Guía de Química para el examen de ingreso a la UNAM

8/2/2019 Gua de Qumica para el examen de ingreso a la UNAM

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Gua de Qumica para el examen de ingreso a la UNAM(versin 1a)

La siguiente gua es recopilada por Michel Emerich;www.youtube.com/michelemerich

www.facebook.com/armadaimperial www.twitter.com/michelemerich Y corresponde a los temas que se abordan en el examen de ingreso a la UNAM segn el temario descargable almomento del registro, as mismo son los temas que se estudian en el bachillerato de las ENP (preparatorias de lUNAM.)Est formada por datos de otras guas, apuntes y otros libros de texto de nivel bachillerato.

Asegrate de tener la versin ms actualizada de la gua, ya que cada cierto tiempo se reestructura y se aadendatos, as como tambin se corrigen errores de edicinentre otros varios detalles

Se recomienda al estudiante hacer un glosario, mapas conceptuales, resmenes y los ejercicios para confirmar

aprendizaje; para garantizar t ingreso a la carrera buscar sacar la mayor cantidad de aciertos, as que no dejes realizar los ejercicios hasta que respondas 9 de cada 10 correctamente

A si mismo debers recibir una gua de ejercicios que podrs responder con la informacin que aqu se te da

Cualquier duda, aclaracin o comentario puedes hacerlo [email protected] con tu clave:

A2001Y podrs recibir asistencia

ndice:Definicin de materiaEstructura atmicaTabla peridicaEnlaces qumicosOxido-ReduccinCalculo Molar Balanceo molecular Acido-BaseAguaAire

Qumica del carbonoAlimentos

DEFINICIN Y CLASIFICACIN DE LA QUMICALa qumica es la ciencia que trata de la composicin, estructura, propiedades y transformaciones de la materia, como de las leyes que rigen esos cambios y transformaciones.

LA QUMICA: SU IMPORTANCIA EN LA VIDA COTIDIANA Y RELACIN CON OTRASCIENCIASLa qumica es una ciencia que ha permitido conocer, interpretar y transformar nuestro ambiente; la qumica est presente en nuestro entorno diario, proporcionndonos beneficios invaluables, pero la falta de control y tica e

su uso tambin puede causarnos problemas.


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1H Hidrogeno ligero o normal8O

1H Hidrogeno pesado o deuterio8O

1H Hidrogeno radiactivo o tritio8O

DIFERENCIA ENTRE CAMBIOS FSICOS Y QUMICOS-

-

Cambio fsico.-Cuando las modificaciones no alteran la composicin ntima de las sustancias, dichoscambios desaparecen cuando cesa la causa que los origin. En este tipo de cambios se modifica la formael tamao, el estado de movimiento o el estado de agregacin; la energa implicada es pequea.Ejemplos: formacin del arcoris, fusin de la cera, disolucin del azcar, dilacin de un metal,

transmisin del calor, cambios de estado, la elasticidad, el magnetismo, la propagacin de la luz.Cambio qumico.-Cuando el cambio experimentado modifica la naturaleza ntima de las sustancias y noes reversible. Antes y despus del cambio se tienen substancias diferentes con propiedades diferentes. Lenerga desprendida o absorbida es mayor que el cambio fsico. Ejemplos: corrosin de metales,explosin de una bomba, uso de un acumulador, revelado de una fotografa, combustin de un cerillo,fotosntesis, electrolisis del agua, el proceso de digestin, la fermentacin, etc.

Estructura de la materia--

-

-

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-

TOMO.-Partcula ms pequea caracterstica de un elemento.MOLCULA.-Partcula ms pequea de una sustancias dad (neutra) capaz de existir independientemente y que conserva sus propiedades Qumicas, se componen de tomos unidos

qumicamente de acuerdo con su valencia, pueden ser diatmicas (O3) o poliatmicas (Na2SO4), serepresenta con formulas qumicas.ELEMENTO.-Sustancia bsica que no se descompone en sustancias ms simples por mtodos qumicosordinarios. Son 115 elementos, 92 naturales y el resto artificiales. La mayora son slidos, cinco sonlquidos en condiciones ambientales y doce son gaseosos. Son abundantes otros no, algunos son raros,radiactivos y algunos se sintetizan en el laboratorio.ION.-tomo con carga elctrica que se forma por la ganancia prdida de electrones. Se clasifica en dotipos:cation y anion.CATION.- ion con carga positiva. Se forma por la perdida de electrones en tomos metlicos.ANION.-ion con carga negativa. Se forma por la ganancia de electrones en tomos no metlicos.COMPUESTO.-Es una sustancia formada por tomos de dos o ms elementos unidos qumicamente en

proporciones definidas. Los compuestos slo se pueden separar en sus componentes puros (elementos) por medios qumicos.ISTOPO.-Son tomos que tienen el mismo nmero de protones pero difieren en su nmero deneutrones, por lo tanto estos elementos difieren en su nmero de masa. Los diferentes elementos de losistopos no son estables y se presentan en la naturaleza en la misma proporcin. Ejemplo:

1

16

2

17

3

18

--

SOLUCIN.-Mezcla homognea formada por un disolvente y un soluto.MATERIA.-Materia es cualquier cosa que ocupa un espacio y que tiene masa.

LEY DE LA CONSERVACIN DE LA MATERIA.-El contenido de materia en el universo siempre permanece constante.ENERGA.-Capacidad de realizar trabajoTIPOS DE ENERGA.-Algunas manifestaciones energticas comunes son: energa mecnica, energa Solar,energa qumica, energa elctrica, energa hidrulica, energa calorfica, energa luminosa, energa nuclear,energa elica, energa geotrmica.LEY DE LA CONSERVACIN DE LA ENERGA.-La energa puede ser convertida de una forma a otra, pero no se puede crear o destruir. En otras palabras, la energa total del universo es constante.ESTADOS DE AGREGACIN DE LA MATERIA.-La materia de acuerdo a su propiedades fsicas seclasifica en tres estados de agregacin; fase slida, liquida y gaseosa; los nuevos estados son el plasma ycondensado de Bose-Einstein.

Fase slida.Fase que ocupa un volumen fijo y tiene una forma definida, la movilidad de las partculas esnula y la fuerza de cohesin entre ellas es muy alta.


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Fase liquida.Esta fase ocupa un volumen dado por la forma del recipiente, la movilidad y su cohesin delas partculas es intermedia.Fase gaseosa.Fase que no tiene, ni forma, ni volumen definido, tiende a ocupar el volumen del recipienteen el que se encuentra confinado y sus partculas tienen una gran energa cintica, presentanmovimientos desordenados y la fuerza de cohesin es muy baja.

Plasma.Cuando un gas se calienta a temperaturas cercanas a los 10000 grados, la energa cintica de lasmolculas aumenta lo suficiente para que al vibrar y chocar, las molculas se rompan en tomos. A temperaturams altas, los electrones se ionizan de los tomos y la sustancia se convierte en una mezcla de electrones e ione positivos: un plasma altamente ionizado. Podemos considerar al plasma como un gas que se ha calentado atemperatura elevada que sus tomos y molculas se convierten en iones. La concentracin de partculas negativy positivas es casi idntica, por lo que es elctricamente neutro y buen conductor de la corriente elctrica.Condensado de Bose Einstein.Gas que se ha enfriado a una temperatura prxima al cero absoluto. Los tomos pierden energa, se frenan y se unen para dar origen a un supertomo inslito.

CLASIFICACIN DE LA MATERIAMATERIA

Todo lo que estructura el Universo

SUSTANCIAS PURAS

- Solo una sustancia est presente- Composicin definida- No pueden separarse por mtodos fsicos- Temperatura constante durante el cambio de estado

MEZCLAS

- Combinacin de dos o ms sustancia- Composicin variable- Los componentes pueden separarse por medios fsicos- Temperatura variable durante el cambio de estado

ELEMENTOS

- Sustancias simples- No pueden separarsepor mtodos qumicos.- Poseen propiedadesespecficas: Au, Ag, Hg

COMPUESTOS

- Constituido por dos oms elementos

- Pueden separarsepor medios qumicos

- Poseen propiedadesespecficas.

HOMOGENEAS

Una sola faseSus propiedades sondiferentes a las de los

componentes individuales:aire, gasolina, pintura,

leche.

HETEROGENEAS

Diversas fasesSus propiedadesdependen de las

propiedades Individualesde las fases; rocas,

madera.

SOLUCIONES

SLIDAS

Gas-slido: H 2 en PtLquido-slido: Hg - AgSlido-lquido: Cu - Ag

Mtodos de separacin de mezclas

LQUIDAS

Gas-lquido:CO 2 H 2OSlido-lquido: NaCl -H 2O

Slido-lquido: CH 2-CH 2-H2O

GASEOSAS

Aire

-

-

-

DECANTACIN.Es utilizado para separar un slido de grano grueso de un lquido, consiste en vaciar elquido despus de que se ha sedimentado el slido. Este mtodo tambin se aplica en la separacin dedos lquidos no miscibles y de diferentes densidades.FILTRACIN.Permite separar un slido de grano relativamente fino de un lquido empleando un medio poroso de filtracin o membrana que deja pasar el lquido pero retiene el slido, los filtros ms comunesson el papel, fibras de asbesto, fibras vegetales, redes metlicas y tierras raras.

CENTRIFUGACIN.Mtodo que permite separar un slido insoluble de grano muy fino y de difcilsedimentacin de un lquido. Se incrementa la temperatura del lquido en la centrfuga; por medio de


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translacin acelerado se incrementa la fuerza gravitacional provocando la sedimentacin del slido o delas partculas de mayor densidad.

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-

-

-

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-

DESTILACIN.Mtodo que permite separar mezclas de lquidos miscibles aprovechando sus diferente puntos de ebullicin, tambin permite separar componentes voltiles o solubles en agua u otrosdisolventes, incluye una serie de evaporacin y condensacin sucesivas.

CRISTALIZACIN.Consiste en provocar la separacin de un slido que se encuentra en solucin,finalmente el slido queda como cristal, el proceso involucra cambio de temperatura, agitacin,eliminacin del solvente, etc.EVAPORACIN.Por este mtodo se puede separar rpidamente un slido disuelto en un lquido, seincrementa la temperatura del lquido hasta el punto de ebullicin, con lo cual se evapora y el slidoqueda en forma de polvo seco.SUBLIMACIN.Es el paso de un slido al gaseoso sin pasar por el estado lquido, por una altatemperatura.SOLIDIFICACIN.Este cambio requiere y se presenta cuando un lquido pasa al estado slido.CONDENSACIN.Es el paso del estado gaseoso al estado lquido, supone la disminucin de latemperatura.

LICUEFACCIN.Es el paso del estrado gaseoso al estado lquido se logra disminuyendo latemperatura. y aumentando la presin.

