1

QUÍMICA

MOLÉCULAS

Una molécula es la unidad más pequeña de un compuesto, y está formada por la unión de

dos o más átomos.

Un ión es un átomo o grupos de átomos, cargados positiva o negativamente.

Las fórmulas químicas se utilizan como abreviaturas para los compuestos.

Un compuesto iónico se mantiene unido por fuerzas de atracción que existen entre iones

cargados positivamente y negativamente. A un ión con carga positiva se le llama catión y a una con

carga negativa, anión.

REACCIONES QUÍMICAS

TIPOS DE REACCIONES

REACCIÓN DE SÍNTESIS Este tipo de reacción, es en la que dos o más especies químicas sencillas se unen para formar un solo

producto o especie más compleja.

A + B C

O también:

A + B AB

Ejemplos:

2H2 + O2 2H2O

H2 + Cl2 2HCl

SO3 + H2O 2H2O

CaO + H2O Ca(OH)2

3H2 + N2 2NH3

REACCIÓN DE DESCOMPOSICIÓN O DE ANÁLISIS

Es aquella reacción en la cual una especie química se descompone en dos o más productos, mediante

la aplicación de una fuente de energía externa.

AB A + B

Ejemplos:

2H2O 2H2 + O2

2KClO3 2KCl + 3O2

CaO CaO + CO2

2

NH4NO N2 + H2O

REACCIÓN DE SIMPLE SUSTITUCIÓN

Es aquella reacción en la que los átomos de un elemento desplazan en un compuesto a los átomos de

otro elemento. Desde luego es necesario hacer notar que este desplazamiento sucede siempre y cuando el

átomo sustituyente (A), tenga mayor actividad que el átomo sustituido (B).

A + BC AC + B

Ejemplos:

Zn + 2HCl ZnCl2 + H2

Fe + H2S FeS + H2

Cl2 + 2HBr 2HCl + Br2

REACCIÓN DE DOBLE SUSTITUCIÓN

Este tipo de reacción se realiza generalmente en solución acuosa, donde hay iones presentes, y se

produce un intercambio entre ellos.

A+ B

- + C

+ D

- A

+ D

- + C

+ B

-

Ejemplos:

HCl + NaOH NaCl + H2O

AgNO3 + NaCl AgCl + NaNO3

BaSO4 + NaHCO3 Ba(HCO3)2 + Na2SO4

ESCRIBIENDO FÓRMULAS

Una fórmula química indica los símbolos y la relación de los átomos de los elementos de un

compuesto.

3

Normalmente para nombrarlos a los compuestos, se usan dos sistemas, la IUPAC (Unión

Internacional de Química Pura y Aplicada Internacional. “Union of Pure and Applied Chemistry), y

la regla Stock.

“NOMENCLATURA DE QUÍMICA INORGÁNICA”

Se cuenta con diferentes métodos para clasificar los compuestos químicos, por ejemplo,

ácidos, bases y sales; o también, según el número de elementos que los forman:

a) Compuestos binarios, con dos elementos diferentes.

b) Compuestos ternarios, con tres elementos diferentes.

c) Compuestos cuaternarios, constituidos por cuatro elementos.

Se puede hacer otra clasificación de los compuestos en función de las propiedades químicas

de los mismos:

Metálicos (básicos)

Óxidos

No metálicos (anhídridos)

Hidruros

Clasificación de los compuestos Bases o Hidróxidos

Inorgánicos según su función y

comportamiento. Hidrácidos

Ácidos

Oxiácidos

Binarias

Sales

Oxisales

Otra manera de distribución de las clasificaciones de los compuestos es la siguiente:

Nomenclatura de

compuestos Inorgánicos

Binario

s

Terciarios

1.- Oxidos

oöÓxidos

1.1 Oxidos Básicos 5.- Hidróxidos

4

A continuación se da nombre a los compuestos en función de esta clasificación.

NOMENCLATURA DE ÓXIDOS METÁLICOS

Los óxidos metálicos también son llamados óxidos básicos, resultan de la unión de un

metal con el oxígeno.

El número de oxidación del oxígeno es de -2.

Para nombrar a estos compuestos se antepone la palabra óxido, seguida del nombre del

metal correspondiente.

Cuando el número de oxidación del metal es igual al número de oxidación del oxígeno se

puede simplificar, por ejemplo:

Ca+2

O-2

Con la regla de la cruz tenemos:

Ca2O2

Simplificando:

CaO (Óxido de calcio)

Se pueden nombrar de acuerdo a la IUPAC y la STOCK que son las más comunes.

IUPAC Si un mismo elemento aporta más de un óxido, el nombre del que contiene el metal en

menor estado de oxidación termina en –oso y el de mayor estado de oxidación en – ico. Por

ejemplo:

Cu2O Óxido cuproso (cobre en estado de oxidación +1)

CuO Óxido cúprico (cobre en estado de oxidación +2)

STOCK Otra forma de nombrarlos es empleando números romanos después del nombre del

compuesto para indicar el número o estado de oxidaciones – oso; e – ico. Por ejemplo:

Cu2O Óxido cuproso u óxido de cobre I

CuO Óxido cúprico u óxido de cobre II

1.2 Óxidos ácidos

o Anhídridos

2.- Hidruros

3.- Ácidos Hidrácidos

4.- Sales Binarias

6.- Ácidos Ternarios

u Oxiácidos

7.- Sales Terciarias

u Oxisales

5

NOMENCLATURA DE ÓXIDOS NO METÁLICOS

Los óxidos no metálicos, llamados también óxidos ácidos o anhídridos, resultan de la

combinación de un no metal (con número de oxidación positivo) con el oxígeno.

Para darles nombres se utilizan los prefijos griegos: mono (1), di (2), tri (3), tetra (4),

penta (5), etc; para indicar el número respectivo de átomos en el compuesto correspondiente.

