quimica ceneval 2015

CENEVAL 2015

MEDICINA-QUIMICA

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PROF. LIC. MC. JAVIER EVANGELISTA ORBEGOSO IDEA EDUCATIVA

1. INTRODUCCIN AL ESTUDIO DE LA QUMICA

DEFINICIN Y CLASIFICACIN DE LA QUMICA La qumica es la ciencia que trata de la composicin, estructura, propiedades y transformaciones de la materia, as como de las leyes que rigen esos cambios y transformaciones. LA QUMICA: SU IMPORTANCIA EN LA VIDA COTIDIANA Y RELACIN CON OTRAS CIENCIAS La 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 en su uso tambin puede causarnos problemas. A la pregunta qumica para qu?, algunas respuestas son: para elaborar materiales semejantes a los naturales, ms econmicos y sin daar el entorno ecolgico y para conocer la composicin de la estructura de los materiales. La qumica participa en los campos de accin de otras ciencias, de tal manera que se derivan, la bioqumica, la fisicoqumica, etc. DIFERENCIA ENTRE CAMBIOS FSICOS Y QUMICOS

- Cambio fsico.- Cuando las modificaciones no alteran la composicin ntima de las sustancias, dichos cambios desaparecen cuando cesa la causa que los origin. En este tipo de cambios se modifica la forma, el 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 no es reversible. Antes y despus del cambio se tienen substancias diferentes con propiedades diferentes. La energa 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.

2. ESTRUCTURA DE LA MATERIA

- 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), se representa con formulas qumicas.

- ELEMENTO.- Sustancia bsica que no se descompone en sustancias ms simples por mtodos qumicos ordinarios. Son 115 elementos, 92 naturales y el resto artificiales. La mayora son slidos, cinco son lquidos 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 dos tipos: 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 de neutrones, por lo tanto estos elementos difieren en su nmero de masa. Los diferentes elementos de los istopos no son estables y se presentan en la naturaleza en la misma proporcin. Ejemplo:

1H1 Hidrogeno ligero o normal 1H

2 Hidrogeno pesado o deuterio 1H3 Hidrogeno radiactivo o tritio

8O16 8O

17 8O18

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- 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 trabajo TIPOS 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 se clasifica en tres estados de agregacin; fase slida, liquida y gaseosa; los nuevos estados son el plasma y condensado de Bose-Einstein.

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

Fase liquida. Esta fase ocupa un volumen dado por la forma del recipiente, la movilidad y su cohesin de las partculas es intermedia.

Fase gaseosa. Fase que no tiene, ni forma, ni volumen definido, tiende a ocupar el volumen del recipiente en el que se encuentra confinado y sus partculas tienen una gran energa cintica, presentan movimientos 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 las molculas aumenta lo suficiente para que al vibrar y chocar, las molculas se rompan en tomos. A temperaturas ms altas, los electrones se ionizan de los tomos y la sustancia se convierte en una mezcla de electrones e iones positivos: un plasma altamente ionizado. Podemos considerar al plasma como un gas que se ha calentado a temperatura elevada que sus tomos y molculas se convierten en iones. La concentracin de partculas negativas y 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 MATERIA

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Mtodos de separacin de mezclas

- DECANTACIN. Es utilizado para separar un slido de grano grueso de un lquido, consiste en vaciar el lquido despus de que se ha sedimentado el slido. Este mtodo tambin se aplica en la separacin de dos 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 comunes son 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 difcil sedimentacin de un lquido. Se incrementa la temperatura del lquido en la centrfuga; por medio de translacin acelerado se incrementa la fuerza gravitacional provocando la sedimentacin del slido o de las partculas de mayor densidad.

- DESTILACIN. Mtodo que permite separar mezclas de lquidos miscibles aprovechando sus diferentes puntos de ebullicin, tambin permite separar componentes voltiles o solubles en agua u otros disolventes, 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, se incrementa la temperatura del lquido hasta el punto de ebullicin, con lo cual se evapora y el slido queda en forma de polvo seco.

- SUBLIMACIN. Es el paso de un slido al gaseoso sin pasar por el estado lquido, por una alta temperatura.

- 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 la

temperatura.

MATERIA Todo lo que estructura el Universo

SUSTANCIAS PURAS MEZCLAS

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

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

ELEMENTOS COMPUESTOS HOMOGENEAS HETEROGENEAS

- Sustancias simples - No pueden separarse por mtodos qumicos. - Poseen propiedades especficas: Au, Ag, Hg

- Constituido por dos o ms elementos

- Pueden separarse por medios qumicos

- Poseen propiedades especficas.

Una sola fase Sus propiedades son diferentes a las de los

componentes individuales: aire, gasolina, pintura,

leche.

Diversas fases Sus propiedades dependen de las

propiedades Individuales de las fases; rocas,

madera.

SOLUCIONES

SLIDAS LQUIDAS GASEOSAS

Gas-slido: H2 en Pt Lquido-slido: Hg - Ag Slido-lquido: Cu - Ag

Gas-lquido:CO2 H2O Slido-lquido: NaCl -H2O

Slido-lquido: CH2-CH2-H2O

Aire

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

Su = Sublimacin

Sur = Sublimacin regresiva G S =Solidificacin L

F= Fusin Su E= Evaporacin Sur E C C=Condensacin L= Licuefaccin S S L

F

3. ESTRUCTURA ATMICA DE LA MATERIA Y TEORA CUNTICA

El tomo est conformado por tres partculas. Neutrones, protones y electrones, el protn deriva de la palabra griega 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 alta; cuando el ncleo es grande y es poco estable se da lugar las fisiones espontneas, pero puede ser separada del tomo al bombardear el ncleo con neutrones. El neutrn pesa poco menos que el neutrn, carece de carga. La desintegracin depende del nmero de protones y nmero 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 del ncleo 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 sistema, si queda dentro del sistema se deshace de su sobrecarga en forma de fotn irradiando energa, volvindose a un nivel anterior. A este fenmeno se llama activacin del tomo.

Partcula Carga elctrica

g u.m.a. Localizacin del tomo

smbolo Coulomb

Electrn 1.6x10-19 -1 9.1x10-28 0.00055 Gira alrededor del ncleo

e-

Protn 1.6x10-19 +1 1.67x10-24 1.00727 En el ncleo

p+

Neutrn 0 0 1.68x10-24 1.00866 En el ncleo

N0

CARACTERSTICAS DE LAS PARTCULAS SUBATMICAS NMERO ATMICO (Z).- Es el nmero de protones que hay en el ncleo atmico. Determina la identidad del tomo.

Z = p Donde: Z = nmero atmico p = 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 neutrones MASA ATMICA.- Es la suma porcentual de la masa de los istopos de una muestra de tomos del mismo elemento, su unidad es la u.m.a. (unidad de masa atmica) La masa del istopo de carbono 12 es de 12 u.m.a y las masas se expresan con relacin a sta y se miden en u.m.a.