Su = SublimacinSur = Sublimacin regresivaS =SolidificacinF= FusinE= EvaporacinC=CondensacinL= Licuefaccin

Estructura atmica de la materia y teora cunticaEl tomo est conformado por tres partculas. Neutrones, protones y electrones, el protn deriva de la palabragriega protos que significa primera que, el protn es la primera aparecida electrn positivo.El protn pesa aproximadamente una uma (unidad de masa atmica) 1836 veces ms pesada que el electrn.Sufre pequeos desplazamientos con relacin al centro del tomo y puede ser expulsado del sistema al que pertenece en forma violenta para ya libre convertirse en partcula alfa. El protn tiene una energa potencial altcuando el ncleo es grande y es poco estable se da lugar las fisiones espontneas, pero puede ser separada deltomo al bombardear el ncleo con neutrones.El neutrn pesa poco menos que el neutrn, carece de carga. La desintegracin depende del nmero de protonenmero de neutrones que hay a en el ncleo. La relacin de protones y neutrones en los elementos oxgeno,helio, nitrgeno, hasta el calcio es igual a 1.El electrn. Es una partcula ligera a comparacin del protn, tiene una carga negativa y gira alrededor delncleo presentando un movimiento de rotacin llamado spin.Cuando un fotn choca con un electrn, le cede su energa, la absorbe alejndolo del ncleo o fuera del sistemasi queda dentro del sistema se deshace de su sobrecarga en forma de fotn irradiando energa, volvindose a unnivel anterior. A este fenmeno se llama activacin del tomo.

Partcula Carga elctrica g u.m.a. Localizacin smbolo


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Coulomb del tomoElectrn -191.6x10 -1 -289.1x10 0.00055 Gira alrededor del ncleo

-e

Protn -191.6x10 +1 -241.67x10 1.00727 En el ncleo + p

Neutrn 0 0 -241.68x10 1.00866 En el ncleo 0 N

CARACTERSTICAS DE LAS PARTCULAS SUBATMICASNMERO ATMICO (Z).-Es el nmero de protones que hay en el ncleo atmico. Determina la identidad deltomo.

Z=p Donde:Z = nmero atmicop = nmero de protones

NMERO DE MASA (A).-Es el nmero de protones y neutrones que hay en el ncleo atmico. Se calcula a partir del peso atmico del elemento.

A=p+n Donde:A = nmero de masa p = nmero de protones n = nmero de

neutronesMASA ATMICA.-Es la suma porcentual de la masa de los istopos de una muestra de tomos del mismoelemento, su unidad es la u.m.a. (unidad de masa atmica) La masa del istopo de carbono 12 es de 12 u.m.a ylas masas se expresan con relacin a sta y se miden en u.m.a.MODELOS ATMICOSPara elaborar esta teora atmica, Dalton considero la propiedad general de la materia: la masa. Es decir, el tomest caracterizado por su masa. La teora de Dalton ha pasado por varias modificaciones y algunos postulados sido descartados. Sin embargo an representa la piedra angular de la qumica moderna.Postulados de la teora atmica de Dalton:

Toda la materia se compone de partculas diminutas, llamadas tomos que son indestructibles e

indivisibles.Todos los tomos del mismo elemento son iguales en tamao y masa, y los tomos de diferenteselementos presentan tamao y masa distintos.Los compuestos qumicos se forman por la unin de dos o ms tomos de diferentes elementos.Los tomos se combinan en relaciones numricas simples bien definidas (ley de las proporcionesdefinidas).

Los tomos de dos elementos pueden combinarse en diferentes relaciones.Modelo atmico de Thomson.- J.J. Thomson someti a la accin de un campo magntico rayos catdicos,logrando establecer la relacin entre la carga y la masa del electrn. Por lo que este cientfico es consideradocomo el descubridor del electrn como partcula. Propuso un modelo en el que determina que el tomo estconstituido de electrones y protones; en el cual la carga positiva semejaba un Budn de pasas, la cual contena

distribuidas sus respectivas cargas negativas. Adems, de que todos los tomos son neutros ya que tienen lamisma cantidad de electrones y protones.Modelo atmico de Rutherford.-En 1899 Rutherford demostr que las sustancias radiactivas producen trestipos de emanaciones a las que llam rayos alfa (), beta () y gamma (). Con base en sus observaciones,Rutherford propuso un modelo en el que el tomo tena una parte central ncleo con carga elctrica positiva yen el que se concentraba toda la masa atmica; estableci adems que, los electrones giraban alrededor de esencleo a distancias variables, y que describan rbitas concntricas, semejando a un pequeo sistema solar.Modelo atmico de Niels Bohr.-Bohr estableci que los electrones giraban alrededor del ncleo describiendorbitas circulares (niveles de energa) que se encontraban a diferentes distancias del mismo. Design al nivel m prximo al ncleo como K 1; al segundo L 2 y as sucesivamente hasta llegar al nivel Q 7.Postul adems, que cuando un electrn se desplaza en su rbita no emite radiaciones, por lo que su energa no

disminuye, y no es atrado por el ncleo. Pero que si en un proceso cualquiera, se le suministra energa en formde luz y electricidad, el electrn la absorbe en cantidad suficiente y brinca a otra rbita de mayor energa. En ta


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Numero cuntico secundario(l)

Nombre del subnivel (orbital) n I Nombre delsubnivel

0 s 1 0 s1 p 2 0, 1 p

2 d 3 0, 1, 2 d3 f 4 0, 1, 2, f

n I (0 a n-1) m (-I a-1)

1 0 02 0, 1 1, 0, -13 0, 1, 2 2, 1, 0, -1, -2, -34 0, 1, 2, 3 3, 2, 1, 0, -1, -2, -3

condiciones se dice que el electrn est excitado. Cuando el electrn regresa a su nivel energtico, emite en forde energa luminosa (fotn), la energa que recibi.Modelo atmico actual.-El modelo actual de los tomos fue desarrollado por E. Schrdinger, en el que sedescribe el comportamiento del electrn en funcin de sus caractersticas ondulatorias. La teora moderna supoque el ncleo del tomo est rodeado por una nube tenue de electrones que retiene el concepto de niveles

estacionarios de energa, pero a diferencia del modelo de Bohr, no le atribuye al electrn trayectorias definidassino que describe su localizacin en trminos de probabilidad. De acuerdo con Schrdinger, la posicin probabde un electrn est determinada por cuatro parmetros llamados cunticos, los cuales tienen valores dependienentre s.

Nmeros cunticosLos nmeros cunticos son el resultado de la ecuacin de Schrdinger, y la tabulacin indica la zona probabledonde el electrn puede localizarse.

Nmero cuntico Nmero cuntico principal Nmero cuntico secundario, azimutal o de

forma Nmero cuntico magntico o de orientacin Nmero cuntico spn (de giro)

Smbolonlms

SIGNIFICADO Y VALORES DE NMEROS CUNTICOS Nmero cuntico principal.-Indica el nivel energtico donde est el electrn, es un valor entero y positivo del 1al 7. Es la distancia que existe entre el electrn y el ncleo e indica el tamao del orbital (nube electrnica). Nmero cuntico secundario, azimutal o de forma.-Describe la zona de probabilidad donde se puede encontrar el electrn (orbital), adquiere valores desde cero hasta n-1. En cada nivel hay un nmero de subniveles de enerigual al nivel correspondiente. El nmero cuntico secundario determina la energa asociada con el movimientodel electrn alrededor del ncleo; por lo tanto el valor de l indica el tipo de subnivel en el cual se localiza un

electrn y se relaciona con la forma de la nube electrnica. Nmero cuntico magntico.-Representa la orientacin espacial de los orbtales contenidos en los subnivelesenergticos, cuando estn sometidos a un campo magntico. Los subniveles energticos estn formado por orbtales o REEMPE, que es la regin del espacio energtico donde hay mayor probabilidad de encontrar elelectrn. El nmero cuntico magntico adquiere valores desde -1, pasando por el cero hasta +1. Nmero Cuntico spn.-Expresa el campo elctrico generado por el electrn al girar sobre su propio eje , quesolo puede tener dos direcciones, una en direccin de las manecillas del reloj y la otra en sentido contrario; losvalores numricamente permitidos son de +1/2 y -1/2.

TABULACIONES DE LAS POSIBLES COMBINACIONES DE LOS NMEROS CUNTICOS

RELACIN ENTRE EL NIVEL, SUBNIVEL, ORBITAL Y NUMERO DE ELECTRONES Nomenclatura de subniveles energticos segn nmero cuntico (l)


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Numero cuntico secundariol Nmero mximo de electrones 2(2l +1)0 2(2*0+1) 2

1 2(2*1+1) 62 2(2*2+1) 103 2(2*3+1) 14

Nombre Peso atmico PromedioCalcio 40.1 88.7Estroncio 87.6

Fe26 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6

3

Nmero mximo de electrones por subnivel.

Nmero de electrones por nivel.- Usando la ley de Rydberg, la expresin es: 2n2

2(1)2=2 2(2)2=8 2(3)2=18 2(4)2=32

CONFIGURACIN ELECTRNICASe denomina configuracin electrnica a la especificacin de los subniveles ocupados y su nmero de ocupaci para cada elemento. Consiste en la distribucin de los electrones en los orbtales del tomo t se desarrolla con l

regla de Moeller.Para determinar la configuracin electrnica de un elemento, basta con calcular cuntos electrones hay queacomodar y entonces distribuirlos en los subniveles empezando por los de menor energa e ir llenando hasta qutodos los electrones estn distribuidos. Un elemento con nmero atmico mayor tiene un electrn ms que elelemento que lo precede. El subnivel de energa aumenta de esta manera:

Las s tienen un lmite de 2 electrones, las p un lmite de 8, las d un lmite de 10 y las f de 14, entonces si unelemento es el nmero 6 en la tabla de los elementos; vamos asignando sus 6 electrones en las diferentes orbitaconforme el orden de las flechas:

Ejemplo:12C6 1s2 2s2 2p256

Periodicidad qumica y enlaces qumicosConstruccin de la tabla peridica con base en la configuracin electrnica.CLASIFICACIN DE LOS ELEMENTOS.A mediados del siglo XIX se conocan 55 elementos diferentes, los cuales diferan en sus propiedades yaparentemente no exista ninguna relacin entre ellos. Los cientficos trataron de ordenarlos.Johann W. Dbereiner, quien en 1817, descubri que al reunir los elementos con propiedades semejantes engrupos de tres, la masa atmica del elemento central era aproximadamente igual al promedio de las masasatmicas relativas de los otros elementos, observ que el Bromo tena propiedades intermedias con el cloro y ladel yodo; encontr otros dos grupos de tres elementos que mostraban un cambio gradual en sus propiedadesllamndola ley de las tradas.

Peso atmico de los elementos correspondientes a las tradas de Dbereiner


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Bario 137.3Azufre 32.1Selenio 79.0 79.8Telurio 127.6Cloro 35.5 81.2Yodo 126.9Bromo 79.9

1 2 3 4 5 6 7H Li Be B C N OF Na Mg Al Si P SCl K Ca Cr Ti Mn Fe

En 1863 Newlandsdescubri que si ordenaba los elementos de acuerdo con su masa atmica relativa, las propiedades del octavo elemento eran una repeticin de las propiedades del primer elemento. Llam a esteagrupamiento ley de las octavas, de est manera quedaron en el mimo grupo el sodio, y el potasio, el azufre y eselenio el calcio y el magnesio que tienen propiedades similares; las tradas de Dbereiner quedaron en el mismgrupo. El problema fue que no todos presentaban propiedades similares.