Ejmplos:

CO Monóxido de carbono

CO2 Dióxido de carbono

NO2 Dióxido de nitrógeno

N2O5 Pentóxido de dinitrógeno

SO3 Trióxido de azufre

Cl2O7 Heptóxido de dicloro

Estos óxidos producen ácidos al combinarse con el agua; entonces también es posible

nombrarlos anteponiendo la palabra anhídrido, seguida del nombre del ácido que formarían.

Ejemplos:

CO2 Anhídrido carbónico

SO2 Anhídrido sulfuroso

SO3 Anhídrido sulfúrico

P2O3 Anhídrido fosforoso

P2O5 Anhídrido fosfórico

Algunos no metales pueden producir más de dos anhídridos; para designar éstos se

consideran dos de ellos normales y se nombran en la forma usual (con la terminación oso para el de

menor número de oxidación e ico para el de mayor); y aquel que tiene el menor número de

oxidación lleva el prefijo hipo – con la terminación – oso y el que tiene mayor número de oxidación

el prefijo per – con la terminación – ico.

hipo oso (menor número de oxidación)

oso

Anhídridos normales

ico

per ico (mayor número de oxidación)

Ejemplos:

Cl2O Anhídrido hipocloroso BrO5 Anhídrido brómico

Cl2O3 Anhídrido cloroso I2O3 Anhídrido yodoso

Cl2O5 Anhídrido clórico N2O5 Anhídrido nítrico

Cl2O7 Anhídrido perclórico N2O Anhídrido hiponitroso

NOMENCLATURA DE HIDRUROS

Los hidruros resultan de la combinación del hidrógeno con cualquier metal.

En los hidruros el hidrógeno siempre tiene número de oxidación de -1. Para darle nombre a

estos compuestos se antepone la palabra hidruro seguida del metal correspondiente.

Ejemplos: Na +1

y H -1

NaH Hidruro de sodio

K +1

y H -1

KH Hidruro de potasio

Ca +2

y H -1

CaH2 Hidruro de cálcio

6

Al +3

y H -1

AlH3 Hidruro de aluminio

Fe +3

y H -1

FeH3 Hidruro férrico o

Hidruro de hierro III

NOMENCLATURA DE HIDRÁCIDOS Los hidrácidos resultan de la combinación de los aniones de la serie de los haluros con el

hidrógeno; es decir, de la combinación de un no metal con el hidrógeno.

En los hidrácidos el hidrógeno siempre tiene número de oxidación de +1.

Para el nombre de estos compuestos se antepone la palabra ácido seguida del nombre del

no metal correspondiente con la terminación hídrico.

Ejemplos:

H +1

y F -1

HF Ácido fluorhídrico

H +1

y Cl -1

HCl Ácido clorhídrico

H +1

y Br -1

HBr Ácido bromhídrico

H +1

y S -2

H2S Ácido sulfhídrico

HI Ácido iodhídrico

HCN Ácido cianhídrico

NOMENCLATURA DE LAS SALES BINARIAS En su mayor parte, estos compuestos están formados por un metal y un no metal. Se

consideran derivadas de los hidrácidos. El nombre se forma al añadir a la raíz del no metal el sufijo

– uro, y a continuación el nombre del elemento metálico o añadiendo el sufijo – oso (para el

número de oxidación menor) o – ico (para el número de oxidación mayor) al nombre del metal:

Ejemplos: NaBr Bromuro de sodio

AgCl Cloruro de plata

CuCl Cloruro cuproso

CuCl2 Cloruro cúprico

Sb2S3 Sulfuro de antimonio

CS2 Disulfuro de carbono

NOMENCLATURA INORGÁNICA

OXIÁCIDOS Y OXISALES

OXIÁCIDOS Los oxiácidos son los ácidos que contienen oxígeno y resultan de la reacción del agua con

los anhídridos (óxidos ácidos).

Los oxiácidos son compuestos inorgánicos ternarios que contienen hidrógeno, un no

metal y oxígeno. Se nombran empleando la palabra “ácido” y el sufijo – oso o – ico. Según

en número de oxidación del elemento diferente al hidrógeno y al oxígeno, se le asigna el

prefijo hipo – o per – , para lo cual se emplea la tabla No. 1.

OXISALES Son sales que se derivan de los oxiácidos, es decir, contienen un metal unido a un radical

negativo que contenga oxígeno.

Se nombran cambiando la terminación oso de los ácidos por ito e ico de los ácidos

por ato en las sales (este cambio es el nombre del radical) y se hace seguir del nombre del

metal correspondiente.

7

La sales ternarias se forman cuando el hidrógeno de un ácido es sustituido por un

metal. Se considera así a las que se derivan o pueden considerarse derivadas de los oxiácidos.

Para denominarlas se emplea la tabla No. 1 de la misma manera que para los oxiácidos.

TABLA No. 1 PARA NOMENCLATURA DE OXIÁCIDOS Y SALES TERNARIAS (OXISALES)

Ácido Sal Oxoanión

Número de

oxidación Prefijo Sufijo Sufijo -1 -2 -3

1 , 2 hipo - - oso - ito XO

3 , 4

- oso - ito XO2 XO3 XO3

5 , 6

- ico - ato XO3 XO4 XO4

7 , 8 per - - ico - ato XO4

Elementos F,Cl,Br,I,N,

Mn S P

Ejemplos:

Encuentra el nombre del HClO4

Primero conocer el estado de oxidación del elemento cloro.

H +1

Cl O4 -2

1X+1 = +1 4X-2 = - 8

+1 – 8 = - 7

Como todo compuesto es neutro entonces el Cloro tiene para este ejemplo valencia de +7 para que

sea neutro el compuesto.

H +1 Cl +7 O4-2

+1 +7 (-2x4)

+8(-8)

0

El estado de oxidación del cloro es de +7; por lo que de acuerdo con la tabla No. 1 le asignamos el

prefijo per -.

Como se trata de un oxiácido, la intersección del sufijo de la columna “ácido” (tercera columna de la

tabla No. 1) con el renglón del número de oxidación del cloro +7, nos da el sufijo que le corresponde, en este

caso – ico.

Por lo tanto, su nombre será ácido perclórico.

