Instituto Tecnológico de SonoraUnidad Guaymas

MIGUEL ANGEL CASTRO RAMÍREZ

Guaymas, Sonora a 20 de Mayo de 2009

Tabla Periódica

Es la organización que, atendiendo a diversos criterios, distribuye los distintos elementos químicos conforme a ciertas

características.

Tabla periódica de Mendeleiev

Suele atribuirse la tabla a Dimitri Mendeleiev, quien ordenó los elementos basándose en la variación manual de las propiedades químicas, si bien Julius Lothar Meyer, trabajando por separado, llevó a cabo un ordenamiento a partir de las propiedades físicas de los átomos.

Metales, no metales y metaloides La primera clasificación de elementos conocida fue propuesta por Antoine Lavoisier, quien propuso que los elementos se clasificaran en metales, no metales y metaloides o metales de transición. Aunque muy práctico y todavía funcional en la tabla periódica moderna, fue rechazada debido a que había muchas diferencias en las propiedades físicas como químicas.

La historia de la tabla periódica está íntimamente relacionada con varias cosas, clave para el desarrollo de la química y la física:

* El descubrimiento de los elementos de la tabla periódica * El estudio de las propiedades comunes y la clasificación de los elementos: * La noción de masa atómica (inicialmente denominada "peso atómico") y, posteriormente, ya en el siglo XX, de número atómico y * Las relaciones entre la masa atómica (y, más adelante, el número atómico) y las propiedades periódicas de los elementos.

A las columnas verticales de la tabla periódica se les conoce como grupos.

Numerados de izquierda a derecha, los grupos de la tabla periódica son:Grupo 1 (IA): los metales alcalinos Grupo 2 (IIA): los metales alcalinotérreos Grupo 3 al Grupo 12: los metales de transición , metales nobles y metales mansos Grupo 13 (IIIA): los térreos Grupo 14 (IVA): los carbonoideos Grupo 15 (VA): los nitrogenoideos Grupo 16 (VIA): los calcógenos o anfígenos Grupo 17 (VIIA): los halógenos Grupo 18 (VIIIA): los gases nobles

Las filas horizontales de la tabla periódica son llamadas períodosLa tabla periódica consta de 7 períodos:

Período 1 Período 2 Período 3 Período 4 Período 5 Período 6 Período 7

ESTRUCTURAS, FUERZAS INTERMOLECULARES : ENLACES QUÍMICOS

Los óxidos son las combinaciones binarias entre el oxígeno y todos los demás elementos químicos a excepción de los gases nobles y el Flúor.

¿Cómo se formulan?Los óxidos tienen la siguiente formula, que se aplica a todas las combinaciones: X2On, donde X es el símbolo del elemento, el 2 corresponde a la valencia del oxígeno, la O es el símbolo del Oxígeno y la n es la valencia del otro elemento, sea metal o no metal.

¿Cómo se nombran?

Para nombrar los óxidos se utilizan las 3 nomenclaturas, la tradicional la Sistemática y la Stock.

TradicionalÓxidos BásicosProvienen de la combinación entre el oxígeno y un metal. Si el metal con el que se combina tiene una sola valencia se nombran con las palabras óxido de, y el nombre del metal con el que se combina.

Ejemplos:

CaO-------------------------------------Óxido de Calcio.Na2O------------------------------------Óxido de Sodio.

Si el metal con el que se combina tiene dos valencias, se pone como en el de una valencia pero el nombre del metal acaba en oso cuando actua con la valencia menor y en ico cuando actua con la valencia mayor y se le quita el prefijo de.

Óxidos Ácidos

Provienen de la combinación entre el oxígeno y un no metal. Si el no metal con el que se combina tiene una sola valencia se nombran con las palabras óxido de, y el nombre del metal con el que se combina acabado en ico.

Sistemática

Los óxidos, tanto ácidos como básicos se nombran escribiendo delante de la palabra óxido y del nombre del elemento unos prefijos, que indican el número de atomos del mismo elemento que tiene en esa molécula.