En 1867, por el qumico ruso Dimitri Ivanovich Mendeleiev, clasific los setenta y tres elementos en unatabla peridica puesto que los elementos variaban de forma regular. Coloc los elementos en orden creciente dacuerdo a sus pesos atmicos (Newlands) y tomo en cuenta: La valencia de los elementos.Espacios vacos.De acuerdo con su peso atmico, las propiedades de un elemento no correspondan con las desus vecinos, por lo cual Mendeleiev dejo espacios porque faltaban elementos por descubrir. Todos los elementode una columna en la tabla de Mendeleiev tiene la misma valencia. No obstante, Mendeleiev observ que elordenamiento por pesos atmicos no coincida con la valencia.En 1913,Henry G. J. Moseleysugiri que los elementos se ordenarn de acuerdo al nmero atmico creciente.La tabla peridica actual sigue el criterio de Moseley, y es conocida como la tabla peridica larga de loselementos se encuentra en filas y columnas.Las columnas representan los grupos o familias que estn formados por elementos que tienen el mismo nmerode electrones en su capa de valencia, por lo que se representan propiedades qumicas similares. Existen 18columnas las cuales se subdividen en 16 familias, 8 a y 8b, designadas por los nmeros romanos del I al VIII por cada subtipo un grupo externo llamado tierras raras que no se numera.Las filas de la tabla peridica son los periodos, los cuales indican el nivel energtico de la capa de valencia. Sedesignan por un nmero arbigo y los elementos estn ordenados por su nmero atmico creciente.

Ley peridicaLas propiedades de los elementos son funciones peridicas de sus masas atmicas, enunciado dicho por Mendeleiev. El enunciado actual es Las propiedades de los elementos son funciones peridicas de sus nmeatmicos , postulado conocido como laLey peridica de Moseley.PROPIEDADES PERIDICASSon aquellas que siguen una tendencia definida por la estructura de la tabla peridica.Radio atmico.Es la mitad de distancia entre los ncleos de tomos de una molcula biatmica, varan deacuerdo al tamao y las fuerzas externan que actan sobre de el. El radio aumenta de arriba hacia abajo en unafamilia y de derecha a izquierda en un periodo. El Cs es el de mayor radio atmico.

Electronegatividad.Es la capacidad de un tomo para atraer los electrones de valencia de otro ms cercano conel fin de formar un enlace covalente. En la tabla peridica aumenta de izquierda a derecha en periodo y de abajhacia arriba en una familia. De acuerdo a Paulli es la propiedad de una molcula y no de un tomo aislado.

Afinidad electrnica.Se define como la energa que se libera cuando un tomo gaseoso captura un electrn,entre mayor sea su energa libre, mayor ser la afinidad electrnica, los tomos pequeos captan fcilmente el


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Elemento Smbolo AltroposCarbono C Diamante y grafito ( cristal duro y slido amorforespectivamente)Oxigeno O Diatmico (O2) y triatmico (O3, ozono). Ambos gasesSilicio Si Slice, cuarzo, pedernal, palo (slidos)

electrn, mientras que los grandes les resulta difcil. La afinidad electrnica aumenta de izquierda a derecha a llargo de un periodo y de abajo hacia arriba en una familia.Energa de ionizacin.Se define como la energa necesaria que hay que suministrarle a un tomo neutro enestado gaseoso para arrancarle el electrn. La energa de ionizacin aumenta de izquierda derecha a lo largo deun periodo y de abajo hacia arriba en una familia.

ELECTRONEGATIVIDAD Y ACTIVIDAD QUMICA.Electronegatividad.Capacidad de un tomo para atraer electrones hacia l en un enlace qumico.Conforme a la tabla peridica laactividad qumicaen metales va de arriba hacia abajo y de derecha a izquierday en no metales de abajo hacia arriba y de izquierda a derecha.

Diferencias entre metales y no metalesMETALES.- Los metales son los elementos de las familias I y IIA, as como todos los de las familias I a VIIIBPropiedades fsicas:

-

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Estados de agregacin.Slidos a temperatura ambiente excepto Hg, que es un lquido; el cesio, galio yfrancio tienen puntos de fusin muy bajos: 28.7, 29.8 y 30C.

Conductividad.Son buenos conductores del calor y de la electricidad.Apariencia.Presentan un brillo caracterstico llamado brillo metlico.Ductibilidad.Se pueden transformar en hilos.Maleabilidad.Se pueden convertir en lminas (lminas de acero para recubrir cocinas).Color.- La mayor parte de ellos son grises, de un tono parecido al de la plata, por lo que son llamadosargentferos, excepto el cobre que es rojo y el oro es amarillo. Los tomos de los metales se ordenan demanera regular en forma de redes cristalinas llamadas redes metlicas.

Propiedades qumicas:-

-

Propiedades peridicas.Poseen baja energa de ionizacin, afinidad electrnica y electronegatividad, por lo que pierden fcilmente sus electrones de capa de valencia.Reactividad.La mayora de los metales reaccionan con los no metales, principalmente con el oxgeno

para formar xidos y con los halgenos para formar halogenuros.NO METALES.-Pueden encontrarse en la naturaleza unidos a los metales o a otros no metales para dar unaamplia gama de compuestos y tambin se les encuentran libres, todas estas sustancias son vitales para laexistencia de la vida en nuestro planeta, los elementos ms importantes que forman a los seres vivos son losmetales como C, H, N y O.Propiedades Fsicas:

-

-

---

-

Estado de agregacin.A temperatura ambiente se presentan como slidos, lquidos o gases, por ejemploel carbono, silicio y yodo, que son slidos; el bromo es lquido y la mayora son gases como el oxgeno,nitrgeno, cloro, nen, argn.Apariencia.Algunas de los no metales son coloridos, por ejemplo, el bromo es rojizo, el azufre esamarillo, pero no presentan brillo metlico.Ductibilidad y maleabilidad.A diferencia de los metales, no son dctiles ni maleables.Densidad.Por lo general su densidad es menor que la que presentan los electos metlicos.Conductividad trmica y elctrica.Son malos conductores del calor y la electricidad, los no metales seemplean como aislantes, por ejemplo, la cubierta de los cables elctricos est elaborado con los metales.Alotropa.Los altropos son formas diferentes del mismo elemento en el mismo estado. Esta propiedadse presenta nicamente en los no metales. Por ejemplo:

- Los slidos nometlicos

tambin pueden presentar el fenmeno de alotropa, ya que los tomos del slido se encuentran arreglados en


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Oxicidos

SALES Binariasxisales

NOMENCLATURA DE XIDOS METLICOS U XIDOS BSICOS.Resultan de la unin de un metal con el oxgeno. El Nox. del O es de -2, Para nombrarlos se antepone la palabrxido, seguida del nombre del metal correspondiente:

AL+3 + O-2 Al2O3 Na+1 + O+2 Na2O Ni+3 Ni+3Hg+1Hg+2

Li+1Ca+2Cu+2Fe+3

NOMENCLATURA DE XIDOS NO METLICOS U ANHIDRDOSResultan de lacombinacin de un no metal con el oxgeno. El no metal tiene Nox. positivo y es menos

electronegativo que el oxgeno, el O tiene Nox. de -2. Para nombrarlos se utilizan los prefijos griegos mono, ditri, tetra, penta (1, 2, 3, 4, 5, respectivamente) para indicar el nmero respectivo de tomos en el compuesto.COCO2 NO2

Monxido de carbonoDixido de CarbonoDixido de Nitrgeno

N2O5SO3Cl2O7

Pentxido de dinitrgenoTrixido de azufre

Heptaxido de dicloro

Tambin es posible nombrarlos anteponiendo la palabra anhdrido seguido del no metal.CO2SO2SO3

anhdrido carbnicoanhdrido sulfurosoanhdrido sulfrico

P2O3P2O5

anhdrido fosforosoanhdrido fosfrico

Algunos no metales pueden producir ms de dos anhdridos, para designar stos se consideran dos de ellosnormales y se nombran con la terminacin oso e ico, aquel que tiene menor Nox. lleva el prefijo hipo y laterminacin oso, el que tiene mayor Nox. lleva el prefijo hiper y la terminacin ico:

Anhdridos

Hipo

Per

osooso

ico

menor Nox

normales o usualesmayor Nox.

Cl2OCl2O3Cl2O5Cl2O7

anhdrido hipoclorosoanhdrido clorosoanhdrido clricoanhdrido perclrico

Br 2O5I2O3 N2O5

anhdrido brmicoanhdrido yodoso

anhdrido ntrico

NOMENCLATURA DE HIDRCIDOSResultan de lacombinacin de un no metal con el hidrgeno. El no metal corresponde a los aniones de loshalgenos (serie de los haluros). En los hidrcidos el H siempre tiene Nox. +1. Para nombrarlos, se antepone la palabra cido, seguida del no metal correspondiente con la terminacin hdrico.

H+1 F-1 HBr cido bromhdricoHFHCl

cido fluorhdricocido clorhdrico

HIH2S

cido yodhdricocido sulfhdrico

NOMENCLATURA DE OXICIDOS


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RbAl

Resultan de lacombinacin del agua con los xidos no metlicos. Son cidos que contienen oxgeno. Elhidrgeno tiene Nox. de +1. Para nombrarlos se antepone la palabra cido, seguida del nombre del radicalnegativo correspondiente; por ejemplo:

HClO

HBrO2HNO3H2SO4

cido hipocloroso

cido Bromosocido ntricocido sulfrico

H2SO3

H2CO3H3PO4HIO

cido sulfuroso

cido carbnicocido fosfricocido hipoyodoso

SALESSon el producto de la reaccin qumica entre un cido y una base o hidrxido.

H2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + H2O Na2SO4 Sulfato de sodio

NOMENCLATURA DE SALES BINARIASSon sales que provienen de los hidrcidos, por lo que en su molcula tienen un metal unido a un no metal. Paranombrarlas se cambia la terminacin del no metal de hdrico a uro, seguida del nombre del metal correspondien

Na+1+1

y Cl-1

I-1

NaCl

RbI

Cloruro de sodio

Yoduro de rubidio+3Fe+3 S-2

Br -1

Fe2S3AlBr 3 Bromuro de aluminio

Sulfuro frrico

NOMENCLATURA DE XISALESSon sales que derivan de los oxicidos, por lo que contienen un metal unido a un radical negativo que contieneoxgeno. Se nombran cambiando la terminacin del radical: Oso de los cidos por ito e ico de los cidos por atose hace seguir del nombre del metal correspondiente.

Na+1 y SO4-2 Na2SO4 Sulfato de sodio Pb(NO3)2 Nitrato de plomoII

Ca(ClO)2 Hipoclorito de calcio

FeCO3 Carbonato de Fierro III frrico

KMNO4 Permanganato de potasio Mg3(PO4)2 Fosfato demagnesio

CARACTERSTICAS DE LAS SALESSon el producto de la reaccin de un cido y una base, por lo que al disolverse en agua, pueden darle uno de es pHs, dependiendo cual sea la dominante, si ambos compuestos son fuertes, entonces el pH resultante ser neutNOMENCLATURA DE SALES BSICAS.En solucin, dan pH mayores a 7; ejemplo:

NaOH + H2S Na2S Na2CO3

sulfuro de sodiocarbonato de sodio

NOMENCLATURA DE SALES CIDAS.El pH es menor a 7. La molcula de las sales cidas se presenta unida aun metal y aun radical negativo, pero enellos se encuentra el hidrgeno. Para nombrarlas se utiliza el nombre del radical para las sales con el prefijo bi despus se anota el nombre del metal.

LiOH + H2CO3 LiHCO3 Bicarbonato de LitioCa(OH)2 + H2CO3 Ca(HCO3)2 Bicarbonato de CalcioFe(OH)2 + H2CO3 Fe(HSO4)2 Bisulfato ferroso

SALES NEUTRASEl pH resultante de la disolucin de estas sales es 7.

NaOHKOH

++

HClHNO3

NaClKNO3

Cloruro de sodio Nitrato de potasio


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Fe

BO2

C

NO2

P

PO4

AsO3

O

OH

SO4HSO4

NOMENCLATURA DE BASES O HIDRXIDOSResultan de la reaccin entre un xido metlico con el agua. En su frmula llevan siempre un metal unido alradical OH. El radical OH trabaja con Nox. de -1. Se nombran anteponiendo la palabra hidrxido seguido delmetal correspondiente.

