Química General Tema 1 Materia, Estructura y Periodicidad.docx

Clasificación de la materia ===========================  Clasificación de la materia: definiciones ========================================= Emulsiones -- ------------ -- DISPERSIÓN MEZCLA +-----------------------+-----------------------+-------...

Clasificación de la materia ===========================  Clasificación de la materia: definiciones ========================================= Emulsiones -- ------------ -- DISPERSIÓN MEZCLA +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ | - Una dispersión es | | - Combinación de | | un tipo de mezcla | | dos o más | | en la que una | | sustancias que se | | sustancia (el | | mezclan | | disperso) está | | físicamente pero | | distribuida de | | no químicamente. | | manera fina | | | | dentro de otra | | - No se forman | | (el medio | | nuevas | | dispersante). | | sustancias. | | | | | | - Las partículas | | - Los componentes | | dispersas no se | | se pueden separar | | disuelven | | por métodos | | completamente en | | físicos como la | | el medio | | filtración, | | dispersante. | | destilación, o | | | | decantación. | | - Pueden mostrar | | | | propiedades | | - Las proporciones | | ópticas como el | | de los | | efecto Tyndall. | | componentes | | | | pueden variar. | | - La estabilidad de | | | | las dispersiones | | | | puede ser | | | | temporal, | | | | dependiendo del | | | | tamaño de las | | | | partículas y las | | | | fuerzas | | | | intermoleculares. | | | +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ Estados de la materia =====================  Estados de la materia ===================== -- ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- [Plasma:] Es un estado de la materia similar al gas, pero compuesto por partículas cargadas (iones y electrones). Se encuentra en estrellas, como el Sol, y en dispositivos como los tubos fluorescentes. -- ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- +-----------------------------------------------------------------------+ | [Vítreo:] El estado vítreo de la materia se refiere a un | | estado sólido amorfo en el que las partículas (átomos, moléculas o | | iones) están desordenadas, es decir, no siguen un patrón regular y | | repetitivo como en los sólidos cristalinos. | | | | [Sólido cristalino:] Las moléculas están acomodados de | | forma ordenada. | | | | [Sólido amorfo:] las moléculas no tienen un orden | | definido. | +-----------------------------------------------------------------------+  Polímeros Vidrio +-----------------------------------+-----------------------------------+ | | ------------------------------- | | | --------------------------------- | | | --------------------------------- | | | --------------------------------- | | | --------------------------------- | | | --------------------------------- | | | --------------------------------- | | | ----------- | | | [Gel:] Los geles so | | | n sistemas coloidales donde una r | | | ed tridimensional sólida está dis | | | persa en un líquido, formando una | | | estructura semisólida. Esta red | | | atrapa y retiene el líquido, dánd | | | ole al gel su consistencia caract | | | erística. | | | ------------------------------- | | | --------------------------------- | | | --------------------------------- | | | --------------------------------- | | | --------------------------------- | | | --------------------------------- | | | --------------------------------- | | | ----------- | +-----------------------------------+-----------------------------------+ Cambios en los estados de la materia ====================================  Propiedades de la materia ========================= Actividades =========== - 1\. Indique un ejemplo de cada uno de los términos siguientes: a) materia, b) sustancia, c) mezcla. - 2\. Señale un ejemplo de mezcla homogénea y mezcla heterogénea. - 3\. Use ejemplos para explicar la diferencia entre propiedades físicas y químicas. - 4\. ¿En que difiere una propiedad extensiva de una intensiva? Indique cuales de las propiedades siguientes son intensivas y cuáles extensivas: a) longitud, b) volumen, c) temperatura, d) masa - 5\. Señale ejemplos de un elemento y un compuesto. ¿En qué se distinguen los elementos de los compuestos? - 6\. ¿Cuál es el número de elementos conocidos? Actividades =========== - 7\. Indique si cada una de las afirmaciones siguientes describe una propiedad física o una propiedad química: a) El oxígeno gaseoso permite la combustión, b) Los fertilizantes ayudan a incrementar la producción agrícola, c) El agua hierve a menos de 100°C en la cima de una montaña, d) El plomo es más denso que el aluminio, e) El uranio es un elemento radiactivo. - 8\. Señale si cada una de las afirmaciones siguientes describe