Upload
others
View
6
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
QUÍMICA GENERAL
TEMA UNO
INTRODUCCIÓN
La Química es la ciencia que estudia la composición, estructura y propiedades de la materia, así como los
cambios que experimenta y la energía que acompaña a estos cambios. La Química como ciencia aplica el
método deductivo – inductivo y viceversa.
La Química como cualquier otra ciencia, posee dos campos: uno teórico, de abstracción y método
riguroso, y otro experimental y descriptivo que nos lleva hacia la realidad y la experimentación. Los dos
conceptos son imprescindibles; si solo nos limitamos al segundo, la Química se reduciría a un inmenso
número de recetas, que no nos ayudarían a razonar. El campo de la Química es el de las sustancias en
transformación, fenómenos a los que hay que acceder y entender. La química siempre ha estado
estrechamente ligada a nuestro planeta y al universo; no andaríamos mal encaminados si dijésemos que
la Tierra y los millones de seres vivos que la habitan, son en sí mismos un admirable conjunto de
reacciones químicas complejas y asombrosas. Es evidente que está relacionada con otras ciencias, así
podemos decir que tiene influencia en la biología, ya que en los seres vivos se realizan cambios químicos;
se relaciona íntimamente con la física ya que el estudio de los procesos físicos referidos a la energía y sus
transformaciones, son necesarios para entender las reacciones térmicas; es necesario utilizar la
matemática para realizar operaciones para el estudio de los procesos químicos. La química no sólo dio
vida a nuestro planeta, sino que desde su origen se ha convertido en el motor que ha permitido avanzar
a la Humanidad. Sin el desarrollo de esta ciencia, nuestra vida sería muy corta, sin medicamentos, vacunas
o antibióticos; sin materiales para potabilizar el agua, sin productos que garanticen nuestra higiene o que
protegen y mejoren el rendimiento de los cultivos. Sin la química no podríamos: navegar por internet,
hablar por nuestros móviles o simplemente leer un libro, escuchar un disco o ir al cine. Todos los conjuntos
de aportaciones de esta ciencia nos han facilitado la vida y ha aumentado nuestra comodidad, mediante
la síntesis de cauchos, resinas plásticas y otros materiales. En la Estación Espacial Internacional los
materiales plásticos son imprescindibles. Las naves deben soportar temperaturas extremas que van desde
–200º C a más de 200º C, variaciones de presión, una enorme aceleración cuando despega el cohete,
turbulencias cuando la cápsula entra en la atmósfera. Para la ingeniería aeronáutica la química es
fundamental. La Química es la ciencia de ayer, hoy y siempre.
AL FINALIZAR EL PRESENTE BLOQUE DESARROLLARÁS LAS SIGUIENTES DESTREZAS CON CRITERIOS DE
DESEMPEÑO
Valorar el proceso de medición en todas las actividades del ser humano, mediante la realización
de experiencias de campo, recolección de datos y conclusión de resultados, utilizando las
unidades del S.I., las cifras significativas adecuadas, los redondeos correspondientes y la notación
científica que sea del caso.
Interpretar situaciones cualitativas y cuantitativas de medición de longitudes, masas, volúmenes,
temperaturas y densidades, por medio de la experimentación, la recolección de datos, el cálculo
para la obtención de resultados de conversiones entre las unidades del SI y otros sistemas aún
utilizados.
Interpretar las relaciones de la Química con otras ciencias, mediante la resolución de ejercicios
cuantitativos y cualitativos que involucran situaciones de Astronomía, Geografía, Matemáticas,
Física, Deportes, Ciencias Sociales, problemas del mundo contemporáneo, etc.
MEDICIÓN Y UNIDADES
Lee con atención
Los peligros de la medición
Tratar de medir la calidad, puesto que... Es muy posible que no demos con medidas que tengan
"sustancia". Lo que hay que medir son los parámetros de los procesos.
Medir para controlar, premiar o castigar a otro, porque... Con seguridad provocaremos reacciones
defensivas y se distorsionará la información. Cada uno ha de medir lo suyo, para mejorar él.
Medir sólo los resultados finales , pues ... No sabremos bien por qué los hemos obtenido Hay que medir
"aguas arriba" del proceso
Medir demasiadas cosas, ya que... Podemos caer en una burocracia horrible. Hay que concentrarse en lo
esencial.
ACTIVIDAD EN CASA
Pero si alguien llega a la conclusión de que lo mejor es no medir, dado lo molesto y peligroso que resulta,
que tenga muy en cuenta que así nunca entenderá bien lo que está haciendo y que lo que no se mide, no
mejora Tomado de: http://www.tqm.es/TQM/Articulo8.htm Luego, contesta en tu cuaderno, las
siguientes preguntas:
1.- ¿Podrías citar dos ejemplos en los cuáles se mide para corregir procesos? Escríbelos.
2.- ¿Crees que en la educación se mide? ¿Por qué?
3.- ¿Crees que medir te permite entender mejor las cosas? ¿Por qué?
4.- ¿Qué elementos facilitan los procesos de medición en la actualidad? ¿Por qué?
INTRODUCCIÓN
Imagina que eres un médico cirujano y que debes realizar una delicada intervención quirúrgica. ¿Qué
sucedería si uno de tus cortes no tiene la longitud y la profundidad adecuadas? Una vida podría
extinguirse. O si tal vez tienes que inyectarle una dosis de anestesia al paciente… si cometes un error en
la medición del volumen de fármaco, podrías ocasionar problemas irreversibles. Estas ideas iniciales te
darán una clara imagen de que los procesos de medición son importantes y no solamente en la medicina,
sino en actividades tan simples y diversas como cocinar, arreglar vehículos, comprar y vender.
MASA Y PESO
La Química es una ciencia natural experimental, por lo tanto, requiere de mediciones para sus procesos;
podrás observar que en un trabajo de laboratorio usualmente vas a medir masa, peso, longitud, volumen,
presión, temperatura y tiempo; magnitudes usualmente muy relacionadas en los fenómenos propios del
planeta y del universo. Usualmente, existe la tendencia a pensar que masa y peso es lo mismo. Esto no es
así. La masa de un cuerpo es la cantidad de materia que posee, es una cantidad fija e invariable que no
depende de la ubicación del cuerpo sobre la Tierra. La masa se puede medir mediante el uso de una
balanza, a través de la comparación con masas ya establecidas. En el S.I. la unidad de medida es el gramo
(g) o el kilogramo (Kg). Peso en cambio es la medida de la atracción gravitacional que la Tierra ejerce sobre
un cuerpo; NO es una cantidad fija e invariable, pues depende de la ubicación del objeto sobre la Tierra o
de la distancia entre él y nuestro planeta. El peso se puede medir a través de un dinamómetro (un resorte
dentro de una escala).
En el S.I. la unidad de medida es el Newton (N).
BALANZA ROMANA Y DINAMÓMETRO
Investigación individual.
La base terrestre se comunica con un astronauta de 85 Kg, que está en una nave en el espacio exterior.
Le piden que diga su masa y su peso. ¿Cuáles crees que serán sus respuestas?, ¿Por qué?
MEDICIÓN Y CIFRAS SIGNIFICATIVAS
MEDICIÓN
Todo en el estudio de las ciencias parte de las mediciones, una medición es comparar una cantidad con
su respectiva unidad para averiguar cuantas veces está contenida la segunda en la primera. Por ejemplo,
si deseamos medir la longitud de una pista atlética, la compararemos con otra longitud ya establecida,
conocida como metro (m), y veremos cuántas veces está contenida en dicha pista. Con seguridad veremos
que en la pista hay 400 metros.
El resultado de un proceso de medición se conoce como medida y es importante tomar en cuenta que se
realizan con algún tipo de error debido, primeramente, al mal estado del instrumental y a las limitaciones
de la persona que mide. A este tipo de errores se los conoce como errores sistemáticos. El error también
se debe, en segundo lugar, a la imprecisión de los aparatos y a la dispersión propia del proceso de medida.
A este tipo de errores se los conoce como errores accidentales.
ACTIVIDAD EN CLASE
En los siguientes gráficos definir los tipos de errores
Error………………………………..
Error ………………….
Error ……………………..
Cada magnitud (como la longitud, masa, tiempo, etc.) tiene su unidad ya establecida por convención
internacional. Esto permite que la información científica sea fácil de interpretar en cualquier parte del
mundo. Una unidad de medida debe cumplir con tres condiciones fundamentales:
- Debe ser inalterable: no debe cambiar con el tiempo ni de acuerdo con la persona que realice la
medición.
- Debe ser universal, es decir de uso generalizado en todos los países del mundo.
- Debe ser fácilmente reproducible, es decir, le puede obtener réplicas de ella para su uso en cualquier
parte.
Las mediciones son de dos tipos, directas (cuando se concretan a través del uso de un instrumento de
medida debidamente calibrado) e indirectas (para los casos en los que no existe un instrumento adecuado
de medición y se deben utilizar expresiones algebraicas en las que se van introduciendo los valores
obtenidos en las mediciones directas y las procesamos matemáticamente).
El resultado de una medición se expresa mediante un valor numérico y una unidad de medida.
CIFRAS SIGNIFICATIVAS Y REDONDEO
Las cifras significativas de un número son aquellas que tienen significado real o que le aportan alguna
información al investigador.
Para expresar las cifras significativas de una medida, debemos tomar en cuenta las siguientes normas:
1.- Son significativas todas las cifras distintas a cero. Ejemplo: 1 400 tiene dos cifras significativas 1 y 4.
2.- Los ceros colocados entre cifras que no sean cero sí son significativos. Ejemplo: 102 tiene tres cifras
significativas.
3.- Los ceros colocados antes de la primera cifra significativa no son significativos. Ejemplo: 0,415 tiene
tres cifras significativas.
4.- Los ceros colocados después de la última cifra significativa no son significativos, SALVO que vayan
seguidos de la coma decimal o que estén situados a la derecha de la coma decimal. Ejemplos: 1 040,
tiene cuatro cifras significativas (por la coma que está a la derecha del cero) y en 105,0 hay cuatro cifras
significativas.
Las medidas que se obtengan sobre datos experimentales se deben expresar únicamente con las cifras
que entreguen las lecturas de los instrumentos, sin quitar ni aumentar cifras dudosas e indicando en los
resultados la incertidumbre en la medida.
BALANZA DIGITAL- INSTRUMENTOS AFORADOS PARA MEDIR LÍQUIDOS
ACTIVIDADES PARA LA CASA
TIC´s científicos.
Ingresa a http://www.educaplus.org/formularios/cifrassignificativas.html y repasa las normas de las
cifras significativas, analiza los ejemplos y luego comprueba tus conocimientos mediante la realización de
veinte ejercicios en los que tienes que determinar cuántas cifras significativas hay en las cantidades que
irán apareciendo.
Baúl de conceptos. -
Investigador. - Persona que hace ciencia aplicando el método científico; lee, observa, calcula, analiza,
interpreta y procesa la información.
Incertidumbre. - Desconocido. En ciencias es lo que un instrumento o un cálculo no puede medir, y si
mide, lo hace sin confiabilidad.
NO TEMAS AL CÁLCULO
CIFRAS SIGNIFICATIVAS Y REDONDEO.
Las cifras no significativas de un número aparecen como resultado de los cálculos y no poseen
significación alguna. Las cifras significativas de un número dependen de su incertidumbre y ocupan una
posición igual o superior al orden o lugar de la incertidumbre o error.
Veamos un ejemplo: si luego de medir el radio de un átomo, obtenemos un valor de 247,4743 pm con un
error de 0,8 pm, nos daremos cuenta que el error es del orden de décimas de picómetro por lo tanto
aquellas cifras que ocupan una posición menor que las décimas, no aportan información alguna, por lo
tanto, los números 7, 4 y 3 no son cifras significativas.
Es entonces necesario, eliminar estas cifras no significativas pues lo único que ocasionan es confusión.
La forma de hacerlo es mediante el redondeo, que obedece a las siguientes reglas:
1.- Si la cifra que se elimina es menor que cinco, se la elimina, sin realizar ningún tipo de ajuste en el
número que queda. Por ejemplo, si queremos dejar tres cifras significativas en el siguiente número
5,874, el resultado sería 5,87.
2.- Si la cifra que se eliminará es mayor que cinco, la última cifra retenida sube una unidad. Si queremos
redondear a tres cifras significativas a 5,876 el resultado sería 5,88.
3.- Si la cifra que se eliminará es cinco, se deja como última cifra un número par, de la siguiente manera:
si la cifra retenida es par, se la deja tal como está, y si es impar, se la lleva al número par superior más
próximo. Para redondear a tres cifras significativas 5,875 el resultado será 5,88
TRABAJO EN CLASE
Cifras significativas: los siguientes valores redondee y entreguen sus trabajos al maestro/a:
a. 42,157 a dos cifras.
b. 87,027 a tres cifras.
c. 0,08763 a tres cifras.
d. 0,07955 a dos cifras.
e. 335,2 a tres cifras.
f. 23,250 a tres cifras.
NOTACIÓN CIENTÍFICA
En las ciencias, la notación científica es un recurso matemático muy útil, ya que nos ayuda a presentar de
forma práctica cálculos y mediciones muy grandes o muy pequeños.
Para hacerlo se utilizan potencias de diez. En el sistema decimal, cualquier número real puede expresarse
mediante la denominada notación científica.
Resulta fácil comprender el proceso si analizamos los siguientes ejemplos: Si obtenemos el valor: 432,
4041 y queremos expresarlo en notación científica, movemos la coma decimal dos lugares hacia la
izquierda, el resultado es el siguiente: 4,324041.102.
El exponente es positivo para indicarnos que el valor original es mayor que uno. Si por el contrario, en
un proceso de cálculo obtenemos un resultado como -0,004512 y queremos expresarlo en notación
científica, movemos la coma decimal tres lugares hacia la derecha y obtenemos el siguiente resultado: -
4,512.10-3.