Na+1+2Fe+3

y OH-1 NaOH hidrxido de sodioFe(OH)2 hidrxido de hierro II o h. ferrosoFE(OH)3 hidrxido de hierro III o H. frrico.

ELEMENTOS MS COMUNES Y NMEROS DE OXIDACINTABLA DE CATIONES

MONOVALENTES DIVALENTES TRIVALENTES TETRAVALENTES

NaK Rb

CsLi

Hg (oso)AgAu (oso)

NH4H (cido)

CaSr Ba

MgRa

Fe (oso)Mn (oso)CO(oso)

Ni (oso)Be

AlFe (ico)Cr (ico)

Au (ico)Mn (ico)

EsPb (ico)Sn (ico)

ZnCdHg (ico)Cr (oso)

Sn (oso)Pb (oso)

Ni (ico)Co (ico)BBi

LISTA DE ANIONES COMUNES E IMPORTANTESGRUPO ANIN NOMBRE

IV

-1

Al2-1CO3-1HCO3

SiO3-4

CN-1

-1

BoratoAluminato

CarbonatoBicarbonato Carbonato cidoSilicatoCarburoCianuro

CON -1 Cianato N-3

-1

NO3-1-3

Nitruro Nitrito NitratoFosfuro

V PO3-3-3HPO4-2H2PO4-2

-3

AsO4-3-2

O2-1-1

S-2

FosfitoFosfatoFosfato monohidrogenadoFosfato dihidrogenadoArsenitoArseniatoxidoPerxidoHidrxidoSulfuro

VI HS -1 Sulfuro cido o bisulfuroSO3-2

-2

HSO3-1-1

SulfitoSulfatoSulfito cidoSulfato cido


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tomos Enlace EjemploMetal + No metal Inico NaCl, Al2O3Metal + Metal Metlico Al, Cu, Au, Acero,latn No metal + Nometal

CovalenteCovalente polar Covalente no polar

NH3, H2O N2, O2, Br 2

Intervalo EnlaceIgual a 0 Covalente no polar

Mayor a 0 y menor a 1.7 Covalente polar Igual o mayor a 1.7 Inico

S2O3-2SCN-1F-1Cl-1Br -1

tiosulfatoSulfocianuro o tiocianatoFluoruroCloruroBromuro

VII I-1ClO-1ClO2-1ClO3-1ClO4-1

YoduroHipocloritoCloritoClorato perclorato

El bromo y el yodo dan radicales similares a los del cloro con el oxigeno con metales de transicin:

ANINCrO4-2Cr 2O7

MnO4-2MnO4-1Fe(CN)6-3Fe(CN)6-4

ZnO2MoO4-2TiO4-2

NOMBRECromato

Dicromato

ManganatoPermanganatoFerricianuroFerrocianuro

ZincatoMolibdatoTitanato

Enlaces qumicos

TIPOS DE ENLACESEl enlace qumico es una fuerza que une a los tomos para formar una molcula, puede ser:

Inico:consiste en que unos tomos ganan y otros pierden electrones.Covalente:consiste en que los tomos comparten pares de electrones. Se tienen tres variantes: covalente polar, covalente no polar, y covalente coordinado.Metlico:Formado por elementos metlicos.

En forma general se puede predecir el tipo de enlace que hay en una molcula viendo nicamente los tomos dque est constituida.

Otra manera de predecir el tipo de enlace en una molcula es a partir de las diferencias de electronegatividadesSi sta diferencia se encuentra entre los siguientes intervalos, el tipo de enlace ser:


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El 1.7 indica el carcter inico y 50% de carcter covalente, en la medida que ste valor crece, el carcter inicaumenta y viceversa; lo que indica que los compuestos inicos tienen algo de carcter covalente.Para que dos tomos se unan, es necesario que exista una diferencia de electronegatividades. Esta diferencia secalcula considerando:

D.E = Vma Vme Donde: D.E = Diferencia de electronegatividadesVma = Valor Mayor Vme = valor Menor

Ejemplo:NH3 N = 3.0 H = 2.1 D.E.= 3.0 2.1 =0.9= Enlace Covalente Polar

ENLACE INICOEl modelo inico para que se unan los tomos debe cumplir dos requisitos:

1. La energa de ionizacin par formar el catin debe ser baja2. La afinidad electrnica para formar el anin deber estar favorecida (el tomo debe liberar energa).

Rb +ClPropiedades de los compuestos Inicos.

Rbxx

Cl RbCl

------

Son slidosPuntos de Fusin y ebullicin altosSon sales inicas polares y se disuelven en aguaConducen la electricidad en soluciones acuosasForman cristalesSu densidad es mayor que la del agua.

Enlace covalente.-comparticin de pares electrnicos entre tomos muy electronegativos. Quedando el par deenlace entre ambos, es decir, a la misma distancia entre cada tomo que comparte los electrones. La distancia qquede entre ste par y el tomo determinar si es no polar (estructura de Lewis).

H+H------H..H, H-H

Enlace covalente no polar.-forma entre dos tomos que comparten uno ms pares electrnicos, dichos tomosson de igual electronegatividad. Sus compuestos no son solubles en agua, forman molculas verdaderas ydiatmicas, no son conductores del calor y la electricidad, tampoco forman estructuras cristalinas. Ejemplo: O2, N2, F2Enlace covalente Polar.-genera entre dos tomos que comparten uno o varios pares electrnicos, estn mscerca del elemento ms electronegativo y se forma un dipolo-O O-H. Sus compuestos son solubles en agua y ensolventes polares, presentan gran actividad qumica, conducen la electricidad. HCl, SO2.Enlace covalente coordinado..-ndo dos tomos comparten un par electrnico, pero uno aporta dicho par y elotro lo acepta, no modifica las propiedades del compuesto. En general, son lquidos, gases, o slidos quesubliman con facilidad, con puntos de ebullicin y fusin bajos. Ejemplo, H2SO4, NH3.Enlace por puente de hidrogeno.-En muchas molculas donde hay H unido a un elemento muy electronegativose establece una unin intermolecular entre hidrgeno de una molcula (carga parcial positiva) y el elementoelectronegativo de otra molcula. No es un verdadero enlace ya que se trata de una atraccin electrosttica dbi pero origina de un comportamiento especial de las sustancias que lo presentan, por ejemplo el agua, que por su peso molecular deba ser gas a temperatura ambiente, sin embargo es lquida, al solidificarse, se presenta unaestructura tetradrica en la que cada tomo de oxgeno est rodeado por otros cuatro y entre dos oxgenos est ehidrgeno, cada molcula es individual y como resultado de la estructura abierta el volumen aumenta cuando eagua se congela.


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El puente de H puede afectar las siguientes propiedades: punto de ebullicin y de fusin, viscosidad, densidad,calor de vaporizacin, presin de vapor, acidez, estas sustancias, generalmente tienen puntos de fusin yebullicin elevados, de alto poder de disociacin de cristales inicos.Enlace metlico.-El enlace entre los metales no es entre sus tomos sino entre los cationes metlicos y lo quefueron sus electrones, de tal manera, que el sodio en su forma metlica es un conjunto ordenado de iones y un

mar de electrones distribuidos entre ellos, donde el comportamiento de los electrones ocurre entre todos losncleos metlicos, que poseen iguales valores de electronegatividad.Aleaciones.Una aleacin es una disolucin slida y se prepara disolviendo un metal en otro, cuando ambos esten estado lquido, la aleacin tiene propiedades fisicoqumicas diferentes de los metales originales, Au con Ag Cu, en proporcin al 25% oro de 18 kilates. EJEMPLO:

Peltre 85% Sn, 7.3% Cu,6% Bi, 1.7% Sb. Latn: 67% cu, 33% Zn.

Cuando los tomos de los metales que forman una aleacin son prcticamente del mismo tamao, (hasta 15% ddiferencia) pueden reemplazarse fcilmente sin romper inaltrala estructura cristalina del metal, se tienenentonces aleaciones por sustitucin como es el caso del oro con la palta, si la diferencia de tamaos es mayor, stiene los tomos ms pequeos ocupan huecos de los tomos mayores, teniendo entonces una aleacin

intersticial: acero. Reacciones qumicasTIPOS DE REACCINExisten varios procedimientos mediante los cuales se forman los compuestos, entre los diferentes tipos dereaccin se tienen:

Sntesis o unin directaSustitucin o desplazamientosDoble sustitucin mettesisAnlisis o descomposicin o separacin

SNTESIS O UNIN DIRECTA.-Cuando los tomos o compuestos simples se unen entre s para formar

compuestos ms complejos se origina una reaccin por sntesis o unin directa:S(s) +CO2(g) +MgO(s) +SO2(g) + NH3(g) +Mg(s) +SO3(g) +

O2(g) SO2(g)H2O(l) H2CO3(aq)H2O (l) Mg(OH)2(aq)H2O (l) H2SO3(aq)HCl(g) NH4Cl(g)S(s) MgS(s)H2O(l) H2SO4(aq)

ANLISIS O DESCOMPOSICIN.-Las reacciones en las que los compuestos se descomponen por la accindel calor en sus elementos o compuestos ms sencillos, reciben el nombre de reacciones por anlisis,

descomposicin o separacin.2HgO(s)CaCO3(s)2MgO(g) NH4 NO3(s)

2Hg(l) +Ca(s) +2Mg(s) NH4 (g)

O2(g)O2(g)+ O2(g)+ NO3(s)

SUSTITUCIN SIMPLE O DESPLAZAMIENTO.-Cuando un elemento por afinidad qumica reemplaza en elcompuesto a aquel que tenga el mismo tipo de valencia, se origina una reaccin por sustitucin simple odesplazamiento.

H2SO4(aq) +2HCl(l) +

2H3PO4(aq) NH4 NO3(g)

Zn(s)Mg(s)

++

ZnSO4(s)MgCl2(g)

3Ca(s)Br 2 (l)

+ H2(g)+ H2(g)

Ca3PO4(aq)2HBr(aq) ++ 3H2(g)S (s)


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DOBLE SUSTITUCIN.-Existe un tipo de reaccin que generalmente se lleva acabo en solucin acuosa, dondehay iones presentes, y se produce un intercambio entre ellos. A este tipo de reaccin se le llama doble sustituciy se representa mediante el siguiente modelo matemtico:

A+B- + C+D- A+D- + C+B-Ejemplos:HCL(l) +2HCl(l) +

NaOH(aq)Mg(aq)

NaCl(s)AgCl(g)

++

H2O(g) NaNO3(aq)

Reaccin de Neutralizacin:En este tipo de reacciones actan un cido y una base para tener como resultado una sal, cuyo pH es neutro, yagua. Ejemplo:

HCl + NaOH NaCl + H2ODe acuerdo a la energa calorfica involucrada, las reacciones qumicas se clasifican en:

- Endotrmicas:Reaccin qumica en la que se absorbe o requiere calor. Ejemplo:FeO + H2 Fe + H2O

- Exotrmicas:Reaccin qumica en la que se libera o pierde calor. Ejemplo:2 HI H2 + I2 + (calor)

- Irreversible: Reaccin qumica que se genera en una sola direccin, es una reaccin directa. Ejemplo:HCl + NaOH NaCl + H2O

- Reversible:Reaccin qumica que se genera en dos direcciones. Ejemplo:

2Cl2

+ 2H2

O 4HCl +O2

Nmero de oxidacinSe define como el nmero que indica la valencia de un elemento, al cual se le agrega el signo + - .Criterios para asignar el nmero de oxidacin

1. El nmero de oxidacin para un elemento sin combinar, de las molculas simples o biatmicas, es igual acero . Ejemplo: Al, H2, O2, Br, etc.