PrefijoNúmero de átomosmono-1di-2tri-3tetra-4penta-5hexa-6hepta-7octo-8

Hidróxidos

Los hidróxidos son un grupo de compuestos químicos formados por un metal y uno o varios aniones hidroxilos, en lugar de oxígeno como sucede con los óxidos.

Según la nomenclatura de Stock se nombran con las palabras “hidróxido de” seguido del nombre del metal y entre paréntesis el número de oxidación, en números romanos, en el caso de que tenga más de uno.

En la fórmula: el número de oxidación del metal es igual al número de iones OH-.  

En el nombre: El número de oxidación del metal si no es fijo nos lo tienen que dar entre paréntesis, luego la fórmula tendrá tantos OH como indica el número de oxidación del metal.

Acidos

En general, los ácidos (del latín acidus) son sustancias de sabor agrio que reaccionan con los metales produciendo hidrógeno, y cambian el color del papel tornasol a un tono rojo-anaranjado, que se utilizan para reconocerlos. Es una sustancia que en disolución produce iones hidronio H3O+

Propiedades cualitativas de los ácidos Un ácido es toda sustancia que presenta las siguientes propiedades:

Reacciona con los metales disolviéndolos y desprendiendo hidrógeno gaseoso. Reacciona con los carbonatos (como el mármol) disolviéndolos y desprendiendo dióxido de carbono. Cambia la tonalidad de los indicadores (como, por ejemplo, cuando vuelve rojo el papel tornasol). Puede ser sólido o líquido. Puede tener sabor agrio o ácido. Neutraliza las bases. En disolución acuosa tiene un pH menor que 7.

Nomenclatura de ácidos

Los hidracidos , se consideran acidos binarios por estar formados por dos elementos, el hidrógeno y un no metal que puede estar incluido en las familias 16 y 17 y la nomenclatura (formación de su nombre) que los caracteriza es anteponiendo la palabra ácido, seguidamente de la raíz del nombre del no metal con la terminación hídrico.

Sales

En química, una sal es un compuesto químico formado por cationes (iones con carga positiva) enlazados a aniones (iones con carga negativa). Son el producto típico de una reacción química entre una base y un ácido, la base proporciona el catión y el ácido el anión.

La combinación química entre un ácido y un hidróxido (base) o un óxido y un hidróxido (base) origina una sal más agua, lo que se denomina neutralización.

Denominaciones

Las sales se denominan de acuerdo con el ácido del que derivan:Carbonatos son las sales del ácido carbónico Cloratos son las sales del ácido hidroclórico Fosfatos son las sales del ácido fosfórico Nitratos son las sales del ácido nítrico Nitritos son las sales del ácido nitroso Sulfatos son las sales del ácido sulfúrico Citratos son las sales del ácido cítrico Carboxilatos son las sales de cualquier ácido carboxílico, así, podemos tener:

Acetatos, sales del ácido acético Formiatos, sales del ácido fórmico o metanoico Salicilatos, sales del ácido salicílico etcétera.

Clasificaciones Las Sales se pueden Clasificar a los Siguientes grupos:Sal hidrácida Sal oxiácida , Oxisales u Oxosales Sal ácida Sal doble Sal hidratada

Clasificación de los Enlaces Químicos

Enlace iónico: El enlace iónico: fuerza electrostática que mantiene unidos a los iones en un compuesto iónico.

Características del enlace iónico.

Se rompe con facilidad obteniéndose los iones que lo forman, generalmente basta disolver la sustancia. Las substancias con enlaces iónicos son solubles en solventes polares. Formación de los compuestos iónicos. Resulta de las interacciones electrostáticas entre iones, que a menudo resulta de la transferencia neta de uno o más electrones de un átomo o grupo de átomos a otro, es decir, es la atracción de iones con carga opuesta (cationes y aniones) en grandes números para formar un sólido.