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MODELOS ATMICOS

Para elaborar esta teora atmica, Dalton considero la propiedad general de la materia: la masa. Es decir, el tomo est caracterizado por su masa. La teora de Dalton ha pasado por varias modificaciones y algunos postulados han 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 diferentes elementos 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 proporciones

definidas). 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 considerado como el descubridor del electrn como partcula. Propuso un modelo en el que determina que el tomo est constituido 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 la misma cantidad de electrones y protones. Modelo atmico de Rutherford.- En 1899 Rutherford demostr que las sustancias radiactivas producen tres tipos 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 y en el que se concentraba toda la masa atmica; estableci adems que, los electrones giraban alrededor de ese ncleo 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 describiendo rbitas circulares (niveles de energa) que se encontraban a diferentes distancias del mismo. Design al nivel ms 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 forma de luz y electricidad, el electrn la absorbe en cantidad suficiente y brinca a otra rbita de mayor energa. En tales condiciones se dice que el electrn est excitado. Cuando el electrn regresa a su nivel energtico, emite en forma de energa luminosa (fotn), la energa que recibi. Modelo atmico actual.- El modelo actual de los tomos fue desarrollado por E. Schrdinger, en el que se describe el comportamiento del electrn en funcin de sus caractersticas ondulatorias. La teora moderna supone que 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 definidas, sino que describe su localizacin en trminos de probabilidad. De acuerdo con Schrdinger, la posicin probable de un electrn est determinada por cuatro parmetros llamados cunticos, los cuales tienen valores dependientes entre s. NMEROS CUNTICOS Los nmeros cunticos son el resultado de la ecuacin de Schrdinger, y la tabulacin indica la zona probable donde el electrn puede localizarse.

Nmero cuntico Smbolo Nmero cuntico principal n Nmero cuntico secundario, azimutal o de forma

l

Nmero cuntico magntico o de orientacin

m

Nmero cuntico spn (de giro) s

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SIGNIFICADO Y VALORES DE NMEROS CUNTICOS Nmero cuntico principal.- Indica el nivel energtico donde est el electrn, es un valor entero y positivo del 1 al 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 energa igual al nivel correspondiente. El nmero cuntico secundario determina la energa asociada con el movimiento del 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 subniveles energticos, 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 el electrn. 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 , que solo puede tener dos direcciones, una en direccin de las manecillas del reloj y la otra en sentido contrario; los valores numricamente permitidos son de +1/2 y -1/2.

TABULACIONES DE LAS POSIBLES COMBINACIONES DE LOS NMEROS CUNTICOS n I (0 a n-1) m (-I a-1) 1 0 0

2 0, 1 1, 0, -1

3 0, 1, 2 2, 1, 0, -1, -2, -3

4 0, 1, 2, 3 3, 2, 1, 0, -1, -2, -3

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

Numero cuntico secundario (l)

Nombre del subnivel (orbital)

n I Nombre del subnivel

0 s 1 0 s

1 p 2 0, 1 p

2 d 3 0, 1, 2 d

3 f 4 0, 1, 2, 3

f

Nmero mximo de electrones por subnivel.

Numero cuntico secundario l Nmero mximo de electrones 2(2l +1)

0 2(2*0+1) 2

1 2(2*1+1) 6

2 2(2*2+1) 10

3 2(2*3+1) 14

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 ELECTRNICA Se denomina configuracin electrnica a la especificacin de los subniveles ocupados y su nmero de ocupacin para cada elemento. Consiste en la distribucin de los electrones en los orbtales del tomo t se desarrolla con la regla de Moeller.

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1s 2s 2p 3s 3p 3d Ejemplo: 12C6 1s

2 2s2 2p2 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 56Fe26 1s

2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6 6s 6p 6d 7s 7p 8s

4. PERIODICIDAD QUMICA Y ENLACES QUMICOS Construccin 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 y aparentemente 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 en grupos de tres, la masa atmica del elemento central era aproximadamente igual al promedio de las masas atmicas relativas de los otros elementos, observ que el Bromo tena propiedades intermedias con el cloro y las del yodo; encontr otros dos grupos de tres elementos que mostraban un cambio gradual en sus propiedades llamndola ley de las tradas.

Peso atmico de los elementos correspondientes a las tradas de Dbereiner Nombre Peso atmico Promedio

Calcio 40.1 88.7

Estroncio 87.6

Bario 137.3

Azufre 32.1

Selenio 79.0 79.8

Telurio 127.6

Cloro 35.5 81.2

Yodo 126.9

Bromo 79.9

En 1863 Newlands descubri 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 este agrupamiento ley de las octavas, de est manera quedaron en el mimo grupo el sodio, y el potasio, el azufre y el selenio el calcio y el magnesio que tienen propiedades similares; las tradas de Dbereiner quedaron en el mismo grupo. El problema fue que no todos presentaban propiedades similares.

1 2 3 4 5 6 7

H Li Be B C N O

F Na Mg Al Si P S

Cl K Ca Cr Ti Mn Fe

En 1867, por el qumico ruso Dimitri Ivanovich Mendeleiev, clasific los setenta y tres elementos en una tabla peridica puesto que los elementos variaban de forma regular. Coloc los elementos en orden creciente de acuerdo 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 de sus vecinos, por lo cual Mendeleiev dejo espacios porque faltaban elementos por descubrir. Todos los elementos de una columna en la tabla de Mendeleiev tiene la misma valencia. No obstante, Mendeleiev observ que el ordenamiento por pesos atmicos no coincida con la valencia. En 1913, Henry G. J. Moseley sugiri 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 los elementos se encuentra en filas y columnas.

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Las columnas representan los grupos o familias que estn formados por elementos que tienen el mismo nmero de electrones en su capa de valencia, por lo que se representan propiedades qumicas similares. Existen 18 columnas 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. Se designan por un nmero arbigo y los elementos estn ordenados por su nmero atmico creciente. LEY PERIDICA Las 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 nmeros atmicos, postulado conocido como la Ley peridica de Moseley. PROPIEDADES PERIDICAS Son 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 de acuerdo al tamao y las fuerzas externan que actan sobre de el. El radio aumenta de arriba hacia abajo en una familia 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 con el fin de formar un enlace covalente. En la tabla peridica aumenta de izquierda a derecha en periodo y de abajo hacia 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 electrn, mientras que los grandes les resulta difcil. La afinidad electrnica aumenta de izquierda a derecha a lo largo 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 en estado gaseoso para arrancarle el electrn. La energa de ionizacin aumenta de izquierda derecha a lo largo de un 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 la actividad qumica en metales va de arriba hacia abajo y de derecha a izquierda y en no metales de abajo hacia arriba y de izquierda a derecha. DIFERENCIAS ENTRE METALES Y NO METALES

METALES.- Los metales son los elementos de las familias I y IIA, as como todos los de las familias I a VIIIB.

Propiedades fsicas: - Estados de agregacin. Slidos a temperatura ambiente excepto Hg, que es un lquido; el cesio,

galio y francio 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

llamados argentferos, excepto el cobre que es rojo y el oro es amarillo. Los tomos de los metales se ordenan de manera regular en forma de redes cristalinas llamadas redes metlicas.

Propiedades qumicas:

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- 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 una amplia gama de compuestos y tambin se les encuentran libres, todas estas sustancias son vitales para la existencia de la vida en nuestro planeta, los elementos ms importantes que forman a los seres vivos son los metales como C, H, N y O. Propiedades Fsicas:

- Estado de agregacin. A temperatura ambiente se presentan como slidos, lquidos o gases, por ejemplo el 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 es amarillo, 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 se emplean 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 propiedad se presenta nicamente en los no metales. Por ejemplo:

- Los slidos no metlicos tambin pueden presentar el fenmeno de alotropa, ya que los tomos del slido se encuentran arreglados en diferentes formas geomtricas, por ejemplo el azufre, que se encuentre en dos formas alotrpicas, una llamada monocclica y otra rmbica.

Propiedades qumicas:

- Tienen energas de ionizacin y afinidades electrnicas mucho ms altas que los metales, a si mismo, son mucho ms electronegativos.

- Electrones de la capa de valencia. Los no metales tienen una capa de valencia de 4 o ms electrones (4-IVA, 5-VA, VIA, 7VIIA y 8-VIIIA). El hidrgeno a pesar de que est en la familia IA es un no metal y se comporta qumicamente como los halgenos (VIIA), se encuentra libre en la naturaleza, arde con mucha facilidad y reacciona con muchos de los metales y de los no metales.