Encuentra el nombre del KNO3

Primero conocer el estado de oxidación del elemento nitrógeno.

H +1 N O3-2

(1x +1) ( ) (-2x3)

+1 ( ) - 6

+1 ( +5 ) - 6

+6 - 6

0

En este compuesto, el estado de oxidación del nitrógeno es de +5; lo que nos ubica en el quinto

renglón de la tabla No. 1. Como se trata de una sal, utilizamos la cuarta columna; la intersección de la

columna y el renglón nos muestra que no hay prefijo, solo el sufijo – ato. Por lo tanto, el nombre del

compuesto es nitrato de potasio.

8

Encuentra la fórmula para el HIPOCLORITO DE SODIO Primero analizamos el nombre:

hipoclorito de sodio

hipo clorito de sodio

prefijo sufijo una sal (Na)

el nombre del compuesto nos da el prefijo hipo – y el sufijo – ito, lo que nos ubica en el tercer

renglón. El elemento cloro nos ubica en la quinta columna, de ahí que la fórmula del oxoanión sea:

XO

Como se habla del elemento cloro, X es Igual a Cl:

ClO a la -1(de la quinta columna)

La fórmula lleva: (el metal - no metal - oxígeno)

Oxoanión (-1)

Na +1

(ClO) -1

Con la regla de la cruz obtenemos la fórmula del compuesto:

Na +1

ClO-1

Na1ClO1

NaClO

Encuentra la fórmula para el ÁCIDO NITROSO

Este compuesto contiene nitrógeno (N). al ubicar este elemento en la tabla, vemos que su oxoanión

estará en la columna respectiva, con estado de oxidación -1(quinta columna de la tabla No. 1). En seguida,

buscamos la terminación; que en este caso es – oso; como el nombre del compuesto no tiene prefijo, le

corresponde el cuarto renglón de la tabla, donde aparece sólo dicha terminación.

Si buscamos la intersección del cuarto renglón con la quinta columna, obtenemos la fórmula del

oxoanión:

(XO2) -1

sustituyendo X = N

(NO2) -1

Como es ácido lleva hidrógeno:

H +1

(NO2) -1

Y con la regla de la cruz para las fórmulas, obtenemos la fórmula del compuesto:

H +1

(NO2) -1

HNO2

LISTA DE RADICALES COMUNES E IMPORTANTES

Del grupo III: BO2-1

Borato

AlO2-1

Aluminato

Del grupo IV: CO3-2

Carbonato

HCO3-1

Bicarbonato

o carbonato ácido

SiO3-2

Silicato

C-4

Carburo

CN-1

Cianuro

CON-1

Cianato

9

Del grupo V: N-3

Nitruro

NO2-1

Nitrito

NO3-1

Nitrato

P-3

Fosfuro

PO3-3

Fosfito

PO4-3

Fosfato

HPO4-2

Fosfato monohidrógeno

AsO3-3

Arsenito

AsO4-3

Arseniato

Del grupo VI: O-2

Óxido

O2-2

Peróxido

OH-1

Hidróxido

S-2

Sulfuro

HS-1

Sulfuro ácido o

Bisulfuro

SO3-2

Sulfito

SO4-2

Sulfato

HSO3-1

Sulfito ácido

HSO4-1

Sulfato ácido

S2O3-2

Tiosulfato

SCN-1

Sulfocianuro o Tiocianato

Del grupo VII: F-1

Fluoruro

Cl-1

Cloruro

Br-1

Bromuro

I-1

Yoduro

ClO-1

Hipoclorito

ClO2-1

Clorito

ClO3-1

Clorato

ClO4-1

Perclorato

El bromo y el yodo dan radicales similares a los del cloro.

LISTA DE RADICALES COMUNES E IMPORTANTES

Del grupo III: BO2-1

Borato

AlO2-1

Aluminato

Del grupo IV: CO3-2

Carbonato

HCO3-1

Bicarbonato

o Carbonato ácido

SiO3-2

Silicato

C-4

Carburo

CN-1

Cianuro

CON-1

Cianato

Del grupo V: N-3

Nitruro

NO2-1

Nitrito

NO3-1

Nitrato

P-3

Fosfuro

PO3-3

Fosfito

PO4-3

Fosfato

HPO4-2

Fosfato

monohidrógeno

AsO3-3

Arsenito

AsO4-3

Arseniato

Del grupo VI: O-2

Óxido

O2-2

Peróxido

OH-1

Hidróxido

S-2

Sulfuro

HS-1

Sulfuro ácido o

Bisulfuro

SO3-2

Sulfito

SO4-2

Sulfato

HSO3-1

Sulfito ácido

HSO4-1

Sulfato ácido

S2O3-2

Tiosulfato

SCN-1

Sulfocianuro o Tiocianato

Del grupo VII: F-1

Fluoruro

Cl-1

Cloruro

Br-1

Bromuro

I-1

Yoduro

ClO-1

Hipoclorito

ClO2-1

Clorito

ClO3-1

Clorato

ClO4-1

Perclorato

El bromo y el yodo dan radicales similares a los del cloro.

10

NOMENCLATURA DE BASES O HIDRÓXIDOS

Estos compuestos resultan de la reacción entre un óxido metálico con el agua y siempre llevan en su

fórmula un metal unido al radical (OH)-1

. Se nombran anteponiendo la palabra hidróxido seguida del

nombre del metal correspondiente.

Ejemplos:

sodio Na +1

y OH -1

NaOH Hidróxido de

potasio K +1

y OH -1

KOH Hidróxido de

zinc Zn +2

y OH -1

Ca(OH)2 Hidróxido de

aluminio Al +3

y OH -1

Al(OH)3 Hidróxido de

fierro Fe +3

y OH -1

Fe(OH)3 Hidróxido férrico

o Hidróxido de hierro III

Igual que en el caso de los óxidos, en su nomenclatura también se emplean las terminaciones – oso e

– ico para diferentes números de oxidación.