El exponente negativo indica que el valor original es menor que uno. Observemos que el exponente de
la base diez tiene un valor igual al número de puestos que recorre la coma. Siempre que un número se
exprese en notación científica, debe quedar un solo dígito entero (diferente de cero) a la izquierda de
la coma.
ACTIVIDAD PARA LA CASA
Trabajo individual.
Ahora que ya tienes una idea completa de las cifras significativas, redondeo y notación científica, realiza
los siguientes ejercicios en tu cuaderno y entrégaselos a tu profesor/a:
1. ¿Cuántas cifras significativas hay en cada uno de los siguientes valores?:
a. 5,7.10-6 metros b. 4,035 litros c. 137,0 gramos d. 0,003 millas e. 35, 0 aves
f. 23, 30 Kelvin g. 2,572.103 personas h. 304 pies
2. Escribe los siguientes números en notación científica:
a. 2 400 b. 0,00567 c. 0,00056 d. -57 201 e. 134 000 f. -0,00456
g. 0,432 h. -347,5
3. Escribir los siguientes números en notación decimal:
a. 2,34.10-4 b. -1,24.102 c. 6,023.106 d. 3,35.10-5 e. 3,65.10-6 f. -3,709.107
g. 7,05.108 h. -5,785.10-5
TEMA DOS
CIFRAS SIGNIFICATIVAS EN LOS CÁLCULOS QUÍMICOS
Lee con atención Eureka
Herón II, rey de Siracusa, pidió un día a su pariente Arquímedes que comprobara si una corona que había
encargado a un orfebre local era realmente de oro puro. El rey le pidió también de forma expresa que no
dañase la corona. Arquímedes dio vueltas y vueltas al problema sin saber cómo resolverlo, hasta que un
día, mientras tomaba un baño, se le ocurrió la solución. Pensó que el agua que se desbordaba tenía que
ser igual al volumen de su cuerpo que estaba sumergido. Si medía el agua que rebosaba al meter la corona,
conocería el volumen de la misma y a continuación podría compararlo con el volumen de un objeto de
oro del mismo peso que la corona. Si los volúmenes no fuesen iguales, sería una prueba de que la corona
no era de oro puro. A consecuencia de la excitación que le produjo su descubrimiento, Arquímedes salió
del baño y fue corriendo desnudo como estaba hacia el palacio gritando: "¡Lo encontré! ¡Lo encontré!".
La palabra griega "¡Eureka!" utilizada por Arquímedes, ha quedado desde entonces como una expresión
que indica la realización de un descubrimiento.
Para ampliar tu conocimiento: Tic´s
http://www.reduy.com/libre/diverticiencia/docs/v0000004.htm
ACTIVIDAD EN CLASE
Contesta en tu cuaderno las siguientes preguntas:
1.- ¿En qué época vivió Arquímedes?, ¿Cuáles son sus trabajos más importantes?
2.- ¿Qué lección deja para tu vida la actitud de Arquímedes?
3.- El grito ¡Eureka! ¿Qué quiere decir?
4.- ¿Podrías explicar de qué manera hubiera podido Arquímedes relacionar los conceptos volumen, masa
y densidad para resolver el problema de la corona?
SIEMPRE…. PIENSA
INTRODUCCIÓN
El mundo de los científicos está lleno de desafíos, constantemente deben desarrollar procesos de
observación e investigación y luego, para demostrar la validez de sus trabajos, deben desarrollar una serie
de cálculos, inducciones y deducciones que a la final sustentarán sus procesos y permitirán generalizar los
resultados. Los cálculos son vitales para los hombres de ciencia, por ello debemos introducirnos en
aquellos ámbitos importantes de las Matemáticas que son útiles para hacer ciencia.
LOS CÁLCULOS Y LAS CIFRAS SIGNIFICATIVAS
Uno de los aspectos básicos que debemos tener en cuenta cuando realicemos cálculos, es el manejo de
las cifras significativas, podríamos empezar diciendo que los resultados de un cálculo basado en
mediciones no pueden ser más precisos que la medida menos precisa.
Cifras significativas en la adición o sustracción.
El resultado de una adición o sustracción debe tener tantas cifras significativas como tenga el término
CON MENOR número de decimales.
Dicho de otra manera, la respuesta de una suma o resta deberá tener la misma precisión que la medida
menos precisa (llamada también la de mayor incertidumbre).
Examinemos un ejemplo:
3,14159 + 2,1 = 5,24159 5,2 (con redondeo).
Analicemos otro:
Restar: 14,2 de 133,96
Resolviendo: 133,96 – 14,2 = 119,76 119,8 (con redondeo).
Cifras significativas en la multiplicación o división
En una multiplicación o división el resultado no puede contener más cifras significativas que las del
término CON MENOR número de cifras significativas.
Cifras significativas en la multiplicación o división
En una multiplicación o división el resultado no puede contener más cifras significativas que las del
término CON MENOR número de cifras significativas.
13,79 x 7,3 / 13 = 7,743615385 redondeado 7,7
ACTIVIDADES PARA LA CASA.
1.- Investiga y define los términos:
- Inducción:
- Deducción:
2.- Resuelve en tu cuaderno las siguientes operaciones, cuidando que las respuestas tengan el número
correcto de cifras significativas:
a. 9,3 + 0,225 b. 1,048 + 1,018 / 1,048 c. 2,6 + 46 – 0,004
d. 183 x 26 / 3 e. 4672 + 0,00047 f. 0,1543 x 6,3
TEMA TRES
UTILIDAD DEL SISTEMA INTERNACIONAL EN LOS CÁLCULOS QUÍMICOS
Lee con atención
He aquí lo que puede suceder por no usar un sistema de medición homologado
El 23 de septiembre de 1999, el “Mars Climate Orbiter” se perdió durante una maniobra de entrada en
órbita y se estrelló contra Marte. La causa principal del contratiempo fue achacada a una tabla de
calibración del propulsor, en la que se usaron unidades del sistema británico en lugar de unidades
métricas. El software para la navegación celeste en el Laboratorio de Propulsión del Chorro (Jet Propulsion
Laboratory) esperaba que los datos del impulso del propulsor estuvieran expresados en newton segundo,
pero Lockheed Martin Astronautics en Denver, que construyó el Orbiter, dio los valores en libras de fuerza
segundo, y el impulso fue interpretado como aproximadamente la cuarta parte de su valor real. El fallo
fue más sonado por la pérdida posterior de su compañero el ingenio espacial “Mars Polar Lander”, debido
a causas desconocidas, el 3 de diciembre.
Adaptación – Tic´s
http://www.terra.es/personal6/gcasado/si.htm
Fotografías del Mars Climate Orbiter
ACTIVIDADES PARA LA CASA
Contesta las siguientes preguntas en tu cuaderno:
1.- ¿Cuál crees que fue el problema que ocasionó el accidente del “Mars Climate Orbiter”?
2.- ¿Te has dado cuenta de que ciertos países se empeñan en no utilizar el S.I. (Sistema Internacional de
unidades) pese a que su uso debe ser generalizado? ¿Por qué crees que lo hacen?
3.- ¿Qué harías tú para que el S.I. sea de uso mundial? Explica cuatro medidas que tomarías. 4.- Ahora que
has realizado este análisis, ¿podrías decirnos algunas utilidades del Sistema Internacional de unidades?
INTRODUCCIÓN
hecho de que la comunidad internacional de naciones buscara la manera de unificar sus unidades de
medida ocasionó muchos problemas, hasta que apareció el Sistema Internacional de Unidades. Este
sistema es una herramienta “ejemplo de globalización”, que se ha difundido mucho en nuestra comunidad
actual, en donde el intercambio de productos y las actividades comerciales son una norma general y, por
lo tanto, urge la unificación de los lenguajes. Aunque aún hay países que no lo emplean con la rigurosidad
que deberían, hay que reconocer que se va alcanzando un uso cada vez mayor.
El hecho de que algunos países aún no utilicen de forma debida el SI, obliga a los demás a manejar factores
de conversión que bien podrían evitarse si todos usaran SI.
SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES (SI)
Es el nombre que recibe el sistema de unidades que se usa en todos los países y es la forma actual del
sistema métrico decimal. Fue creado en 1960 por la Conferencia General de Pesos y Medidas,
DISCUSIÓN ENTRE CIENTÍFICOS
Está constituido sobre un conjunto de unidades básicas y utiliza factores de potencias de 10 para expresar
los múltiplos y submúltiplos de las unidades.
Para formar unidades que son mayores o menores que las unidades básicas, se agregan prefijos a los
nombres de éstas.
Aunque por los estudios que has realizado en años anteriores ya conoces esta información, te la
presentamos a manera de recordatorio:
Magnitudes y unidades fundamentales del SI
Magnitud Unidad Símbolo
Longitud Metro m
Masa Kilogramo Kg
Tiempo Segundo s
corriente eléctrica ampere o amperio A
Temperatura Kelvin K
cantidad de materia Mol mol
intensidad luminosa Candela cd
Tomado de:
http://recursostic.educacion.es/descartes/web/materiales_didacticos/m2m3/unidades.htm
TEMA CUATRO
MEDICIÓN DE LONGITUD, MASA, VOLUMEN, TEMPERATURA Y DENSIDAD
LONGITUD
El metro patrón Internacional está en el museo de Sérves (Francia) y es una aleación de platino e
iridio para que no se deteriore por oxidación, humedad, y mantenga su longitud.
La unidad básica de la longitud en el S.I. es el metro (m), que se define -según la Oficina Internacional
de Pesos y Medidas- como la distancia que recorre la luz en el vacío durante una fracción de 1/299
792 458 de segundo.
Las unidades métricas e inglesas de longitud se basan en distancias definidas marcadas sobre barras
que se conservan como “standards” o patrones.
El patrón métrico de longitud es 100 centímetros o un metro (m). Se divide en mil partes iguales
llamadas milímetros (mm). El milímetro a su vez se divide en mil partes iguales llamadas micrones o
micras (µ). Micro significa una millonésima y un micrón es la millonésima parte de un metro. Una
milésima de un micrón se llama milimicrón (m µ) o nanómetro (nm). El prefijo nano significa (10-9).
El angstrom (Aº), igual a 0,0001 micrón, es muy conveniente para la medida de las dimensiones
atómicas y moleculares.
1 kilómetro km = 1000 metros m
1 Metro m = 100 centímetros cm
1 Metro m = 1000 milímetros mm
1 centímetro cm = 10 milímetros mm
1 micrón o micra µ = 10-4 centímetros cm
1 milimicrón mµ = 10-7 centímetros cm
1 nanómetro nm = 10-7 centímetros cm = 1 mµ
1 angstrom Aº = 10-8 centímetros cm
Factores de conversión de longitudes:
1 pulgada pulg = 2,54 centímetros cm
1 Pie pie = 30,48 centímetros cm
1 milla milla = 1,609 Kilómetros km
1 centímetro cm = 0,3937 pulgadas pulg
1 metro m = 3,281 pies pies
1 Kilómetro km = 0,6214 millas milla
VOLUMEN
La unidad de volumen se basa en la unidad patrón de longitud. Por ejemplo: el centímetro cúbico
(cm3) o el metro cúbico (m3). En 1964, una Conferencia Internacional de Pesas y Medidas redefinió
el litro como exactamente igual al decímetro cúbico dm3 ó 1000 cm3.
1 Litro l = 1000 mililitros ml = 1000 cm3
1 Mililitro ml = 1 centímetro cúbico cm3
La unidad inglesa de volumen es el pie cúbico (pie3 ó ft3) que es igual a:
1 pie3 = 12 pulgadas x 12 pulgadas x 12 pulgadas = 1728 pulgadas cúbicas (pulg3 ó in3)
Factores de conversión de volumen:
1 Litro l = 1,057 liq. quarts ml
1 liq. quarts = 0,9463 litros l
1 Galón = 3,785 litros l
1 pie cúbico pie3 ó ft3 = 28,32 litros l
1 pulgada cúbica pulg3 = 16,39 centímetros cúbicos cc ó ml
1 Onza = 29,57 centímetros cúbicos cc ó ml
MEDICION DE LA MASA
Para medir la masa se utiliza la unidad llamada gramo (g), sin embargo, por tratarse de una unidad
muy pequeña de masa se ha hecho necesario buscar otra más significativa, y se ha establecido al
kilogramo (kg) como la unidad fundamental de masa en el SI.
Es una medida de cantidad de materia. La masa total de cualquier sistema sometido a cambios
permanece invariable.
El peso que es la atracción de la gravedad sobre cualquier masa, se utiliza comúnmente como medida
práctica de la masa porque esta atracción o fuerza por unidad de masa (aceleración gravitatoria) no
varía mucho de un punto a otro de la superficie terrestre.
La unidad MKS de masa es el kilogramo (kg).
El gramo (g) es la milésima parte del kilogramo (0,001 kg). Otra unidad más pequeña es el miligramo
(mg) ó milésima parte del gramo (0,001 g). Todavía menor es la gamma o microgramo, que es la
millonésima del gramo (10-8 g).
1 kilogramo kg = 1000 gramos g
1 gramo g = 1000 miligramos mg
La unidad inglesa de masa es la libra comercial o avoirdupois, definida como 7000 gramos. En una
libra avoir hay 16 onzas.
Factores de conversión de masas:
1 libra (avoir) lb (avoir) = 453,6 gramos g
1 onza (avoir) = 28,35 gramos g
1 kilogramo kg = 2,205 libras (avoir) lb (avoir)
1 gramo g = 15,43 granos granos
La unidad americana tonelada corta (short ton) vale 2000 libras (lb) ó 20 quintales (qq); la tonelada
larga inglesa posee 2240 libras (lb); y la tonelada métrica contiene 1000 kilogramos (kg) y equivale a
2205 libras (lb).