METALOIDES.- Los metaloides o semimetales tienen propiedades de los metales y de los no metales. Propiedades qumicas:

- Se comportan qumicamente como los no metales, tienen 3 o ms electrones en su capa de valencia, reaccionan con algunos metales y con los no metales.

Propiedades fsicas:

- Tienen brillo metlico, son semiconductores de la electricidad y son malos conductores del calor. PROPIEDADES DE LOS ELEMENTOS DE TRANSICIN Se les llama as porque sus electrones de valencia se encuentran distribuidos en orbtales diferentes a los grupos del grupo A. Estos elementos no son tan activos como los representativos, todos son metales y por lo tanto son dctiles, maleables, tenaces, con altos puntos de fusin y ebullicin, conductores del calor y la electricidad.

Elemento Smbolo Altropos

Carbono C Diamante y grafito ( cristal duro y slido amorfo

respectivamente)

Oxigeno O Diatmico (O2) y triatmico (O3, ozono). Ambos gases

Silicio Si Slice, cuarzo, pedernal, palo (slidos)

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5. NOMENCLATURA Y FORMULAS QUMICAS NOMENCLATURA Y ESCRITURA DE LAS FORMULAS (IUPAC) La nomenclatura qumica es un conjunto de reglas y regulaciones que rigen la designacin de nombres a las sustancias qumicas. Se representan mediante frmulas, la cual es la representacin algebraica de la manera en que est constituido el compuesto, por ejemplo: El H2O, tiene dos tomos de H y uno de O. Al escribir la formula de un compuesto se pone primero el smbolo del componente que posee el nmero de oxidacin positivo y para nombrarlo, se empieza por el nombre del radical negativo. Se intercambian los nmeros de oxidacin de los elementos o radicales colocndolos en forma de subndices deben ser enteros y el 1 no se escribe. Para elementos con ms de un estado de oxidacin, se indica ste con nmeros romanos:

FeCl2 Cloruro de hierro II FeCl3 Cloruro de hierro III

Otra alternativa, es designar las terminaciones oso e ico, indicando el menor y mayor nmero de oxidacin, respectivamente.

FeCl2 Cloruro ferroso FeCl2 Cloruro frrico

La IUPAC (Unin Internacional de Qumica Pura y Aplicada) recomienda el uso de la nomenclatura sistemtica y la de stock o funcional, utilizada sobre todo para nombrar xidos, hidruros e hidrxidos. CLASIFICACIN DE LOS COMPUESTOS INORGNICOS SEGN SU FUNCIN Y COMPORTAMIENTO Recibe el nombre de funcin qumica inorgnica, la propiedad que presentan determinadas sustancias de comportarse en forma semejante. Las principales funciones son: XIDOS Metlicos - No metlicos (Anhdridos) HIDRUROS Metal HIDRCIDOS No metal BASES O HIDRXIDOS Metlicos (Bsicos) CIDOS Hidrcidos Oxicidos SALES Binarias xisales 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 palabra xido, seguida del nombre del metal correspondiente:

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

Na+1 + O+2 Na2O Li+1 Ca+2 Cu+2 Fe+3

NOMENCLATURA DE XIDOS NO METLICOS U ANHIDRDOS Resultan de la combinacin 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, di, tri, tetra, penta (1, 2, 3, 4, 5, respectivamente) para indicar el nmero respectivo de tomos en el compuesto.

CO Monxido de carbono CO2 Dixido de Carbono NO2 Dixido de Nitrgeno

N2O5 Pentxido de dinitrgeno SO3 Trixido de azufre Cl2O7 Heptaxido de dicloro

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

CO2 anhdrido carbnico P2O3 anhdrido fosforoso

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SO2 anhdrido sulfuroso SO3 anhdrido sulfrico

P2O5 anhdrido fosfrico

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

Hipo oso menor Nox oso Anhdridos normales o usuales Per ico mayor Nox.

Cl2O anhdrido hipocloroso Cl2O3 anhdrido cloroso Cl2O5 anhdrido clrico Cl2O7 anhdrido perclrico

Br2O5 anhdrido brmico I2O3 anhdrido yodoso N2O5 anhdrido ntrico

NOMENCLATURA DE HIDRCIDOS Resultan de la combinacin de un no metal con el hidrgeno. El no metal corresponde a los aniones de los halgenos (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 HF cido fluorhdrico HCl cido clorhdrico

HBr cido bromhdrico HI cido yodhdrico H2S cido sulfhdrico

NOMENCLATURA DE OXICIDOS Resultan de la combinacin del agua con los xidos no metlicos. Son cidos que contienen oxgeno. El hidrgeno tiene Nox. de +1. Para nombrarlos se antepone la palabra cido, seguida del nombre del radical negativo correspondiente; por ejemplo:

HClO cido hipocloroso HBrO2 cido Bromoso HNO3 cido ntrico H2SO4 cido sulfrico

H2SO3 cido sulfuroso H2CO3 cido carbnico H3PO4 cido fosfrico HIO cido hipoyodoso

SALES Son 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 BINARIAS Son sales que provienen de los hidrcidos, por lo que en su molcula tienen un metal unido a un no metal. Para nombrarlas se cambia la terminacin del no metal de hdrico a uro, seguida del nombre del metal correspondiente.

Na+1 y Cl-1 NaCl Cloruro de sodio Rb+1 I-1 RbI Yoduro de rubidio Al+3 Br-1 AlBr3 Bromuro de aluminio Fe+3 S-2 Fe2S3 Sulfuro frrico

NOMENCLATURA DE XISALES Son sales que derivan de los oxicidos, por lo que contienen un metal unido a un radical negativo que contiene oxgeno. Se nombran cambiando la terminacin del radical: Oso de los cidos por ito e ico de los cidos por ato y se hace seguir del nombre del metal correspondiente.

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

II Ca(ClO)2 Hipoclorito de calcio FeCO3 Carbonato de Fierro III

frrico KMNO4 Permanganato de potasio Mg3(PO4)2 Fosfato de magnesio CARACTERSTICAS DE LAS SALES Son el producto de la reaccin de un cido y una base, por lo que al disolverse en agua, pueden darle uno de estos pHs, dependiendo cual sea la dominante, si ambos compuestos son fuertes, entonces el pH resultante ser neutro. NOMENCLATURA DE SALES BSICAS. En solucin, dan pH mayores a 7; ejemplo:

NaOH + H2S Na2S sulfuro de sodio Na2CO3 carbonato 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 entre ellos se encuentra el hidrgeno. Para nombrarlas se utiliza el nombre del radical para las sales con el prefijo bi y despus se anota el nombre del metal. LiOH + H2CO3 LiHCO3 Bicarbonato de Litio Ca(OH)2 + H2CO3 Ca(HCO3)2 Bicarbonato de Calcio Fe(OH)2 + H2CO3 Fe(HSO4)2 Bisulfato ferroso SALES NEUTRAS El pH resultante de la disolucin de estas sales es 7. NaOH + HCl NaCl Cloruro de sodio KOH + HNO3 KNO3 Nitrato de potasio NOMENCLATURA DE BASES O HIDRXIDOS Resultan de la reaccin entre un xido metlico con el agua. En su frmula llevan siempre un metal unido al radical OH. El radical OH trabaja con Nox. de -1. Se nombran anteponiendo la palabra hidrxido seguido del metal correspondiente. Na+1 y OH-1 NaOH hidrxido de sodio Fe+2 Fe(OH)2 hidrxido de hierro II o h. ferroso Fe+3 FE(OH)3 hidrxido de hierro III o H. frrico.

