CEPRU “Universidad José Carlos Mariátegui”
LICENCIADA ROCIO JULIA DIAZ BERDIALES
[QUIMICA]
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CEPRU “Universidad José Carlos Mariátegui”
QUIMICA QUIMICA Y MATERIA Concepto: Ciencia que estudia las composiciones, estructuras y propiedades de la materia, su principal tarea es a través de experimentos por los cuales se pueden verificar aquellos Cambios producidos por reacciones naturales o inducidas, la química es entonces el estudio de las propiedades de la materia y los cambios que esta experimenta.
Importancia: La química ha sido muy importante en nuestras vidas pues gracias a ella tenemos comodidades, mejor calidad en los alimentos, mejor tecnología. La química es muy importante para el planeta como también para los seres humanos, porque hay muchas cosas q requieren de una sustancia química, como por ejemplo el plástico, hasta los mismos seres humanos incluso. Es importante porque todo lo que nosotros hacemos es química y podemos ayudar a destruir el mundo como a mejorarlo si nosotros hablamos estamos haciendo química si nos sentamos también si tomamos agua también si nos reímos también etc. La principal importancia de estudiar la química es que sirve como un apoyo para las demás ramas de las ciencias, como la física, biología, medicina, etc.
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Los beneficios que ha traído a la humanidad son muchos; basta con ver lo que tienes en la despensa de tu casa, y veras que los alimentos vienen acompañados con una serie de sustancias desarrolladas por químicos para poder preservarlos y mantener su sabor. También está presente en los productos para lavar y para el baño, y en productos relacionados con la tecnología como en las pilas. La última tendencia en autos "híbridos" que ayudan a descontaminar nuestro planeta involucra el uso avanzado de la química. Por ejemplo: Piensa en cualquier cosa a tu alrededor y verás que la Química está involucrada.
Ramas: •
Química Inorgánica
•
Química Orgánica
•
Química Industrial
•
Química Analítica
•
Química Nuclear
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Petroquímica
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Química-Fisiológica
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Bioquímica
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Química de Alimentos
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• •
Físico-Química
La Química de los Cosméticos evalúa cuáles son los componentes que puedes aplicarte en la cara sin que te cause ningún daño. Por lo general, las cremas corporales son emulsiones, es decir, mezclas de agua y aceite (¿has intentado mezclarlos? no es nada fácil). La Química ayuda a que el agua y las sustancias aceitosas se mezclen y te ayuden a humectar tu piel. El cepillo o peine que usaste fue obtenido de procesos químicos de refinación del petróleo. Ramas: •
Química Inorgánica
La materia y energía La materia:
•
Nuestros cuerpos y todas las cosas que materiales que nos rodean y constituyen el mundo, se componen de materia, por tanto materia es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio y posee una masa.
Petroquímica Farmacoquímica
Propiedades de la materia a) Propiedades Físicas [QUIMICA]
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CEPRU “Universidad José Carlos Mariátegui” Son las características de las sustancias individuales que pueden medirse sin cambiar la composición de las sustancias. Entendiendo por sustancias las formas más básicas de la materia (elementos y compuestos). Algunos ejemplos de propiedades físicas son: El color, la dureza, conductividad eléctrica, punto de fusión, punto de ebullición. Las propiedades física se determinan mediante la observación de lo que ocurre cuando la materia interactúa con la luz, el calor , la electricidad y otras formas de energía o cuando es sometida a diferentes tensiones y fuerzas. b) Propiedades químicas Cuando cambia la composición de una sustancia, decimos que ha ocurrido un cambio químico. En tales cambios se forma una nueva sustancia con propiedades diferentes a las originales. Si se quema un pedazo de papel las cenias y gases invisibles resultantes tiene propiedades físicas diferentes al papel. el papel ya no existe
Clasificación de la materia Primero definamos si una porción de materia es sustancia o mezcla. La sustancias se dividen en elementos y compuestos, donde las mezclas pueden ser homogéneas y heterogéneas
Sustancias: Una sustancia es un material homogéneo constituido por un solo componente y con las mismas propiedades intensivas en todos sus puntos. Por ejemplo: sal, azúcar, agua, hierro, etc. En cambio, si tenemos un sistema formado por sal y agua, estaremos en presencia de dos sustancias y su composición puede ser variable (puedo prepararla a mi gusto). A cada una de las sustancias que forman los sistemas le llamamos componente. Mezcla Homogénea: Ej: aire, agua con azúcar (soluciones) Mezcla Heterogénea: Ej: agua con mercurio Combinación.- Es la unión de dos o más sustancias químicas en cantidades definidas, donde hay cambios estructurales originando nuevas sustancias, no pueden ser separados por procedimiento físicos. DEFINICIONES BÁSICAS Propiedades Físicas.- Son aquellas que nos permiten describir el aspecto de un objeto Ej: color, olor, sabor, dureza, etc.