Fotografía de una balanza de plato Balanza analítica
Nota.- para una mejor comprensión utilizar la tabla de conversión de unidades. ANEXO 1
CALOR Y TEMPERATURA
EL CALOR.- Es una forma de energía
TEMPERATURA.- Medida del calor.
ESCALAS DE TEMPERATURA.
Lo más importante de un termómetro es su escala o graduación. La cual no es la misma en todos los
países.
Existen cinco escalas de temperatura cuyos nombres han sido tomados de investigadores que las a
estudiado y las ha establecido.
Estos son:
a) ESCALA FAHARENHEIT.- (1686 – 1736) 32° para el Punto de fusión y 212° para el Punto de
ebullición y con 180 graduaciones.
b) ESCALA CELCIUS.- (Celcius 1701 – 1744) 0° para el punto de fusión y 100° grados para el punto
de ebullición con 100 graduaciones.
c) ESCALA KELVIN.- (Thomson y Loord Kelvin 1824 – 1907) 273° para el punto de fusión y 373° para
el punto de ebullición con 100 graduaciones.
d) ESCALA RANKINE.- (Rankine 1810 – 1873) 492° para el punto de fusión y 672° para el punto de
ebullición, con 180 graduaciones.
e) ESCALA REAMUR.- ( Reamur 1683 – 1757) 0° para el punto de fusión y 80° para el punto de
ebullición, con 80 graduaciones.
CONVERSIÓN DE TEMPERATURA
Para convertir temperatura de una escala a otra existen ciertas reglas especiales que deben observarse y
que son los siguientes:
CONVERSIÓN DE GRADO CELCIUS A KELVIN Y VICEVERSA.
1.- Para convertir °C. Centígrados a °K, basta con agregar 273 a las °C la fórmula que se utiliza es la
siguiente.
FORMULA: °K= °C + PF °K (273)
2.- Para convertir °k a °C restamos el PF °K (273) a los °K la formula que se utiliza es la siguiente: 291°k
FÓRMULA: °C= °K – PE °K (273)
CONVERSIÓN DE GRADO FAHARENHEIT A GRADO RANKINE Y VICEVERSA
1.-Para convertir los grados Faharenheit a grados Rankine se suman a los grados Fahrenheit 460.
FÓRMULA: °Rk= °F + 460
2.- Para convertir grados Rankine a grados Faharenheit, a los grados Rankine restamos 460
FORMULA: °F= °R – 460
CONVERSIÓN DE GRADOS FAHARENHEIT A GRADO CELCIUS Y VICEVERSA
1.- Para convertir los grados Fahrenheit a grados Celsius a los grados Fahrenheit se resta el punto de fusión
de grados Fahrenheit que es 32 esa diferencia se multiplica por 5/9.
LA FÓRMULA ES: °C = °F – PF °K (32) 5/9
2.- Para convertir de grado Celsius a grados Fahrenheit hay que multiplicar los grados Celsius por 9/5 y
ese resultado se suma el P.F. de °F (32).
FÓRMULA: °F= °C. 9/5 + PF °F (32)
ACTIVIDADES PARA LA CASA
RESOLVER LOS SIGUIENTES EJERCICIOS DE CONVERSIONES DE UNIDADES
1. Convertir 5 pulgadas (a) en centímetros, (b) en milímetros, (c) en metros.
Res: (a) 12,7 cm (b) 127 mm (c) 0,127 m
2. Convertir (a) 14 cm y (b) 7 m en pulgadas.
Res: (a) 5,51 pulg(b) 276 pulg
3. ¿Cuántas pulgadas cuadradas tiene un metro cuadrado?
Res: 1550 pulg2
4. ¿Cuántos centímetros cúbicos tiene un metro cúbico?
Res: 1000.000 cm3
5. ¿Cuántos litros tiene un metro cúbico?
Res: 1000 litros
6. Determinar la capacidad en litros de una caja de 0,6 metros de largo por 10 centímetros de ancho
y 50 milímetros de profundidad.
Res: 3 litros
7. Determinar el peso de 66 lb de azufre en (a) kilogramos y (b) gramos.
Res: (a) 30 kg (b) 30.000 g
8. Determinar el peso de 3,4 kilogramos de cobre en libras.
Res: 7,5 libras
9. Una barra uniforme de acero tiene una longitud de 16 pulgadas y pesa 6 libras 4 onzas.
Determinar el peso en gramos por centímetro de longitud.
Res: 69,9 g/cm
10. La presión de una atmósfera es igual a 1033 g/cm3. Expresar esta presión en libras por pulgada
cuadrada (lb/plg2).
Res: 14,69 lb/plg2
11. Expresar 3,69 metros en (a) Kilómetros, (b) centímetros, y (c) milímetros.
Res: (a) 0,00369 km (b) 369 cm (c) 3690 mm
12. Expresar 36,24 milímetros en (a) centímetros, y (b) metros.
Res: 3,624 cm (b) 0,03624 m
13. Determinar el número de (a) milímetros en 10 pulgadas, (b) pies en 5 metros, (c) centímetros en
4 pies 3 pulgadas.
Res: (a) 254 mm (b) 16,4 pies (c) 130 cm
14. Convertir el volumen molar de 22,4 litros a mililitros, a centímetros cúbicos, a metros cúbicos y
a pies cúbicos.
Res: 22400 ml; 22400 cm3; 0,0224 m3; 0,791 pie3
15. Expresar el volumen de 50 galones de gasolina en (a) litros, (b) metros cúbicos.
Res: (a) 189 litros (b) 0,189 m3
16. Expresar el peso (masa) de 32 gramos de oxígeno en miligramos, en kilogramos y en libras (avoir).
Res: 32000 mg; 0,032 kg; 0,0705 lb (avoir)
17. ¿Cuántos gramos son 5 libras de sulfato de cobre?
Res: 2270 g
18. ¿Cuántas libras son 4 kilogramos de mercurio?
Res: 8,82 lb
19. ¿Cuántos miligramos son 1 libra 2 onzas de azúcar?
Res: 510000 mg
20. Convertir el peso de 500 libras de carbón a (a) kilogramos, (b) toneladas métricas, (c) toneladas
cortas U.S., (d) toneladas largas inglesas.
Res: (a) 227 kg (b) 0,227 Tm (c) 0,250 ton (corta) (d) 0,223 ton
(larga)
21. Determinar el número (a) de centímetros cúbicos en una pulgada cúbica, (b) de pulgadas cúbicas
en un litro, (c) de pies cúbicos en un metro cúbico.
Res: (a) 16,4 cm3 (b) 61,0 pulg3 (c) 35,3 pie3
TEMA CINCO
QUÍMICA
DEFINCION DE QUÍMICA.
La palabra Química proviene del griego chema, que significa negro; del hebreo cheman que es misterioso;
del árabe kema que es oculto.
La Química se la puede definir en pocas palabras como: transformación que ocurre en la materia.
Un concepto más amplio dice: “La Química es una ciencia natural que estudia la materia de la que
están hechos los cuerpos, las propiedades y estructura de las sustancias, los cambios y
transformaciones que ocurren entre varios compuestos para dar origen a nuevos compuestos, las
leyes que rigen dichos cambios y las energías liberadas o absorbidas en cada una de ellas”.
Ampliando el concepto de química tenemos:
Es ciencia porque es un conocimiento organizado y sistemático, relativo a nuestro mundo físico.
La materia es la sustancia o calidad de la que están hechos los cuerpos en la naturaleza.
Las propiedades son las características a cualidades propias de la sustancia, que sirven para
identificarle y diferenciarle de cualquier otra.
Los cambios y transformaciones son las reacciones químicas o fenómenos químicos en los que
puede intervenir una sustancia, alterando su estructura o composición química, para formar
nuevas y diferentes sustancias, con otras propiedades.
Las leyes científicas, se refieren a un gran número de hechos resumidos de modo abreviado y que
puede generalizarse a otros fenómenos análogos; la ley es algo comprobado y comprobable en el
laboratorio.
Las energías liberadas o absorbidas, son el condicionamiento necesario, para que pueda realizarse
una reacción química o fenómeno químico.
Continuamente se producen reacciones químicas en la atmósfera, en las fábricas, en los vehículos o
en nuestro organismo. En una reacción química, uno o más tipos de materia se transforman en uno
o varios tipos distintos de materia. Sin estos procesos no existiría la vida tal como la conocemos: las
plantas no podrían llevar a cabo la fotosíntesis, los automóviles no se moverían, los músculos no
podrían quemar energía, los adhesivos no pegarían y el fuego no ardería, etc.
Los siguientes ejemplos aclaran lo que es Química:
Quemar un fragmento de carbón en el aire donde se ve que el C se transforma en dióxido de
carbono: C + O2 —> CO2
Colocar un fragmento de zinc en ácido clorhídrico, donde el metal se transforma en cloruro de zinc:
Zn + 2HCI —> ZnCI2 + H2
La respiración humana, donde el O2 se transforma en CO2.
La transformación del petróleo crudo en miles de productos como: telas, caucho, medicamentos,
plásticos, carne, etc.
La combustión de un motor a gasolina.
El uranio se transforma en bario y kriptón.
El hierro se oxida.
En todos estos ejemplos se observa que hay "transformación de materia" y esto es Química.
El estudio de la Química abarca un amplísimo campo de acción, pues al decir materia, se engloba todo
cuanto somos, todo cuanto nos rodea, desde el estudio del átomo hasta los planetas, desde las rocas
hasta los seres vivos, de simples procesos hasta los grandes complejos industriales.
HISTORIA RESUMIDA DE LA EVOLUCIÓN DE LA QUÍMICA
La química ha evolucionado a través de cinco períodos:
Desde los primeros tiempos, los seres humanos han observado la transformación de las sustancias — la
carne cocinándose, la madera quemándose, el hielo derritiéndose — y han especulado sobre sus causas.
Siguiendo la historia de esas observaciones y especulaciones, se puede reconstruir la evolución gradual
de las ideas y conceptos que han culminado en la química moderna.
PERÍODOS
Período prehistórico. La Química tiene un origen muy antiguo, no se puede precisar fecha, pero do-
cumentos históricos indican que se inició como arte, vale decir, que empezó en forma empírica, de
acuerdo con la cultura del hombre, que hace 5 000 años aprendió el arte de extraer metales de la tierra,
como el oro, la plata, el cobre y que mediante técnicas rudimentarias los transformó en herramientas, en
utensilios domésticos. En este período, la alfarería alcanzó un considerable desarrollo; así, hace unos 3
600 años, en China, se fabricaron artículos de porcelana, se utilizaron colorantes para objetos de cerámica.
Entonces el hombre ya se beneficiaba de la materia, es decir, de la Química.
Período de los filósofos griegos. Hombres como: Tales de Mileto, Demócrito, Aristóteles, se refirieron en
la antigüedad a: cómo están constituidos los cuerpos, su estado físico,
enuncian teorías importantes y válidas para esa época.
Aristóteles 384 años a. de C. formuló la teoría de «los cuatro elementos»,
en base a los cuales se producían cambios físicos y transmutaciones de la
materia. Los cuatro elementos eran: aire, tierra, fuego y agua.
Relacionándose entre ellos tenemos:
- aire con fuego originaba caliente
- fuego con tierra originaba seco
- aire con agua originaba húmedo
- tierra con agua originaba frío
* La teoría de Aristóteles constituyó la base de las ciencias por casi dos mil años.*
1. Período de la Alquimia. Se considera a la Química ya no como arte sino como ciencia, en
los años 1400 a 1600 de nuestra era. Se formulan leyes y postulados que sientan ciertas
bases para futuros descubrimientos. Los químicos de esta época se llamaban alquimistas,
quienes se propusieron descubrir dos asuntos importantes:
a) La piedra filosofal, un mineral que al contacto con cualquier metal lo convertía en oro,
era como una piedra mágica.
b) El elixir de la larga vida, que debía tener la propiedad de que si las personas tomaban
este líquido, no envejecían y podían prolongar la vida indefinidamente.
Ni la piedra filosofal ni el elixir de la larga vida se descubrieron, pero tuvieron la virtud de
estimular en los hombres de esa época el afán de investigar, se descubrieron nuevas
técnicas químicas, nuevos metales, sustancias orgánicas, jarabes, medicinas, etc., que
algunos de ellos hasta ahora utilizamos.
Los alquimistas consideraban que los metales estaban formados por el mercurio, que
representaba el carácter metálico y volátil; por el azufre, que representaba la
combustibilidad, y por la sal que representaba la solidez y solubilidad. En su búsqueda, los
alquimistas lograron preparar sustancias como el amoníaco, el ácido sulfúrico, el ácido
nítrico y el etanol.
4. Período de la Yatroquímica. Este periodo se ubica entre los años 1600 a 1800. Su precursor
es Paracelso, que busca una explicación científica sobre los procesos vitales y relaciona la
Química con la Medicina, se producen notables adelantos en el campo de la salud, aquí se
cambia el nombre de Alquimia por Química.
5. Período Moderno. En el siglo XVIII, el químico francés Antonie Lavoisier sento las bases de
la química moderna: estableció el principio de que la materia no se crea ni se destruye,
sino que se transforma, realizó el análisis del aire; explico científicamente la naturaleza de
la combustión y demostró que no era posible convertir el agua en tierra, como lo afirmaba
la teoría de los cuatro elementos.
En el siglo XIX se establecieron algunos principios de la teoría química: John Dalton
propuso la primera teoría científica sobre los átomos, Dimitri Mendeleiev organizó la
tabla periódica de los elementos químicos con base en sus pesos atómicos.