ELEMENTOS MS COMUNES Y NMEROS DE OXIDACIN TABLA DE CATIONES

MONOVALENTES DIVALENTES TRIVALENTES TETRAVALENTES Na Hg (oso) K Ag Rb Au (oso) Cs NH4 Li H (cido)

Ca Fe (oso) Sr Mn (oso) Ba CO(oso) Mg Ni (oso) Ra Be Zn Sn (oso) Cd Pb (oso) Hg (ico) Cr (oso)

Al Es Fe (ico) Pb (ico) Cr (ico) Sn (ico) Au (ico) Mn (ico) Ni (ico) Co (ico) B Bi

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LISTA DE ANIONES COMUNES E IMPORTANTES

GRUPO ANIN NOMBRE

IV

BO2-1

Al2-1

CO3-1

HCO3-1

SiO3 C-4 CN-1 CON-1

Borato Aluminato Carbonato Bicarbonato Carbonato cido Silicato Carburo Cianuro Cianato

V

N-3 NO2

-1 NO3

-1 P-3 PO3

-3 PO4

-3 HPO4

-2 H2PO4

-2 AsO3

-3 AsO4

-3

Nitruro Nitrito Nitrato Fosfuro Fosfito Fosfato Fosfato monohidrogenado Fosfato dihidrogenado Arsenito Arseniato

VI

O-2 O2

-1 OH-1 S-2

HS-1 SO3

-2 SO4

-2 HSO3

-1 HSO4

-1 S2O3

-2

xido Perxido Hidrxido Sulfuro Sulfuro cido o bisulfuro Sulfito Sulfato Sulfito cido Sulfato cido tiosulfato

VII

SCN-1 F-1 Cl-1 Br-1 I-1 ClO-1 ClO2

-1 ClO3

-1 ClO4

-1

Sulfocianuro o tiocianato Fluoruro Cloruro Bromuro Yoduro Hipoclorito Clorito Clorato perclorato

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

ANIN NOMBRE CrO4

-2 Cr2O7 MnO4

-2 MnO4

-1 Fe(CN)6

-3 Fe(CN)6

-4 ZnO2

MoO4-2

TiO4-2

Cromato Dicromato Manganato

Permanganato Ferricianuro Ferrocianuro

Zincato Molibdato Titanato

6. ENLACES QUMICOS TIPOS DE ENLACES

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El 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 de que est constituida.

tomos Enlace Ejemplo

Metal + No metal Inico NaCl, Al2O3

Metal + Metal Metlico Al, Cu, Au, Acero, latn

No metal + No metal

Covalente Covalente polar Covalente no polar

NH3, H2O N2, O2, Br2

Otra manera de predecir el tipo de enlace en una molcula es a partir de las diferencias de electronegatividades. Si sta diferencia se encuentra entre los siguientes intervalos, el tipo de enlace ser: El 1.7 indica el carcter inico y 50% de carcter covalente, en la medida que ste valor crece, el carcter inico aumenta 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 se calcula considerando:

D.E = Vma Vme Donde: D.E = Diferencia de electronegatividades Vma = 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 INICO El modelo inico para que se unan los tomos debe cumplir dos requisitos:

1. La energa de ionizacin par formar el catin debe ser baja 2. La afinidad electrnica para formar el anin deber estar favorecida (el tomo debe liberar

energa). Rb +Cl RbxxCl RbCl

Propiedades de los compuestos Inicos.

- Son slidos - Puntos de Fusin y ebullicin altos - Son sales inicas polares y se disuelven en agua - Conducen la electricidad en soluciones acuosas - Forman cristales - Su densidad es mayor que la del agua.

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

Intervalo Enlace

Igual a 0 Covalente no polar

Mayor a 0 y menor a 1.7 Covalente polar

Igual o mayor a 1.7 Inico

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H+H ------ H..H, H-H Enlace covalente no polar.- forma entre dos tomos que comparten uno ms pares electrnicos, dichos tomos son de igual electronegatividad. Sus compuestos no son solubles en agua, forman molculas verdaderas y diatmicas, no son conductores del calor y la electricidad, tampoco forman estructuras cristalinas. Ejemplo: O2, N2, F2 Enlace covalente Polar.- genera entre dos tomos que comparten uno o varios pares electrnicos, estn ms cerca del elemento ms electronegativo y se forma un dipolo-O O-H. Sus compuestos son solubles en agua y en solventes 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 el otro lo acepta, no modifica las propiedades del compuesto. En general, son lquidos, gases, o slidos que subliman 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 electronegativo se establece una unin intermolecular entre hidrgeno de una molcula (carga parcial positiva) y el elemento electronegativo de otra molcula. No es un verdadero enlace ya que se trata de una atraccin electrosttica dbil 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 una estructura tetradrica en la que cada tomo de oxgeno est rodeado por otros cuatro y entre dos oxgenos est el hidrgeno, cada molcula es individual y como resultado de la estructura abierta el volumen aumenta cuando el agua se congela. H H O H O H O H Puentes de Hidrgeno H H 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 y ebullicin 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 que fueron 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 los ncleos metlicos, que poseen iguales valores de electronegatividad. Aleaciones. Una aleacin es una disolucin slida y se prepara disolviendo un metal en otro, cuando ambos estn en estado lquido, la aleacin tiene propiedades fisicoqumicas diferentes de los metales originales, Au con Ag y 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% de diferencia) pueden reemplazarse fcilmente sin romper inaltrala estructura cristalina del metal, se tienen entonces aleaciones por sustitucin como es el caso del oro con la palta, si la diferencia de tamaos es mayor, se tiene los tomos ms pequeos ocupan huecos de los tomos mayores, teniendo entonces una aleacin intersticial: acero. 7. REACCIONES QUMICAS TIPOS DE REACCIN Existen varios procedimientos mediante los cuales se forman los compuestos, entre los diferentes tipos de reaccin se tienen:

Sntesis o unin directa

Sustitucin o desplazamientos

Doble sustitucin mettesis

Anlisis o descomposicin o separacin

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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) + O2(g) SO2(g) CO2(g) + H2O(l) H2CO3(aq) MgO(s) + H2O (l) Mg(OH)2(aq) SO2(g) + H2O (l) H2SO3(aq) NH3(g) + HCl(g) NH4Cl(g) Mg(s) + S(s) MgS(s) SO3(g) + H2O(l) H2SO4(aq)

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

2HgO(s) 2Hg(l) + O2(g) CaCO3(s) Ca(s) + O2(g) 2MgO(g) 2Mg(s) + O2(g) NH4NO3(s) NH4 (g) + NO3(s)

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

H2SO4(aq) + Zn(s) ZnSO4(s) + H2(g) 2HCl(l) + Mg(s) MgCl2(g) + H2(g)

2H3PO4(aq) + 3Ca(s) Ca3PO4(aq) + 3H2(g) NH4NO3(g) + Br2 (l) 2HBr(aq) + S (s)

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

A+B- + C+D- A+D- + C+B- Ejemplos:

HCL(l) + NaOH(aq) NaCl(s) + H2O(g) 2HCl(l) + Mg(aq) AgCl(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, y agua. Ejemplo: HCl + NaOH NaCl + H2O De 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 + 2H2O 4HCl +O2

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Nmero de oxidacin Se 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 a cero. Ejemplo: Al, H2, O2, Br, etc.

2. La suma algebraica de los nmeros de oxidacin es igual a cero. Ejemplo: Na+1Cl-1 = 0 3. El hidrgeno tiene nmero de oxidacin igual a +1, excepto en hidruros en el que tiene nmero de

oxidacin 1. Ejemplo: H+1ClO, KOH+1, Hidruros: MgH2-1, LiH-1.