ENLACE IÓNICO

Si enfrentamos un átomo al que le falten pocos electrones en su capa de valencia para adquirir la configuración de gas noble (muy electronegativo, tendencia a coger electrones), tal como el cloro, con otro cuya electronegatividad sea baja (tendencia a ceder electrones), tal como el sodio, éste cederá un electrón al cloro. Como consecuencia, el cloro se convertirá en un ión negativo (anión) mientras que el sodio se convierte en un ión positivo (catión). Ambos se unen debido a la atracción entre car-gas de distinto signo (atracción electrostática) .

Los compuestos iónicos tienen las siguientes propiedades:

► Son sólidos cristalinos: estructura muy ordenada ► Poseen puntos de fusión y ebullición elevados: enlace fuerte ► Suelen ser solubles en agua. ► Fundidos o en disolución acuosa son buenos conductores de la corriente eléctrica: debido a la existencia de iones (cargas) libres

Enlaces Covalentes

Los enlaces covalentes son las fuerzas que mantienen unidos entre sí los átomos no metálicos.

Estos átomos tienen muchos electrones en su nivel más externo (electrones de valencia) y tienen tendencia a ganar electrones más que a cederlos, para adquirir la estabilidad de la estructura electrónica de gas noble. Por tanto, los átomos no metálicos no pueden cederse electrones entre sí para formar iones de signo opuesto.

Enlace Metalico

Es un enlace químico que mantiene unidos los átomos de los metales entre sí.

Estos átomos se agrupan de forma muy cercana unos a otros, lo que produce estructuras muy compactas. Se trata de redes tridimensionales que adquieren la estructura típica de empaquetamiento compacto de esferas

Los elementos con un enlace metálico están compartiendo un gran número de electrones de valencia, formando un mar de electrones rodeando un enrejado gigante de cationes. Los metales tienen puntos de fusión más altos por lo que se deduce que hay enlaces más fuertes entre los distintos átomos.

El enlace metálico explica muchas características físicas de metales, tales como fuerza, maleabilidad, ductilidad, conducción del calor y de la electricidad, y lustre. La vinculación metálica es la atracción electrostática entre los átomos del metal o los iones y electrones deslocalizados. Esta es la razón por la cual se explica un deslizamiento de capas, dando por resultado su característica maleabilidad y ductilidad.

Soluciones Químicas

Molaridad

La molaridad (M), o concentración molar, es el número de moles de soluto por cada litro de disolución. Por ejemplo, si se disuelven 0,5 moles de soluto en 1000 mL de disolución, se tiene una concentración de ese soluto de 0,5 M (0,5 molar). Para preparar una disolución de esta concentración habitualmente se disuelve primero el soluto en un volumen menor, por ejemplo 300 mL, y se traslada esa disolución a un matraz aforado, para después enrasarlo con más disolvente hasta los 1000 mL.

Es el método más común de expresar la concentración en química, sobre todo cuando se trabaja con reacciones químicas y relaciones estequiométricas. Sin embargo, este proceso tiene el inconveniente de que el volumen cambia con la temperatura.

Se representa también como: M = n / V, en donde "n" son los moles de soluto y "V" es el volumen de la disolución expresado en litros.

Molalidad

La molalidad (m) es el número de moles de soluto por kilogramo de disolvente (no de disolución). Para preparar disoluciones de una determinada molalidad, no se emplea un matraz aforado como en el caso de la molaridad, sino que se puede hacer en un vaso de precipitados y pesando con una balanza analítica, previo peso del vaso vacío para poderle restar el correspondiente valor.

La principal ventaja de este método de medida respecto a la molaridad es que como el volumen de una disolución depende de la temperatura y de la presión, cuando éstas cambian, el volumen cambia con ellas. Gracias a que la molalidad no está en función del volumen, es independiente de la temperatura y la presión, y puede medirse con mayor precisión.Es menos empleada que la molaridad pero igual de importante.

Formalidad

La formalidad (F) es el número de peso-fórmula-gramo por litro de disolución.F = nº PFG / volumen (litro disolución)El número de peso-fórmula-gramo tiene unidad de g / PFG.

