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J. ISASI
- Definición de la Química Inorgánica y desarrollo histórico.
- Líneas actuales y perspectivas de futuro en Química Inorgánica.
ESTUDIO DE LA MATERIA Y DE LOS
CAMBIOS QUE EXPERIMENTA
H
Li
Na
K
BaCs
Rb Sr
Ca Sc
Y
RfAc
La
Ti
Hf
Zr
V
Nb
SgDb
Ta
Cr
W
Mo
Mn
Tc
HsBh
Re
Fe
Os
Ru
Co
Rh
UunMt
Ir
Ni
Pt
Pd
Be
Cu
Ag
UubUuu
Au
Zn
Hg
Cd
Ga
UuqUut
In
Pb
Sn
P
As
Sb
UuhUup
Bi Po
Te
Cl
Br
I
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At Rn
Xe
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Nd Pm
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Sm Eu
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Er Tm
LrNo
Yb Lu
C
Ge
O
S
Se
He
Ne
Ar
Kr
H
Be
Mg
B C
Si
1
2
3
4
5
6
7
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
TABLA PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS
Si
Ge
CIENCIA QUE MANEJA LOS ELEMENTOS
DE LA TABLA PERIÓDICA PARA DAR
LUGAR A MULTITUD DE COMPUESTOS
LOS ELEMENTOS DE LA TABLA PERIÓDICA
SE UNEN PARA FORMAR COMPUESTOS
2Fe + 3/2O2 Fe2O3
H2O Líquida
N ≡ N N2
ALGUNOS COMPUESTOS
H2 + 1/2O2 H2O
C + O2 CO2 / (CO)
QUÍMICA
QUÍMICA
ANALÍTICA
NEXO ENTRE DIFERENTES
ÁREAS DE CONOCIMIENTO
QUÍMICA
FÍSICA
BIOQUÍMICA QUÍMICA
ORGÁNICA
QUÍMICA
INORGÁNICA
Son muchos los autores que han querido dar un definición
de qué es aquello que estudia esta disciplina científica
Moeller:
«La Química Inorgánica es la investigación
experimental y la interpretación teórica de las
propiedades y las reacciones de todos los elementos
y todos sus compuestos, con excepción de los
hidrocarburos y la mayoría de sus derivados».
Como propiedades químicas se entienden la formación y transformación, síntesis y reactividad.
Considera por vez primera a las aplicaciones, como una parte importante que el químico inorgánico no debe dejar pasar por alto y que la sociedad actual le demanda.
Zuckerman :«La Química Inorgánica trata de las propiedades físicas y químicas de los elementos y sus compuestos en todas las fases, así como, de las aplicaciones tecnológicas de estos materiales».
En lugar de definir la Química Inorgánica, algunos autores exponen los campos de investigación en los que se trabaja.
Para Smith son los siguientes:
- Síntesis y caracterización de sustancias diferentes de las propiamente orgánicas.
- Resolución de estructuras cristalinas y moleculares.
- Reactividad de especies inorgánicas (con especial atención a los mecanismos de reacción).
- Estudio de las propiedades físicas de dichas sustancias y establecimiento de principios teóricos.