En el siglo XX ha sido un período de grandes cambios: a principios del siglo, Marie Curie
estudio las sustancias radioactivas. Por otra parte Ernest Rutherford y Niels Bohr sentaron
las bases de la teoría contemporánea del átomo, vale destacar los trabajos de Roberto
Boyle sobre estructura de la materia; de Sthal, autor de la teoría del Flogisto referente a
las combustiones.
TEORÍA DEL FLOGISTO
En el siglo XVII, el alemán Ernest Stahl desarrollo la teoría del flogisto, la cual explicaba la combustión
afirmando que toda sustancia combustible tenía un principio inflamable denominado flogisto. Así, cuanto
más inflamable era una sustancia, mayor era su contenido de flogisto.
Flogisto significó "algo que existía en un cuerpo" pero que era volátil, como el éter. Esta teoría se resume
así:
Un cuerpo sólido, líquido o gas para que se queme, arda o combustione debe contener flogisto. Por ejem-
plo, la madera, la gasolina, los tejidos, el caucho. Según esto, la piedra, el vidrio no se queman porque
carecen de flogisto.
Entonces, hay dos clases de cuerpos: unos que arden porque tienen flogisto y otros que no arden porque
carecen de flogisto. Esto explicaría por qué el agua (sin flogisto) apaga un incendio (con flogisto).
Cuando el cuerpo se quema, arde o combustiona va perdiendo el flogisto que al ser volátil va a la atmós-
fera. Así, si se quema leña, pierde flogisto y queda ceniza que es materia sin flogisto.
Esta teoría no explicaba por qué ciertos metales, como el magnesio que se lo consideraba carente de
flogisto, sí se quemaba con llama; lo mismo ocurre con el hierro. Hoy sabemos que existen combustiones
lentas.
Lavoisier, considerado como el padre de la Química Moderna, enuncia leyes apegadas a la ciencia y al
fenómeno, ahora sí con fundamento, leyes que hasta el momento actual tienen validez. Continúan
químicos importantes como Priestley, Sebéele, Gay Lussac.
ERA DEL MODERNISMO
Esta Era arranca desde 1803 con Dalton, Whôler, Meyer, Mendeleiev, Hoffman, Kekulé, Arrhenius,
Beckerel, Max Planck, Pauling, Rutherford, Bóhr, Thompson, Schródinger, Werner, Lewis, Hahn,
Stassmann, Einstein, científicos que han contribuido para el desarrollo de la Química Orgánica, Inorgánica,
Bioquímica, etc. Sobre todo en el siglo XX donde se ha estudiado más la relación que existe entre la
Química con la Biología, con la Física, con la Matemática, se han descubierto nuevos elementos químicos,
el cuarto y el quinto estado físico de la materia llamados plasma quark gluón y súper átomo.
La Biología Molecular y la Genética han alcanzado progresos significativos con el estudio de los genes que
ha permitido hacer crecer piñas en Latacunga y mellocos en Milagro, en un futuro cercano posiblemente
algunas mujeres tengan hijos previamente programados para que el nuevo ser pueda ser un excelente
atleta, un formidable futbolista, según el deseo de sus padres; ancianos con la fortaleza de un
quinceañero, vacas con corazón humano que sirvan para transplantes de corazón, etc.
Watson y Crick realizaron trabajos sobre los genes, especialmente sobre la estructura química del ADN
(ácido desoxirribonucleico), que es el que transmite los caracteres hereditarios, moléculas que contienen
30 000 genes. El cuerpo humano contiene 100 billones de células y el núcleo de cada una contiene miles
de genes con una función específica; así, unos determinan el tipo de sangre, lo que sirve para identificar
la paternidad, esto es, para saber si un hijo pertenece a un padre; otros genes determinan el color de los
ojos, la textura del cabello, etc.
La Química ha evolucionado al mundo con sus inventos en Medicina, Biología, Farmacia, Ingenierías...
LA QUIMICA Y LA SOCIEDAD
En el siglo XIX se desarrollaron técnicas para sintetizar sustancias nuevas que eran mejores que las
naturales, o que podían reemplazarlas por completo con gran ahorro. Al aumentar la complejidad de los
compuestos sintetizados, empezaron a aparecer materiales totalmente nuevos para usos modernos. Se
crearon nuevos plásticos y tejidos, y también fármacos que acababan con todo tipo de enfermedades.
El progreso de la ciencia en los últimos años ha sido espectacular, aunque los beneficios de este progreso
han acarreado los riesgos correspondientes. Los peligros más evidentes proceden de los materiales
radiactivos, por su potencial para producir cáncer en los individuos expuestos y mutaciones en sus hijos.
También se ha hecho evidente que la acumulación, en las plantas o células animales, de pesticidas (que
antes se consideraban inocuos), o de productos secundarios de los procesos de fabricación, suele tener
efectos nocivos. Este descubrimiento, lentamente reconocido al principio, ha llevado a establecer nuevos
campos de estudio relacionados con el medio ambiente y con la ecología en general.
ACTIVIDAD PAREA LA CASA
1. ¿Qué entiende por Química?
2. Escriba en pocas palabras la definición de Química.
3. Escriba tres ejemplos que demuestren transformación de la materia.
4. ¿Quiénes eran los alquimistas y qué buscaban?
5. ¿Cómo se clasificaban los cuerpos de acuerdo con la teoría del Flogisto?
6. ¿Cómo entiende usted la teoría del Flogisto?"
7. ¿Qué peligros para la humanidad y el planeta acarrea consigo el progreso de la ciencia?
8. ¿Qué inventos cree usted que han sido los más importantes en los siguientes campos?
a) Salud b) Medicina c) Industrias e) Biología
IMPORTANCIA DE LA QUÍMICA EN EL DESARROLLO DE UNA NACIÓN.
INTERRELACIÓN CON OTRAS CIENCIAS
IMPORTANCIA
La Química es una ciencia de capital importancia, ya sea desde el punto de vista de la investigación
científica pura, como en la aplicación en todas las industrias, pues recordemos que casi la totalidad
de industrias utilizan materia y por lo mismo aplican la Química.
El poderío económico, social y cultural de un país se mide por el número de industrias que posee.
Sin industrias no hay comercio, no hay dinero, no hay gente desocupada. Sin lugar a
equivocaciones, gran mayoría de profesionales como médicos, químicos, odontólogos, agrónomos,
veterinarios, obstetras, bioquímicos; las ramas de ingeniería como: química, civil, industrial,
mecánica, electrónica, etc., requieren del estudio de la Química.
La Química que está estudiando constituye las bases del aprendizaje que continuará en la
Universidad, en los Institutos Militares o Politécnicas.
RELACIÓN DE LA QUÍMICA CON OTRAS CIENCIAS
a) CON LA MEDICINA
El cuerpo humano o animal es un verdadero laboratorio de Química, donde se realizan
permanentes reacciones a nivel celular o a nivel de órganos, tejidos, sistemas; por lo tanto, el
profesional médico debe tener profundos conocimientos de esta ciencia para interpretar lo
que ocurre en el organismo cuando falta o hay exceso de elementos o compuestos químicos
en el cuerpo; saber interpretar la composición química de un medicamento y la reacción que
produce en el organismo.
b) CON LA BIOQUÍMICA
La bioquímica es la Química de la vida; este profesional estudia el proceso de cambio
permanente de las sustancias que están en el organismo, vale decir, su metabolismo.
c) CON LA FARMACIA
El farmacéutico es el profesional que prepara los medicamentos y como tal debe saber las
propiedades físicas, químicas y fisiológicas de un cuerpo puro y de las mezclas, en definitiva de
un medicamento como la aspirina, el Alka-Seltzer, el Comtrex, las vitaminas, etc.
d) CON LA INGENIERÍA
El ingeniero civil debe saber Química por cuanto requiere estudiar la resistencia de materiales,
la calidad de cementos, la calidad de hierro o del aluminio, el análisis del suelo, las mezclas
para preparar hormigón.
El ingeniero químico es quien diseña y dirige las plantas de producción de alimentos, plásticos,
tejidos.
e) CON LA AGRONOMÍA
Porque requiere saber la composición química de los suelos, de los abonos, la humedad del
terreno y su composición química, el papel de los fertilizantes, de los insecticidas, fungicidas,
que son fórmulas químicas.
f) CON LA VETERINARIA
Lo dicho para el médico, pero aplicado al campo animal.
g) CON LA GEOLOGÍA
Puesto que requiere el conocimiento de las rocas, de las capas del suelo, de análisis micro
paleontológico, de la composición del petróleo y sus derivados.
h) CON LA JURISPRUDENCIA
El abogado requiere de conocimientos de Química cuando se trata de envenenamientos, saber
las propiedades de los tóxicos; de conocer la acción y composición química de las drogas; las
pruebas de una violación; las huellas de sangre; las heridas con armas de fuego.
En general, el odontólogo, los tecnólogos, las obstetras, las enfermeras, ingenieros mecánicos; quienes
hacen pequeña industria doméstica como quesos, mantequillas, bacerolas, tintes para cabello, esmalte
de uñas, pinturas, barnices, fotografía, amas de casa, padres de familia, etc., deben tener básicos
conocimientos de Química porque tienen que saber qué materia manejan, qué propiedades tiene, qué
peligros conlleva.
DIVISIÓN DE LA QUÍMICA DE ACUERDO CON SU CAMPO DE ESTUDIO
La Química abarca un extenso campo de acción y se divide en:
QUÍMICA GENERAL
Estudia los fundamentos de la ciencia, la constitución de la materia, las leyes que la rigen, los cambios
físicos y químicos de la materia, los procesos de extracción y purificación de sustancias, las constantes
físicas. Por ejemplo, la ley de Dalton, la ley de Lavoisier, la destilación, la cromatografía, el punto de fusión,
el estudio del átomo, la cristalización.
QUÍMICA INORGÁNICA
Comprende el estudio de los elementos químicos y sus compuestos inanimados, es decir, aquellos que en
su gran mayoría no contienen en su fórmula el elemento carbono. Por ejemplo: el estudio del hierro,
cobre, cloruro de sodio, vidrio, el agua; los que constituyen la corteza terrestre, los océanos, la atmósfera.
QUÍMICA ORGÁNICA
Estudia los compuestos que contienen dos elementos indispensables: el carbono y el hidrógeno; abarca
un elevadísimo número de compuestos que pueden llegar a más de 10 millones: alimentos,
medicamentos, plásticos, maderas, abonos, explosivos, caucho.
BIOQUÍMICA
Estudia los compuestos que forman los seres vivos, su composición cualitativa y cuantitativa, la función
que ellos desempeñan y que se relacionan con el equilibrio o desequilibrio de elementos o moléculas, vale
decir, las enfermedades. Por ejemplo: el papel que desempeña el hierro en la formación de los glóbulos
rojos; el papel del calcio en la conformación del tejido óseo y dentario.
QUÍMICA BROMATOLÓGICA
Aquella que se dedica a la fabricación de alimentos, al control de calidad.
PETROQUÍMICA
Se encarga de la obtención de miles de productos provenientes del petróleo; es una de las industrias más
poderosas que existen en el mundo.
QUÍMICA FARMACÉUTICA
Se encarga de la fabricación de fármacos o medicamentos de uso humano, animal o vegetal, de cosméti-
cos, sueros, vacunas, solventes.
QUÍMICA ANALÍTICA
Se encarga del análisis cualitativo y cuantitativo de los cuerpos simples o compuestos. Por ejemplo, en el
análisis cualitativo del agua potable encontramos dos elementos: el oxígeno y el hidrógeno. El análisis
cuantitativo nos dice que hay 11% de hidrógeno y 89% de oxígeno.
La moderna tecnología ha puesto al servicio de la Química Analítica aparatos que han facilitado la labor
del químico, como cromatógrafos, rayos X, rayos infrarrojos, rayos ultravioletas, resonancia magnética,
todos los aparatos controlados por computadoras.
FISICOQUÍMICA
Estudia la estructura de la materia, los cambios desde un punto de vista matemático, como el estado
coloidal, la presión osmótica, las soluciones, la elevación del punto de ebullición.
QUÍMICA DESCRIPTIVA
Se encarga del estudio particular de un elemento químico o un compuesto, señalando su símbolo o
fórmula, masa atómica o molecular, estado físico, estado natural, propiedades físicas, químicas, usos.
TEMA SEIS
LOS CUERPOS Y LA MATERIA
MEZCLAS Y SOLUCIONES
AL FINALIZAR EL PRESENTE BLOQUE
DESARROLLARÁS LAS SIGUIENTES DESTREZAS CON CRITERIOS DE DESEMPEÑO
Determinar las características de la materia y sus estados físicos con la observación e
interpretación de dibujos, videos o diagramas.
Identificar sustancias y mezclas con la observación física de muestras de cada una de ellas.
Describir un elemento y los primeros intentos por clasificarlos sobre la base de la observación
de material audiovisual histórico – científico y de la identificación de su estructura básica.
Reconocer la importancia de la ley periódica desde la observación crítica de una tabla periódica
moderna, de la explicación sobre la disposición de la tabla periódica y sus utilidades.
DEFINICIÓN Y CLASIFICACIÓN DE LA MATERIA
Lee con atención
Antimateria
La “antimateria” de la que seguramente escuchaste hablar alguna vez, es igualmente materia, tal como la
materia que conocemos, pero con una característica que la hace importante, se ha descubierto que, al
unir una partícula de materia con su antipartícula, las dos se convierten en energía, misma que es liberada
y bien podría ser aprovechada. Estas
partículas se pueden crear en laboratorio, ya no se trata de una simple teoría sino de un hecho
comprobado y real. La energía que se desprende al juntar una partícula con su antipartícula es enorme,
el problema es que para crear la antimateria se necesita todavía más energía de la que luego se genera,
pero en un futuro si se encuentra una fuente de antimateria se podrá generar energía de esta manera.
¡Impresionante! Esta es otra evidencia concreta de la relación que existe entre la materia y la energía.