NaOH Hidróxido de sodio

CuOH Hidróxido cuproso

Cu(OH)2 Hidróxido cúprico

En el caso de la nomenclatura STOCK:

CuOH Hidróxido de cobre I (cobre +1)

Cu(OH)2 Hidróxido de cobre II (cobre +2)

BALANCEO DE ECUACIONES QUÍMICAS

Es de suma importancia el balanceo de una ecuación química para realizar correctamente los

cálculos y cumplir con la Ley de LAvoisier (conservación de la materia), en la que el número de

átomos de cada elemento en los reactivos, debe ser igual al número de átomos que haya en los

productos.

BALANCEO POR EL MÉTODO DE TANTEO

Para balancear ecuaciones sencillas, el método adecuado es el de tanteo. Este método es muy

sencillo y se utiliza para balancear o equilibrar reacciones químicas simples; para aplicarlo se

sugieren los siguientes pasos:

1.- Igualar todos los elementos diferentes al oxígeno y al hidrógeno.

2.- Igualar los hidrógenos; por lo general, al hacer esto se equilibra el agua.

3.- Equilibrar los oxígenos, y así la ecuación quedará balanceada.

Ejemplo:

11

Balancear por tanteo la siguiente ecuación:

Fe + O2 Fe2O3

Paso 1.- Se coloca un coeficiente igual a 2 en el hierro:

2 Fe + O2 Fe2O3

Así quedan equilibrados los hierros.

Paso 2.- Se coloca un coeficiente 2 en el Fe2O3, para quitar el número impar 3 del oxígeno:

2 Fe + O2 2 Fe2O3

Paso 3.- Se altera la ecuación, por lo que ahora se escribe un 3 como coeficiente del O2, y se cambia

el 2 del Fe por un 4, así queda balanceada la ecuación:

4 Fe + 3 O2 2 Fe2O3

Para comprobarlo, se cuentan los átomos de cada elemento tanto en los reactivos como en

los productos:

Elemento No. de átomos reactivos No. átomos productos

Hierro (Fe) 4 4

Oxígeno (O) 6 6

Es importante señalar que solo podemos modificar la ecuación al poner coeficientes al lado

izquierdo de las fórmulas, pero sin alterarlas, como se indica a continuación.

Fe + 2 H2Cl FeCl2 + H2

Este balanceo es totalmente incorrecto porque se altera la fórmula del ácido clorhídrico.

Otro ejemplo: (casi no siguiendo paso alguno)

KClO3 KCl + O2

Al principio, tenemos:

KClO3 KCl + O2

1 = K = 1

1 = Cl = 1

3 = O = 2

Ponemos un 2 como coeficiente del clorato de potasio:

2 KClO3 KCl + O2

2 = K = 1

12

2 = Cl = 1

6 = O = 2

Entonces colocamos un coeficiente 2 al KCL:

2 KClO3 2 KCl + O2

2 = K = 2

2 = Cl = 2

6 = O = 2

Solo nos falta balancear al oxígeno, para hacerlo, colocamos un coeficiente 3 en el oxígeno

del lado de los productos:

2 KClO3 2 KCl + 3 O2

2 = K = 2

2 = Cl = 2

6 = O = 6

Y la ecuación esta completamente balanceada.

SOLUCIONES Y SU CONCENTRACIÓN

Hay varias unidades cuantitativas para expresar la concentración, algunas de ellas son:

a) Solución en porcentaje (o porciento) en masa (peso). (% peso)

b) Porciento (o porcentaje) en masa sobre volumen (m/v). (%m / v)

c) Porciento (o porcentaje) en volumen. (%vol)

a) SOLUCIÓN EN PORCENTAJE (O PORCIENTO) EN MASA (PESO)

Expresa la concentración como el porciento de soluto en una masa dada de solución. Dice

que para determinada masa de solución, determinado porciento de ellas es soluto.

Son las que más se usan para los sólidos disueltos en líquidos.

Porciento en masa (%m) = g (soluto) X 100

g (soluto) + g (solvente)

(%m) = g (soluto) X 100

g (solución)

En vez de porciento en masa, con frecuencia se emplean partes por millón (ppm):

Partes por millón (ppm) = g (soluto) X 1 000 000

g (soluto) + g (solvente)

Ejemplo:

¿Cuál será el porcentaje en masa de una solución que se ha preparado disolviendo, 60 gr. de

cloruro de potasio (KCl) en 240 gr. de agua?

Datos Fórmula Sustitución

% en masa= %W= ?

13

m = 240 g %masa = Masa de soluto %W = 60 X 100

Agua (solvente) Masa de disolución 240 + 60

%W = 20 %

b) PORCENTAJE (O PORCIENTO) EN VOLUMEN (% V)

Las soluciones que se preparan con dos líquidos con frecuencia se expresan en porciento en

volumen con base en el soluto.

Es el volumen de un líquido en 100 ml de solución.

Por ejemplo; la etiqueta de un frasco de alcohol ordinario dice “alcohol isopropílico, 70 %

en volumen”. Esa solución puede prepararse mezclando 70 ml de alcohol con agua para hacer

un volumen total de 100 ml.

Porciento en volumen (%V) = Volumen del líq. en cuestión X 100

Volumen total de la solución

Ejemplo:

¿Cuál será el porcentaje en volumen de una disolución líquida que se ha preparado

disolviendo 180 ml de soluto en 180 ml de disolvente? Cuando soluto y solvente están en la misma

cantidad, cualquiera puede ser tomado como soluto o solvente.

Datos Fórmula Sustitución

% Vol = %V= ?

Vol. soluto = 180 ml %Vol. soluto = Vol. de soluto %Vol. = 180 X 100

Vol. Solvente = 180 ml Vol. Soluto + Vol. solvente 180 + 180

%Vol. soluto = 50 %

c) PORCIENTO (O PORCENTAJE) EN MASA SOBRE VOLUMEN (m/v)

Este método expresa la concentración como gramos de soluto por 100 ml de solución.

Por ejemplo; en una solución de glucosa al 70 % (m/v) se prepara disolviendo 10 g de

glucosa en agua, diluyendo a 100 ml, y mezclando; ó diluyendo 20 g a 200 ml; a 500 ml y así

sucesivamente.