Propiedades Químicas.- Se refiere a la capacidad que tienen los objetos para cambiar su identidad básica, transformándose en otros. Ej: la oxidación, la combustión, etc.
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CEPRU “Universidad José Carlos Mariátegui” PROPIEDADES DE LA MATERIA:
Propiedades
Generales.-Son
las propiedades extensivas, es decir dependen de la masa (extensión, impenetrabilidad, ductilidad, etc.)
Propiedades
Específicas.-
Cambio Físico.- Es cuando la materia no
Son las propiedades intensivas, es decir no dependen de la masa, dureza, maleabilidad, ductilidad, etc.)
cambia en su estructura, solo su aspecto físico. Ej: Evaporación del agua.
CAMBIOS DE ESTADO:
Cambio Químico.- Es cuando la materia sufre cambios estructurales.
Cuerpo.- Porción limitada de la materia que presenta propiedades definidas como color, tamaño, viscosidad, etc.
Sustancia Simple.- Son aquellas que están formadas por átomos iguales. Ej: O3, P4, Cx, etc.
Sustancia Compuesta.- Son aquellas que se obtiene por combinación de dos o más átomos diferentes. Ej: CO2 HNO3, NaCI, etc.
Actividad 1: Los cambios de estado, ¿son cambios físicos o químicos? Justifícalo.
Mezcla.- Es la unión de 2 o más sustancias
2. Describe la estructura de la materia en estado líquido.
simples o compuestas en cantidades variables, conservando sus propiedades iniciales, pueden ser:
Mezcla Homogénea: Ej: aire, agua con azúcar (soluciones)
Mezcla Heterogénea: Ej: agua con mercurio.
Combinación.- Es la unión de dos o más sustancias químicas en cantidades definidas, donde hay cambios estructurales originando nuevas sustancias, no pueden ser separados por procedimiento físicos.
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3. Como sabes, entre las partículas de los gases hay vacío, pero ¿qué es lo que hay entre las moléculas de agua líquida? ¿Y entre los átomos de hierro de un clavo? agua.
Organización materiales
de
las
partículas
Solido A bajas temperaturas, las fuerzas eléctricas de cohesión predominan y las partículas se unen y forman aglomerados sólidos. Si la solidificación se hace con la lentitud Página 5
CEPRU “Universidad José Carlos Mariátegui” suficiente, estas se ordenan constituyendo cristales.
En la naturaleza existen diferentes formas en las que se encuentra la energía:
La energía química Si el enfriamiento es muy rápido, las partículas se aglomeran sin orden y forman sólidos amorfos
Estado Gaseoso
Liquido Los líquidos no tienen forma fija pero sí volumen. La variabilidad de forma y el presentar unas propiedades muy específicas son característicos de los líquidos.
ENERGÍA.Es la capacidad para efectuar un trabajo. Formas de energía: Térmica, mecánica, eléctrica, química, magnética, etc.
FORMAS DE ENERGIA Las formas de energía son distintas manifestaciones de lo mismo: Energía. Es decir, “formas de energías” son los distintos tipos de “visualización” en los que la energía se manifiesta en la naturaleza. [QUIMICA]
Es la energía almacenada dentro de los productos químicos. Los combustibles como la madera, el carbón, y el petróleo, son claros ejemplos de almacenamiento de energía en forma química. También es la energía producida en las reacciones químicas. Ejemplo de transformación de la energía: En los fuegos artificiales, la energía química se transforma en energía térmica, luminosa, sonora y de movimiento.
La energía térmica
Es el efecto de las partículas en movimiento. Es la energía que se desprende en forma de calor. Puede extraerse de la naturaleza mediante reacciones nucleares, mediante energía eléctrica por efecto Joule, mediante una reacción exotérmica, mediante medios de aprovechamiento de la energía geotérmica, o mediante medios de aprovechamiento de energía solar. Un ejemplo de energía térmica es la energía de la biomasa. Toda sustancia se compone de moléculas, estas moléculas están en constante Página 6
CEPRU “Universidad José Carlos Mariátegui” movimiento. Cuanto más caliente está algo, es porque más rápido se están moviendo las moléculas.