Adaptación – Tic´s
http://yulianmm.blogspot.com/2006/03/antimateria-y-materia-oscura.html
ACTIVIDAD EN CLASE
Contesta en tu cuaderno, las siguientes preguntas:
1.- ¿Cómo definirías el término “antimateria”?
2.- ¿Qué usos podríamos dar a la antimateria?
3.- ¿Dónde podríamos encontrar fuentes de antimateria?
4.- ¿Podrías comentar dos razones por las que se dice que la materia y la energía están relacionadas?
SIEMPRE…….PIENSA
INTRODUCCIÓN
Si miras a tu alrededor, podrás observar que todos los cuerpos están formados por materia, no importa
su forma ni su tamaño o estado.
Un cuerpo es una porción limitada de materia, es decir, que tiene unas fronteras definidas, como una
hoja de papel, un lápiz o un borrador; varios cuerpos constituyen un sistema material.
Sin embargo, debemos indicarte que no todos los cuerpos están formados por el mismo tipo de materia,
sino que están compuestos de sustancias diferentes. Si deseáramos examinar la sustancia de la que está
compuesto un cuerpo, se lo puede dividir hasta llegar a las moléculas que lo componen.
Estas partículas son tan diminutas que no son observables a simple vista, pero pese a ser tan pequeñas,
conservan todas las propiedades del cuerpo completo. Además, las moléculas pueden dividirse en los
elementos que las forman, conocidos con el nombre de átomos.
LA MATERIA, SU DEFINICIÓN.
Como te podrás haber dado cuenta, gran parte de las cosas que necesitamos para desarrollar nuestras
actividades diarias están compuestas por materia y es la Química la que se ocupa por estudiar la
composición y las transformaciones que sufre la materia.
El químico estudia las propiedades de la materia para poder identificar, clasificar y dar usos a sus
componentes.
GRACIAS A LA QUÍMICA EXISTEN NUEVOS MATERIALES.
La materia es una palabra que proviene del vocablo latino materia, y es la realidad perceptible por los
sentidos que constituye junto a la energía lo que se conoce como mundo físico.
Podemos decir también que materia es todo aquello que tiene masa, volumen, ocupa un lugar en el
espacio y puede ser percibida de la misma forma por diversos sujetos. Se considera que es la parte
sensible de los objetos, es decir, es lo perceptible o detectable por medios físicos, dicho de otra forma,
es todo aquello que ocupa un sitio en el espacio, se puede tocar, sentir, medir, entre otros.
Nuestros sentidos como: la vista, oído, tacto, gusto y olfato, son los receptores de toda la información
sobre lo que nos rodea. Percibimos objetos de diferentes clases, formas, tamaños, sabores, olores,
colores, etc.
Todos estos objetos que nos presenta la naturaleza tienen masa y están formados por materia que
ocupa un lugar en el espacio.
ACTIVIDAD PARA LA CASA
Investigación individual. -
En el cuaderno del estudiante, desarrollar el siguiente proceso:
1.- Como podrás darte cuenta, un lápiz es materia. ¿Cómo medirías su masa?, ¿Qué instrumento usarías?
y ¿de qué manera medirías su volumen?
2.- El amor, un aroma, el agotamiento. ¿Serán materia?, ¿Por qué?
3.- Imagina una balanza con dos globos, uno en cada extremo. Uno de ellos lleno de aire y el otro vacío.
¿Cuál pesará más?, ¿Por qué?, ¿El aire, es materia?.
CLASIFICACIÓN DE LA MATERIA
Con el objetivo de sistematizar de mejor forma el estudio de la materia, los científicos la han clasificado
en dos categorías principales: sustancias puras y mezclas.
Sustancia pura, tiene una composición fija y un único conjunto de propiedades.
Mezcla, compuesta de dos o más sustancias puras.
Las sustancias puras pueden ser elementos o compuestos, mientras que las mezclas pueden ser
homogéneas o heterogéneas:
SUSTANCIAS PURAS - Elementos, son sustancias puras que no pueden ser descompuestas en otras
sustancias puras más sencillas por ningún procedimiento, por ejemplo, los elementos de la tabla
periódica como el oxígeno, hierro, calcio, sodio, yodo, carbono, etc. Se los representa con su símbolo
químico y se conocen aproximadamente 115.
Pregunta: ¿Cuáles elementos son metales?
Respuesta: 1. _____________ 2. _____________ 3. _____________
Pregunta: ¿Cuáles elementos son no metálicos?
Respuesta: 1. _____________ 2. _____________ 3. _____________
Compuestos, son sustancias puras que están formadas por dos o más elementos combinados en
proporciones fijas. Los compuestos se pueden separar a través de procedimientos químicos en los
elementos que los forman y que tienen propiedades diferentes a ellos, por ejemplo el agua, de fórmula
H2O (líquida), está constituida por los elementos hidrógeno (gas) y oxígeno (gas) y se puede
descomponer en estos elementos mediante la acción de una corriente eléctrica (electrólisis).
Un compuesto se representa mediante una fórmula química que es la expresión cuantitativa y cualitativa
de un elemento o compuesto. Por ejemplo, la fórmula para el ácido fosfórico es H3PO4, esto nos indica
que la molécula de ácido fosfórico contiene 3 átomos de hidrógeno, 1 átomo de fósforo y 4 átomos de
oxígeno.
I II III IV V VI VII VIII
1 H1 Elija los elementos por su nombre, símbolo y número atómico. He2
2 Li3 Be4
Pinche aquí para acceder a la historia de la tabla periódica.
B5 C6 N7 O8 F9 Ne10
3 Na11 Mg12 Al13 Si14 P15 S16 Cl17 Ar18
4 K19 Ca20 Sc21 Ti22 V23 Cr24 Mn25 Fe26 Co27 Ni28 Cu29 Zn30 Ga31 Ge32 As33 Se34 Br35 Kr36
5 Rb37 Sr38 Y39 Zr40 Nb41 Mo42 Tc43 Ru44 Rh45 Pd46 Ag47 Cd48 In49 Sn50 Sb51 Te52 I53 Xe54
6 Cs55 Ba56 La57 Hf72 Ta73 W74 Re75 Os76 Ir77 Pt78 Au79 Hg80 Tl81 Pb82 Bi83 Po84 At85 Rn86
7 Fr87 Ra88 Ac89 Rf104 Db105 Sg106 Bh107 Hs108 Mt109 Ds110 Rg111 Uub112 Uut113 Uuq114 UUp115 Uuh116 Uus117 Uuo118
Ce58 Pr59 Nd60 Pm61 Sm62 Eu63 Gd64 Tb65 Dy66 Ho67 Er68 Tm69 Yb70 Lu71
Th90 Pa91 U92 Np93 Pu94 Am95 Cm96 Bk97 Cf98 Es99 Fm100 Md101 No102 Lr103
Pinche aquí para acceder a la versión pdf de la tabla periódica
Read more: http://www.lenntech.es/periodica/tabla-periodica.htm#ixzz4CV4vuu6t
MEZCLAS
Revisando el cuadro sobre los tipos de materia, las mezclas se encuentran formadas por dos o más
sustancias puras en proporciones variables, se las ha clasificado en dos categorías que son: Mezclas
homogéneas y Mezclas heterogéneas.
- Mezclas homogéneas, son conocidas también con el nombre de Disoluciones, son mezclas en las que
no se pueden distinguir sus componentes a simple vista, por ejemplo una disolución de sal en agua, el
aire, una aleación plomo y estaño, etc. Estas mezclas se forman gracias a la capacidad que tienen ciertas
sustancias de disolverse en otras, formando un “todo” homogéneo.
Las mezclas homogéneas más importantes en química, están formadas por un disolvente líquido,
generalmente el agua y uno o varios solutos sólidos, aunque podemos tener disoluciones con un
disolvente líquido y un soluto también líquido, cuando dos líquidos se mezclan homogéneamente se dice
que son miscibles, por ejemplo, el agua y el alcohol, si no se mezclan homogéneamente decimos que son
inmiscibles, por ejemplo el agua y el aceite fríos.
DIFERENTES TIPOS DE DISOLUCIONES
- Mezclas heterogéneas, en éstas, se pueden distinguir sus componentes a simple vista, por ejemplo:
agua con aceite, granito (roca de minerales claros y oscuros), arena en agua, etc.
MEZCLAS NO HOMOGÉNEAS O HETEROGÉNEAS
ESTADOS DE AGREGACIÓN MOLECULAR DE LA MATERIA
La materia se presenta en tres estados de agregación molecular, llamados también estados físicos o
formas de agregación que son: sólido, líquido y gaseoso. Debido a las condiciones existentes en nuestro
planeta, sólo algunas sustancias pueden hallarse de modo natural en los tres estados, por ejemplo, el
agua.
La mayoría de sustancias se presentan en un estado específico y determinado; por ejemplo, los metales
o las sustancias que constituyen los minerales se encuentran en estado sólido, otras como el mercurio
están en estado líquido y finalmente otras como el oxígeno, el hidrógeno o el dióxido de carbono, en
estado gaseoso.
ESTADOS DE AGREGACIÓN DE LA MATERIA
PROPIEDADES Y CAMBIOS DE FASE
Como decíamos, cada uno de los estados de agregación molecular tiene sus propiedades y
características específicas que las diferencian de los demás.
CAMBIOS DE FASE
El término “fase” se refiere a las siguientes formas de materia: gas (g), líquido (l), o sólido (s). La palabra
fase es usada en lugar de estado, para evitar confusión con otras condiciones, como el estado de
equilibrio.
Los cambios de fase están asociados a absorción de energía calorífica (llamados procesos endotérmicos)
o de liberación de energía calorífica (llamados procesos exotérmicos).
Este cambio depende de la presión y temperatura, y del tipo de movimiento interno de las partículas que
componen la sustancia.
Así, en la fase sólida, las partículas (átomos o moléculas) se hallan en una posición compacta con
pequeños espacios entre ellas. A nuestros ojos las partículas parecen estacionarias (que no tienen
movimiento), pero se encuentran vibrando.
En la fase gaseosa, las partículas están todas trasladándose, como también rotando y vibrando. Cuando
se están trasladando, las moléculas pueden romper los enlaces intermoleculares que existen entre ellas y
la distancia entre moléculas se hace grande. El grado de distribución al azar de una sustancia se define
como entropía.
LOS GASES OCUPAN TODO EL ESPACIO
La fase líquida se caracteriza porque las partículas se encuentran vibrando y rotando. Sin embargo, esta
fase también es considerada como una fase intermedia en la cual las partículas tienen los tres
movimientos descubiertos en la fase gaseosa, pero con un grado de movimiento restringido y con espacios
limitados entre las partículas. El agua líquida es un buen ejemplo de esta fase.
Cuando se adiciona energía calorífica, la temperatura de la sustancia se incrementa hasta que alcanza el
punto de fusión. Al rato un cambio de fase toma lugar, la temperatura permanece constante hasta que
toda la muestra se haya fundido. La temperatura empezará a subir hasta cuando se haya alcanzado el
punto de ebullición. Esta temperatura se mantendrá hasta que todo el material cambie de fase líquida a
fase gaseosa.
SUSTANCIA PUNTO DE FUSIÓN (°C) PUNTO DE EBULLICIÓN (°C)
Agua 0° 100°
Nitrógeno -210°C -196°C
Cobre 1083°C 2600°C
Plomo 328°C 1750°C
Mercurio -39°C 357°C
ACTIVIDAD PARA LA CASA
Trabajo en equipo.
En las hojas de sus cuadernos, los estudiantes desarrollarán las siguientes actividades:
1.- Hagan una lista con las cinco sustancias anteriores y el estado en que las encontraríamos un día de
verano cuya temperatura es de 23º
2.- Imagínense que vamos al planeta Urano, cuya temperatura es de 217 grados bajo cero (-217º). Vuelvan
a hacer la lista con las cinco sustancias anteriores indicando en qué estado se encontraría cada una;
imaginaremos que la atmósfera de Urano es semejante a la de la Tierra.
3.- Por último, vamos a la parte soleada de Mercurio. Su temperatura es de 423º. Vuelvan a hacer la lista
con las cinco sustancias y sus estados; Igualmente imaginaremos que su atmósfera es similar a la nuestra.
TEMA SIETE
PROPIEDADES DE LA MATERIA
Siendo la materia el componente común de todos los cuerpos, es en ellos los que la materia va
adquiriendo propiedades o particularidades tales que permiten establecer las diferencias entre unos y
otros.
Las propiedades de la materia son de dos tipos: GENERALES y ESPECÍFICAS.
PROPIEDADES GENERALES
Se llama propiedades generales aquellas que no son ni características ni propias de un determinado
cuerpo, sino que las podemos encontrar en todos ellos pudiendo variar a voluntad y de un modo continuo
y dentro de límites amplios. Estas propiedades son accidentales y no sirven como índices para diferenciar
un tipo de materia de otro.
Estas propiedades son las siguientes:
EXTENSIÓN. - En el espacio ocupado por la materia, el cual depende de la cantidad acumulada y de su
estructura interna, la extensión de un cuerpo es el indicador para diferenciar un tipo de materia de otro.
LA DISCONTINUIDAD. - La materia en su naturaleza interna no es nada continua ni compacta, se
encuentra dotada de minúsculas cantidades que conforman los espacios interatómicos e
intermoleculares.
LA DIVISIBILIDAD. - Es la capacidad que tiene la materia para fragmentarse en pedazos cada vez más
pequeños sin perder su carácter general.
Hasta la actualidad se han señalado fases de esta propiedad de divisibilidad de la materia, a los cuales se
les denomina: PARTICULAS, MOLÉCULAS, ATOMOS y PARTICULAS SUBATÓMICAS.