Porciento en masa / volumen (%m/v) = g (soluto) X 100

ml (solución)

Ejemplos:

1.- Calcula el porciento en m/v de una solución que se prepara disolviendo 22 g de CH3OH

disueltos en C5H5OH para dar 100 ml de solución.

14

2.- Calcula el porciento en m/v de una solución preparada disolviendo 4.2 g de NaCl disueltos en

H2O para completar 12.5 ml de solución.

ENLACE QUÍMICO

Enlace químico significa mantener unidas las partículas que conforman una sustancia.

Enlace químico se define como las fuerzas de atracción que mantiene unidos a dos o más

átomos por medio de sus electrones de valencia.

Los tipos de enlaces son:

IÓNICO POLAR

COVALENTE NO POLAR

ENLACES COORDINADO

METÁLICO

PUENTE DE HIDRÓGENO

Para poder entender a los enlaces debes conocer la Regla del Octeto y la Estructura de

Lewis.

Regla del Octeto.- En los cambios químicos muchos de los elementos tienden a alcanzar la

estructura electrónica de ocho electrones en su último nivel de energía, ganando o perdiendo

electrones, para parecerse a los gases nobles, que son químicamente estables.

Estructura de Lewis.- Representa los electrones de valencia por cruces o puntos a fin de visualizar

la transferencia o compartición de electrones en un enlace químico, cuando los átomos se unen.

H He Na Cl Ca O

(Excepciones: Be – 4, B – 6, PF5 – 10, SF6 – 12)

15

CARACTERÍSTICAS DEL ENLACE IÓNICO Y COVALENTE

De acuerdo con la variedad de átomos de los elementos que se pueden unir o compartir sus

electrones, tenemos diferentes tipos de enlaces químicos, entre los cuales están el iónico y el

covalente.

Cuando un átomo cede electrones y otro los acepta, la unión química resultante recibe el

nombre de enlace iónico. Si los átomos comparten electrones, entonces la unión se denomina

enlace covalente.

¿Cómo saber si un átomo tiende a perder, a ganar o a compartir electrones?

Deberás seguir las sugerencias siguientes

1.- En moléculas de átomos idénticos de no metales, los electrones se comparten.

2.- En moléculas binarias (de dos elementos) donde uno de los elementos es el hidrógeno, los

electrones se comparten.

3.- En moléculas binarias entre metales de la familia IA (excepto el hidrógeno), IIA (excepto el

Berilio), y el Indio de la familia IIIA, con los no metales de la familia VIIA, los electrones los

ceden los metales y los aceptan los no metales.

4.- En moléculas binarias entre dos no metales los electrones se comparten.

5.- En moléculas binarias entre elementos de familias cercanas los electrones son más compartidos

que cedidos.

ACTIVIDAD

Ejemplos: menciona el tipo de enlace que presentan los siguientes compuestos:

ENLACE IÓNICO ENLACE

COVALENTE

H2O

NaCl

CO2

LiBr

HCl

P2O5

MgO

HBr

AlCl3

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LEYES DE LOS GASES

LEY COMBINADA DE LOS GASES

Cuando varían al mismo tiempo la presión y temperatura, el nuevo volumen puede calcular

multiplicando el volumen inicial por las relaciones correctas tanto de presión como de temperatura como

sigue:

Volumen final = volumen inicial relación de X relación de

presiones temperaturas

Otra forma de resolver problemas, es por medio de la ecuación:

P1V1 = P2V2

T1 T2

Donde P1, V1 y T1 son las condiciones iniciales y P2, V2 y T2 son las condiciones finales.

LEY DE BOYLE

Robert Boyle demostró experimentalmente que, a temperatura constante (T), el volumen (V) de

una masa determinada de gas es inversamente proporcional a la presión (P). Matemáticamente, la ley de

Boyle se puede expresar como:

P1V1 = P2V2

Un cambio en el volumen de un gas debido a un cambio en la presión se puede calcular multiplicando el

volumen original por una relación de las dos presiones. Si la presión aumenta, la relación debe tener la

17

menor presión en el numerador y la mayor en el denominador. Si la presión disminuye, la presión mayor

debe estar en el numerador y la menor en el denominador.

Volumen Nuevo = volumen original relación de

presiones

LEY DE CHARLES

Establece que a presión constante, el volumen de una determinada de gas es directamente

proporcional a la temperatura absoluta.. matemáticamente , la ley de Charles se puede expresar

como:

V1 = V2

T1 T2

LEY DE GAY - LUSSAC

La presión de una cantidad fija de gas, a volumen constante, es directamente proporcional

la temperatura absoluta.

La ecuación matemática es:

P1 = P2

T1 T2

O por relación de presiones.

Temperatura Nueva = temperatura original relación de

presiones

ESTEQUIOMETRÍA

La estequiometría es el estudio cuantitativo de reactivos y productos en una reacción química.

CÁLCULOS BASADOS EN ECUACIONES QUÍMICAS

Las ecuaciones químicas sirven para calcular las cantidades de sustancias que intervienen en las

reacciones químicas.

Los coeficientes de una reacción química balanceada se pueden interpretar, tanto como los números

relativos de moléculas comprendidas en la reacción y como los números relativos de moles.

En una reacción química cumple la ley de la conservación de la masa: los átomos ni se crean, ni se

destruyen, durante una reacción química. Por lo tanto, una ecuación química ha de tener el mismo número de

átomos de cada elemento a ambos lados de la flecha. Se dice entonces que la ecuación está balanceada.