2. La suma algebraica de los nmeros de oxidacin es igual a cero . Ejemplo: Na+1Cl-1= 03. El hidrgeno tiene nmero de oxidacin igual a +1, exceptoen hidruros en el quetiene nmero de

oxidacin 1.Ejemplo: H+1ClO, KOH+1, Hidruros: MgH2-1, LiH-1.4. El oxigeno tiene nmero de oxidacin igual a -2, exceptoen perxidosen el quetiene nmero de

oxidacin 1.Ejemplo: CO2-2, Al2O3-2, H2O-2. Perxidos: K 2O-1, H2O2-15. El nmero de oxidacin de los metales es siempre positivo e igual a la carga del in: KBr, MgSO4

Al(OH)3 .6. El nmero de oxidacin de los no metales en compuestos binarios son negativos y en ternarios son

positivos. Binarios: KCl-1, ternarios: K 2CO3-27. El nmero de oxidacin de los halgenos en los hidrcidos y sus respectivas sales es 1. HF-1, HCl-1,

NaCl-1, CaF2-18. El nmero de oxidacin del azufre en sus hidrcidos y sus sales es 2. Ejemplo: H2S-2, Na2S-2, FeS-2

Laoxidacinse define por lo tanto como el aumento de valencia por la prdida de electrones, y por el contrario,la reduccines la disminucin de valencia por la ganancia de electrones. En una reaccin de oxido-reduccin(redox), debe identificarse los componentes que cambian su nmero de oxidacin, es decir, quien se oxida(agente reductor) o se reduce (agente oxidante).Balanceo de ecuaciones


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El balanceo de una ecuacin qumica, consiste, en realizar las operaciones necesarias para encontrar loscoeficientes que permitan obtener la misma cantidad de reactivos que de productos en una reaccin qumica. Pajustar o balancear una reaccin qumica pueden seguirse los mtodos del tanteo o redox.Balanceo por el mtodo del tanteo.-Considera una estimacin de coeficientes por conteo directo de los tomosde los reactivos y de los productos, para posteriormente igualarlos mediante el empleo sucesivo de diferentes

coeficientes, hasta obtener la ecuacin balanceada.Ejemplo: Na + O2 Na2 O1. Contar el nmero de tomos de cada lado de la reaccin, observar que en el producto se carece de un

oxigeno, colocar el coeficiente que iguale los valores correspondientes. Na + O2 2 Na2 O

2. Observar que en el producto, ahora existen 4 tomos de sodio, por lo que se balancea con un coeficiente 4 el reactivo.

4 Na + O2 2 Na2 O3.La ecuacin est balanceada

Balanceo por el mtodo de xido-reduccin (redox).-Es aquel en el cual dentro de una reaccin qumica,

algunos tomos cambian su nmero de oxidacin, al pasar de reactivos a productos, es decir, que se oxidan o qse reducen. Para realizar este procedimiento, se requiere cumplir con los siguientes criterios:1. Determinar los nmeros de oxidacin de todos y cada uno de los elementos involucrados en de la

ecuacin qumica.2. Identificar los elementos que cambian su nmero de oxidacin y determinar la variacin de los elementos

que se oxidaron y redujeron respectivamente.3. Los valores de oxidacin y reduccin de esa variacin, correspondern a los coeficientes de los

compuestos que contengan los elementos en forma inversa, ejemplo:

Cl+5 Cl-1

O-2 O0

+6 e- (oxida)

- 2e- (reduce4. Por ltimo, se balancea por tanteo

Ejemplo: Cu + HNO3 Cu (NO3)2 + H2O + NO

1) Determinar nmero de oxidacinCu0 + H+1 N+5O3-2 Cu+2(NO3)2-1 + H2+1 O-2 + N+2 O-2

2) Indicar a los elementos que cambiaron su nmero de oxidacinCu0 Cu+2

N+5 N+2

+2 e- (se oxida) pierde electrones

-3 e- (se reduce) gana electrones

3) Se multiplica por 3 a los reactivos y productos que tengan cobre (Cu) y por 2 los que contengan nitrgeno (N3Cu0 + 2H+1 N+5O3-2 3Cu+2(NO3)2-1 + H2+1 O-2 + 2 N+2 O-2

4) Observar que existen ms nitrgenos en los productos que en los reactivos, por lo que se balancea la ecuaciqumica por tanteo

3Cu0 + 8H+1 N+5O3-2 3Cu+2(NO3)2-1 + H2+1 O-2 + 2 N+2 O-2

5) Por ltimo, se balancean los hidrgenos y oxgenos por tanteo3Cu0 + 8H+1 N+5O3-2 3Cu+2(NO3)2-1 + 4H2+1 O-2 + 2 N+2 O-2


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1 mol de iones de NO3

EstequiometraLa estequiometra (del griegostoicheion elemento y metron medida ) se basa en el entendimiento de lasmasas atmicas y en un principio fundamental laley de la conservacin de la masa: La masa total de todas lasmasas presentes despus de una reaccin qumica es la misma que la masa total antes de la reaccin. [Lavoasier;Antoine.]

Bases de la EstequiometraLas unidades utilizadas en qumica para expresar la masa, el volumen, la temperatura y la relacin que guardanentre ellas en una reaccin qumica son conocidas comounidades qumicasEl siguiente esquema presenta 3 unidades qumicas que a continuacin se definen

Nmero Atmico

Unidad Peso AtmicoQumica

Peso Molecular

--

-

-

Nmero Atmico: Es el nmero de protones y se indica con un subndice al lado del smbolo atmicoPeso atmico: Es el nmero total de protones y neutrones en el ncleo y se indica con un superndice allado del smbolo atmico.Istopo: Son tomos de un elemento dado que difieren en el nmero de neutrones y por lo tanto en sumasa.Peso Molecular: Tambin conocido como peso frmula. Es la suma de los pesos atmicos de los tomosde su frmula qumica.

Peso molecular (peso frmula) del cido sulfrico (H2SO4)2 tomos de H

1 tomo de S

4 tomos de O

Peso de H: 1 uma

Peso de S: 32 uma

Peso de O: 16 uma

2(1 uma)=

1(32 uma)=

4(16 uma)=

2 uma

32 uma

64 uma

98 umaEl concepto de molEn qumica, la unidad para manejar el nmero de tomos, iones y molculas en una muestra de tamao ordinares elmol; cuya abreviatura es tambin el mol. Unmoles la cantidad de materia que contiene tantos objetos (seantomos, molculas o cualquier otro tipo de objetos que estemos considerando) como tomos hay exactamente e12 g de12C. Mediante experimentos, los cientficos han determinado que este nmero es 6.0221421 x 1023. Estenmero se conoce comonmero de Avogadro, en honor a Amadeo Avogadro. En realidad se utiliza unaaproximacin del nmero que suele ser 6.02 x 1023

Tabla 1: Mol y Nmero de Avogadro1 mol de tomos de12C = 6.02 x 1023 tomos de12C

1 mol de molculas de H2O-

==

6.02 x 1023 molculas de H2O6.02 x 1023 iones de NO3

Un mol de tomos, un mol de molculas o un mol de cualquier objetoMasa molarUna docena siempre es el nmero 12, sea que se hable de una docena de huevos o de una docena de elefantes. Nobstante, es obvio que una docena de huevos no tiene la misma masa que una de elefantes. De manera anloga,un mol siempre es el mismo nmero (6.02 x 1023), pero un mol de una sustancia y un mol de otra sustanciadistinta tienen diferente masa. Ahora bien, puede usarse las masas atmicas de los elementos para encontrar la


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masa de un mol de cualquier sustancia, a este valor se le conoce comomasa molar. Supngase que se deseaencontrar las masas molares del carbono (C) y del cobre (Cu). Dicho de otra manera, se desea conocer la masaun mol de tomos de C y un mol de tomos de Cu (6.02 x 1023 tomos en los dos casos). Se busca las masasatmicas de estos elementos en la tabla peridica: La masa atmica del carbono es 12.01; la del cobre es 63.55Se agrega, simplemente, unidades gramos(g) a estos valores.

1 mol de C = 12.01 g 1 mol de Cu = 63.55 gEn resumen,la masa (en gramos) de un mol de tomos de un elemento es igual al valor numrico de la masaatmica del elemento . En caso de tener un compuesto se aplica una regla similar,la masa (en gramos) decualquier sustancia o compuesto siempre es numricamente igual a su peso frmula (en uma)Concentracin de las disolucionesTomando en cuenta la cantidad de soluto que se disuelve o que toma parte en la disolucin, puede clasificarse e

Disoluciones diluidas: Aquellas que tienen muy poca cantidad de soluto.Disoluciones concentradas: Aquellas que tienen una gran cantidad de soluto.Disoluciones saturadas: Aquellas en las que est disuelta la mayor cantidad posible de soluto a ciertatemperatura.

Disoluciones sobresaturadas: Las que tienen una proporcin de soluto mayor de las que corresponde alequilibrio de saturacin a la misma temperatura.Es importante sealar que una solucin saturada no es necesariamente concentrada. Por ejemplo, cuando elCaCO3 permanece en contacto con cierta cantidad de agua hasta que se alcanza un equilibrio entre el carbonatodisuelto y el que est sin disolver, la solucin saturada es extremadamente diluida, pues el carbonato de calcio muy poco soluble. Porcentaje por masaEl porcentaje por masa de un soluto en una solucin, significa las partes en masa del soluto en 100 partes desolucin:

% por masa = masa de soluto

masa de solucinx100

Ejemplos:Una solucin al 15% de cloruro de magnesio en agua, contiene, 15g de soluto y 85g de disolvente para formar 100g de solucin.

15 g de MgCl 2 + 85 g de H 2O = 100 g de una solucinde MgCl 2 al 15%

Cul es el tanto por ciento en masa de una solucin que contiene 15g de cloruro de sodio en la suficiente agua para obtener 165g de solucin?

15 g de NaCl165 g de solucin

x100 = 9.09% de NaCl

Cuntos gramos de nitrato de plata se requieren para preparar 400g de una solucin al 5%?5% de AgNO 3x 400 g de solucin

100= 20 g de AgNO 3

Molalidad La molalidad (m) se define como el nmero de moles de soluto sobre kilogramo de disolvente. Este mtodo paexpresar la concentracin est basado en la masa de soluto (en moles) por unidad de masa (en Kg.) de disolven

m =Moles de soluto

Kilogramo de solv ente

Ejemplos:Una solucin de 1m de cloruro de magnesio se prepara al disolver 95g de cloruro de magnesio en un kilogramode agua.

95 g de MgCl 2 + 1kg de H 2O = Solucin de MgCl 2 1m

Calcular la molalidad de una solucin de cido fosfrico, que contiene 32.7g en 100g de agua


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32.7 g de H3PO4100 g de H 2O

x 1 mol de H3PO498 g de H3PO4

x 1000 g de H2O1kg de H 2O

= 3.34 moles de H3PO41kg de H 2O

= 3.34m

Molaridad La molaridad (M) se define como el nmero de moles de soluto sobre un litro de solucin

M=Moles de soluto

Litro de solucin

Este mtodo de expresar la concentracin, es til cuando se emplean equipos volumtricos (probetas, buretas,etc.) con el fin de medir una cantidad de solucin. A partir del volumen medido, un clculo simple permitedeterminar la masa del soluto empleado.Ejemplos:Calcular la molaridad de una solucin de NaOH, que contiene 20g en .51 de solucin.