Normalidad

La normalidad (N) es el número de equivalentes (eq-g) de soluto (sto) por litro de disolución (sc). El número de equivalentes se calcula dividiendo la masa total por la masa de un equivalente: n = m / meq, o bien como el producto de la masa total y la cantidad de equivalentes por mol, dividido por la masa molar:

Normalidad ácido-base

Es la normalidad de una disolución cuando se la utiliza para una reacción como ácido o como base. Por esto suelen titularse utilizando indicadores de pH.En este caso, los equivalentes pueden expresarse de la siguiente forma:para un ácido, o para una base.

Donde:n es la cantidad de equivalentes. moles es la cantidad de moles. H+ es la cantidad de protones cedidos por una molécula del ácido. OH– es la cantidad de hidroxilos cedidos por una molécula de la base.

Por esto, podemos decir lo siguiente: para un ácido, o para una base. Donde:

N es la normalidad de la disolución. M es la molaridad de la disolución. H+ es la cantidad de protones cedidos por una molécula del ácido. OH– es la cantidad de hidroxilos cedidos por una molécula de la base.

Aleaciones

Se trata de una mezcla sólida homogénea de dos o más metales, o de uno o más metales con algunos elementos no metálicos. Se puede observar que las aleaciones están constituidas por elementos metálicos en estado elemental.

Pueden contener algunos elementos no metálicos por ejemplo P, C, Si, S, As. Para su fabricación en general se mezclan los elementos llevándolos a temperaturas tales que sus componentes fundan.

Clasificación

La *Composición: Esta clasificación tiene en cuenta cual es el elemento que se halla en mayor proporción. Cuando los aleantes no tienen carácter metálico suelen hallarse en muy pequeña proporción, mientras que si únicamente se mezclan metales, los aleantes pueden aparecer en proporciones similares al metal base.

Número de elementos: Atendiendo a este criterio se pueden distinguir aleaciones binarias como el cuproníquel, ternarias (alpaca)... hay aleaciones en las que intervienen un elevado número de elementos químicos, si bien en pequeñas cantidades. Tipo de:

Sustitucional Intersticial "sustitución derivada de otra red"

Propiedades.

Las aleaciones presentan brillo metálico y alta conductividad eléctrica y térmica, aunque usualmente menor que los metales puros. Las propiedades físicas y químicas son, en general, similares a la de los metales, sin embargo las propiedades mecánicas tales como dureza, ductilidad, tenacidad etc. pueden ser muy diferentes, de ahí el interés que despiertan estos materiales, que pueden tener los componentes de forma aislada.

Propiedades mecánicas de la cerámica

Los materiales cerámicos son generalmente frágiles o vidriosos. Casi siempre se fracturan ante esfuerzos de tensión y presentan poca elasticidad, dado que tienden a ser materiales porosos. Los poros y otras imperfecciones microscópicas actúan como entallas o concentradores de esfuerzo, reduciendo la resistencia a los esfuerzos mencionados.

Estos materiales muestran deformaciones plásticas. Sin embargo, debido a la rigidez de la estructura de los componentes cristalinos hay pocos sistemas de deslizamientos para dislocaciones de movimiento y la deformación ocurre de forma muy lenta. Con los materiales no cristalinos (vidriosos), la fluidez viscosa es la principal causa de la deformación plástica, y también es muy lenta. Aun así, es omitido en muchas aplicaciones de materiales cerámicos.

Tienen elevada resistencia a la compresión si la comparamos con los metales incluso a temperaturas altas (hasta 1.500 ºC). Bajo cargas de compresión las grietas incipientes tienden a cerrarse, mientras que bajo cargas de tracción o cizalladura las grietas tienden a separarse, dando lugar a la fractura.

Una propiedad importante es el mantenimiento de las propiedades mecánicas a altas temperaturas. Su gran dureza los hace un material ampliamente utilizado como abrasivo y como puntas cortantes de herramientas.