Para poder resolver un problema de estequiometría puedes seguir los siguientes pasos de acuerdo al

siguiente diagrama:

18

PARA EL CÁLCULO DE GRAMOS DE UN ELEMENTO CUANDO TE DAN LOS GRAMOS DE

OTRO:

PARA EL CÁLCULO DE MOLES DE UN ELEMENTO CUANDO TE DAN LOS GRAMOS DE

OTRO:

Gramos de A y te piden moles de B:

Gramos de B y te piden moles de A:

Gramos de

A

Moles de

A

Gramos de

B

Moles de

B

Emplear la

masa

molecular de A

Emplear la

masa

molecular de B

Emplear

coeficientes de A

y B de la ecuac.

balanceada

Gramos de

A

Moles de

A

Moles de

B

Emplear la

masa

molecular de A

Emplear

coeficientes de A

y B de la ecuac.

balanceada

Gramos de

B

19

Gramos de A y te piden moles de A ó gramos de B y te piden moles de B:

Moles de

A

Moles de

B

Emplear la

masa

molecular de B

Emplear

coeficientes de A

y B de la ecuac.

balanceada

Gramos de

A

Moles de

A

Gramos de

B

Moles de

B

Emplear la

masa

molecular de A

Emplear la

masa

molecular de B

20

PARA EL CÁLCULO DE MOLES DE UN ELEMENTO CUANDO TE DAN LOS MOLES DE

OTRO:

Otra manera: moles de

Moles necesarios de reactivos = moles deseados de producto reactivos

Moles de

Productos|

EL MOL Y EL NÚMERO DE AVOGADRO

El término mol proviene del latín y significa pila o montón, por lo que en términos

comunes, se puede decir que un mol es un montón de partículas y tiene la siguiente relación

numérica:

I mol = 6.023 X1023

u

Por razones históricas, este factor de conversión entre ambas unidades recibe el nombre de

número de avogadro y se representa por NA:

NA = 6.023 x 1023

partículas

I mol de átomos = 6.023 x 1023

partículas

I mol de moléculas = 6.023 x 1023

moléculas

I mol de aelectrones = 6.023 x 1023

electrones, etc.

Moles de

A

Moles de

B

Emplear

coeficientes de A

y B de la ecuac.

balanceada

21

TIPOS DE REACCIONES

1.- Complete las ecuaciones para las siguientes reacciones de combinación:

a) K + O2

b) Al + Cl2

c) CO2 + H2O

d) CaO + H2O

2.- Complete las ecuaciones para las siguientes reacciones de descomposición:

a) HgO

b) NaClO3

c) MgCO3

d) PbO2

3.- Complete las ecuaciones para las siguientes reacciones de desplazamiento sencillo:

a) Zn + H2SO4

b) AlI3 + Cl2

c) Mg + AgNO3

d) Al + CoSO4

4.- Complete las ecuaciones para las siguientes reacciones de doble desplazamiento:

a) ZnCl2 + KOH

b) CuSO4 + H2S

c) Ca(OH)2 + H3PO4

d) (NH4)3PO4 + Ni(NO3)2

CALIFICACIÓN:____________

22

NOMENCLATURA INORGÁNICA 1.- Escriba el nombre correcto de cada uno de los siguientes compuestos:

Fórmula

Compuesto

Nombre

Compuesto

ClO2

CO2

N2O4

SnS2

CaO

SnI4

2.- Escriba la fórmula correcta de cada uno de los siguientes compuestos:

Nombre

Compuesto

Fórmula

Compuesto

dióxido de nitrógeno

pentacloruro de fósforo

ácido fluorhídrico

monóxido de dinitrógeno

sulfuro de plata ( I )

(suele llamarse sulfuro de plata)

óxido de cesio

yoduro de berilio

hidruro de bario

cloruro de calcio

CALIFICACIÓN:____________

23

BALANCEO DE ECUACIONES

1.- Balancee las siguientes ecuaciones:

a) SO2 + O2 SO3

b) Al + MnO2 Mn + Al2O3

c) AgNO3 + Ni Ni(NO3)2 + Ag

d) Bi2S3 + HCl BiCl3 + H2S

e) PbO2 PbO + O2

CALIFICACIÓN:____________

24

2.- Cambie las siguientes ecuaciones verbales a ecuaciones con fórmulas y balancéelas:

a) cobre + azufre sulfuro de cobre (I)

b) óxido de plata plata + oxigeno

c) cloruro de hierro (III) + hidróxido de sódio hidróxido de hierro (III) +

cloruro de sódio

d) carbonato de zinc + ácido clorhídrico cloruro de zinc + agua + dióxido de

carbono

e) agua hidrógeno + oxigeno

25

3.- Complete y balancee las ecuaciones para las siguientes reacciones. Todas ellas son posibles:

a) CaCO3

b) Mg + H2SO4

c) Ca + H2O

d) Bi(NO3)3 + H2S

e) Mg + HCl

26

SOLUCIONES Y SU CONCENTRACIÓN

I.- SOLUCIÓN EN PORCENTAJE (O PORCIENTO) EN MASA (PESO). 1.- ¿Qué porcentaje en masa resultará al disolver 60 gr de sal de mesa en 100 g de agua?

2.- ¿Cuántos gramos de una solución al 25% en masa de sodio contienen 550 g de dilución?

3.- Las soluciones salinas fisiológicas que se usan en las inyecciones intravenosas tienen una

concentración en masa de 1.5 % de cloruro de sodio. ¿Cuántos gramos de cloruro de sodio se

necesitan para preparar 500 g de esta disolución?

4.- ¿Cuál es el porcentaje en masa de 95 g de bromuro de sodio en 400 g de agua?

5.- ¿Cuál es el porciento en masa de hidróxido de sodio para una solución que se prepara

disolviendo 8 g de NaOH en 50 g de H2O?

CALIFICACIÓN:____________

27

SOLUCIONES Y SU CONCENTRACIÓN PORCENTAJE (O PORCIENTO) EN VOLUMEN (% V).

1.- ¿Cuántos ml de ácido clorhídrico se necesitan para preparar 600 ml de solución al 30 %?

2.- ¿Cuál es el % Volumen de una solución en la que se disuelven 10 ml de CH3OH en agua para

completar un volumen de 40 ml?

3.- ¿Cuál es el % volumen de una solución en la que disuelven 2 ml de CCl4 en benceno para

completar un volumen de 9 ml?