La energía mecánica
movimiento y de la velocidad a la que se desplaza esa masa. Un ejemplo de aprovechamiento de la energía cinética, es el viento (con la energía eólica), que también se puede aprovechar en el mar, como con la energía eólica offshore.
La energía potencial Es la energía almacenada, la energía que mide la capacidad de realizar trabajo. Cualquier objeto que esté situado a cierta altura tiene energía potencial gravitatoria. Dentro de la energía mecánica hay dos tipos de energía mecánica: la energía cinética y la energía potencial. La suma de ambas siempre se mantiene constante y es igual a la energía mecánica (salvo en sistemas en los que actúen fuerzas no conservativas). Un ejemplo de esta forma de energía es la energía de las olas.
Por ejemplo, el agua que está en una presa tiene energía potencial a causa de su posición. El agua puede caer desde esta posición y ejercer una fuerza desde una distancia y, por tanto, hacer trabajo, en este caso: accionar una turbina para generar electricidad.
La energía electromagnética La energía cinética
Es la energía debida a la presencia de un campo electromagnético, y es proporcional a la suma de los cuadrados de los valores del campo eléctrico, y del campo magnético, en un punto del espacio. La energía luminosa o lumínica
Es la energía que tiene un cuerpo en movimiento. Cuanto más rápido se mueven, más energía cinética posen. La cantidad de energía cinética que tiene un cuerpo, depende de la masa que está en [QUIMICA]
Se manifiesta y es transportada por ondas luminosas. Sin ella no habría vida en la Tierra. No debe confundirse con la energía radiante. Es una forma de energía electromagnética. Se puede transformar en energía eléctrica, mediante el efecto Página 7
CEPRU “Universidad José Carlos Mariátegui” fotoeléctrico, y esto es la energía solar fotovoltaica.
suma total de ambos permanece constante, es decir no puede aumentar ni disminuir”.
La energía sonora: De entre las distintas
De acuerdo a la teoría dela RELATIVIDAD de Einstein se establece que la longitud, masa y tiempo son magnitudes relativas que dependen dela velocidad. Se tiene la siguiente relación
formas de energías, es la energía transportada por ondas sonoras. La energía sonora es otro efecto de las moléculas en movimiento, procede de la energía vibracional del foco sonoro.
M1 = masa en movimiento M0 = masa de reposo V= velocidad del cuerpo C= velocidad de la luz = 300000 km/s = 3x 1010 cm/s ESTRUCTURA ATOMICA DE LA MATERIA
El concepto de átomo como elemento más pequeño e indivisible constituyente de la materia parte de la antigua Grecia. Según el filósofo Demócrito, la materia era fragmentarle hasta un límite, los llamados átomos, partículas muy pequeñas e indivisibles. Este concepto no evolucionó hasta finales del siglo XVIII y principios del XIX cuando Dalton enuncia su teoría atómica.
Según Albert Einstein (1905) la Materia y la Energía se relacionan según la siguiente ecuación: E=mc2 1 Joule 1 Ergios
Los experimentos de Thomson, Millikan y Goldstein, determinaron la existencia en el átomo de partículas negativas (electrones) y positivas (protones). En 1917, Rutherford propuso un modelo atómico con dos zonas, el núcleo y la corteza electrónica.
unidades 0,24 cal 10-7 J
“La materia y la energía en el universo pueden transformarse mutuamente, pero la [QUIMICA]
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CEPRU “Universidad José Carlos Mariátegui” Joseph Jhn Thompson.-
En 1897 usando un tubo de descarga eléctrica demostró que los rayos provenientes del cátodo podían interpretarse como un haz de partículas cargadas negativamente, descubriendo así al ELECTRÓN. Determinó un valor aproximado de la relación carga –masa (q/m) del electrón.
Historia cronológicos del átomo Leucipo y Demócrito.- Llamaron átomo a una última parte de la materia (A=sin, tomo= División).con un criterio filosófico.
John Dalton.- Planteó bases científicas para el estudio del átomo: Los elementos químicos están constituidos por particulares llamadas átomos. Los átomos de un elemento están constituidos por particulares llamadas átomos.