Comportamiento refractario

Algunos materiales cerámicos pueden soportar temperaturas extremadamente altas sin perder su solidez. Son los denominados materiales refractarios. Generalmente tienen baja conductividad térmica por lo que son empleados como aislantes. Por ejemplo, partes de los cohetes espaciales son construidos de azulejos cerámicos que protegen la nave de las altas temperaturas causadas durante la entrada a la atmósfera.

Termofluencia: La conservación de las propiedades mecánicas a altas temperaturas toma gran importancia en determinados sectores como la industria aeroespacial. Los materiales cerámicos poseen por lo general una buena resistencia a la termofluencia. Esto es debido principalmente a dos factores en el caso de cerámicos cristalinos: altos valores de temperatura de fusión y elevada energía de activación para que comience la difusión.

Choque térmico: Se define como la fractura de un material como resultado de un cambio brusco de temperatura. Esta variación repentina da lugar a tensiones superficiales de tracción que llevan a la fractura. Entre los factores que condicionan la resistencia al choque térmico toma gran importancia la porosidad del material. Al disminuir la porosidad (aumentar la densidad) la resistencia al choque térmico y las características de aislamiento se reducen, mientras que la resistencia mecánica y la capacidad de carga aumentan. Muchos materiales son usados en estados muy porosos y es frecuente encontrar materiales combinados: una capa porosa con buenas propiedades de aislamiento combinada con una delgada chaqueta de material más denso que provee resistencia.

Comportamiento eléctrico

Aislamiento eléctrico y comportamiento dieléctrico La mayoría de los materiales cerámicos no son conductores de cargas móviles, por lo que no son conductores de electricidad. Esto se debe a que los enlaces iónico y covalente restringen la movilidad iónica y electrónica, es decir, son buenos aislantes eléctricos. Cuando son combinados con fuerza, permite usarlos en la generación de energía y transmisión.Las líneas de alta tensión son generalmente sostenidas por torres de transmisión que contienen discos de porcelana, los cuales son lo suficientemente aislantes como para resistir rayos y tienen la resistencia mecánica apropiada como para sostener los cables.

Una sub-categoría del comportamiento aislante es el dieléctrico. Un material dieléctrico mantiene el campo magnético a través de él, sin inducir pérdida de energía. Esto es muy importante en la construcción de condensadores eléctricos.La cerámica dieléctrica es usada en dos áreas principales: la primera es la pérdida progresiva de dielectricidad de alta frecuencia, usada en aplicaciones tales como microondas y radio transmisores; la segunda, son los materiales con alta dielectricidad constante (ferroeléctricos). Aunque la cerámica dieléctrica es inferior frente a otras opciones para la mayoría de los propósitos, generalmente ocupa estos dos dichos muy bien.

Superconductividad :

Bajo ciertas condiciones, tales como temperaturas extremadamente bajas, algunas cerámicas muestran superconductividad. La razón exacta de este fenómeno no es conocida, aunque se diferencian dos conjuntos de cerámica superconductora.

Semiconductividad

Hay cierto número de cerámicas que son semiconductivas. La mayoría de ellas son óxidos de metales de transición que son semiconductores de tipos II-IV, como el óxido de zinc.La cerámica semiconductora es empleada como sensor de gas. Cuando varios gases son pasados a través de una cerámica policristalina, su resistencia eléctrica cambia. Ajustando las posibles mezclas de gas, se pueden construir sensores de gas sin demasiado costo.

Procesado de materiales cerámicos

Manufactura in situ

El uso más común de este método es en la producción de cemento y concreto. Aquí, los abrasivos deshidratados son mezclados con agua. Esto da comienzo a las reacciones de la hidratación, las cuales resultan en cristales grandes, interconectados formándose alrededor de los agregados. Pasado un tiempo, esto resulta en una cerámica sólida.

Conformado de los polvos

El objetivo principal del conformado es dar forma y consistencia a la masa de polvos que dé lugar a un aumento de la densidad y, por lo tanto, a una mejora de las propiedades mecánicas. Existen dos formas de realizar el conformado: mediante la aplicación presión o mediante la aplicación de presión y temperaturas elevadas.

