en g) de >*2< mol de ácido sul.ricopta 2A*<g
#olumen (en B) de 12*8;-1>2A moléculas de,2?9AL
A JCuál es el
C2,< 9,L (densidad C2,< 9, = >*@8gDcm;) pta 1*2; B
Eatos:masas atómicas (uma): , 1 C 12 9 17 &a 2;Mg 2A*; ? ;2 Ke <<*8& = 7*>22-1>2;
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!órmulas
Kórmula empírica
elación mínima entre átomos de cadaelemento +ue conorman el compuesto
Kórmula molecular (o #erdadera)Indica el n.mero de átomos +ueconormanuna unidadórmula o molécula delcompuestoKórmula estructural$resenta inormación adicional de la unión
entre átomos
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(órmulas
Kórmulaestructural Kórmula
molecular
C8 , 92 &
Kórmulaempírica
C8 , 92 &acetaminofén
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(órmulas
Kórmulaestructural Kórmula
molecular
C7 ,7
Kórmulaempírica
C,
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Composición porcentual )en masa*
Cada compuesto posee una determinadacomposición porcentual (en masa)
Ba composición porcentual está reerida a losporcentaes en masa de cada elemento +ue orma uncompuesto
?i un compuesto está ormado por los elementos 5 '4* para indicar su composición porcentual se de"eráse3alar los en masa de 5 ' 4* es decir:
Composición porcentual: en masa de 5 = en masa de 4 =
8/17/2019 (485924641) Cap. 1 Materia.pptx
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Composición porcentual )en masa*
sí* por eemplo: $ara el agua*,29*
su composiciónporcentual estará reerida a los de , ' 9
00 en masa de , = = 11*1,-05.
00 en masa de 9 = = 88*81 ,-05.
Composición porcentual del agua:2 x-00,
x
5-///. x
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Ejercicios
Eetermine la composición porcentual en:
Nna muestra de ó-idode zinc +ue contiene
Nna muestra de 77*@<g de cloruro de
aluminio +ue contiene1;*< g de aluminio
1*7; g de 4nde o-ígeno ' >*A> g
pta4n = 8>*;
pta
l = 2>*22
Cl = @*@8
9 = 1*@
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eterminación de la !órmula emp&rica
# !órmula molecular
$ara hallar la órmula empírica se re+uierede
la composición porcentual (en masa) $ara hallar la órmula molecular o#erdadera
se re+uiere un dato adicional (masamolecular* n.mero de átomos de uno de loselementos en el compuesto* etc)
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eterminación de la
# !órmula molecular
!órmula emp&rica
!emplo
,allar la órmula empírica ' la órmula molecular o
#erdadera de un compuesto +ue contiene
545! " de carbono6 #15 " de $idrógeno ' !%!& "de oxígeno '" en masa(
?e sa"e +ue la masa molecular del compuesto es de88*11 uma
?olución:$ara hallar la órmula de este compuesto se de"edeterminar los su"índices de C-,'9z
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%omando como "ase 1>> g del compuesto:
nC: <A*<; g - (1 molD12g) = A*<A mol de C
n,: *1< g - (1 molD1g) = *1< mol ,
n9: ;7*;2 g - (1 mol D 17g) = 2*2@ mol 9
Eeterminando la relación mínima:
C:
,:
9:
A*<A D 2*2@ = 2
*1< D 2*2@ = A*>;
2*2@ D 2*2@ = 1
empírica : C2,A91Kórmulamasa de la órmula empírica:
masa molecular = 88 uma ⇒
2 - 12 / A - 1 / 1- 17 = AA g
masa molar = 88 g 88 D AA = 2
⇒ Kórmula molecular: CA,
89
2
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)eacción de combustión com*leta
Nna reacción de com"ustión es a+uella en la +ue unasustancia se +uema en presencia de o-ígeno* 92(g)
92 (g) → productos de com"ustiónsustancia /
?i la sustancia contiene car"ono* se produceC92(g)6 ' si contiene
$or eemplo* para la
Ba ecuación de su
hidrógeno* se produce ,29(l)
sustancia anterior* CA,892
com"ustión será:
CA,892/ < 92 (g) → A C92 (g) / A ,29 (l)
8/17/2019 (485924641) Cap. 1 Materia.pptx
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Ejercicio
!l ácido teretálico es un compuesto +ue contiene<@*8; de C* ;8*<< de 9 ' el resto dehidrógeno
a Eetermine su órmula molecular ' la órmulaempírica del si sa"e +ue un recipiente +ue1>2contiene @*8 - moléculas de este ácido
2*2 -1>8pesa g (descontado 'a el peso del
recipiente)Eetermineel n.merode moles
"