4. El oxigeno tiene nmero de oxidacin igual a -2, excepto en perxidos en el que tiene nmero de oxidacin 1. Ejemplo: CO2

-2, Al2O3-2, H2O

-2. Perxidos: K2O-1, H2O2

-1 5. 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: K2CO3-2

7. El nmero de oxidacin de los halgenos en los hidrcidos y sus respectivas sales es 1. HF-1, HCl-1, NaCl-1, CaF2

-1 8. El nmero de oxidacin del azufre en sus hidrcidos y sus sales es 2. Ejemplo: H2S

-2, Na2S-2, FeS-2

La oxidacin se define por lo tanto como el aumento de valencia por la prdida de electrones, y por el contrario, la reduccin es 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 El balanceo de una ecuacin qumica, consiste, en realizar las operaciones necesarias para encontrar los coeficientes que permitan obtener la misma cantidad de reactivos que de productos en una reaccin qumica. Para ajustar 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 tomos de 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 O 1. 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 2Na2 O

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

4Na + O2 2Na2 O 3. 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 que se 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 +6 e- (oxida)

O-2 O0 - 2e- (reduce

4. Por ltimo, se balancea por tanteo Ejemplo: Cu + HNO3 Cu (NO3)2 + H2O + NO

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1) Determinar nmero de oxidacin Cu0 + H+1N+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 oxidacin Cu0 Cu +2 +2 e- (se oxida) pierde electrones N+5 N+2 -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 (N) 3Cu0 + 2H+1N+5O3

-2 3Cu +2(NO3)2-1 + H2

+1 O-2 + 2N+2 O-2 4) Observar que existen ms nitrgenos en los productos que en los reactivos, por lo que se balancea la

ecuacin qumica por tanteo 3Cu0 + 8H+1N+5O3

-2 3Cu +2(NO3)2-1 + H2

+1 O-2 + 2N+2 O-2 5) Por ltimo, se balancean los hidrgenos y oxgenos por tanteo 3Cu0 + 8H+1N+5O3

-2 3Cu +2(NO3)2-1 + 4H2

+1 O-2 + 2N+2 O-2 8. Estequiometra La estequiometra (del griego stoicheion elemento y metron medida) se basa en el entendimiento de las masas atmicas y en un principio fundamental la ley de la conservacin de la masa: La masa total de todas las masas presentes despus de una reaccin qumica es la misma que la masa total antes de la reaccin. [Lavoasier; Antoine.]

Bases de la Estequiometra

Las unidades utilizadas en qumica para expresar la masa, el volumen, la temperatura y la relacin que guardan entre ellas en una reaccin qumica son conocidas como unidades qumicas

El siguiente esquema presenta 3 unidades qumicas que a continuacin se definen

- Nmero Atmico: Es el nmero de protones y se indica con un subndice al lado del smbolo atmico

- Peso atmico: Es el nmero total de protones y neutrones en el ncleo y se indica con un superndice al lado del smbolo atmico.

- Istopo: Son tomos de un elemento dado que difieren en el nmero de neutrones y por lo tanto en su masa.

- Peso Molecular: Tambin conocido como peso frmula. Es la suma de los pesos atmicos de los tomos de su frmula qumica.

Peso molecular (peso frmula) del cido sulfrico (H2SO4)

2 tomos de H Peso de H: 1 uma 2(1 uma)= 2 uma

1 tomo de S Peso de S: 32 uma 1(32 uma)= 32 uma

Unidad Qumica

Nmero Atmico

Peso Atmico

Peso Molecular

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4 tomos de O Peso de O: 16 uma 4(16 uma)= 64 uma

98 uma

El concepto de mol En qumica, la unidad para manejar el nmero de tomos, iones y molculas en una muestra de tamao ordinario es el mol; cuya abreviatura es tambin el mol. Un mol es la cantidad de materia que contiene tantos objetos (sean tomos, molculas o cualquier otro tipo de objetos que estemos considerando) como tomos hay exactamente en 12 g de 12C. Mediante experimentos, los cientficos han determinado que este nmero es 6.0221421 x 1023. Este nmero se conoce como nmero de Avogadro, en honor a Amadeo Avogadro. En realidad se utiliza una aproximacin del nmero que suele ser 6.02 x 1023

Tabla 1: Mol y Nmero de Avogadro 1 mol de tomos de 12C = 6.02 x 1023 tomos de 12C

1 mol de molculas de H2O = 6.02 x 1023 molculas de H2O

1 mol de iones de NO3- = 6.02 x 1023 iones de NO3

Un mol de tomos, un mol de molculas o un mol de cualquier objeto Masa molar Una docena siempre es el nmero 12, sea que se hable de una docena de huevos o de una docena de elefantes. No obstante, 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 sustancia distinta tienen diferente masa. Ahora bien, puede usarse las masas atmicas de los elementos para encontrar la masa de un mol de cualquier sustancia, a este valor se le conoce como masa molar. Supngase que se desea encontrar las masas molares del carbono (C) y del cobre (Cu). Dicho de otra manera, se desea conocer la masa de un mol de tomos de C y un mol de tomos de Cu (6.02 x 1023 tomos en los dos casos). Se busca las masas atmicas de estos elementos en la tabla peridica: La masa atmica del carbono es 12.01; la del cobre es 63.55. Se agrega, simplemente, unidades gramos (g) a estos valores. 1 mol de C = 12.01 g 1 mol de Cu = 63.55 g En resumen, la masa (en gramos) de un mol de tomos de un elemento es igual al valor numrico de la masa atmica del elemento. En caso de tener un compuesto se aplica una regla similar, la masa (en gramos) de cualquier sustancia o compuesto siempre es numricamente igual a su peso frmula (en uma) Concentracin de las disoluciones Tomando en cuenta la cantidad de soluto que se disuelve o que toma parte en la disolucin, puede clasificarse en:

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 cierta temperatura.

Disoluciones sobresaturadas: Las que tienen una proporcin de soluto mayor de las que corresponde al equilibrio de saturacin a la misma temperatura.

Es importante sealar que una solucin saturada no es necesariamente concentrada. Por ejemplo, cuando el CaCO3 permanece en contacto con cierta cantidad de agua hasta que se alcanza un equilibrio entre el carbonato disuelto y el que est sin disolver, la solucin saturada es extremadamente diluida, pues el carbonato de calcio es muy poco soluble. Porcentaje por masa El porcentaje por masa de un soluto en una solucin, significa las partes en masa del soluto en 100 partes de solucin:

100xsolucin de masa

soluto de masamasa por %

Ejemplos:

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

15% al MgCl de solucin una de g 100OH de g 85MgCl de g 15 222

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?