20 g de NaOH0.51de solucin

x 1 mol de NaOH 1 mol de NaOHx40 g de NaOH 1L de solucin

= 1m

Calcular la cantidad de litros de solucin 6M de cido sulfrico que se requieren para contener 300g de este ci300 g de H2SO4x 1 mol de H2SO4

98 g de H2SO4x 1L de solucin

6 moles de H2SO4= 0.51L de solucin

Normalidad La normalidad (N) se define como el nmero de equivalentes de soluto sobre un litro de solucin

N= Equiv alentes de soluto

Litro de solucin

La masa equivalente en gramos (1 equivalente) de un cido, se determina dividiendo la masa frmula gramo decido, entre el nmero de iones H+ sustituibles que contenga la frmula.

1equiv alente HCl = masa f rmulagramo

1

=40 g

1

= 40 g

1equiv alente H 2SO 4 =masa f rmulagramo

2=

98 g

2= 49 g

La masa equivalente en gramos (1 equivalente) de una base, se determina dividiendo la masa frmula gramo de base, entre el nmero de oxhidrilos sustituibles que contenga la frmula.

1equiv alente NaOH = masa f rmulagramo

1=

40 g

1= 40 g

1equiv alente Al(OH) 3 =masa f rmulagramo

3=

78 g

3= 26 g

La masa equivalente en gramos (1 equivalente) de una sal, se determina dividiendo la masa frmula gramo de lsal, entre la valencia total de los cationes (nmero de moles de cargas positivas) que contenga la frmula.

1equiv alente Na 2SO 4 =

1equiv alente Fe 2(SO 4 )3 =

masa f rmulagramo

2masa f rmulagramo

6

=

=

142 g

2400 g

6

= 71g

= 66.6 g

Ejemplos:Calcular la normalidad de una solucin de cido fosfrico que contiene 28.4g de soluto en un litro de solucin

284 g de H3PO41L de solucin

x 1 equiv alente de H3PO432.7 g de H 3PO 4

= 8.68 equiv alentes de H3PO41L de solucin

= 8.68 N

Calcular los gramos de H2SO4 que se necesitan para preparar 500ml de una solucin .1N

500mlX1l de solucin

1000mlX 0.1 equiv alente de H2SO4

1l de solucinX 49g de H 2SO 4

1equiv alente de H2SO4= 2.45g de H 2SO 4


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> Consiste en 2 tomos de hidrgeno y uno de oxgeno y cada tomo de hidrgeno est fijado al oxgeno con uenlace covalente sencillo.> La longitud entre los dos ncleos de hidrgeno es muy pequea y la molcula no es lineal, tiene forma de casun tetraedro con un ngulo de 105 entre los H.> Esta estructura la hace polar o sea que tiene mucha carga negativa acumulada en un extremo y poca carga

negativa en el otro extremo o polo positivo.> Tiene gran estabilidad ante el calor, slo el 1 % se descompone a temperaturas mayores de 1100C.> Si est pura no conduce la electricidad, pero si le agregamos un cido o una base conduce fcilmente lacorriente elctrica.Polaridad y puentes de Hidrgeno.> Polaridad. Es cuando una molcula presenta centros de carga opuestos pero separados y esta propiedad nossirve para clasificara los solventes orgnicos: A mayor polaridad, mayor poder de disolucin.> Puentes de Hidrgeno. No es un verdadero enlace sino una atraccin electrosttica entre un protn y un par delectrones de un tomo pequeo corno: O, N u P y esto le da un comportamiento especial a la sustancia que lo presenta la cual es soluble en agua pues forma puentes de hidrgeno con a molcula de agua.2. Propiedades fsicas de! agua: puntos de ebullicin y de fusin, capacidad calorfica especfica.

> Punto de ebullicin. Es la temperatura a la que el agua pasa de lquido a vapor y es de 100C, a una presinde 760 mm de mercurio (nivel del mar)

> Punto de fusin. Es la temperatura a la que el agua pasa de lquido a slido y es de 100C, a una presin de760 mm de mercurio (nivel del mar).> Calor especfico. Es la cantidad de calor requerido para elevar la temperatura de un gramo de agua en ungrado centgrado y es de 1 calora.3. Propiedades qumicas del agua: tipo de enlace, capacidad (poder) disolvente del agua.Tipo de enlace: El agua consta de dos tomos de hidrgeno, unidos a uno de oxgeno por un enlace covalentesencillo.Capacidad disolvente: Debido a que el agua es una sustancia bastante polar, tiene un gran poder disolvente soblas sustancias polares (como la glucosa) pero no sobre las no polares (como los lpidos).

Contaminacin del Agua.Principales contaminantes: fsicos, qumicos y biolgicos.

Aguas residuales y otros residuos que demandan oxgeno (en su mayor parte materia orgnica, cuyadescomposicin produce la desoxigenacin del agua).

Agentes infecciosos. Nutrientes vegetales que pueden estimular e1 crecimiento de las plantas acuticas. stas, a su vez, interfieren clos usos a los que se destina e! agua y, al descomponerse, agotan el oxgeno disuelto y producen oloresdesagradables.

Productos qumicos, incluyendo los pesticidas, diversos productos industriales, las sustancias activas contenidaen los detergentes, y los productos de la descomposicin de otros compuestos orgnicos.

Petrleo, especialmente el procedente de los vertidos accidentales.

Minerales inorgnicos y compuestos qumicos.Sedimentos formados por partculas del suelo y minerales arrastrados por las tormentas y escorrentas desde latierras de cultivo, los suelos sin proteccin, las explotaciones mineras, las carreteras y los derribos urbanos.Sustancias radiactivas procedentes de los residuos producidos por la minera y el refinado del uranio y el torio,centrales nucleares y el uso industrial, mdico y cientfico de materiales radiactivos.


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El calor tambin puede ser considerado un contaminante cuando el vertido del agua empleada para larefrigeracin de las fbricas y las centrales energticas hace subir la temperatura del agua de la que se abastece

Fuentes generadoras: industrial, urbano y agrcola.

La contaminacin urbana est formada por las aguas residuales de los hogares y los establecimientos comerciaDurante muchos aos, el principal objetivo de la eliminacin de residuos urbanos fue tan slo reducir sucontenido en materias que demandan oxgeno, slidos en suspensin, compuestos inorgnicos disueltos (enespecial compuestos de fsforo y nitrgeno) y bacterias patgenas. En los ltimos aos, por el contrario, se hahecho ms hincapi en mejorar los medios de eliminacin de los residuos slidos producidos por los procesos depuracin.Los principales mtodos de tratamiento de las aguas residuales urbanas tienen tres fases: el tratamiento primarique incluye la eliminacin de arenillas, la filtracin, la floculacin (agregacin de los slidos) y la sedimentaciel tratamiento secundario, que implica la oxidacin de la materia orgnica disuelta por medio de lodo biolgicamente activo, que seguidamente es filtrado; y el tratamiento terciario, en el que se emplean mtodos biolgicos avanzados para la eliminacin del nitrgeno, y mtodos fsicos y qumicos, tales como la filtracin

granular y la adsorcin por carbono activado. La manipulacin y eliminacin de los residuos slidos representaentre un 25 y un 50% del capital y los costos operativos de una planta depuradora.

Las caractersticas de las aguas residuales industriales pueden diferir mucho tanto dentro como entre lasempresas.El impacto de los vertidos industriales depende no slo de sus caractersticas comunes, como la demanda bioqumica de oxgeno, sino tambin de su contenido en sustancias orgnicas e inorgnicas especficas. Hay tropciones (que no son mutuamente excluyentes) para controlar los vertidos industriales. El control puede tener lugar all donde se generan dentro de la planta; las aguas pueden tratarse previamente y descargarse en el sistemde depuracin urbana; o pueden depurarse por completo en la planta y ser reutilizadas o vertidas sin ms encorrientes o masas de agua.

La agricultura, la ganadera comercial y las granjas avcolas, son la fuente de muchos contaminantes orgnicosinorgnicos de las aguas superficiales y subterrneas. Estos contaminantes incluyen tanto sedimentos procedende la erosin de las tierras de cultivo como compuestos de fsforo y nitrgeno que, en parte, proceden de losresiduos animales y los fertilizantes comerciales. Los residuos animales tienen un alto contenido en nitrgeno,fsforo y materia consumidora de oxgeno, y a menudo albergan organismos patgenos. Los residuos de loscriaderos industriales se eliminan en tierra por contencin, por lo que. el principal peligro que representan es ella filtracin y las escorrentas. Las medidas de control pueden incluir el uso de depsitos de sedimentacin paralquidos, el tratamiento biolgico limitado en lagunas aerbicas o anaerbicas, y toda una serie de mtodosadicionales.

Importancia y aplicaciones del agua para la humanidad.El agua tiene muy diversos usos, simplemente es necesaria para el mantenimiento de la vida ya que los seresvivos tienen una importante composicin porcentual en agua.El agua, es el termorregulador universal, los mares ayudan a conservar la temperatura de la tierra de forma quesea apropiada para la vida.Tambin, el agua es un disolvente universal y vehculo de muchas sustancias orgnicas.Casi no hay actividades de la humanidad que no utilicen agua directa o indirectamente.Uso responsable y preservacin del agua.El agua por ser un lquido vital, debe ser usada con prudencia y estrictamente para las necesidades.

AIRE Qu es el aire?


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Es una mezcla homognea que se compone de los elementos que se citan en el siguiente apartado.

Composicin porcentual del aire.La atmsfera terrestre est constituida principalmente por nitrgeno (78%) y oxgeno (21%). El 1% restante loforman el argn (0,9%), el dixido de carbono (0,03%), distintas proporciones de vapor de agua, y trazas de

hidrgeno, ozono, metano, monxido de carbono, helio, nen, kriptn y xenn.Reacciones de oxgeno.> Reacciones de combustin.La combustin es un proceso de oxidacin rpida de una sustancia, acompaado de un aumento de caloryfrecuentemente de luz. En el caso de los combustibles comunes, el proceso consiste en una combinacin qumicon el oxgeno de la atmsfera que lleva a la formacin de dixido de carbono, monxido de carbono y agua, junto con otros productos como dixido de azufre, que proceden de los componentes menores del combustible

Ejemplo de combustin:C JH10 + O2 :r> CO2 + H2O + Energa

Formacin de xidos bsicos.Se forman al combinar oxgeno con un metal.- Formacin de xidos cidos.Se forman al combinar un no metal con oxgeno como: Nitrgeno para formar: xido Nitroso que es unneurotransmisor que produce vasodilatacin.Carbono para formar: Anhdrido carbnico o dixido de carbono.

4. Reacciones de xido - reduccin.

Es una reaccin qumica correspondiente a la accin de un cuerpo oxidante sobre un cuerpo reductor, que da alugar a la reduccin del oxidante y a la oxidacin

La oxidacin de un cuerpo corresponde a una prdida se electrones y la reduccin corresponde a una gananciaelectrones. Un oxidante es una sustancia susceptible de captar uno o varios electrones; un reductor cedefcilmente uno o varios electrones.

Ciclos del oxgeno, nitrgeno y carbono.

Ciclo del oxgeno.El oxgeno es un componente muy importante del aire se requiere para mantener la vida.El oxgeno participa en muchas reacciones fundamentales para sostener la vida, es el aceptor final de loselectrones en la cadena respiratoria que es la mxima suministradora de energa en los organismos aerobios (solos que consumen oxgeno).