Más adelante Robert Milikan Determinó en forma más precisa la carga del electron: La masa del electrón es: M=9,1 10-28g Thompson propuso un modelo donde indica que “El átomo es una esfera de protones en la cual los electrones están distribuidos en forma uniforme”.
Los átomos de un elemento son idénticos. Los compuestos están formados por combinación de átomos de elementos diferentes. Los átomos permanecen indivisibles en las reacciones químicas.
Modelo
de
Ernest
Rutherford.-
Bombardeando con un haz de particular alfa (núcleo se átomos de Helio) es una fina lámina metálicas de oro dedujo: El átomo es increíblemente tenue, posee un núcleo muy pequeño, pesado y denso. El núcleo muy pequeño, pesado y denso. El núcleo es de carga positiva. El átomo posee una envoltura de electrones que giran alrededor de núcleo (modelo planetario) 1
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CEPRU “Universidad José Carlos Mariátegui” Modelo de Niesl Borhr.- En 1913 Bohr la teoría cuántica de la estructura atómica Estudio especialmente al átomo de hidrógeno señalando. El átomo de hidrógenos posee un núcleo que contiene un protón y alrededor gira un electrón en órbitas circulares. 1. Los electrones solo giran en aquellas órbitas donde su momento angular es un múltiplo entero y positivo de h/2 π . 2. Mientras el electrón permanecen en una determinada órbita no absorbe ni irradia energía. 3. Si un electrón se traslada de una órbita a otra entonces debe absorber o emitir una cierta cantidad de energía.
b) Modelo Atómico Actual.El modelo actual es la Evaluación del modelo de Bohr, se trata de un modelo netamente matemático y probabilístico que se fundamenta en dos principios. Principio de la incertidumbre de Heisemberg (1927) Principio de Dualidad de la materia de Louis D’ Broglie (1924)
a) Modelo de Arnold Sommerfeld.Índica que existe subniveles de energía en los diversos niveles del átomo, siendo no solamente circulares sino también elípticas, a esta teoría se denomina Bohr – Sommerfeld.
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CEPRU “Universidad José Carlos Mariátegui” REPRESENTACIÓN DE UN ÁTOMO Isótopos.Son átomos de un mismo elemento químico que tienen igual número atómico.
A
A : Numero de masa Z
Z
: Numero Atómico
X
Isóbaros.Son átomos de elementos diferentes que tienen igual Nº de masa
COMPONENTES DE UN ÁTOMO
Isótonos.- Son átomos de elementos diferentes que tienen igual Nº de neutrones.
Partículas: Electrón, Protón, Neutrón. Existen otras partículas elementales Hiperones
- Eta
Neutrino
- Kión
Muón
- Pión
Número Atómico (Z) Determinado por MOSELEY, determina el número de protones de un átomo y a su vez y determina la posición del elemento en la tabla periódica. Z=p=e-
para todo átomo neutro
RADIACIONES Y TEORIA CUANTICA
Numero de Masa (A) Indica el total de nucleones que tiene el átomo (protones, neutrones) A = #p + #n
Carga del Átomo:
RADIACTIVIDAD
Es neutro si # p+ = #eEs ión (catión – anión) si: # p [QUIMICA]
CONCEPTO #e Página 11
CEPRU “Universidad José Carlos Mariátegui” La radioactividad o radiactividad es un fenómeno natural o artificial, por el cual algunas sustancias o elementos químicos llamadas radiactivos, son capaces de emitir radiaciones, las cuales tienen la propiedad de impresionar placas fotográficas, ionizar gases, producir fluorescencia, atravesar cuerpos opacos a la luz ordinaria, etc. Las radiaciones emitidas por las sustancias radiactivas son principalmente partículas alfa, partículas beta y rayos gamma. La radioactividad es una forma de energía nuclear, usada en medicina (radioterapia)y consiste en que algunos átomos como el uranio, radio y torio son “inestables”, y pierden constantemente partículas alfa, beta y gamma (rayos X).
de la desintegración) puede no ser estable, y entonces se desintegra en un tercero, el cual puede continuar el proceso, hasta que finalmente se llega a un nucleido estable. Se dice que los sucesivos nucleidos de un conjunto de desintegraciones forman una serie radiactiva o familia radiactiva.
La Radiactividad es proceso mediante el cual el núcleo emite particular convirtiéndose en un núcleo de elemento diferente.