NaCl de %09.9100xsolucin de g 165

NaCl de g 15

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

33 AgNOde g 20

100

solucin de g 400x AgNOde %5

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

solv ente de Kilogramo

soluto de Molesm

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

m 1 MgCl de SolucinOH de kg 1MgCl de g 95 222

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

m34.3OH de kg 1

POH de moles 3.34

OH de kg 1

OH de g 1000x

POH de g 98

POH de mol 1x

OH de g 100

POH de g 32.7

2

43

2

2

43

43

2

43

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

solucin de Litro

soluto de MolesM

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 permite determinar la masa del soluto empleado. Ejemplos: Calcular la molaridad de una solucin de NaOH, que contiene 20g en .51 de solucin.

m 1solucin de L 1

NaOH de mol 1x

NaOH de g 40

NaOH de mol 1x

solucin de 0.51

NaOH de g 20

Calcular la cantidad de litros de solucin 6M de cido sulfrico que se requieren para contener 300g de este cido

solucin de L 51.0SOH de moles 6

solucin de L 1x

SOH de g 98

SOH de mol 1xSOH de g 300

4242

4242

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

solucin de Litro

soluto de esEquiv alentN

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

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g 401

g 40

1

gramo f rmula masaHCl eequiv alent 1

g 492

g 98

2

gramo f rmula masaSOH eequiv alent 1 42

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

g 401

g 40

1

gramo f rmula masaNaOH eequiv alent 1

g 263

g 78

3

gramo f rmula masa)H Al(Oeequiv alent 1 3

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

g 712

g 142

2

gramo f rmula masaSONa eequiv alent 1 42

g 66.66

g 400

6

gramo f rmula masa)SO(Fe eequiv alent 1 342

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

N 68.8solucin de L 1

POH de esequiv alent 8.68

POH de g 32.7

POH de eequiv alent 1x

solucin de L 1

POH de g 284 43

43

4343

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

4242

4242 SOH de g45.2SOH de eequiv alent 1

SOH de 9g4X

solucin de l1

SOH de eequiv alent 1.0X

ml1000

solucin de l1mlX500

10. cidos y bases Teora de Arrhenius.- cido es toda sustancia que al estar en solucin acuosa produce iones hidrgeno (H+), o bien, iones hidronio (H3O+) y una base como toda sustancia que al estar en solucin acuosa produce iones oxhidrilo (OH-) cido HCl(aq) H+(aq) + Cl-(aq)

Base NaOH(aq) Na+(aq) + OH-(aq) Teora de Browsted- Lowry.- Explica que en las reacciones cido-base existe una transferencia de protones, cuando el cido dona un protn, el in negativo producido en la reaccin se convierte en una base, o viceversa, la base, aceptando un protn, llega a ser un cido. As mismo, al hacer reaccionar una base con un cido en la misma cantidad se neutralizan. Teora de Lewis.- Los compuestos moleculares no inicos se originan por la comparticin de electrones entre tomos. El enlace formado al producirse un compuesto molecular, implica la existencia de un par de electrones compartidos entre dos tomos. Caractersticas de los cidos y bases en soluciones acuosas

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cidos: ceden protones, tienen sabor agrio, tien de rojo el papel tornasol, tienen un pH de 1-6, reaccionan con los metales formando sales y desprendiendo hidrgeno y con los hidrxidos forman sales neutras. 2HF + 2Na H2 + 2NaF cido metal sal Na(OH) + HNO3 NaNO3 + H2O Base cido sal agua Caractersticas de las bases Ganan protones de los cidos, tienen sabor amargo, tien de azul el papel tornasol rojo, su pH es de 8-14, tienen consistencia jabonosa, neutraliza loa cidos. Potencial de Hidrgeno o pH Es la concentracin de iones de H+ del agua pura. Se expresa de la siguiente manera:

PH = -log (H3O+) o log(H+)

El agua tiene un pH = 7(neutra) Escala del pH: Explica los valores del pH de distintas sustancias. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

cido Neutra Bsico Aumenta Aumenta cido fuerte: pH bajo Base fuerte: pH alto cido dbil: pH alto Base dbil: pH bajo

Solucin neutra H+ y OH- equilibrados. Solucin cida H+ predomina Solucin bsica OH- predomina

11. Qumica del Carbono Estructura molecular de los compuestos del carbono Introduccin a la qumica orgnica Los 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 "fuerza vital". Desde el siglo XVII se dividi el estudio de la qumica en inorgnica o anorgnica y orgnica, con el objeto de distinguirlas 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 como colorantes, drogas, azcares, protenas, grasas, insecticidas, fungicidas, combustibles, licores, cosmticos, hormonas, medicamentos, aromatizantes, fibras textiles, etc. Anteriormente, dichos productos se aislaban de fuentes animales o vegetales y por eso se les dio el nombre de orgnicos, es decir sintetizados por los seres vivos, en la actualidad se producen en el laboratorio y se conocen ms de 7 millones de compuestos orgnicos diferentes, mientras que inorgnicos slo hay 300,000 compuestos (Ocampo, et al., 1999). La qumica orgnica o qumica del carbono -como tambin se le denomina- por ser el carbono el elemento esencial de estos compuestos- estudia al conjunto de sustancias cuyos elementos fundamentales e irremplazables son el carbono, el hidrgeno y el oxgeno, e indispensables, el nitrgeno, el fsforo y el azufre. Con menor frecuencia

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entran en su composicin los 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 el nombre de Cianato de Amonio; esta sustancia fue calentada y con gran sorpresa not que se haba transformado en unos cristales blancos y sedosos. Rpidamente hizo unas pruebas: eran cristales de Urea, la sustancia que se obtiene 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 que la Urea era un compuesto orgnico, producto de la actividad de un organismo vivo, la cual, de acuerdo con las teoras de la poca, slo poda prepararse por medio de los procesos de los organismos vivos. Sin embargo Wehler la haba preparado en un tubo de ensayo. Estos compuestos son idnticos a los inorgnicos o minerales y en su formacin se cumplen las mismas leyes. La barrera que separaba al mundo inorgnico del mundo orgnico fue eliminada con estos descubrimientos. Es de preguntarse por qu en la actualidad se conserva la Qumica en dos secciones: Inorgnica y Orgnica, siendo que han desaparecido las diferencias de origen que entre ellas se hicieron. Algunas de las razones que se tienen para conservar la anterior divisin son las siguientes:

Diferencias entre compuestos orgnicos e inorgnicos

Orgnicos Inorgnicos

Tipo 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 ebullicin Presentan altos puntos de fusin

y ebullicin

Velocidad de reaccin Por lo general, las reacciones son

lentas Las reacciones son casi

instantneas

Estructuras Forman estructuras complejas, de

elevado peso molecular

No forman estructuras complejas y sus 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 de frmulas:

Condensada o molecular.- La frmula condensada es la que expresa en forma sintetizada los tomos que intervienen en el compuesto.

Semidesarrollada o de estructura.- La frmula semidesarrollada como su nombre lo indica en parte es condensada y en parte es desarrollada, utiliza una raya para representar el enlace covalente que se forma entre los tomos de carbono.

Desarrollada o grfica. La frmula desarrollada es la que nos indica el enlace entre todos los tomos que forman 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 tomos varan en su estructura y por consiguiente en sus propiedades; la desarrollada es muy laboriosa Ejemplos de tipos de frmulas

Condensada Semidesarollada Desarrollada

C2H6 CH3 CH3

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C3H8 CH3 CH2 CH3

Tipos de cadenas El 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, pudindolo hacer entre s y formar largas cadenas, utilizando entre carbono y carbono una, dos o tres valencias, o bien cerrar las cadenas para estructurar cadenas cclicas. Por todas estas caractersticas, al combinarse entre s, forma cadenas lineales o abiertas con ramificaciones llamadas arborescencias o sin ellas, con una, dos o tres ligaduras entre carbono y carbono. Estas cadenas son las que constituyen lo que se llama el "esqueleto" de los compuestos orgnicos "acclicos", para diferenciarlos de los "cclicos" o de cadena cerrada, cuyos eslabones forman ciclos que pueden estar cerrados por un carbono u otro elemento diferente. HIDROCARBUROS Son 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 ms importante se denomina cadena principal; las cadenas que se enlazan con ella se llaman radicales.