La fotosntesis es el proceso fundamental por el que los vegetales producen su propio alimento (es decir sonauttrofos). Para poder llevar a cabo la fotosntesis, los cloroplastos (en las plantas verdes), captan bixido decarbono (que contiene oxgeno y carbono) del medio ambiente, agua, y finalmente, utilizando enzimas y laenerga luminosa, producen: oxgeno y glucosa.

El oxgeno producido en la fotosntesis sale en forma de gas y es el que se encuentra en el aire. Es introducido todos los organismos aerobios, donde entra en la cadena respiratoria como aceptor final de electrones para formagua que es llamada agua de oxidacin y es eliminada por los seres vivos en el sudor, la orina, las lgrimas etc. bixido de carbono (que tambin contiene oxgeno), es producto de reacciones catablicas aerobias y esexpulsado por los organismos aerobios y reciclado por las plantas de la forma antes vista.


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Este oxgeno que se encuentra en el aire, tambin es utilizado por el hombre en sus reacciones de combustin,que como se haba visto anteriormente, producen bixido de carbono que tambin se recicla en la fotosntesis.De esta forma existe una circulacin constante de oxgeno y una especie de simbiosis entre los organismos querespiran oxgeno y las plantas, donde los organismos aerobios utilizan el oxgeno de las plantas para sumetabolismo y producen bixido de carbono que es aprovechado por las plantas para producir oxgeno y

nutrientes.

Ciclo del nitrgeno.Proceso cclico natural en el curso del cual el nitrgeno se incorpora al suelo y pasa a formar parte de losorganismos vivos antes de regresar a la atmsfera. El nitrgeno, una parte esencial de los aminocidos, es unelemento bsico de la vida. Se encuentra en una proporcin del 79% en la atmsfera, pero el nitrgeno gaseosodebe ser transformado en una forma qumicamente utilizable antes de poder ser usado por los organismos vivoEsto se logra a travs del ciclo1 del nitrgeno, en el que el nitrgeno gaseoso es transformado en amonaco onitratos. La energa aportada por los rayos solares y la radiacin csmica sirven para combinar el nitrgeno y e

oxgeno gaseoso en nitratos, que son arrastrados a la superficie terrestre por las precipitaciones.La fijacin biolgica, responsable de la mayor parte del proceso de conversin del nitrgeno, se produce por laaccin de bacterias libres fijadoras del nitrgeno, bacterias simbiticas que viven en las races de las plantas(sobre todo leguminosas y alisos), algas verdeazuladas, ciertos lquenes y epfitas de los bosques tropicales.El nitrgeno fijado en forma de amonaco y nitratos es absorbido directamente por las plantas e incorporado a stejidos en forma de protenas vegetales. Despus, el nitrgeno recorre la cadena alimentaria desde las plantas alos herbvoros, y de estos a los carnvoros. Cuando las plantas y los animales mueren, los compuestosnitrogenados se descomponen produciendo amonaco, un proceso llamado amonificacin.Parte de este amonaco es recuperado por las plantas; el resto se disuelve en el agua o permanece en el suelo,donde los microorganismos lo convierten en nitratos o nitritos en un proceso llamado nitrificacin. Los nitratos pueden almacenarse en el humus en descomposicin o desaparecer del suelo por lixiviacin, siendo arrastrado los arroyos y los lagos. Otra posibilidad es convertirse en nitrgeno mediante la desnitrificacin y volver laatmsfera.En los sistemas naturales, el nitrgeno que se pierde por desnitrificacin, lixiviacin, erosin y procesos similaes reemplazado por el proceso de fijacin y otras fuentes de nitrgeno. La interferencia antrpica (humana) en ciclo del nitrgeno puede, no obstante, hacer que haya menos nitrgeno en el ciclo, o que se produzca unasobrecarga en el sistema. Por ejemplo, los cultivos intensivos, su recogida y la tala de bosques han causado undescenso del contenido de nitrgeno en el suelo (algunas de las prdidas en los territorios agrcolas slo puederestituirse por medio de fertilizantes nitrogenados artificiales, que suponen un gran gasto energtico). Por otra parte, la lixiviacin del nitrgeno de las tierras de cultivo demasiado fertilizadas, la tala indiscriminada de bosques, los residuos animales y las aguas residuales han aadido demasiado nitrgeno a los ecosistemasacuticos, produciendo un descenso en la calidad del agua y estimulando un crecimiento excesivo de las algas.Adems, el dixido de nitrgeno vertido en la atmsfera por los escapes de los automviles y las centralestrmicas se descompone y reacciona con otros contaminantes atmosfricos dando origen al smogfotoqumico.

Ciclo del carbono.Por l, la energa fluye a travs del ecosistema terrestre. El ciclo bsico comienza cuando las plantas, a travs dla fotosntesis, hacen uso del dixido decarbono (C02)presente en la atmsfera o disuelto en el agua. Parte de este carbono pasa a formar parte de lostejidos vegetales en forma de hidratos de carbono, grasas y protenas; el resto es devuelto a la atmsfera o al agmediante la respiracin. As, el carbono pasa a los herbvoros que comen las plantas y de ese modo utilizan,reorganizan y degradan los compuestos de carbono. Gran parte de ste es liberado en forma de CO2 por larespiracin, como producto secundario del metabolismo, pero parte se almacena en los tejidos animales y pasalos carnvoros, que se alimentan de los herbvoros. En ltima instancia, todos los compuestos del carbono sedegradan por descomposicin, y el carbono es liberado en forma de CO2, que es utilizado de nuevo por las plantas.


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Contaminantes del aire.El mayor y ms fuerte contaminante del aire son los CFC (cloro,fluro,carbonos) estos son los causantes de ladestruccin de la capa de ozono, otros efectos de la contaminacin son el efecto invernadero por el CO2 y lalluvia acida por los xidos.

Los principales contaminantes del aire:Monxido de carbono (CO) Dixido de azufre (S02) Partculas en suspensin Plomo (Pb) Hidrocarburos nomecnicos Dixido de carbono (C02)

PRINCIPALES FUENTESVehculos de motor Plantas de cido sulfrico Vehculos de motor Vehculos de motor Vehculos de motor Todas las fuentes decombustinPrincipales fuentes generadoras (industriales, urbanas y agrcolas).

La combustin de carbn, petrleo y gasolina es el origen de buena parte de los contaminantes atmosfricos. Mde un 80% del dixido de azufre, un 50% de los xidos de nitrgeno, y de un 30 a un 40% de las partculas ensuspensin emitidos a la atmsfera en Estados Unidos proceden de las centrales elctricas que quemancombustibles fsiles, las calderas industriales y las calefacciones. Un 80% del monxido de carbono y un 40% los xidos de nitrgeno e hidrocarburos emitidos proceden de la combustin de la gasolina y el gasleo en losmotores de los coches y camiones. Otras importantes fuentes de contaminacin son la siderurgia y las aceras, lfundiciones de cinc, plomo y cobre, las incineradoras municipales, las refineras de petrleo, las fbricas decemento y las fbricas de cido ntrico y sulfrico.Entre los materiales que participan en un proceso qumico o de combustin puede haber ya contaminantes (comel plomo de la gasolina), o stos pueden aparecer como resultado del propio proceso. El monxido de carbono, por ejemplo, es un producto tpico de los motores de explosin. Los mtodos de control de la contaminacinatmosfrica incluyen la eliminacin del producto peligroso antes de su uso, la eliminacin del contaminante unvez formado, o la alteracin del proceso para que no produzca el contaminante o lo haga en cantidadesinapreciables. Los contaminantes producidos por los automviles pueden controlarse consiguiendo unacombustin lo ms completa posible de la gasolina, haciendo circular de nuevo los gases del depsito, elcarburador y el crter, y convirtiendo los gases de escape en productos inocuos por medio de catalizadores. La partculas emitidas por las industrias pueden eliminarse por medio de ciclones, precipitadores electrostticos yfiltros. Los gases contaminantes pueden almacenarse en lquidos o slidos, o incinerarse para producir sustancinocuas.Impacto ambiental: inversin trmica y lluvia acida.

Inversin trmica.Se define como un aumento de la temperatura con la altitud en una capa de la atmsfera. Como la temperaturasuele descender con la altitud hasta el nivel de los 8 a 16 km de la troposfera a raznde aproximadamente 6.5 C/km, el aumento de la temperatura con la altitud se conoce como inversin del perfide temperatura normal. Sin embargo, se trata de una caracterstica comn de ciertas capas de la atmsfera. Lasinversiones trmicas actan como tapaderas que frenan los movimientos ascendentes de la atmsfera.En efecto, el aire no puede elevarse en una zona de inversin, puesto que es ms fro y, por tanto, ms denso enzona inferior.

Lluvia acida.Es la precipitacin, normalmente en forma de lluvia, pero tambin en forma de nieve o niebla, que presenta un pH del agua inferior a 5.65. sta implica la deposicin de sustancias desde la atmsfera durante a precipitacinLas sustancias acidificantes pueden presentar un carcter directamente cido o pueden adquirir dicha condicin por transformacin qumica.


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Orgnicos InorgnicosTipo de enlace Predomina el enlace covalente Predomina el enlace inico

Solubilidad Son solubles en solventes no polares Por lo general son solubles en agua

Puntos de fusin y ebullicin Bajos puntos de fusin y ebullicinPresentan altos puntos de fusin yebullicin

Mecanismos de formacin y efectos. La mayor parte de las sustancias acidificantes vertidas al aire son el dixide azufre y los xidos de nitrgeno. Se comenta aqu, como ejemplo, la ruta de acidificacin del azufre: una gr parte del dixido de azufre es oxidado a trixido -e azufre, que es muy inestable y pasa rpidamente a cidosulfrico. La oxidacin cataltica del dixido de azufre es tambin rpida. Se cree que en las gotas de agua se produce la oxidacin implicando oxgeno

molecular y, como catalizadores, sales de hierro y manganeso procedentes de la combustin del carbn. Adem puede producirse oxidacin fotoqumica por la accin del ozono. En cualquier caso, la consecuencia es laformacin de niebla con alto contenido en cido sulfrico.