FISIÓN NUCLEAR: Fue descubrimiento accidentalmente por Henry Becquerel cuando estudiaba los fenómenos de fluorescencia de sales de uranio. Este descubrimiento permitió a los esposos Curie descubrir el radio y estudiar más profundidad la propiedad nuclear.
La radiactividad es una reacción nuclear de "descomposición espontánea", es decir, un nucleido inestable se descompone en otro más estable que él, a la vez que emite una "radiación". El nucleido hijo (el que resulta [QUIMICA]
Es la división que sufre un núcleo mayor para dar origen a núcleos más pequeños, esto origina desprendimiento de energía cuyo origen se halla en la energía de empaquetamiento del núcleo atómico.
FUSIÓN NUCLEAR: Se trata de núcleos menores para obtener un núcleo mayor pero a su vez obtenemos energía a partir de diferencias entre las Página 12
CEPRU “Universidad José Carlos Mariátegui” fuerza de enlace de los núcleos en una reacción nuclear. Esto permite producir una bomba de hidrógeno.
RAYOS Y RADIOACTIVDAD
relaciona con la aparición de quemaduras en la piel, cáncer, retraso mental, defectos de nacimiento, caída de cabello e incluso la muerte (principalmente al personal dedicado a la aplicación de la nueva tecnología).
-Radiactividad: El descubrimiento anterior
Rayos X: Los Rayos X fueron descubiertos accidentalmente por el físico alemán Wilhelm Conrad Roentgen mientras estudiaba los rayos catódicos en un tubo de descarga gaseosa de alto voltaje; concluyó haber descubierto una radiación desconocida, invisible al ojo humano, pero muy fuerte que al penetrar la piel humana, era visible la silueta ósea de un ser vivo y la presencia de objetos extraños (balas, alfileres…) dentro de un cuerpo. Los llamo ‘’Rayos X’’ por no saber en qué consistían.
condujo enseguida al descubrimiento de la radiactividad, donde Antoine Henri Becquerel en 1896 llevo a cabo su famoso experimento al ponerse a estudiar el efecto de la luz sobre un material fosforescente y descubrió casualmente lo que Marie Curie más tarde llamaría ‘’Radiactividad’’, lo que conmocionó a los físicos debido a que los materiales radiactivos emiten energía cuyo origen era totalmente desconocido e inexplicable… Se distinguieron dos componentes de la radiactividad: una longitud de onda de corto alcance que puede ser detenido fácilmente (alfa), otra de mayor alcance y poder (beta), y más tarde se encontró un tercer componente en forma de ondas electromagnéticas con una longitud menor a los Rayos X (gama). Pronto la Radiactividad se convirtió en una herramienta para explicar diversas situaciones, como [continua]
Desde que se descubrió los Rayos X, se ha desarrollado la tecnología necesaria para su uso en la medicina; sirven para detectar enfermedades en los huesos y tejidos blandos. También se usa para encontrar defectos en componentes técnicos (tuberías, motores, turbinas…) y para explorar la estructura de la materia cristalina.
Su uso moderado no produce efectos dañinos en la salud, pero su uso intenso se [QUIMICA]
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Cuando un cuerpo es calentado emite radiación electromagnética en un amplio rango de frecuencias. EL ESPECTRO ELECTROMAGNICO
El cuerpo negro (ideal) es aquel que además absorbe toda la radiación que llega a él sin reflejarla, de tal forma que sólo emite la correspondiente a su temperatura.
A fines del siglo XIX fue posible medir la radiación de un cuerpo negro con mucha precisión. La intensidad de esta radiación puede en principio ser calculada utilizando las
leyes
problema
del de
electromagnetismo.