EN LA ACTUALIDAD, CARÁCTER INTERDISCIPLINAR
QUÍMICA DEL
ESTADO SÓLIDO
QUÍMICA
DE LA COORDINACIÓN
QUÍMICA
ORGANOMETÁLICABIOINORGÁNICA
LAVOISIER (1743-1794)
Abandona la alquimia y usa en el laboratorio
métodos de pesada muy rigurosos que permitieron
medidas de masas reproducibles
Se conocían trece elementos químicos y su estudio incluido dentro de las ciencias de la naturaleza
Avance tecnológico
INICIO DE LA QUÍMICA COMO CIENCIA
Ley de proporciones definidas de Proust (1799)
Muestras diferentes de un mismo compuesto siempre contienen
los mismos elementos y en la misma proporción en masa
La materia no se crea ni se destruye
Ley de conservación de la masa
Ley de proporciones múltiples
Si dos elementos pueden combinarse para formar más de un
compuesto, las masas de uno de los elementos que se
combinan con una masa fija del otro mantienen una
relación de números sencillos: CO2 /CO
Proporción de oxígeno en estos compuestos 2:1
Hasta 1794 28 elementos conocidos
Su estudio incluido dentro de las ciencias de la naturaleza
1ª TEORÍA ATÓMICA ACEPTADA: JOHN DALTON (1808)
ESTABLECER FECHAS ES ARBITRARIO
BERZELIUS
PRINCIPIO DE LA QUÍMICA INORGÁNICA MODERNA
PROPUSO EL SISTEMA DE SÍMBOLOS PARA LOS ELEMENTOS Y,
ADEMÁS, SUGIRIÓ LA DIVISIÓN EN ORGÁNICOS E INORGÁNICOS
Orgánica floreciendo
el carbono y sus
productos
Inorgánica
Investigadores interesados en la expansión de la
lista de nuevos elementos, en el estudio de sus
propiedades y en la determinación de la
naturaleza y composición de sus compuestos
Posibilidad de medidasprecisas de masa: Análisis cuantitativo de varios minerales y menas
Las reacciones con agentes reductores (C ó K) y con ácidos
La electrólisis de varias sales
Nueva técnica dela espectroscopia (Robert Bunsen y Gustav Kirchoff)
“PRIMER CONGRESO INTERNACIONAL DE QUÍMICA” (KARLSRUHE, ALEMANIA)
60 elementos conocidos
DIFERENCIADAS LA QUÍMICA INORGÁNICA Y LA ORGÁNICA
1860
Desarrollo del cemento Portland (1824)
Inicio de la industria de fosfatos fertilizantes
en Inglaterra (1843)
Patente de la obtención del H2SO4 por el
método de contacto (1831)
Desarrollo de la célula de diafragma para la
generación electrolítica del cloro (1851)
Florecimiento de la industria de la Química Inorgánica
Una vez diferenciadas la QUÍMICA INORGÁNICA DE LA QUÍMICA ORGÁNICA.
Evolución de la Química Inorgánica.
INTENTOS DE CLASIFICACIÓN
Inicio del siglo XIX. Triadas de Döbereiner.
Grupos de tres elementos (P.ej. Ca, Sr y Ba):
«La masa atómica del átomo central muy próxima a la media de los otros dos».
1866 Ley de las octavas de John Newlands
«Los elementos podrían ser agrupados en grupos de siete, siendo el octavo
muy semejante al primero, de forma similar a las octavas musicales».
1869 Mendeleiev y Meyer El 1º basándose en propiedades Químicas y el 2º en las Físicas:
«las propiedades de los elementos son funciones periódicas de
sus pesos atómicos».
SISTEMA PERIODICO DE LOS ELEMENTOS
“LEY DE LA NATURALEZA”
1923 TEORÍA DE LEWIS
1931 TEORÍA DEL ENLACE DE VALENCIA (TEV) Y TEORÍA DE ORBITALES
MOLECULARES (TOM)
1933 TEORÍA DEL CAMPO DEL CRISTALINO
1956 TEORÍA DEL CAMPO LIGANDO
(consideración del carácter covalente del enlace)
Teorías que ayudaron a organizar y explicar los compuestos formados
por los 109 elementos químicos conocidos en el siglo XX.
NUEVAS FORMAS DE ENFOCAR EL ENLACE QUÍMICO. DESARROLLO
1900-1950 WERNER
QUÍMICA
DE LA
COORDINACIÓN
Línea actual de investigación
La teoría de Werner proporcionó nuevas
formas de pensar en las estructuras,
propiedades y reacciones de los
de los compuestos de coordinación.