un cambio físico o un cambio químico: a) El helio gaseoso contenido en el interior de un globo tiende a escapar después de unas cuantas horas, b) Un rayo de luz tiende a atenuarse y finalmente desaparecer, c) El jugo de naranja congelado se reconstituye al agregarle agua, d) El crecimiento de las plantas depende de la energía solar en un proceso llamado fotosíntesis, e) Una cucharada de sal de mesa se disuelve en un plato de sopa. - 9\. Clasifique cada una de las siguientes sustancias como elemento o compuesto: a) hidrógeno, b) agua, c) oro, d) azúcar, e) aceite. La teoría atómica ================= - [Siglo V a.C. Demócrito] expreso la idea de que toda la materia estaba formada por muchas partículas pequeñas e indivisibles que llamo átomos - [John Dalton (1808)] formuló una definición precisa de las unidades indivisibles con las que ésta formada la materia y que llamamos átomos. Su trabajo marcó el principio de química moderna.  Teoría atómica de Dalton: 1. Los elementos están formados por átomos 2. Todos los átomos de un mismo elemento son idénticos, tienen igual tamaño, masa y propiedades químicas. 3. Los compuestos están formados por átomos de más de un elemento. 4. Una reacción química implica sólo la separación, combinación o reordenamiento de los átomos; nunca supone la creación o destrucción de estos.  La estructura del átomo ======================= - Electrón (-) - Protón (+) - Neutrón (neutro) -------------------------------------------------------------------------------------------------------- Definición de Dalton: La unidad básica de un elemento que puede intervenir en una combinación química. -------------------------------------------------------------------------------------------------------- Desarrollo de la tabla periódica ================================ - John Newlands (1864): Observó que cuando los elementos se ordenaban según sus masas atómicas, cada octavo elemento mostraba propiedades semejantes. Creó la "ley de las octavas" pero no resulto adecuada para elementos de mayor masa que el calcio, por lo que su trabajo fue rechazado por la comunidad científica. - Dimitri Mendeléyev (1869): Mendeléyev organizó los elementos conocidos en su época según sus propiedades químicas y sus masas atómicas. Supero el modelo de Newlands en dos aspectos: 1) agrupo los elementos de forma más exacta de acuerdo con sus propiedades y 2) hizo viable la predicción de las propiedades de varios elementos que aún no se descubrían. - Henry Moseley (1913): Con muy pocas excepciones, descubrió que el número atómico aumenta con la masa atómica, esto al relacionar el espectro de rayos X y el número atómico. Número atómico, número de masa e isótopos ========================================= La tabla periódica ================== Una tabla en la que se encuentran agrupados los elementos que tienen propiedades físicas y químicas semejantes. -- -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------  La tabla periódica - Metal: Buen conductor de calor - No metal: Mal conductor de calor y electricidad. - Metaloide: presenta propiedades intermedias entre los metales y nos no metales. Moléculas ========= - [Molécula:] es un agregado, de por lo menos, dos átomos en una colocación definida que se mantienen unidos a través de fuerzas químicas (enlaces químicos). - Moléculas diatómicas: formadas por la unión de dos átomos iguales o diferentes. - Moléculas poliatómicas: contienen más de dos átomos iguales o diferentes. Moléculas diatómicas Moléculas poliatómicas Iones ===== - - - - -   Iones poliatómicos Lista de iones poliatómicos =========================== Formulas ======== Formula molecular: indica el número exacto de átomos de cada elemento que están presentes en la unidad más pequeña de una sustancia. -- -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Alótropos: es una de dos o más formas diferentes de un elemento. Alótropo vs Isotopo Formulas Actividad ========= Metanol Cloroformo Actividad ========= Metanol: CH~3~OH Cloroformo: CHCl~3~ Nomenclatura de los compuestos ============================== - Compuestos orgánicos: contienen carbono, comúnmente combinado con elementos como el hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y azufre (excepto: monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO~2~), disulfuro de carbono (CS~2~), compuestos que contienen grupos cianuro (CN^-^), así como los grupos carbonato (CO~3~^2-^) y bicarbonato (HCO~3~^-^). - Compuestos inorgánicos: formados por distintos elementos. - Compuestos iónicos - Compuestos moleculares - Ácidos y bases - Hidratos  Estructura de moléculas orgánicas Compuestos iónicos ================== - Formados por cationes (iones positivos) y aniones (iones negativos). - Los nombres de los cationes metálicos provienen del