Prensado uniaxial: (en caliente o en frío). Consiste en la aplicación de presión en una única dirección hasta conseguir la compactación de los polvos cerámicos. La pieza así conformada tendrá la forma de la matriz y las superficies con las que se aplica la presión.

Prensado isostático: (en caliente o en frío). Consiste en compactar los polvos encerrándolos herméticamente en moldes elásticos típicamente de goma, látex o PVC, aplicándoles presión hidrostática mediante un fluido que puede ser agua o aceite. El fundamento de este proceso es el Teorema de Pascal, de este modo conseguimos compactar uniformemente y en todas las direcciones el material.

Slip Casting: Se fundamenta en el moldeo por barbotina de la cerámica tradicional, mediante el cual obtenemos piezas de espesores pequeños utilizando moldes porosos.

Estado de agregación de la materia y cambios de estado

La materia se nos presenta en muchas fases o estados, todos con propiedades y características diferentes, y aunque los más conocidos y observables cotidianamente son cuatro:

Fase Sólida, Fase Líquida, Fase Gaseosa, Fase Plasma,

Otros estados son observables en condiciones extremas de presión y temperatura.

Estado Solido

Manteniendo constante la presión, a baja temperatura, los cuerpos se presentan en forma sólida y precisa, los átomos se encuentran entrelazados formando generalmente estructuras cristalinas, lo que confiere al cuerpo la capacidad de soportar fuerzas sin deformación aparente.

El estado sólido presenta las siguientes características:

Forma y volumen definidos Cohesión (atracción) Vibración Tienen forma definida o rígida No pueden comprimirse Resistentes a fragmentarse No fluyen Algunos de ellos se subliman (yodo) Volumen tenso

Estado líquido

Si se incrementa la temperatura el sólido va "descomponiéndose" hasta desaparecer la estructura cristalina, alcanzando el estado líquido. Característica principal: la capacidad de fluir y adaptarse a la forma del recipiente que lo contiene.

El estado líquido presenta las siguientes características:

Cohesión menor (regular) Movimiento energía cinética. No poseen forma definida. Toma la forma de la superficie o el recipiente que lo contiene. En el frío se comprime, excepto el agua. Posee fluidez a través de pequeños orificios. Puede presentar difusión. No tienen forma fija pero si volumen. la variabilidad de forma y el presentar unas propiedades muy específicas son características de los líquidos.

Estado gaseoso

Incrementando aún más la temperatura se alcanza el estado gaseoso. Los átomos o moléculas del gas se dispersan.Ejercen presión sobre las paredes del recipiente contenedor. Las moléculas que lo componen se mueven con libertad. Ejercen movimiento ultra dinámico.

Estado plasma

El plasma es un gas ionizado, o sea, los átomos que lo componen se han separado de algunos de sus electrones o de todos ellos. De esta forma el plasma es un estado parecido al gas pero compuesto por electrones, cationes (iones con carga positiva) y neutrones, todos ellos separados entre si y libres, por eso es un excelente conductor.

Condensado de Bose-Einstein

Esta nueva forma de la materia fue obtenida el 5 de julio de 1995, por los físicos Eric Cornell, Wolfgan Ketterle y carl Wieman, los cuales fueron galardonados en 2001 con el premio nobel de la física. Los científicos lograron enfriar los átomos a una temperatura 300 veces más bajo que lo que se había logrado anteriormente. Se le ha llamado "BEC, Bose - Einstein Condensado" y es tan frío y denso que ellos aseguran que los átomos pueden quedar inmóviles.Sin embargo todavía no se sabe cuál será el mejor uso que se le pueda dar a este descubrimiento. Este estado fué predicho por Einstein y Bose en 1924

Cambios de estado.