Investigó en compuestos amoniacales de cobalto y relacionados
Línea actual de investigación
Origen al estudio de las estructuras y
energías de las sustancias inorgánicas en Estado Sólido
QUÍMICA DE
ESTADO SÓLIDO
1912 MAX VON LAUE
1914 BRAGG
1915 MAX BORN
Descubrimiento del fenómeno de la difracción de rayos X
en los cristales
Estructura cristalina del NaCl
Cálculo de la energía reticular de una sustancia cristalina
Galardonados con el Premio Nobel de
Química del año 1915
El desarrollo en Química nuclear: descubrimiento de nuevos elementos
La investigación definitiva de Stock en los hidruros de Si y B (1912)
Síntesis y estudio de los clorofluorocarbonos (CFCs) como gases refrigerantes ideales (1928)
La investigación por Dean de los beneficios de la fluoración del agua para consumo público (1930)
Llamada de atención de Arrhenius debido al calentamiento de la atmósfera debido al efecto invernadero (1908)
El afortunado descubrimiento del transistor de Ge en los laboratorios Bell Telephone (1947)
2ª mitad del siglo XX
RENACIMIENTO DE LA QUIMICA INORGANICA
Continuación de los avances de Química Inorgánica en la industria
1951 Síntesis del Ferroceno
Q. Orgánica
Q. Inorgánica
Línea actual de investigación
Línea actual de investigación
1960 Max Perutz
Determina la estructura de la
hemoglobina por difracción de rayos X
QUIMICA
ORGANOMETÁLICA
BIOINORGÁNICA
1. Síntesis de compuestos de interés tecnológico.
2. Incidencia de esos compuestos en el medio ambiente.
1. Síntesis de sólidos inorgánicos
2. Síntesis de compuestos de coordinación y organometálicos
Sólidos iónicos que muestran cierto porcentaje de carácter covalente en el enlace
Compuestos moleculares en los que existe enlace covalente
Síntesis de compuestos de interés tecnológico
1. a. Materiales inorgánicos con propiedades:
- Eléctricas
- Conductividad iónica: nuevas baterías de ion litio.
- Conductividad electrónica: metales, aislantes, semiconductores
superconductores.
- Ópticas: láseres, pigmentos inorgánicos no tóxicos (constituidos por
tierras raras)
- Magnéticas: imanes permanentes, superconductores, entre otros
1. b. Nuevos materiales porosos: zeolitas naturales o sintéticas con
propiedades adsorbentes, detergentes (control del tamaño de poro)
1.c. Nuevos biomateriales o compuestos utilizados por ejemplo en
fracturas de huesos o implantes dentales.
QUÍMICA DE ESTADO SÓLIDO
QUÍMICA DE LA
COORDINACIÓN
2. a. Nuevos catalizadores homogéneos en síntesis orgánica
2. b. Compuestos activos en óptica no lineal
2. c. Nuevos compuestos que muestran características de cristales líquidos.
Aplicación en pantallas planas de TV, en pantallas de calculadoras etc.
2. d. Conductores lineales
QUÍMICA
ORGANOMETÁLICA
LA RENTABILIDAD DE LOS NUEVOS MATERIALES///FUNCIÓN DE SU INTERÉS TECNOLÓGICO
ESTRUCTURA Y ENLACE―PROPIEDADES―APLICACIONES
UN COMPUESTO VA A ESTAR CONSTITUIDO POR ELEMENTOS.
SE HAN DE CONOCER LAS PROPIEDADES Y LA REACTIVIDAD DE LOS
ELEMENTOS PARA DESPUÉS PODER INTERPRETAR LAS PROPIEDADES QUE
LOS ÁTOMOS DE ESOS ELEMENTOS VAN A CONFERIR A UN COMPUESTO.
El estudio y entendimiento de los contenidos incluidos en la materia
QUÍMICA INORGÁNICA I permitirá el entendimiento de la relación:
ESTRUCTURA Y ENLACE ― PROPIEDADES