LA IMPENETRABILIDAD. - Es la propiedad por la cual se establece que el espacio ocupado por un cuerpo
ya no puede ser ocupado por otro al mismo tiempo.
LA FORMA. - Es la configuración exterior que adopta la materia en cada cuerpo la cual puede variar de un
cuerpo a otro, aunque la materia sea la misma; incluso en el mismo cuerpo la forma puede variar de un
momento a otro como sucede en el humo y otros gases.
LA DIMENSIÓN. - Se puede medir en tres sentidos largo o longitud, ancho o latitud y espesor o altura o
profundidad.
LA MASA. - Es el contenido que constituye un cuerpo determinando su tamaño o volumen.
EL PESO. - Es la propiedad general que se refiere a la masa o sea a la cantidad de materia que conforma
un cuerpo y a la acción de la gravedad sobre la misma.
LA TEMPERATURA. - Es el grado de contentamiento que ostenta un cuerpo determinado; puede variar de
un cuerpo a otro o de un ambiente a otro.
LA PRESIÓN. - Es el resultado de la temperatura; un cambio de temperatura puede ocasionar un cambio
en la presión; pero también ejercida desde afuera puede variar la forma, el volumen y el tamaño de un
cuerpo.
LA ILUMINACIÓN. - Es el resultado de los efectos de la luz que incide sobre las paredes de un cuerpo; un
mismo cuerpo puede ostentar diferentes formas de acuerdo con la dirección desde la cual se enfoca la
luz, por esta razón la iluminación resulta una propiedad puramente accidental.
LA ELECTRIFICACIÓN. - Es la capacidad de la materia de reaccionar ante el estímulo de la corriente
eléctrica; en unos casos se ioniza, es decir, se disgrega en fragmentos cargados eléctricamente
denominados iones, en otros casos se destruye y en algunos casos no presenta ningún efecto.
LA INERCIA. - Es la propiedad por medio de la cual los materiales tienden a mantener su estado de
movimiento o de repaso; por medio de esta propiedad todos los cuerpos presentan resistencia a cambiar
su estado inicial, sin que aquella dependa del tipo de naturaleza de la materia.
PROPIEDADES ESPECÍFICAS
Son aquellas que poseen los cuerpos y que sirven para diferenciarlos a unos de otros de acuerdo con el
tipo de materia que los constituyen. Por las propiedades generales los cuerpos pueden asomar iguales, a
nuestra vista, por las propiedades específicas estos son de naturaleza diferente. Estas propiedades son las
siguientes:
LA DENSIDAD. - Es la relación que existe entre la masa y el volumen de un cuerpo. Para expresar la
densidad de la materia se toma como unidad de masa el gramo (g) y para la unidad de volumen en
centímetro cúbico (c.c); por eso la densidad se expresa en g/cc.
DUREZA. - Es la resistencia que oponen los cuerpos a ser rayados o rallados, lo cual varía también de
acuerdo con el tipo de materia que poseen. Para comprobar el grado de dureza de la materia se tiene la
tabla de movimiento en el cual se da la dureza de las sustancias tomadas como características.
DIAMANTE LA SUSTANCIA MÁS DURA
EL OLOR. Es la impresión de los efluvios de los cuerpos que causan en el sentido del olfato: los efluvios
son partículas muy tenues que emiten los cuerpos, pero no todos en igual intensidad, el olor es típico de
cada sustancia, unos son agradables, picantes y desagradables.
EL COLOR. - Es la impresión que causa en el sentido de la vista los rayos de la luz reflejados por un cuerpo,
cada tipo de materia ostenta una coloración diferente.
EL SABOR. - Es la impresión que las partículas materiales producen en el sentido del gusto, cada cuerpo
tiene su sabor distinto, por eso a través del sabor se puede diferenciar los tipos de materia. Los sabores
son cuatro: dulce, ácido, salado y amargo
EL ESTADO FÍSICO. - En cuanto una propiedad, es la capacidad que tiene la naturaleza para conservar su
forma y volumen; los estados físicos de la materia son cuatro: sólido, líquido, gaseoso y coloidal.
PUNTO DE FUSIÓN. - Es la propiedad por la cual la materia pasa del estado sólido al estado líquido por
absorción del calor.
PUNTO DE EBULLICIÓN. - Es la propiedad por la cual los líquidos pasan en su totalidad, del estado líquido
al estado de vapor, como consecuencia de la absorción del calor.
SOLUBILIDAD. - A través de la cual las sustancias demuestran su miscibilidad o inmisibilidad en otras
sustancias. Para que una sustancia sea soluble en otra intervienen algunos factores que dependen de la
naturaleza misma de la materia.
CONDUCTIVIDAD TÉRMICA. - Indica la capacidad que tienen los cuerpos para conducir el calor.
El calor es una forma de energía y se manifiesta por la capacidad de movimientos de las moléculas dentro
de un cuerpo.
CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA. - Es la capacidad que tienen los cuerpos para conducir la corriente eléctrica.
La electricidad es una forma de energía originada por el flujo de electrones.
FORMA CRISTALINA. - Los distintos elementos constitutivos de la materia tienen dos formas de
presentación: amorfos y cristalinos; los elementos cristalinos se presentan en forma de poliedros más o
menos regulares que reciben el nombre de cristales; los amorfos no presentan esta forma; sino una
disposición muy variable de estos elementos (moléculas).
TRANSPARENCIA. - Es la propiedad que tienen los cuerpos, de dejar pasar a la luz a través de ellos de
acuerdo al tipo de materia que lo constituye. La transparencia es característica solamente de cierto tipo
de materia.
CAPACIDAD MECÁNICA. - Es la propiedad que tiene la materia para generar movimiento. No todo tipo de
materia puede generar movimiento, a no ser que actúe sobre ella una forma de energía como el calor o
la electricidad.
ACTIVIDAD PARA LA CASA
1.- En tu cuaderno de química elabora una síntesis con cada una de las propiedades de la materia, para
ello utiliza un organizador gráfico de tu preferencia.
TEMA OCHO
ELEMENTOS QUÍMICOS
ELEMENTOS QUÍMICOS O CUERPOS SIMPLES
Todo cuanto constituye la materia y conforman las diferentes sustancias puede dividirse en dos grandes
grupos: LAS SUSTANCIAS ELEMENTALES Y LOS COMPUESTOS entendiendo que los compuestos se
obtienen por la combinación de sustancias elementales.
Una sustancia elemental es aquella que está constituida por átomos de una sola clase o de la misma
naturaleza y se le denomina elemento químico o también cuerpo simple, un compuesto es en cambio
aquella sustancia que se encuentra constituida por átomos de dos o más clases diferentes de naturaleza
distintas sujetándose a principios de proporcionalidad ya determinada.
Elemento químico o cuerpo simple. Ejm:
C = Cloro O = Oxígeno Al = Aluminio
Compuesto químico. Ejm.
H2 O = Agua: 2 hidrógenos y 1 Oxígeno.
ClNa = Cloruro de Sodio: 1 Cloro y 1 Sodio.
Al (OH)2 = Hidróxido de aluminio: 1 aluminio, 2 oxígenos y 2 hidrógenos.
NATURALEZA DE LOS ELEMENTOS QUIMICOS
Según Aristóteles en la naturaleza existían cuatro elementos fundamentales LA TIERRA, EL MAR, EL AGUA
y EL FUEGO, nombre que se les utiliza probablemente para representar los ESTADOS SÓLIDO, LIQUIDO y
GASEOSO y EL ESTADO DE INCANDESCENCIA O CONBUSTIÓN DE LA MATERIA. En la actualidad esta
concepción de Aristóteles está muy lejos de las actuales investigaciones en Química, pues parecía que
antiguamente se pretendía simplificar el estado de la naturaleza.
Existen pues las pruebas de que el ORO, COBRE, HIERRO, PLOMO y el ESTAÑO, fueron ya conocidos por
el hombre unos 3000 A.C. y que el ARSENICO, EL ANTIMONIO y EL MERCURIO, fueron descubiertos antes
del año 1500 A.C. en la biblioteca de San Marcos en Valencia España, se conserva el manuscrita de un
alquimista del siglo II de nuestra era, la cual los metales se identificaban con cuerpos celestes.
EL ORO.- Con el Sol.
LA PLATA.- Con la Luna o la que se llama Diana.
EL PLOMO.- Con el Saturno.
EL HIERRO.- Con Marte.
EL COBRE.- Con Venus ya que era extraída de CHIPRE, ya que se adoraba al Dios Venus.
EL ESTAÑO.- Con Mercurio.
EL ELECTRO.- Con Júpiter.
EL MERCURIO.- Se llama así por las supuestas relaciones con dicho planeta.
En conclusión podemos manifestar que los elementos químicos conocidos desde la antigüedad pero no
en la forma extremadamente se los tiene sino como algo que forma parte del mundo natural.
SU PRESENCIA EN EL MUNDO MATERIAL.
Todos los elementos químicos se encuentran en la naturaleza ya sea en estado libre, conformando los
yacimientos o combinando con otros elementos.
El número de estos elementos han ido creciendo año tras año por nuevos descubrimientos e
investigaciones. El tiempo es el siguiente.
- Anteriormente hasta 3000 A.C. se conocían 6 elementos.
- Hasta 1500 años A.C. se conocían ya 9 elementos.
- En la época de Mendeleyev, en 1883 se habla ya de 63 elementos.
- En el año 1954 se anunció el descubrimiento del elemento 100
- En la actualidad se habla ya de 105 elementos y se anuncia el descubrimiento de otros elementos
que se encuentran en proceso de confirmación.
De los 105 elementos químicos los más comunes son 25 y de estos 8, o sea; Oxigeno, Silicio, Aluminio,
Hierro, Calcio, Magnesio, Sodio, Potasio, constituyen el 97% de la corteza terrestre encontrándose
combinados o mezclados con otras sustancias formando compuestos.
NOMENCLATURA O NOMBRE DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS
Para la denominación concreta que permite distinguir un elemento de otro se aplicaron las siguientes
reglas.
a) La influencia del latín y el griego han sido notorios, también en la estructuración de las ciencias
dentro de la química por esta razón a los elementos químicos se dieron nombres en el latín y el
griego que más tarde fueron traducidos al español. Ejm.
Ferrum = Hierro, Cuprum = Cobre, Aurum = Oro, etc.
b) Como segunda regla fue, darles el nombre del lugar, ya sea del descubrimiento o del lugar donde
existe una mayor cantidad, por ejemplo: Plutonio en honor a Plutón; Uranio recuerda al planeta
Urano; Europio en honor a Europa, etc.
c) La tercera regla consistía en la asignación del nombre del descubridor o investigador que condujo
a su conocimiento, por ejemplo: Einstenio, en honor a Einstein; Mendelevio, en honor a
Mendeleyev; Rutenio, que recuerda a Rutefort, etc.
d) También se adoptó como regla la adjudicación de un nombre de acuerdo al significado de cada
elemento; por ejemplo, Hidrógeno, que significa generador de agua.
En esta forma se fueron dando el nombre a los elementos químicos para poder diferenciar unas de otras
y facilitando así el estudio de la química.
5.- SIMBOLOGÍA DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS.
Cuando se dieron ya conocimientos sobre las reacciones de los elementos se encontraron con la
imposibilidad de expresarlas utilizando el nombre del mismo, por lo que fue necesario buscar una forma
más sencilla para expresar las combinaciones y las compuestas de estos elementos, para que facilite su
manejo y que sirve para entenderlo en todos los idiomas. Los primeros símbolos de los elementos fueron
los siguientes:
Oro: o Cobre:
Plata: o Azufre:
Mercurio: o Hidrógeno:
Plomo: Oxigeno:
Hierro: Carbono:
El Inglés John Dalton agrego a los símbolos gráficos la idea de pesos con los cuales hasta comenzó a
intentar la representación de ciertos compuestos como:
El agua: +
Según como se multiplicó el número de elementos fue tornándose cada vez más complejo y difícil en
reconocer por lo cual se formula ciertas reglas que están en vigencia hasta nuestros días.
LA NECESIDAD DE CLASIFICAR A LOS ELEMENTOS QUÍMICOS
Lee con atención
Las letras que no fueron invitadas a formar parte de la tabla periódica Si observamos con atención
podremos ver que, en la Tabla Periódica de los elementos químicos, la única letra del alfabeto que no
está, es la jota (j).
Pero ¿Cuál podría ser la causa?, lo que ocurre es que los nombres de los elementos químicos son
abreviaciones que vienen de sus nombres en latín, y la J no existía en latín, más bien, la J es una
transformación que sufrió la I, esto explica que la J también tenga un punto arriba.
Inicialmente se le conoció como i holandesa. En otros lugares se le conoce como “i” larga. El nombre
actual (“jota“) puede haber sido tomado de la “iota” griega aunque coincide con el nombre del baile
español. Por eso no es de extrañar que la letra J no se encuentre en la Tabla Periódica, igual que también
la letra Ñ, por razones similares.
Adaptación – Tic´S
http://www.planetacurioso.com/2006/11/29/%C2%BFsabias-que-la-letra-j-no-aparece-en-la-tabla-
periodica/
a) Los elementos químicos se les representa por la letra inicial de su nombre español o latino, por
ejemplo, Oxigeno O, hidrógeno H, Carbono C, Fluor F.
b) Cuando las letras iniciales tienden a confundirse con el otro nombre de otros elementos, se
utilizará la primera y la segunda letra: Ejm. Calcio Ca para no confundir con Carbono; Osmio Os
para no confundir con Oxigeno, etc.
c) En 1911 Berselius propuso la utilización de las dos letras iniciales del nombre latino, Ejm. Ag
Plata, Cu Cobre, Au Oro, Pb Plomo, etc. (sus nombres latinos son Argentium, Cuprum, Aurum,
Plumbum)
d) En caso de confusión de las primeras y segundas letras, se deberá utilizar la primera y la tercera
letra. Ejm, Mg Magnesio, Mn Manganeso, At Astato, Tl Talio.