nombre de los elementos. Nombre del catión -- ---------- ------ -------------------------------- Sodio Na+ Ion sodio (catión sodio) Potasio K+ Ion potasio (catión potasio) Magnesio Mg2+ Ion magnesio (catión magnesio) aluminio Al3+ Ion aluminio (catión aluminio) Nomenclatura de compuestos iónicos ================================== - La mayoría de los compuestos iónicos son compuestos binarios o compuestos formados por dos elementos. - Para los compuestos binarios primero se nombra el anión no metálico seguido del catión metálico. Ejemplo: Na^+^ + Cl^-^ → NaCl Cloruro de sodio Catión Anión Compuesto iónico Actividad ========= - Nombre los siguientes compuestos iónicos: - KBr - ZnI~2~ KBr - CaCl~2~ - MgF~2~  MgF~2~ Actividad ========= - Nombre los siguientes compuestos iónicos: - KBr = Bromuro de Potasio - ZnI~2~ = Yoduro de Zinc KBr - CaCl~2~ = Cloruro de calcio - MgF~2~ = Fluoruro de Magnesio  MgF~2~ Compuestos moleculares Significado -- ------------- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 - La nomenclatura de los compuestos moleculares binarios se hace de manera similar a los compuestos iónicos binarios. - Se nombra primero el segundo elemento de la formula y se agrega el sufijo "uro" y después se nombra el primer elemento. - Ejemplo: SiC = carburo de silicio - Es muy común que un par de elementos formen diferentes compuestos. En este caso, para evitar la confusión se agregan prefijos que denotan el número de átomos de los elementos presentes. Ejemplo: - CO monóxido de carbono - CO~2~ dióxido de carbono Nomenclatura de compuestos moleculares ====================================== - El prefijo "mono-" puede omitirse para el primer elemento de la formula. - Ejemplo: PCl~3~ = tricloruro de fósforo - Para el caso de los óxidos, en algunas ocasiones se omite la terminación "a" del prefijo. Ejemplo: N2O4 = Tetróxido de dinitrógeno, NO tetraóxido de dinitrógeno - La excepción para el uso de prefijos es el caso de compuestos moleculares que contienen hidrógeno. Estos compuestos se llaman por sus nombres comunes no sistémicos o mediante nombres que no indican el número de H presentes. Ejemplos: - B~2~H~6~ diborano - CH~4~ metano - SiH~4~ silano - NH~3~ amoniaco - PH~3~ fosfina - H~2~O agua - H~2~S sulfuro de hidrógeno ACTIVIDAD ========= - Nombra los siguientes compuestos moleculares - SO~2~ - SO~3~ - NO~2~ - N2O4 - SiCl~4~ - Escriba las fórmulas químicas para los siguientes compuestos moleculares: - a\) disulfuro de carbono - b\) hexabromuro de disilicio - C\) tetrafloruro de azufre ACTIVIDAD - Nombra los siguientes compuestos moleculares - SO~2~ = Dióxido de azufre - SO~3~ = trióxido de azufre - NO~2~ = dióxido de nitrógeno - N~2~O~4~ = tetróxido de dinitrógeno - SiCl~4~ = tetracloruro de silicio - a\) disulfuro de carbono = CS~2~ - b\) hexabromuro de disilicio = Si~2~Br~6~ - C\) tetrafloruro de azufre = SF~4~ Elementos de importancia económica en el país ============================================= - Plata (Ag): México es el mayor productor de plata en el mundo. Las minas en estados como Zacatecas, Durango, Chihuahua y Sonora son especialmente ricas en este metal precioso. - Aplicaciones: La plata se utiliza en joyería, monedas, electrónica, fotografía, e incluso en aplicaciones médicas debido a sus propiedades antibacterianas. Elementos de importancia económica en el país - Cobre (Cu): México es un importante productor de cobre, con grandes minas en Sonora (como Cananea y La Caridad) siendo algunos de los principales yacimientos. - Aplicaciones: El cobre se utiliza ampliamente en la fabricación de cables eléctricos, componentes electrónicos, construcción (tuberías, techos), y en la industria de la automoción. Zinc (Zn): México es uno de los principales productores de zinc a nivel mundial, con importantes minas en Zacatecas, Chihuahua y San Luis Potosí. Aplicaciones: El zinc se utiliza para galvanizar acero (protegiéndolo contra la corrosión), en aleaciones como el latón, en la fabricación de baterías, y en la producción de productos químicos. Elementos de importancia económica en el país ============================================= - Litio (Li): Aunque aún en desarrollo, México posee importantes depósitos de litio, especialmente en el estado de Sonora, en el proyecto conocido como Bacanora. - Aplicaciones: El litio es crucial para la fabricación de baterías recargables, que son fundamentales en la industria de los vehículos eléctricos y dispositivos electrónicos como teléfonos móviles y laptops. Elementos de importancia económica en el país ============================================= Contaminación del Agua: El ácido sulfúrico y otros metales pesados como cobre, arsénico y plomo, se liberaron al río Sonora, contaminando el agua utilizada por varias comunidades a lo largo del río.