Los cambios de estado descriptos también se producen si se incrementa la presión manteniendo constante la temperatura. Así, el hielo de las pistas se funde por la presión ejercida por el peso de los patinadores. Esta agua sirve de lubricante, permitiendo el suave deslizamiento de los patinadores.

Los procesos en los que una sustancia cambia de estado son: la sublimación (S-G), la vaporización (L-G), la condensación (G-L), la solidificación (L-S), la fusión (S-L), y la sublimación inversa (G-S).

Definición y aplicación de mol.

El mol (símbolo mol) es la unidad con que se mide la cantidad de sustancia, una de las siete

magnitudes físicas fundamentales del Sistema Internacional de Unidades.

Dada cualquier sustancia (elemento químico, compuesto o material) y considerando a la vez un cierto tipo de entidades elementales que la componen, se define como un mol a la cantidad de esa sustancia que contiene tantas entidades elementales del tipo considerado, como átomos hay en 12 gramos de carbono-12.

El número de unidades elementales –átomos, moléculas, iones, electrones, radicales u otras partículas o grupos específicos de éstas– existentes en un mol de sustancia es, por definición, una constante que no depende del material ni del tipo de partícula considerado. Esta cantidad es llamada número de Avogadro (NA) y equivale a 6,02214179 × 1023 unidades elementales por mol.

Historia

Dado el tamaño extremadamente pequeño de las unidades fundamentales, y su número inmensamente grande, es imposible contar individualmente las partículas de una muestra. Esto llevó a desarrollar métodos para determinar estas cantidades de manera rápida y sencilla.

Equivalencias

1 mol es equivalente a 6,02214179 × 1023 unidades elementales 1 mol es equivalente a la masa atómica en gramos. 1 mol es equivalente al peso molecular de un compuesto 1 mol de gas ideal ocupa un volumen de 22,4 L a 0 ºC de temperatura y 1 atm de presión; y de 22,7 L si la presión es de 1 bar (0,9869 atm).

El Número de Avogadro (símbolo NA) es la cantidad de entidades elementales –átomos, moléculas, iones, electrones, u otras partículas o grupos específicos de éstas– existentes en un mol de cualquier sustancia. Un mol es el número de átomos que hay en 12 gramos de carbono-12.La mejor estimación de este número es:

El número de Avogadro también es el factor de conversión entre el gramo y la unidad de masa atómica (uma): 1 g = NA uma. La teoría cinética de los gases recibió su confirmación definitiva cuando pudo calcularse el número de moléculas existentes en un volumen dado de gas.

El número de Avogadro es tan grande que difícilmente puede concebirse, aunque algunos ejemplos pueden darnos cuenta de la enormidad de su magnitud:Todo el volumen de la Luna dividido en bolas de 1 mm de radio daría, muy aproximadamente, el NA. NA neuronas habría al sumar 100 veces las de todos los humanos que había en la Tierra en el año 2000. Se tardaría aproximadamente 20.000.000.000 de años en contar NA partículas a razón de un millón por segundo.

PROPIEDADES DE LA MATERIA

Todos los cuerpos tienen masa ya que están compuestos por materia. También tienen peso, ya que son atraídos por la fuerza de gravedad. Por lo tanto, la masa y el peso son dos propiedades diferentes y no deben confundirse. Otra propiedad de la materia es el volumen, porque todo cuerpo ocupa un lugar en el espacio. A partir de las propiedades anteriores surgen, entre otras, propiedades como la impenetrabilidad y la dilatabilidad.La materia está en constante cambio. Las transformaciones que pueden producirse son de dos tipos:

-Físicas: son aquellas en las que se mantienen las propiedades originales de la sustancia ya que sus moléculas no se modifican.

-- Químicas: son aquellas en las que las sustancias se transforman en otras, debido a que los átomos que componen las moléculas se separan formando nuevas moléculas.

Cinética Química. Mecanismos de reacción.

El mecanismo de reacción es el conjunto de las fases o estados que constituyen una reacción química. Los mecanismos de reacción están ligados a la cinética química.