Ejemplo:

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

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 que tienen: simple, doble o triple. Los hidrocarburos correspondientes se llaman, respectivamente, alcanos, alquenos y alquinos. HIDROCARBUROS SATURADOS, PARAFINAS O ALCANOS Se llaman hidrocarburos saturados o alcanos los compuestos constituidos por carbono e hidrgeno, que son de cadena abierta y tienen enlaces simples. Alcanos de cadena lineal

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Su frmula emprica es CnH2n+2, siendo n el nmero de tomos de carbono. Forman series homlogas, conjuntos de compuestos con propiedades qumicas similares y que difieren en el nmero de tomos de carbono de 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 el nmero de tomos de carbono de la cadena, aadindoles la terminacin ano, que es genrica y aplicada a todos los hidrocarburos saturados (de ah el nombre de alcanos).

Ejemplos:

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. Isomera Se presenta cuando dos compuestos tienen el mismo nmero de tomos de CnHn, pero presenta estructuras internas o configuracin del esqueleto diferentes. Ejemplo: C4H10

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

CH3 Isomera de lugar: Se da en el enlace doble y triple. Ejemplo: C5H10

CH3 CH2 CH2 CH = CH2 CH3 CH2 CH = CH CH3 1 penteno 2 penteno

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HIDROCARBUROS CON DOBLES ENLACES, OLEFINAS O ALQUENOS Son hidrocarburos que presentan uno o ms dobles enlaces entre los tomos de carbono. La frmula general, para compuestos con un solo doble enlace, es CnH2n.

Ejemplo:

Alquenos con un solo doble enlace Se nombran segn las siguientes normas:

- Se elige la cadena ms larga que contiene al doble enlace y se sustituye la terminacin ano por eno.

- Se numera la cadena a partir del extremo ms prximo al doble enlace. El localizador de ste es el menor de 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 el localizador correspondiente que se coloca delante del nombre.

Ejemplo:

- Si hay radicales, se toma como cadena principal la cadena ms larga de las que contienen el

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

Alquenos con un solo doble enlace Se nombran segn las siguientes normas:

- Se elige la cadena ms larga que contiene al doble enlace y se sustituye la terminacin ano por eno.

- Se numera la cadena a partir del extremo ms prximo al doble enlace. El localizador de ste es el menor de 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 el localizador correspondiente que se coloca delante del nombre.

Ejemplo:

- Si hay radicales, se toma como cadena principal la cadena ms larga de las que contienen el

doble enlace. La numeracin se realiza de tal modo que al tomo de carbono con doble enlace le corresponda el localizador 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 terminacin eno*. Se numera la cadena asignando a los carbonos con doble enlace los localizadores ms bajos que se pueda.

Ejemplo:

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- Si el compuesto contiene radicales, estos se nombran como en los alcanos, eligiendo como

cadena principal del hidrocarburo la que contenga el mayor nmero de dobles enlaces, aunque no sea la ms larga.

Ejemplos:

Las verdaderas terminaciones son -dieno, -trieno, etc. Se incluye en ellas la letra a para evitar nombres de fontica desagradable.

HIDROCARBUROS CON TRIPLES ENLACES, ACETILENOS O ALQUINOS Son hidrocarburos que presentan uno o ms triples enlaces entre los tomos decarbono. La frmula general, para compuestos con un slo triple enlace, es CnH2n-2.

Ejemplo:

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

- Se elige la cadena ms larga del hidrocarburo que contiene el triple enlace y se coloca la terminacin ino.

- Se numera la cadena a partir el extremo ms prximo al triple enlace. - La posicin de ste se indica mediante el localizador correspondiente, que ser el menor de los

dos nmeros asignados a los dos tomos de carbono unidos por el triple enlace. El localizador se coloca delante del nombre.

Ejemplo:

- Si hay radicales, se toma como cadena principal la cadena ms larga que contenga el triple

enlace. La numeracin se realiza de modo que corresponda al tomo de carbono con triple enlace el localizador ms bajo posible. Los radicales se nombran como en los alcanos.

Ejemplos:

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HIDROCARBUROS CCLICOS Son 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 saturados Los tomos de carbono del hidrocarburo cclico estn unidos por enlaces sencillos. Responden a la frmula general CnH2n. Se nombran anteponiendo el prefijo ciclo al nombre del alcano de cadena abierta de igual nmero de tomos de carbono. Ejemplos:

Tambin se representan as:

HIDROCARBUROS AROMTICOS Son compuestos cclicos que guardan estrecha relacin con el benceno (C6H6). Recibieron este nombre porque la gran mayora de ellos poseen olores fuertes y penetrantes. En la actualidad, el trmino aromtico expresa que el compuesto es ms estable de lo esperado, es decir, menos reactivo. El nombre genrico de los hidrocarburos aromticos es areno y los radicales derivados de ellos se llaman arilo. El benceno es la base de estos compuestos; su frmula se expresa de uno de estos tres modos:

Los compuestos aromticos que tienen sustituyentes se nombran anteponiendo los nombres de los radicales a la palabra benceno. Ejemplos:

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Cuando hay dos sustituyentes, su posicin relativa se indica mediante los nmeros 1,2 , 1,3 y 1,4 , o mediante los prefijos orto (o), meta (m) y para (p), respectivamente. Ejemplos:

ALCOHOLES Y FENOLES Los alcoholes pueden considerarse derivados de los hidrocarburos al sustituir un tomo de hidrgeno por el grupo -OH (hidroxilo).

- Si el hidrocarburo es aliftico, da lugar a los alcoholes. Ejemplo:

- Si el hidrocarburo es aromtico, se obtienen los fenoles. En sentido estricto, el fenol debera

llamarse bencenol. Ejemplo:

ALCOHOLES El grupo funcional es el -OH (hidroxilo). La frmula general es R-OH. El radical R procede de un hidrocarburo aliftico. Puede ser radical alquilo, alquenilo o alquinilo. La frmula general para un alcohol saturado con un solo grupo hidroxilo es CnH2n+1OH. Pueden existir alcoholes con varios grupos hidroxilo: son los polialcoholes. Alcoholes con un solo grupo funcional Estos alcoholes pueden ser primarios, secundarios o terciarios, segn est unido el grupo funcional (-OH)a un carbono primario, secundario o terciario1. Para nombrar los alcoholes se considera que se ha sustitudo un tomo de hidrgeno de un hidrocarburo por un radical -OH, el alcohol as obtenido se nombra aadiendo la terminacin ol al hidrocarburo de que procede. Ejemplo:

Si el alcohol es secundario o terciario, se numera la cadena principal de tal modo que corresponda al carbono unido al radical -OH el localizador ms bajo posible. La funcin alcohol tiene preferencia al numerar sobre las instauraciones y sobre los radicales.

Ejemplos:

1 Los tomos de carbono pueden ser: primarios, secundarios, terciarios o cuaternarios segn estn unidos, respectivamente, a uno, dos,

tres o cuatro tomos de carbono. (No pueden existir, lgicamente, alcoholes cuaternarios).

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LOS ALDEHDOS Los aldehdos son cada uno de los compuestos orgnicos que contienen el grupo carbonilo (CO) y que responden a la frmula general

Donde R es un tomo de hidrgeno (es el caso del metanal) o un radical hidrocarbonado aliftico o aromtico.