4.- Si se tienen 500 ml de vino al 25 % de alcohol ¿Qué cantidad de alcohol hay en el vino?

5.- ¿Qué volumen de alcohol usual para fricciones, al 70 %, se puede preparar si sólo se dispone de

150 ml de alcohol isopropílico puro?

CALIFICACIÓN:____________

28

PROBLEMAS DE PORCENTAJE 1.- Si el porcentaje de aluminio en una muestra de bauxita es de 63 %, ¿qué cantidad de aluminio

pueden extraerse de 490 gramos de bauxita?

2.- Se desean tener 4.5 kilogramos de una aleación 4000 (contiene 12 % de aleante), qué cantidad

de Silicio debe contener la aleación?, cuál será la cantidad de aluminio que contiene los 4.5

kilogramos de la aleación?

3.- Si el estaño se encuentra en un porcentaje del 12 % en el Bronce, ¿cuántos gramos de Estaño

habrá que poner para preparar 2510 gramos de Bronce?

4.- La Calcopirita tiene 63.5 gramos de Cobre, 55.8 gramos de Hierro y 64 gramos de Azufre,

¿cuál es el porcentaje de cobre en la calcopirita?

5.- Determina el porcentaje de Titanio presente en 1300 Kilogramos de ilmenita (FeTiO3)

CALIFICACIÓN:____________

29

ENLACE QUÍMICO 1.- Escribe sobre las líneas el nombre del enlace químico que representan los siguientes

esquemas:

2.- Escribe sobre las líneas cuántos electrones necesitan los siguientes pares de elementos para

ser átomos estables, y qué tipo de enlace presentarán cuando se asocien.

Sodio y Cloro Hidrógeno e Hidrógeno

Na Cl H H

Sodio________________electrones Hidrógeno________________electrones

Cloro________________ electrones Hidrógeno________________ electrones

Tipo de enlace_________________ Tipo de enlace_____________________

Aluminio y Oxígeno Carbono y Oxígeno

Al O C O

Aluminio________________electrones Carbono________________electrones

Oxígeno________________ electrones Oxígeno________________ electrones

Tipo de enlace____________________ Tipo de enlace____________________

3p 9p

8p 1p 1p

CALIFICACIÓN:____________

30

NOMENCLATURA DE COMPUESTOS TERCIARIOS

1.- Escriba los nombres correctos de los siguientes compuestos:

a. LiBrO4 ________________________________________________

b. Cu(ClO3)2 ________________________________________________

c. Mg(ClO4)2 ________________________________________________

d. Cu(ClO)2 ________________________________________________

e. Mg(BrO3)2 ________________________________________________

f. LiClO4 ________________________________________________

g. KClO ________________________________________________

h. Fe(ClO4)3 ________________________________________________

i. Cd(IO3)2 ________________________________________________

J. NaClO2 ________________________________________________

2.- Escriba la fórmula correcta de cada uno de los siguientes compuestos:

a. Acetato de estaño (IV) ____________________________________

b. peróxido de sodio ____________________________________

c. hidrógeno-sulfato de amonio o bisulfato de amonio__________________

d. sulfito de potasio ___________________________________

e. sulfato de mercurio (II) ___________________________________

f. dihidrógeno-fosfato de potasio o bifosfato de potasio________________

g. hidrógeno-sulfito de sodio o bisulfito de sodio______________________

h. fosfato de amonio ____________________________________

i. perclorato de plata (I) (suele llamarse perclorato de plata) ____________

j. hidróxido de cobalto (III) ____________________________________

3.- Escriba la fórmula de cada uno de los ácidos siguientes:

a. ácido nitroso __________________________________________

b. ácido acético __________________________________________

c. ácido yodhídrico __________________________________________

d. ácido perbrómico __________________________________________

e. ácido peryódico __________________________________________

CALIFICACIÓN:____________

31

LEYES DE LOS GASES

LEY COMBINADA DE LOS GASES

1.- Dados 20 litros de amoniaco gaseoso a 5 oC y 0.96 atm., calcular el volumen a 50

oC y 1.05

atm.

DATOS: OPERACIÓN:

2.- ¿A qué temperatura en oC se deben calentar 10 lts. de nitrógeno a 25

oC y 0.92 atm. para

tener un volumen de 15 litros y una presión de 1 atm? DATOS: OPERACIÓN:

3.- El volumen de un globo lleno de gas a 50 litros a 20 oC y 0.97 atm. ¿Qué volumen ocupará a la

presión y la temperatura normales? DATOS: OPERACIÓN:

4.- Se calientan 15 litros de gas a 45 oC y 1.05 atm. y la presión varía a 0.39 atm. ¿Cuál es el

nuevo volumen? DATOS: OPERACIÓN:

5.- ¿A qué temperatura se deben calentar 5 litros de oxígeno a 50 oC y 0.78 atm. para tener un

volumen de 10 litros y una presión de 1.05 atm? DATOS: OPERACIÓN:

CALIFICACIÓN:____________

32

LEY DE BOYLE - MARIOT

1.- ¿Qué volumen ocuparán 2.5 litros de un gas si la presión cambia de 760 mm Hg a 630 mm Hg?

DATOS: OPERACIÓN:

2.- Una masa dada de hidrógeno ocupa 40 litros a 0.92 atm. ¿Qué volumen ocupará a 5 atm de

presión? DATOS: OPERACIÓN:

3.- Un gas ocupa un volumen de 200 ml a una presión de 0.526 atm. ¿A qué presión debe estar el

gas para que el volumen cambie a 75 ml? DATOS: OPERACIÓN:

4.- Un gas ocupa un volumen de 3.86 litros a 0.750 atm. ¿Cuánto debe cambiar la presión para que

el volumen varíe a 4.86 litros? DATOS: OPERACIÓN:

5.- Un gas ocupa un volumen de 400 ml a la presión de 500 mm Hg. ¿Cuál será su volumen, a

temperatura constante, si la presión cambia a 760 mm Hg DATOS: OPERACIÓN:

33

LEY DE CHARLES

1.- ¿3 litros de H2 a -20 oC se calientan a una temperatura ambiente de 27

oC.¿Cuál es el volumen a

la temperatura ambiente, si la presión permanece constante?