ACTIVIDAD PARA LA CASA
El estudiante debe contestar en su cuaderno las siguientes preguntas:
1. ¿Por qué se acudió al latín para que sea la base de la nominación de los elementos químicos?, ¿Por
qué no se han utilizado idiomas contemporáneos como el nuestro?.
2. ¿Podrías escribir con la ayuda de tu profesor o profesora, los nombres completos en latín de algunos
elementos de la tabla periódica?.
3. ¿Podrías comentarnos algunas razones por las que llegó un momento en la historia en el que era muy
importante clasificar a los elementos químicos?.
4. ¿Podrías citar algunos aspectos en los que la tabla periódica ayude al trabajo de los hombres de
ciencia?, ¿Cómo lo hace?
TEMA NUEVE
SISTEMA PERIÓDICO MODERNO.
DESCRIPCIÓN DE LA TABLA PERIÓDICA
PRIMEROS INTENTOS PARA CLASIFICAR A LOS ELEMENTOS Antes de que contáramos con la actual clasificación de los elementos, hubieron intentos de establecer un orden en los elementos conocidos en función de su masa atómica, es así que aparece el trabajo desarrollado por Chancourtois con su obra llamada “tornillo telúrico”, el de Döbereiner con sus tríadas y el de Newlands con los primeros grupos y períodos conocidos y su ley de las octavas, mejorada luego por el científico Odling que desarrolló una clasificación más próxima a la de Mendeleiev. El interés y la necesidad de clasificar a los elementos surge porque a mediados del siglo XIX, el número
de elementos que se conocía era tan grande que los químicos necesitaban con urgencia encontrar
alguna propiedad, ley, regla, norma o ley que impusiera orden; en definitiva, clasificar a los elementos
urgía, pues solamente de esta forma los hombres de ciencia podrían explicarse mejor los diferentes
procesos que se dan en la naturaleza como la formación de compuestos o su descomposición.
RELACION CON LAS Tic´s (REFUERZO)
https://youtu.be/KIz9H_NvYcM
https://youtu.be/OjzdcSlhlUE
La tabla periódica de los elementos químicos tal como hoy se la conoce en la actualidad tiene la siguiente
descripción:
En ella se encuentra 103 elementos químicos conocidos y confirmados por la IUPAC (Unión Internacional
de Ciencia Pura y Aplicada)
Los 103 elementos se encuentran divididos de la siguiente manera en tres grupos:
a) Los metales, hacia la izquierda siendo los últimos de esta serie en si ubicación:
El Al (13), el Ga(32), el Sb(51) y el PO(84) cuya división esta representada a la izquierda por una
línea gruesa en forma de escalera que va desde arriba hacia abajo y a la derecha excluyendo de
este grupo a los elementos: B 5, Si (14), As(33), Te(52), y At(85)
b) Los no metales, elementos que quedan hacia la parte derecha y superior de la línea descrita
anteriormente dentro de cuyo espacio, hacia el ángulo inferior izquierdo se acentúan las
propiedades metálicas y no metálicas, hacia el ángulo superior derecho.
Los elementos que se encuentran justamente en la línea de separación, como el B, Si, Ge, Sb, As,
Te, Po, participan tanto de las propiedades de los metales como de los no metales razón por la
cual se los denomina Metaloides.
c) La última columna de la derecha, esta formado por los elementos: He (2), Ne (10), Ar(18),
Kr(36), Xe(54), y Rn(86), representa los gases raros, denominados también gases nobles o
inertes por cuanto no reaccionan con ningún otro elemento para formar compuestos.
LOS PERIODOS
Se llama periodo a cada una de las filas horizontales de elementos. Existen 7 periodos en la tabla
periódica.
Periodo # 1: tiene 2 elementos, el H y el He
Periodo # 2: tiene 8 elementos, del Li al Ne
Periodo # 3: tiene 8 elementos, del Na al Ar
Periodo # 4: tiene 18 elementos, del K al Kr
Periodo # 5: tiene 18 elementos, del Rb al Xc
Periodo # 6: tiene 32 elementos, del Cs al Rn (incluido serie lantánidos)
Periodo # 7: tiene 17 elementos, del Fr al Lw (incluido serie actínidos)
LOS GRUPOS
Se denominan grupo a cada una de las columnas de elementos de la tabla periódica.
A los elementos de un mismo grupo se los llama elementos congéneres ya que tienen sus propiedades
físicas y químicas íntimamente relacionadas.
Se han organizado en la tabla periódica los siguientes grupos: IA, IB, IIA, IIB, IIIA, IIIB, IVA, IVB, VA, VB, VIA,
VIB y VII.
OTROS DATOS DE LA TABLA PERIÓDICA
Es posible también encontrar otros datos de los elementos químicos tales como su peso atómico, la
estructura atómica de sus últimos orbitales.
Existen tablas que abundan en datos importantes, alguna contiene el punto de fusión, el punto de
ebullición, la densidad, la estructura cristalina, etc.
Los colores empleados en tabla también tienen su significado, el azul significa propiedades básicas, el rojo
la acidez, variando esta de acuerdo a la intensidad del color.
También se puede utilizar los colores para expresar el estado físico del elemento, etc.
Todos estos datos nos traen explicados en las tablas por medio de una clave.
TIPOS DE ELEMENTOS QUÍMICOS.
El término elemento, desde el punto de vista química ha sido definida como: Sustancia simple que no
puede descomponerse por medios químicos y que está formada por átomos que tiene el mismo número
de electrones en la corteza y análogas propiedades químicas.
En la naturaleza existen un total de 81 elementos estables o no radioactivos y 8 elementos radioactivos,
el resto hasta completar los 105 elementos conocidos en la actualidad han sido obtenidos artificialmente
en el laboratorio.
Si tomamos como base la tendencia de los elementos a perder o a capturar electrones, estas se dividen
en dos grandes grupos: metales y no metales. A parte de estos dos grupos de elementos, existe una
tercera, el de los Gases Raros, Nobles e Inertes, denominados así por ser químicamente inactivos, esto es
que no poseen tendencia alguna a combinarse con otros elementos para formar compuestos.
LOS METALES.
Cuerpos simples que tienen la tendencia a ceder electrones de la órbita periférica transformándose en un
ión positivo y como tal suele encontrarse en los compuestos.
En estado natural, muy raramente los metales se encuentran puros, pues generalmente se encuentran
combinados con el oxígeno o con otros elementos, especialmente con el azufre.
El metal mas difundido en la corteza terrestre es el Al, seguida por el Fe, Ca, el Na el K y el Mg, en su orden,
los restantes se encuentran en proporciones mínimas.
Entre las principales propiedades de los metales se encuentran:
- Poseen brillo, característico o brillo metálico.
- Maleabilidad, la capacidad del metal para ser batidos y extendidos en planchas o láminas
propiedad que aumenta con el calor.
- Ductivilidad, capacidad para ser estirados y reducidos a hilos muy delgados.
- Conductibilidad, capacidad para conducir el calor y la electricidad.
LOS NO METALES
Son elementos químicos que tienen la tendencia a capturar electrones de otros átomos para
transformarse en iones negativos. Entre las propiedades más importantes tenemos:
- No poseen brillo metálico.
- Son malos conductores del calor y la electricidad.
- Su peso específico es bajo.
- No son maleables, esto es, no se pueden reducir a láminas ya que ante una presión o golpe de
martillo se vuelven quebradizos.
- Tampoco son dúctiles, es decir, no se prestan para reducirlos a hilos delgados.
Algunos no metálicos a la temperatura ordinaria son sólidos, como el C y el Si, etc, otros son líquidos como
el Boro y otros gases, como el Cloro.
Existen un total de 22 no metales.
SEMIMETALES.
- Tienen propiedades intermedias entre los metales y los no metales.
- El Silicio por ejemplo es un semi metal que tiene brillo, pero no es maleable ni dúctil, sino que es quebradizo como muchos no metales. Además es menos un mal conductor de la electricidad y el calor.
- Los semi metales se usan muy a menudo en la industria de los semiconductores (diodos, procesadores, memorias de computadoras, etc.).
Boro Silicio Germanio Arsénico
LOS GASES NOBLES
Se denominan gases nobles aquellos elementos que a la temperatura ordinaria se encuentran en estado
gaseoso y se caracteriza por sus propiedades de no combinarse con los demás elementos para formar
compuestos ya que estos elementos se encuentran saturados en la última órbita.
El nombre de estos elementos deriva del griego como He de Helios (sol); Ne de Neos (nuevo); Ar de Argos
(inertes); K1 de Kryptos (oculto); Xe de Xenos (extraños).
Gas Neón Gas Argón Gas Kriptón
VIDEO REFUERZO:
https://youtu.be/efOBfpJYaCo
https://youtu.be/OjzdcSlhlUE
TEMA DIEZ
PROPIEDADES PERIÓDICAS DE LOS ELEMENTOS
Son propiedades que presentan los elementos químicos y que se repiten secuencialmente en la tabla
periódica, esto supone, por ejemplo, que la variación de una de ellas en los grupos o en los períodos
responde a una regla general. Esto nos permite, al conocer estas reglas de variación, cuál va a ser el
comportamiento químico de un elemento, ya que dicho comportamiento, depende en gran manera, de
sus propiedades periódicas.
- Energía de ionización.- La primera energía de ionización (EI) es la energía necesaria para arrancar el
electrón más externo de un átomo en estado gaseoso en su estado fundamental.
- Electronegatividad.- La electronegatividad es la tendencia que tienen los átomos de un elemento a
atraer hacia sí los electrones cuando se combinan con átomos de otro elemento. Por tanto es una
propiedad de los átomos enlazados.
- Afinidad electrónica.- La afinidad electrónica es la energía puesta en juego que acompaña al proceso
de adición de un electrón a un átomo gaseoso (AE).
- Radio atómico.- Es la distancia entre el núcleo de un átomo y el electrón estable más alejado del
mismo. Se suele medir en picómetros (1 pm=10–12 m) o Angstroms (1 Å=10–10 m).
TEMA ONCE
ESTUDIO DEL ATOMO
AL FINALIZAR EL PRESENTE BLOQUE DESARROLLARÁS LAS SIGUIENTES DESTREZAS CON CRITERIOS DE
DESEMPEÑO
- Diferenciar los constituyentes del núcleo atómico, como base para comprender los progresos logrados dentro de esta ciencia en el tiempo actual.
- Describir la estructura de la envoltura atómica reconociendo en todos sus elementos la base de las reacciones materiales.
- Diferenciar los niveles de energía en base al número de electrones que contiene cada uno de ellos.
- Ejercitar la representación gráfica de los átomos de diversos elementos por interpretación de la estructura electrónica traída en las tablas.
- Diferenciar a los elementos químicos conocidos hasta la actualidad, por la valencia de sus átomos, elaborando tablas para facilitar su conocimiento y manejo.
DEFINICIÓN Y NATURALEZA DEL ÁTOMO
La palabra ÁTOMO se encuentra constituida por 2 voces griegas que significa A= SIN, TOMO = DIVISIÓN.
Por lo tanto de acuerdo a su etimología átomo significa: aquello que no se puede dividir.
Toda la materia se compone de átomos, los átomos son las unidades estructurales de los líquidos, sólidos,
gases y por lo tanto conservan su identidad cuando tiene lugar las reacciones químicas. Son partículas
materiales muy diminutas cuyo diámetro varia entre 2 y 15 Angstroms (A°). El termino Angstroms deriva
del científico-físico sueco A.J. Angstrom (1841 – 1874) y es utilizada como una unidad de medida para
medidas pequeñas 1A° = 1.10-8 cm, es decir que, 1A° es = 0,00000001; 1cm es= 100,000.000A°.
En realidad el tamaño del átomo es tan pequeño que si tomamos un pedazo de material de 2.5cm de diámetro y lo ampliamos hasta el tamaño de la tierra sus átomos alcanzaran el tamaño de una pelota de Tenis o de Golf, también se compara diciendo que si tomamos unos 40.000,000 de átomos y los colocamos una conjuntamente con otra en fila tendríamos que se alcanzaría el tamaño de una longitud de 1cm.
TEORÍA ATÓMICA DE DALTON
- Anoxágoras (500 A.C.) afirmada que la materia se compone de minúsculos gérmenes invisibles; este investigador no establecía la diferencia entre átomo y molécula.
- Leucipo, Demócrita y Empedocles, consideran que la materia se puede dividir pero solo hasta cierto límite, este límite aun no es especificado.
- Aristóteles (3000A.C.) denominada a este límite “Mínimo Común” o “Mínimo Natural”
Años mas tarde este mínimo natural se denominaba Átomo, es decir, lo que ya no se puede
dividir, a sí se lo creyó por mucho tiempo, en la actualidad se puede contar ya con las partículas
subatómicas y más aun, se esta aprovechando el enorme potencial enérgico que dichas partículas
encierran.
- En 1803, el científico inglés Juan Dalton reunió todos los conocimientos que tenían hasta entonces y como conclusión formuló su Teoría Atómica sintetizada en cinco puntos.
a) Existen tantos tipos de átomos. En la actualidad se conoce 105 elementos químicos, se tendrá entonces 105 tipos diferentes de átomos ya que cada elemento tiene sus átomos característicos y propios.
b) Los cuerpos se componen de la unión de partículas denominados átomos. Todo cuerpo está constituido por materia y esto se le puede dividir hasta llegar al átomo. Los átomos al unirse unos con otros conforman las moléculas, las moléculas al unirse con otras constituyen los cuerpos.
c) Los átomos son invisibles. Por mucho tiempo se considero al átomo como invisible pero en la actualidad las investigaciones nos demuestran que aun en el átomo existen partículas inferiores denominadas partículas subatómicas y de ellas se ha llegado a explotar su potencial enérgico.
d) Los átomos de los cuerpos simples son todos iguales y del mismo peso. Todo elemento químico está constituido por átomos, estos átomos, dentro de un mismo elemento, son iguales y tienen igual peso.
e) Los componentes químicos se forman por la unión de átomos de distintos elementos, constituyendo grupos de átomos denominados moléculas. En realidad la molécula resulta la unión de dos o más átomos, por tanto, podemos hablar de moléculas biatómicas, triatómicas, tetraatómicas, etc.