Los aldehdos son aquellos compuestos caracterizados por la presencia de uno o ms grupos carbonilo en posicin terminal. La cadena principal debe contener al carbono del grupo carbonilo. Si hay dos grupos carbonilos, la cadena principal deber contener a ambos. Se le dar el numero uno al carbono del grupo carbonilo. El sufijo a utilizar es al, o dial si hubiera dos grupos carbonilo, uno al principio y otro al final de la cadena carbonada. Nomenclatura de los aldehdos. Para nombrar a los aldehdos se cambia la terminacin o de los alcanos por al para denotar la presencia de un aldehdo. El grupo carbonilo de los alcanales o aldehdos siempre est al final de la cadena. Este hecho lo hace qumica y fsicamente diferente a las cetonas, por eso se considera como un grupo funcional aparte El hidrgeno vecino al oxgeno es fcilmente oxidable y esta es una de las principales diferencias entre estas dos familias de compuestos Como este grupo funcional siempre est al final de la cadena no se usan nmeros localizadores. Propiedades fsicas. No es de sorprender que los aldehdos y las cetonas se asemejen en la mayora de sus propiedades como consecuencia de poseer el grupo carbonilo. Sin embargo, en los aldehdos el grupo carbonilo esta unido a un tomo de hidrgeno, mientras que en las cetonas se une a dos grupos orgnicos. Esta diferencia estructural afecta a sus propiedades de dos formas fundamentales: Los aldehdos se oxidan con facilidad mientras que las cetonas lo hacen con dificultad Los aldehdos suelen ser ms reactivos que las cetonas en adiciones nucleoflicas, que es la reaccin ms caracterstica de este tipo de compuestos. Los aldehdos son compuestos de frmula general R-CHO. Este compuesto tiene una amplia aplicacin tanto como reactivos y disolventes as como su empleo en la fabricacin de telas, perfumes, plsticos y medicinas. En la naturaleza se encuentran ampliamente distribuidos como protenas, carbohidratos y cidos nucleicos tanto en el reino animal como vegetal, controlando el proceso para evitar que el aldehdo pase a cido. CETONAS Son cada uno de los compuestos orgnicos que contienen el grupo carbonilo (CO) y que responden a la frmula general RCOR, en la que R y R representan radicales orgnicos y donde los grupos R y R pueden ser alifticos o aromticos. Nomenclatura de las cetonas Para nombrar las cetonas tenemos dos alternativas:

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- El nombre del hidrocarburo del que procede terminado en -ona .Como sustituyente debe emplearse el prefijo oxo-.

- Citar los dos radicales que estn unidos al grupo carbonilo por orden alfabtico y a continuacin la palabra cetona.

Propiedades fsicas Los compuestos carbonlicos presentan puntos de ebullicin ms bajos que los alcoholes de su mismo peso molecular .No hay grandes diferencias entre los puntos de ebullicin de aldehdos y cetonas de igual peso molecular. Los compuestos carbonlicos de cadena corta son solubles en agua y a medida que aumenta la longitud de la cadena disminuye la solubilidad. El grupo funcional de las cetonas es:

R | C=O | ' R

Al grupo carbonilo se debe la disolucin de las cetonas en agua. Son compuestos relativamente reactivos, y por eso resultan muy tiles para sintetizar otros compuestos; tambin son productos intermedios importantes en el metabolismo de las clulas. Se obtienen a partir de los alcoholes secundarios. La cetona ms simple, la propanona o acetona, CH3COCH3, es un producto del metabolismo de las grasas, pero en condiciones normales se oxida rpidamente a agua y dixido de carbono. Sin embargo, en la diabetes mellitus la propanona se acumula en el cuerpo y puede ser detectada en la orina. Otras cetonas son el alcanfor, muchos de los esteroides, y algunas fragancias y azcares. TERES. Los teres poseen un tomo de oxgeno unido a dos cadenas alqulicas que pueden ser iguales o diferentes. El ms conocido es el ter dietlico que se empleaba como agente anestsico en operaciones quirrgicas.

Los teres se nombran colocando el nombre de las dos cadenas alqulicas que se encuentran unidas al tomo de oxgeno, una a continuacin de la otra, y, finalmente, se aade la palabra ter.

AMINAS. Son compuestos que poseen el grupo amino en su estructura. Se consideran compuestos derivados del amonaco, por tanto, presentan propiedades bsicas. Tambin pueden clasificarse como primarias, secundarias o terciarias, segn el grado de sustitucin del tomo de nitrgeno.

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Tradicionalmente las aminas se nombran colocando los nombres de los radicales en orden alfabtico seguido de la terminacin AMINA.

En la actualidad se emplea otro sistema para nombrar a las aminas. Este sistema consiste en:

1. Identificar la cadena principal como aquella que contiene mayor nmero de tomos de carbono y adems contiene el grupo amino.

2. Colocar la terminacin AMINA al final del nombre del hidrocarburo que constituye el esqueleto de la cadena principal.

3. Para localizar el grupo amino dentro de la cadena principal se utiliza el nmero del carbono que est unido directamente al nitrgeno y este nmero o localizador se coloca delante del nombre de la terminacin AMINA.

4. Si la amina es secundaria o terciaria, se dan los nombres de los radicales alquilo que estn unidos al nitrgeno precedidos de la letra N en cursiva para indicar que dichos grupos estn unidos al nitrgeno y no a un carbono

CIDOS CARBOXLICOS. Estos compuestos se caracterizan por poseer en su estructura al grupo funcional carboxilo (-COOH). Muchos cidos carboxlicos simples reciben nombres no sistemticos que hacen referencia a las fuentes naturales de las cuales proceden. Por ejemplo, el cido frmico se llama as porque se aisl por primera vez de las hormigas (formica en latn). El cido actico, que se encuentra en el vinagre, toma su nombre de la palabra acetum, "cido". El cido propinico da el aroma penetrante a algunos quesos y el cido butrico es el responsable del olor repulsivo de la mantequilla rancia.

Al igual que los aldehdos y cetonas, los cidos carboxlicos de bajo peso molecular son muy polares y, por tanto, muy solubles en agua. El grupo cido (-COOH) se halla siempre en uno o ambos extremos de la cadena y se nombran con la terminacin -OICO.

steres. Los esteres se consideran como el resultado de la condensacin entre un cido carboxlico y un alcohol. Los steres de bajo peso molecular, como el acetato de butilo (CH3COOBu) y el acetato etilo (CH3COOEt) se emplean como disolventes industriales, especialmente en la preparacin de barnices.

El olor y sabor de muchas frutas se debe a la presencia de mezclas de steres. Por ejemplo, el olor del acetato de isoamilo recuerda al de los pltanos, el propionato de isobutilo al del ron, etc.

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Se nombran de la siguiente manera: nombre del cido del que deriva con la terminacin ato de + nombre del radical que sustituye al H del cido correspondiente con la terminacin ilo

Amidas. Las amidas se pueden obtener por reaccin entre un cido carboxlico y una amina, que puede ser primaria o secundaria. La estructura de algunas amidas simples, como la acetamida y la propanamida, se indica a continuacin

Se nombran cambiando la terminacin -o del hidrocarburo correspondiente por la terminacin AMIDA Macromolculas Las macromolculas son molculas que tienen una masa molecular elevada, formada por un gran nmero de tomos. Generalmente podemos describirlas como la repeticin de una o unas pocas unidades mnimas (monmeros), formando los polmeros. A menudo el trmino macromolcula se refiere a las molculas que contienen ms de 100 tomos. Pueden ser tanto orgnicas como inorgnicas, y se encuentran algunas de gran relevancia en el campo de la bioqumica, al estudiar las biomolculas. Dentro de las molculas orgnicas sintticas encontramos a los plsticos. Carbohidratos Son una clase bsica de compuestos qumicos en bioqumica. Son la forma biolgica primaria de almacn o consumo de energa; otras formas son las grasas y las protenas. Estn compuestas en su mayor parte por tomos de carbono, hidrgeno y oxgeno. Los carbohidratos se descomponen en los intestinos para dar glucosa C6H12O6, que es soluble en la sangre y en el cuerpo humano se conoce como azcar de la sangre. La glucosa es transportada por la sangre a las clulas, donde reacciona con O2 en una serie de pasos para producir finalmente CO2(g), H2O(l) y energa. Tipos de carbohidrat

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