DATOS: OPERACIÓN:

2.- Si se enfrían 20 litros de oxígeno de 100 oC a 0

oC.¿Cuál es el nuevo volumen?

DATOS: OPERACIÓN:

3.- Un recipiente de 4.5 litros con nitrógeno a 28 oC se calienta hasta 56

oC. Suponiendo que el

volumen del recipiente puede variar, para que la presión sea constante. ¿Cuál es el nuevo

volumen del gas? DATOS: OPERACIÓN:

4.- Dados 6 litros de N2 gaseoso a -25 oC, ¿Qué volumen ocupará el nitrógeno a:

a) 0oC

DATOS: OPERACIÓN:

5.- A qué temperatura se duplicará el volumen de una muestra de gas a 27 oC si la presión

permanece constante? DATOS: OPERACIÓN:

34

LEY DE GAY - LUSSAC

1.- La presión de un recipiente de Helio es 0.85 atm a 25 oC. Si el recipiente sellado se enfría a 0

oC. ¿Cuál será su presión?

DATOS: OPERACIÓN:

2.- Un cilindro de gas contiene 40 litros de gas a 45 oC y tiene una presión de 0.828 atm. ¿Cuál

será la presión si la temperatura cambia a 100 oC?

DATOS: OPERACIÓN:

3.- El hidrógeno que está almacenado en un cilindro metálico tiene una presión de 252 atm a 25 oC.

¿Cuál será la presión en el cilindro cuando se sumerja en nitrógeno líquido a -196 oC?

DATOS: OPERACIÓN:

4.- Un gas ocupa un volumen de 250 litros a 0.921 atm y 22 oC. Cuando la presión cambia a 0.657

atm, ¿Qué temperatura (oC) se necesita para mantener el mismo volumen?

DATOS: OPERACIÓN:

5.- Las llantas de un automóvil se llenan con aire a 30 psi a 71 oF. Al conducir a altas velocidades,

se calientan las llantas. Si tienen un límite de presión de 44 psi. ¿A qué temperatura reventarán

esas llantas? DATOS: OPERACIÓN:

35

ESTEQUIOMETRÍA

CÁLCULO DE GRAMOS A GRAMOS (no olvides balancear)

1.- Calcula la masa de CO2 producida al quemar 1 gramo de C4H10.

C4H10 + O2 CO2 + H2O

2.- ¿Cuántos gramos de carburo de calcio (CaC2) son necesarios para obtener 5.2 gramos de acetileno

(C2H2).

CaC2 + H2O Ca(OH)2 + C2H2

3.- ¿Qué peso de oxigeno se requiere para convertir 196 g de SO2 a SO3?

SO2 + O2 SO3

4.- ¿Qué peso de sulfato de amoníaco puede prepararse con 51 g de amoníaco y con la cantidad suficiente de

ácido sulfúrico?

NH3 + H2SO4 (NH4)2SO4

5.- En uno de los procesos más comunes para obtener cobre de piritas sulforosas, uno de los pasos implica la

tostación del sulfuro de cobre en aire. El oxígeno se consume y el sulfuro de cobre (I) se convierte en

cobre metálico y bióxido de azufre.¿Qué peso de oxígeno se consume y que peso de bióxido de azufre se

forma por cada tonelada de cobre metálico a través de ésta reacción?

Cu2S + O2 Cu + SO2

CALIFICACIÓN:____________

36

CÁLCULO DE GRAMOS A MOLES (no olvides balancear)

1.- ¿Cuántos moles hay en 14 g de N2?

2.- ¿Cuántos gramos de ácido clorhídrico (HCl) son necesarios para obtener 5 moles de cloruro de calcio?

HCl + Ca CaCl2 + H2

3.- ¿Cuál es la masa de oxígeno producida a partir de 0.25 moles de KClO3 según la siguiente ecuación?

KClO3 KCl + O2

4.- ¿Qué masa de H2, que reaccionan con exceso de O2, produce 11.91 g de H2O?

H2 + O2 H2O

5.- ¿Cuántas moles de SO2 pueden producirse por el tostamiento (calentamiento en presencia de aire) de 3 kg

de sulfuro de cinc?

ZnS + O2 ZnO + SO2

37

CÁLCULO DE MOLES A MOLES (no olvides balancear)

1.- ¿Cuántos moles de H2O se producirán en una reacción donde tenemos 1.57 moles de O2, suponiendo que

tenemos hidrógeno de sobra?

H2 + O2 H2O

2.- ¿Cuántas moles de hidrógeno son necesarios para producir 6 moles de NH3 según la siguiente ecuación?

H2 + N2 NH3

3.- Calcular el número de moles de dióxido de nitrógeno (NO2) obtenidas cuando se producen 3 moles de

oxígeno en la descomposición del ácido nítrico por la luz?

NH2 NO2 + H2O + O2

4.- ¿Cuántas moles de oxígeno se necesitan para reaccionar completamente con 6 moles de hexano C6H14?

C6H14 + O2 CO2 + H2O

5.- ¿Cuántas moles de oxígeno reaccionan con 5 moles de Cu2S?

Cu2S + O2 Cu + SO2

38

MOL - No. DE AVOGADRO

Resuelve los siguientes ejercicios:

1.- ¿Cuántos átomos contiene 1 mol de oxígeno (O)?

2.- ¿Cuántas moléculas contiene 1 mol de agua (H2O)?

3.- ¿Qué tiene en común una mol de sodio (Na) y una mol de cloro(Cl2)?

4.- Cuando colocas agua oxigenada en una herida (H2O2), la reacción que se lleva a cabo es:

2H2O2 2H2O + O2

¿Cuántas moles de oxígeno (O2) se formarán a partir de 2 moles de agua oxigenada (H2O2)?

5.- ¿Cuántos moles de azufre son 12.046 x 1023

átomos de dicho elemento?

CALIFICACIÓN:____________

39