Desde una vista termodinámico, una ecuación química, los reactivos son el estado inicial y los productos el estado final, hay una variación de energía libre. La energía libre debe ser negativa ya que será una reacción espontánea, es decir, que la reacción podrá llevarse a cabo sin ningún impedimento termodinámico.

Hay dos tipos de mecanismo, dependiendo del número de etapas que con lleven:Reacciones elementales o concertadas Transcurre en solo una etapa. Esta reacción se produce con la formación de un solo complejo activado y solo tiene que superar una barrera energética. Se representa en una sola ecuación química.

Reacciones complejas

Transcurre en 2 o más etapas, con formación de intermediarios. También podemos decir que es un conjunto de reacciones elementales, donde hay más de una formación de complejos activados diferentes y supera diferentes barreras energéticas. Se expresa en varias ecuaciones químicas o una global. En la ecuación química global, representa el estado inicial y el estado final del global de las reacciones, pero no presenta como ha transcurrido la reacción.Los intermediarios son moléculas que aparecen en el mecanismo de la reacción, pero no en la ecuación inicial.

La velocidad de reacción se define como la cantidad de reactivos que se transforma o producto que se forma por unidad de tiempo.La unidad es molaridad/segundos (M / s).En una reacción química pueden intervenir diversos factores que se encargan de modificar (ya sea aumentando o disminuyendo) la velocidad de la misma.. Estos factores son:

Temperatura: A mayor temperatura, mayor velocidad de reacción. La temperatura representa uno de los tipos de energía presente en la reacción. El sentido del flujo de energía entre los miembros de la reacción, determina si esta es exotérmica o endotérmica. Superficie de contacto: A mayor superficie de contacto, mayor velocidad de reacción. La superficie de contacto determina el número de átomos y moléculas disponibles para la reacción. A mayor tamaño de partícula, menor superficie de contacto para la misma cantidad de materia. Estado de agregación: El estado de agregación es el estado en el que se encuentra la materia y depende de sus características físicas y químicas. El estado de agregación que presenta mayor velocidad de reacción es el gaseoso, seguido de las disoluciones y por último los sólidos. Concentración: A mayor concentración, (mayor presencia de moléculas por unidad de volumen), mayor velocidad de reacción de uno de los reactivos. La concentración se refiere a la cantidad de átomos y moléculas presentes en un compuesto o mezcla

Equilibrio Químico.

Equilibrio químico es el al que llega cualquier reacción reversible si no existe intervención externa y en el cual se observa que las cantidades relativas de las sustancias que intervienen en la reacción, tanto los (reactivos como los productos) permanecen constantes, en el estado de equilibrio químico las concentraciónes de las sustancias participantes no cambian con el tiempo y de igual manera en un sistema aislado tampoco se observan cambios físicos a medida que transcurre el mismo.

Constante de equilibrio.

En una reacción química en general:

la constante de equilibrio puede ser definida como1

donde {A} es la actividad (cantidad adimensional) de la sustancia química A y así sucesivamente. Es solo una convención el poner las actividades de los productos como numerador y de los reactivos como denominadores.

Tipos de constantes de equilibrio

Constantes de asociación y disociación

Constantes de Brønsted

Constantes de Hidrólisis

Dependencia de la temperatura

Dependencia de presión

Perturbación del equilibrio: el Principio de Le Châtelier

Los cambios de cualquiera de los factores: presión, temperatura o concentración de las sustancias reaccionantes o resultantes, pueden hacer que una reacción química evolucione en uno u otro sentido hasta alcanzar un nuevo estado. Todos los cambios que afectan el estado de equilibrio son predecibles según el principio de Le Châtelier.

El Principio de Le Châtelier, postulado por Henri-Louis Le Châtelier (1850-1936), un químico industrial francés, establece que:Si un sistema en equilibrio es perturbado por un cambio de temperatura, presion o concentración de uno de sus componentes, el sistema desplazara su posición de equilibrio de modo que se contrarreste el efecto de la perturbación. Este principio realmente es equivalente al principio de la conservación de la energía.