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

UuoUus

At Rn

Xe

PaTh

Ce Pr

NpU

Nd Pm

AmPu

Sm Eu

BkCm

Gd Tb

EsCf

Dy Ho

Fr Ra

Al C

ON LiF

Tl

He

MdFm

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

H2 + 1/2O2 H2O

C + O2 CO2

C + ½ O2 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

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 dereacción).

- Estudio de las propiedades físicas de dichas sustancias y establecimiento deprincipios teóricos.

EN LA ACTUALIDAD, CARÁCTER INTERDISCIPLINAR

QUÍMICA DEL

ESTADO SÓLIDO

QUÍMICA

DE LA COORDINACIÓN

QUÍMICA

ORGANOMETÁLICABIOINORGÁNICA

LAVOISIER (1743-1794)Abandona la alquimia y en el laboratorio hace usode métodos de pesada muy rigurosos que permitieronmedidas 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 contienenlos mismos elementos y en la misma proporción en masa

La materia no se crea ni se destruyeLey 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 conocidosSu 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 en auge: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 medidas de masa precisas para el análisis cuantitativo de varios minerales y menas.

Las reacciones con agentes reductores (C ó K) y con ácidos

La electrólisis de varias salesNueva técnica de

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)

En auge la industria relacionada

con 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) YTEORÍA 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

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 losde 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

Descubrimiento del fenómeno de la difracción de rayos X en los cristales

Galardonados con el Premio Nobel de Química del año 1915

1914 BRAGG

1915 MAX BORN

Estructura cristalina del NaCl

Cálculo de la energía reticular de una sustancia cristalina

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 PerutzDetermina 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:

- EléctricasConductividad 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