Qumica del CarbonoEstructura molecular de los compuestos del carbonoIntroduccin a la qumica orgnicaLos compuestos orgnicos como los inorgnicos, son de excepcional importancia para los organismos vivos,como integradores del medio ambiente en que viven, o como formadores del medio interno que les proporciona

turgencia y su misma arquitectura, constituyendo ese complejo que en algn tiempo se atribuy a la "fuerzavital".Desde el siglo XVII se dividi el estudio de la qumica en inorgnica o anorgnica y orgnica, con el objeto dedistinguirlas y facilitar su estudio dentro del medio natural.La qumica orgnica es el estudio de los compuestos del carbono en cuanto a su composicin, propiedades,obtencin, transformaciones y usos. Comprende un amplio campo de estudio en la tecnologa de productos comcolorantes, drogas, azcares, protenas, grasas, insecticidas, fungicidas, combustibles, licores, cosmticos,hormonas, medicamentos, aromatizantes, fibras textiles, etc. Anteriormente, dichos productos se aislaban defuentes animales o vegetales y por eso se les dio el nombre de orgnicos, es decir sintetizados por los seres vivoen la actualidad se producen en el laboratorio y se conocen ms de 7 millones de compuestos orgnicosdiferentes, mientras que inorgnicos slo hay 300,000 compuestos (Ocampo, et al., 1999). La qumica orgnica

qumica del carbono -como tambin se le denomina- por ser el carbono el elemento esencial de estos compuestestudia al conjunto de sustancias cuyos elementos fundamentales e irremplazables son el carbono, el hidrgenoel oxgeno, e indispensables, el nitrgeno, el fsforo y el azufre. Con menor frecuencia entran en su composicilos halgenos y otros elementos como el magnesio, el sodio, el potasio, el fierro, etctera (Llera, 1984).Diferencia entre compuestos orgnicos e inorgnicos.En 1828, Federico Wehler, preparo en su laboratorio una cantidad del compuesto inestable conocido con elnombre de Cianato de Amonio; esta sustancia fue calentada y con gran sorpresa not que se haba transformaden unos cristales blancos y sedosos. Rpidamente hizo unas pruebas: eran cristales de Urea, la sustancia que seobtiene cuando se evapora la orina. Para Wehler ste fue un cambio de lo ms sorprendente y enigmtico, porque el Cianato de Amonio era un compuesto inorgnico que poda prepararse en el laboratorio; mientras qula Urea era un compuesto orgnico, producto de la actividad de un organismo vivo, la cual, de acuerdo con lasteoras de la poca, slo poda prepararse por medio de los procesos de los organismos vivos. Sin embargoWehler la haba preparado en un tubo de ensayo. Estos compuestos son idnticos a los inorgnicos o mineraleen su formacin se cumplen las mismas leyes. La barrera que separaba al mundo inorgnico del mundo orgnicfue eliminada con estos descubrimientos. Es de preguntarse por qu en la actualidad se conserva la Qumica endos secciones: Inorgnica y Orgnica, siendo que han desaparecido las diferencias de origen que entre ellas sehicieron. Algunas de las razones que se tienen para conservar la anterior divisin son las siguientes:

Diferencias entre compuestos orgnicos e inorgnicos


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Condensada Semidesarollada Desarrollada

C2H6 CH3 CH3

C3H8 CH3 CH2 CH3

Velocidad de reaccin Por lo general, las reacciones son lentas Las reacciones son casi instantneEstructuras Forman estructuras complejas, de elevado peso molecular

No forman estructuras complejas ysus pesos moleculares son bajos

Isomera Fenmeno frecuente Fenmeno poco frecuente.

Tipos de frmulas en qumica orgnica (condensada, semidesarrollada y desarrollada)De acuerdo a la tetravalencia del carbono, los compuestos orgnicos se pueden representar mediante tres tipos frmulas:

Condensada o molecular.- La frmulacondensadaes la que expresa en forma sintetizada los tomos queintervienen en el compuesto.

Semidesarrollada o de estructura.- La frmulasemidesarrolladacomo su nombre lo indica en parte escondensada y en parte es desarrollada, utiliza una raya para representar el enlace covalente que se formaentre los tomos de carbono.Desarrollada o grfica. La frmuladesarrollada es la que nos indica el enlace entre todos los tomos queforman la molcula del compuesto usando una raya para representarlos.

De estas frmulas la ms conveniente para representar las molculas de los compuestos es la semidesarrollada, por que la condensada se presta a isomeras, es decir a molculas que teniendo el mismo nmero y tipo de tomvaran en su estructura y por consiguiente en sus propiedades; la desarrollada es muy laboriosa

Ejemplos de tipos de frmulas

Tipos de cadenasEl carbono con sus cuatro valencias, carece de tendencia para ganar o perder electrones y le es difcil adquirir cargas positiva o negativa. Est considerado dentro del grupo de los elementos ms combinables, pudindolohacer entre s y formar largas cadenas, utilizando entre carbono y carbono una, dos o tres valencias, o bien cerrlas cadenas para estructurar cadenas cclicas.Por todas estas caractersticas, al combinarse entre s, forma cadenas lineales o abiertas con ramificacionesllamadas arborescencias o sin ellas, con una, dos o tres ligaduras entre carbono y carbono. Estas cadenas son laque constituyen lo que se llama el "esqueleto" de los compuestos orgnicos "acclicos", para diferenciarlos de l

"cclicos" o de cadena cerrada, cuyos eslabones forman ciclos que pueden estar cerrados por un carbono u otroelemento diferente.

HidrocarburosSon compuestos constituidos exclusivamente por carbono e hidrgeno.Pueden ser:

a) Acclicos:Son hidrocarburos de cadenas carbonadas abiertas. Existen dos tipos de cadenas abiertas:-

-

Cadenas lineales:los tomos de carbono pueden escribirse en lnea recta. Ejemplo:

Cadenas ramificadas:estn constituidas por dos o ms cadenas lineales enlazadas. La cadena lineal msimportante se denominacadena principal ; las cadenas que se enlazan con ella se llamanradicales.


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Ejemplo:

b) Cclicos:Son hidrocarburos de cadenas carbonadas cerradas, formadas al unirse dos tomos terminales deuna cadena lineal. Las cadenas carbonadas cerradas reciben el nombre deciclos.

Ejemplo:

Existen hidrocarburos policclicos, constituidos por varios ciclos unidos entre s. Ejemplo:

En el cuadro de la pgina anterior se encuentran clasificados los hidrocarburos en funcin del tipo de enlace qutienen:simple, dobleo triple. Los hidrocarburos correspondientes se llaman, respectivamente,alcanos , alquenosy alquinos.HIDROCARBUROS SATURADOS, PARAFINAS O ALCANOSSe llaman hidrocarburos saturados oalcanoslos compuestos constituidos por carbono e hidrgeno, que son decadena abierta y tienen enlaces simples.Alcanos de cadena linealSu frmula emprica esCnH2n+2, siendo n el nmero de tomos de carbono. Formanseries homlogas,conjuntos de compuestos con propiedades qumicas similares y que difieren en el nmero de tomos de carbonde la cadena.

Ejemplo:

Segn las normas IUPAC, para nombrar los alcanos lineales se consideran dos casos:1. Los cuatro primeros compuestos reciben los nombres siguientes:

2. Los compuestos siguientes se nombran utilizando como prefijos los numerales griegos que indican elnmero de tomos de carbono de la cadena, aadindoles la terminacinano, que es genrica y aplicada atodos los hidrocarburos saturados (de ah el nombre de alcanos).

Ejemplos:


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Los compuestos siguientes de la serie se llaman tetradecano (14), pentadecano (15), hexadecano (16),heptadecano (17), octadecano (18), nonadecano (19), eicosano (20), eneicosano (21), docosano (22), tricosano(23), tetracosano (24)..., triacontano (30)..., tetracontano (40), etc.IsomeraSe presenta cuando dos compuestos tienen el mismo nmero de tomos deCnHn, pero presenta estructurasinternas o configuracin del esqueleto diferentes. Ejemplo: C4H10

Butano CH3 CH2 CH2 CH3 Isobutano o 2, metil propano CH3 CH2 CH3

CH3Isomera de lugar:Se da en el enlace doble y triple. Ejemplo: C5H10

CH3 CH2 CH2 CH = CH21 penteno

CH3 CH2 CH = CH CH32 penteno

HIDROCARBUROS CON DOBLES ENLACES, OLEFINAS O ALQUENOSSon hidrocarburos que presentan uno o msdobles enlacesentre los tomos de carbono. La frmula general, paracompuestos con un solo doble enlace, esCnH2n.

Ejemplo:

Alquenos con un solo doble enlaceSe nombran segn las siguientes normas:

--

-

-

Se elige la cadena ms larga que contiene al doble enlace y se sustituye la terminacinano por eno.Se numera la cadena a partir del extremo ms prximo al doble enlace. El localizador de ste es el menode los dos nmeros que corresponden a los dos tomos de carbono unidos por el doble enlace.La posicin del doble enlace o instauracin se indica mediante ellocalizador correspondiente que secoloca delante del nombre.

Ejemplo:

Si hay radicales, se toma como cadena principal lacadena ms largade lasque contienen el dobleenlace. La numeracin se realiza de tal modo que al tomo de carbono con doble enlace le corresponda elocalizador ms bajo posible. Los radicales se nombran como en los alcanos.

Alquenos con un solo doble enlaceSe nombran segn las siguientes normas:

--

-

Se elige la cadena ms larga que contiene al doble enlace y se sustituye la terminacinano por eno.Se numera la cadena a partir del extremo ms prximo al doble enlace. El localizador de ste es el menode los dos nmeros que corresponden a los dos tomos de carbono unidos por el doble enlace.

La posicin del doble enlace o instauracin se indica mediante ellocalizador correspondiente que secoloca delante del nombre. Ejemplo:


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- Si hay radicales, se toma como cadena principal lacadena ms largade lasque contienen el doble

enlace. La numeracin se realiza de tal modo que al tomo de carbono con doble enlace le corresponda elocalizador ms bajo posible. Los radicales se nombran como en los alcanos.

Alquenos con varios dobles enlaces-

-

Cuando un hidrocarburo contiene ms de un doble enlace, se utilizan para nombrarlo las terminaciones:-adieno, -atrieno, etc., en lugar de la terminacineno*.Se numera la cadena asignando a los carbonos condoble enlace los localizadores ms bajos que se pueda.

Ejemplo :

Si el compuesto contiene radicales, estos se nombran como en los alcanos, eligiendo como cadena principal del hidrocarburo la que contenga el mayor nmero dedobles enlaces, aunque no sea la ms

larga. Ejemplos:

Las verdaderas terminaciones son -dieno, -trieno, etc. Se incluye en ellas la letra apara evitar nombres defontica desagradable.

HIDROCARBUROS CON TRIPLES ENLACES, ACETILENOS O ALQUINOSSon hidrocarburos que presentan uno o mstriplesenlaces entre los tomos decarbono. La frmula general, paracompuestos con un slo triple enlace, esCnH2n-2.

Ejemplo:

Alquinos con un solo triple enlaceSe nombran de acuerdo con las siguientes normas:

---

Se elige la cadena ms larga del hidrocarburo que contiene el triple enlace y se coloca la terminacinino.Se numera la cadena a partir el extremo ms prximo al triple enlace.La posicin de ste se indica mediante ellocalizador correspondiente, que ser el menor de los dosnmeros asignados a los dos tomos de carbono unidos por el triple enlace. El localizador se colocadelante del nombre.

Ejemplo:


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- Si hay radicales, se toma como cadena principal lacadena ms largaquecontenga el triple enlace. La

numeracin se realiza de modo que corresponda al tomo de carbono con triple enlace el localizador m

bajo posible. Los radicales se nombran como en los alcanos. Ejemplos:

HIDROCARBUROS CCLICOSSon hidrocarburos de cadena cerrada. Segn tengan o no instauraciones, se clasifican en:

--

Hidrocarburos monocclicos saturados(cicloalcanos). Hidrocarburos monocclicos no saturados(cicloalquenos y cicloalquinos).

Hidrocarburos monocclicos no saturadosLos tomos de carbono del hidrocarburo cclico estn unidos por enlaces sencillos. Responden a la frmulageneralCnH2n. Se nombran anteponiendo el prefijocicloal nombre del alcano de cadena abierta de igualnmero de tomos de carbono.Ejemplos:

Tambin se representan as:

HIDROCARBUROS AROMTICOSSon compuestos cclicos que guardan estrecha relacin con el benceno(C6H6).Recibieron este nombre porquela gran mayora de ellos poseen olores fuertes y penetrantes. En la actualidad, el trminoaromticoexpresa queel compuesto es ms estable de lo esperado, es decir, menos reactivo. El nombre genrico de los hidrocarburosaromticos esareno y

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