En general poli atómicas, para formar los componentes químicos, los átomos tienen que obedecer
a reglas de la naturaleza.
PARTES DEL ÁTOMO
Todo átomo está formado por dos partes bien diferenciadas: El Núcleo o parte central y la Envoltura llamada también Corona eléctrica que es la parte que rodea al núcleo.
EL NÚCLEO Y SUS CONSTITUYENTES
El núcleo es la parte centrada del átomo, está constituida por numerosas partículas entre las cuales se encuentran los protones y los Neutrones.
El núcleo es unas diez mil veces más pequeño que el átomo en general. Si representamos al núcleo
atómico como una esfera de 1cm de diámetro, las órbitas estarán ubicadas a unos 100 metros de distancia
en cada una, el núcleo contiene casi la totalidad de la masa atómica y por lo tanto, representa casi la
totalidad del peso atómico.
Además de los protones y neutrones, en el núcleo se encuentra también otras partículas como son:
Positrones, Mesones, Fotones Neutrinos, Partículas V.
EL POSITRON.- Es una partícula similar al electrón, pero con carga (+) tiene un periodo de vida de
0,0000000001 seg., se destruye al reaccionar con el electrón, con la emisión de dos fotones.
EL FOTON.- Es una partícula elemental de luz que sale del átomo cuando este se desintegra, no tiene carga
eléctrica y se mueve a la velocidad de la luz, esto es 300.000Km por seg.
EL MESÓN.- Es una partícula de masa intermedia entre el electrón y el platón, se produce por la acción de
los rayos cósmicos sobre la materia. Se conoce cinco tipos de mesones: V(+), V(-), y O(+), O(-) y O
(neutra).
PARTICULAS V.- Tiene una masa mayor a la del platón y en cuanto a su carga los hay positivos, negativos
y neutro.
EL NEUTRINO.- Proviene de la descomposición de los núcleos radioactivos y carecen carga eléctrica.
LOS PROTONES.- Son partículas que conforman el núcleo, están cargados de electricidad positiva y
resultan de la unión de un pisitrón que tiene electricidad positiva, con un neutron que carece de carga
eléctrica. El número de protones existentes en el núcleo del átomo es igual al número atómico del
elemento.
LOS NEUTRONES.- Son también diminutas partículas materiales que se encuentran en el núcleo atómico,
no tienen carga eléctrica ni positiva ni negativa, de ahí su nombre.
Es el resultado de la conjugación de un positrón que tiene carga eléctrica positiva otro electrón que tiene
carga eléctrica negativa.
El número de neutrones existentes en el núcleo se establece por la diferencia entre el peso atómico y el
número atómico del elemento.
LA ENVOLTURA ATÓMICA
La envoltura o corona electrónica es la porción de átomo que rodea al núcleo y en el cual se encuentra girando los electrones ordenadamente.
La envoltura no es una parte sólida y compacta, sino vacía de materia y constituida más bien por energía
atómica.
Los elementos que se destacan en la naturaleza atómica son los electrones los que se encuentran en
constante movimiento giratorio.
VIDEO DE REFUERZO:
https://youtu.be/vkjfD4AL1d8
EL ELECTRON
Es una partícula material de masa muy pequeña, equivalente a la 1836 ava. parte del núcleo más ligero, su carga eléctrica es negativa, tiene aproximadamente el mismo tamaño del núcleo siendo su diámetro unos 10-12cm.
Todos los electrones de un átomo son atraídos por el núcleo de ahí su tendencia a agruparse hacia el
centro del átomo.
Los electrones el formar la corteza atómica, son las responsables de las propiedades químicas del mismo,
están dotados de un doble movimiento, el Spín que es un movimiento angular instantáneo y un
movimiento rotacional sobre si mismo que es el que genera una carga magnética.
TEMA DOCE
NIVELES DE ENERGÍA
Los electrones se encuentran girando en torno al mundo dispuesto en órbitas cuyo radio está determinado por la energía del electrón y esta energía aumenta por cuantos.
Un cuanto se refiere a una cantidad de energía muy discreta.
En todos los átomos existen 7 niveles de energía que son los sitios en los cuales se encuentran los
electrones, razón por la cual a estos niveles también denominados órbitas se les conoce como números
cuánticos dichas órbitas o números cuánticos se les denomina por medio de los números 1-2-3-4-5-6-7,
o también por medio de letras K, L, M, N, O, P, Q, respectivamente a los números dados.
SUBNIVELES DE ENERGÍA
Los electrones al girar desordenadamente alrededor de su órbita darían lugar a una serie de choques y que terminarían con la destrucción del átomo la arquitectura atómica considera un ordenamiento mas precioso al tomar encuentra que cada nivel se encuentra dividido en sub niveles a los cuales se les representa con las letras s, p, d, f. N° Cuántico Niveles Subniveles 1 K s 2 L s, p 3 M s, p, d 4 N s, p, d, f 5 O s, p, d, f 6 P s, p, d 7 Q s, p. ORBITALES ATÓMICAS. La estructura de la envoltura atómica en niveles y subniveles a un no nos da una idea precisa del sitio en el cual gira el electrón para ello es necesario aclarar además el concepto de orbita atómico. El orbital atómico constituye el sitial preciso en el cual se encuentra girando un electrón. Cada uno de los subniveles anteriormente comprende a su vez un determinado número de orbitales y por cada orbital solo puede girar 2 electrones, así: Subniveles Orbitales. El subnivel s tiene 1 orbital El subnivel p tiene 3 orbitales El subnivel d tiene 5 orbitales El subnivel f tiene 7 orbitales SATURACIÓN ELECTRÓNICA DEL ATOMO Conociendo el número de niveles y orbitales atómicos y sabiendo que por cada órbita pueden circular 2 electrones resulta fácil determinar el número total de electrones que puede entrar como máximo en toda la estructura atómica para saturar al átomo. Además para facilitar el cálculo, la química nos proporciona también una formula 2.n2 que significa el doble del número de nivel elevado al cuadrado. Aplicando está fórmula tenemos el siguiente cuadro del número total de electrones que puede entrar en cada órbita capa o nivel. Nivel 1 K 2.1= 2e Nivel 2 L 2.2= 8e Nivel 3 M 2.3= 18e Nivel 4 N 2.4= 32e Nivel 5 O 2.5= 50e Nivel 6 P 2.6= 72e Nivel 7 Q 2.7= 98e ESQUEMAS ATÓMICOS
Comenzaremos manifestando que existen dos formas de representar lo esquemas de un átomo cualquiera, la teórica y la práctica. El esquema teórico como su nombre lo indica consiste en representar al átomo indicando únicamente los electrones en las capas o niveles, sin especificar con presión la ubicación correcta de los mismos en sus subniveles y orbitales. El esquema práctico en cambio representa al átomo tal cual es con la correcta ubicación de sus electrones en subniveles y orbitales atómicos. ESQUEMA TEÓRICO Para trazar el esquema teórico de un átomo se tomarán en cuenta las siguientes reglas: 1.- El número atómico representa el número de protones del núcleo. 2.- Como el peso atómico representa el número de protones más el número de neutrones del núcleo, el número de neutrones están determinadas por la diferencia entre el peso atómico y el número atómico que vienen dados en la tabla. 3.- Como todo átomo es eléctricamente neutro, el número de electrones de la envoltura o corona deberá ser siempre igual, al número de protones del núcleo. 4.- Por la distribución de los electrones en las capas y órbitas de la envoltura tomamos en cuenta los datos de saturación eléctrica del átomo. NUMEROS CUÁNTICOS
CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA
VIDEO REFUERZO: https://youtu.be/INPYurE8huE
https://youtu.be/hfqnVs5VCiY ACTIVIDAD PARA LA CASA Tomando en cuenta en diagrama de Moller y mediante el diagrama del orbital, realice la configuración electrónica de los siguientes átomos: Al, Bi, O, Ca, Sn, N, Hg, F, Br, Sb CLASIFICACIÓN DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS POR LA VALENCIA DE SUS ATOMOS De acuerdo a la valencia de los átomos, los elementos químicos forman varios grupos, pues hay algunos que funcionan con una sola valencia otros que funcionan con 2, 3, 4, o más valencias. La tabla que presentamos a continuación nos permite conocer la clasificación de todos los elementos
químicos por sus valencias, la misma que servirá de base para la formulación química, razón por la cual se
recomienda su dominio absoluto. ANEXO 2.
Anexo 1.
TABLA DE EQUIVALENCIAS
UNIDADES DE LONGITUD UNIDADES DE VOLÚMEN
Kilómetro Km 1000 m
Hectómetro hm 100 m
Decámetro dam 10 m
Metro m 100 cm
Metro m 10 dm
Metro m 1000 mm
Decímetro dm 0,1 m
Centímetro cm 0,01 m
Milímetro mm 0,001 m
Micra u 0.000001 m
Ángstrom a 10-10 m
10-8 m
Pulgada pulg. 2,54 cm
Pie pie
30,48 cm
0,3048 m
12 pulg.
Milla mi 1,609 Km
Yarda yda.
36 pulg.
3 pies
91,44 cm
UNIDADES DE MASA
UNIDADES DE
TIEMPO
TEMPERATURA
° C a ° K ° K = ° C + 273
° K a ° C ° C = ° K - 273
° F a ° C ° C = 5/9 (°F – 32)
° C a ° F ° F = 9/5 x °C + 32 ° F a ° R ° R = ° F + 460
° R a ° F ° F = ° R - 460
PRESIÓN
1 atm 760 torr. o 760 mm/Hg
Galón gl
231 pulg. 0,13337 pie3 3,785 litro 3785 cm3
Barriles de petróleo bp 0,562 pie3
42 gl
Onza líquida Onz liq 1,80 pulg3 29,57 cm3
Pintas de sangre pt 28,68 pulg3
0,124 gl 470 cm3
Pie cúbico Pie3
28,32 litros 7,482 gl
1728 pulg3 0,115 bp
Centímetro cúbico Cm3 = ml = cc 0,061 pulg3
Pulgada cúbica Pulg3 16,39 cm3
0,0164 dm3(lt)
Mililitros ml 0,001 lt
1 cc
Metro cúbico m3 1000 lt
1 litro lt 1000 cm3
Kiogramo Kg 1000 g 2,202 lb 35,24 onz
Gramo g 10-3 Kg 0,001 Kg 1000 mg
Libra lb 454 g 0,45 Kg 16 onz
onza onz 28,38 g 0,02838 Kg
1 hora h 60 min 3600 seg
1 minuto min 0,0166 h 60 seg
1 segundo seg 0,00027 h 0,0166 min
1 atm 14,7 lib/pulg2
1 atm 1,103 x 106 dinas/cm2
TEMPERATURA
° C Grados centígrados
° K Grados Kelvin o temperatura absoluta
° F Grados Faharenheit o 1,8 + 32
VOLÚMEN.
1 l 10-3 m3 = 1 dm3 = 1000 cm3
1 m3 1000 l
1 gal 3,78 l
1 pie3 28,32 l
Solvente Punto de ebullición
° C Constante de ebulloscospía(Kec)
° C
Agua 100 0,52
Etanol 78,3 1,22
Acetona 56,0 1,71
Cloroformo 60,2 3,63
Solvente Punto de congelación
° C Constante de congelación (Kc)
° C
Agua 0 1,86
Benceno 55 5,12
Alcanfor 178,4 40,0
Naftaleno 80,3 6,9
Anexo 2
CLASIFICACIÓN DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS POR SUS N° DE OXIDACIÓN
NO METALES
-1 -2 -3 -4
HALÓGENOS +1,+3,+5,+7
ANFÍGENOS +2,+4,+6
NITROGENOIDES +3,+5
CARBONOIDES +4
F O-2 N C
Cl S P Si
Br Se As Ge
I Te Sb
B
METALES DE VALENCIA FIJA
MONOVALENTES +1
DIVALENTES +2
TRIVALENTES +3
TETRAVALENTES +4
EXAVALENTES +6
Li Ca Al Hf Mo
Na Sr Bi Os W
K Ba Dy Pd U
Rb Ra Er Pt
Cs Mg Sc Re
Fr Cd Eu Rh
Ag Zn Ga Th
Be Gd Zr
Ho Ru
Pm
In
Y
Yb
La
Lu
Nd
Sm
Tb
Tm
METALES DE VALENCIA VARIABLE
+1, +2 +1, +3 +2, +3 +2, +4 +3, +4 +3, +5
Cu Tl Cr Pb Ce Nb
Hg Au Co Sn Pr Ta
Fe V
Mn
Ni
LOS NÚMEROS DE OXIDACIÓN DE LOS NO METALES SON POSITIVOS EXCEPTO
CUANDO SE FORMAN ÁCIDOS HIDRÁCIDOS Y COMPUESTOS ESPECIALES.
LOS NUMEROS DE OXIDACIÓN DE LOS METALES SIEMPRE SON POSITIVOS.
EL NÚMERO DE OXIDACIÓN DEL OXIGENO ES NEGATIVO (-2), CUANDO FORMA
PERÓXIDOS (-1)
El NÚMERO DE OXIDACIÓN DEL HIDRÓGENO ES NEGATIVO, EXCEPTO CUANDO SE
FORMAN LOS ACIDOS HIDRÁCIDOS.