principios
del
siglo
El XX
consistía en que si bien el espectro teórico y los resultados experimentales coincidían para bajas frecuencias (infrarrojo), estos diferían radicalmente a altas frecuencias. Este
problema
provocativo
era
nombre
conocido de
“la
con
el
catástrofe
ultravioleta”, ya que la predicción teórica diverge a infinito en ese límite. TEORIA CUANTICA DE MAX PLANCK [QUIMICA]
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CEPRU “Universidad José Carlos Mariátegui” Quien logró explicar este fenómeno fue Max Planck, en 1900, que debió para ello sacrificar los conceptos básicos de la
Cada función de onda lleva asociada una energía, por lo tanto a mayor frecuencia mayor es la energía transportada
concepción ondulatoria de la radiación electromagnética. Para resolver la catástrofe era necesario aceptar que la radiación no es emitida de manera
continua
sino
energía
discreta,
a
los
en
cuantos
de
que llamamos
fotones. La energía de estos fotones es: E (fotón) = h.ν ν : Frecuencia de la radiación electromagnética (s-1) h : constante de Planck h = 6,62.10-27 erg.s h = 6,62.10-34 J.s EL ESPECTROELECTROMAGNETICO Conjunto de ondas electromagnéticas que se propagan de manera ondulatorias y con velocidad constante, que es la de la luz, aproximadamente de 300.000 km/s. Las ondas electromagnéticas se dividen en luz visible, infrarroja, ultravioleta, rayos X, rayos gama, radiofrecuencia y microondas. Cada onda se diferencia en la frecuencia (número de vibraciones en la unidad de tiempo) y la longitud (distancia entre dos ondas sucesivas). Frecuencia y longitud de onda son inversamente proporcionales, por esto su producto siempre es constante e igual a la velocidad de la luz.
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TEORIA ATOMICA DE NIELS BOHR Después de los postulados de Dalton, el camino hacia el descubrimiento de la estructura interna del átomo incluyó a otros científicos. Por ejemplo, al final del siglo XIX, el físico irlandés George Johnstone Stoney (1826-1911) postuló que debía existir una unidad fundamental de carga, la cual no podría subdividirse más. A esta unidad la llamó en 1891, electrón. Tiempo después, el físico británico Joseph John Thomson (1856-1940), en 1898, descubrió mediante experimentos realizados en gases la presencia de los electrones, que son partículas pequeñísimas con carga eléctrica negativa y que forman parte del átomo. Thomson postuló el modelo atómico como un “pastel de pasas”. Las pasas eran los electrones y estaban incrustados en una esfera de manera uniforme. La esfera tenía carga eléctrica positiva y los electrones carga negativa, por lo que el átomo resultaba eléctricamente neutro. Página 15
CEPRU “Universidad José Carlos Mariátegui” Años después el físico neozelandés Ernest Rutherford (1871-1937), discípulo de Thomson, descubrió que el átomo está formado por un pequeño núcleo denso y masivo, con partículas de carga eléctrica positiva, a las que llamó protones, y que alrededor de ese núcleo se mueven los electrones.
La diferencia en el modelo propuesto por Börh estaba en la forma en la que los electrones giraban alrededor del núcleo. Börh proponía que lo hacían en orbitales circulares, mientras que Rutherford afirmaba que los orbitales no tenían una forma definida.
En 1911, Rutherford propuso su modelo del átomo, llamado el modelo planetario, en el cual entre el núcleo y los electrones no había nada: vacío. La imagen de la estructura del átomo que proporciono Rutherford fue un gran salto en la visión de la materia. El físico danés Niels Böhr (1855-1962), enterado de los trabajos de Rutherford, usó como base para establecer su propio modelo para descubrir al átomo, el cual no era muy diferente al de Rutherford. De hecho en aspecto eran muy similares: electrones girando alrededor de un núcleo, tal como los planetas lo hacen alrededor del Sol.
ESTRUCTURA ATOMICA II CORONA Y ENVOLTURA
1. Numérico cuántico principal (n) Nivel
El número máximo de electrones de cada nivel "n" se determina• por la fórmula: N° máx.(e-) = 2n2
Este número indica el nivel, los valores son entero positivo, excepto el cero.
n= 1 K
2 L
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3 M
4 N
5 O
6 P
7.. Q…
2. Número secundario (l)
Cuántico
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CEPRU “Universidad José Carlos Mariátegui” Determina el momento angular del electrón, la energía cinética del movimiento angular y la forma de la nube electrónica donde se mueve el electrón.
4-N
l = 0 (s) : 4s l = 1 (p) : 4p l = 2 (d) : 4d l = 3 (f) : 4f
4
Valores
3. Número Cuántico Magnético (m)
Determina la orientación en el espacio de cada orbital. Los valores dependen de l.
4. Numero cuántico (ms) Loa únicos valores probables son
+1/2
,
-1/2
Relación n , l: Niveles Energía (n) 1-K 2-L 3-M
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Subniveles (l)
Número de Subniveles
l = 0 (s) : 1s l = 0 (s) : 2s l = 1 (p) : 2p l = 0 (s) : 3s l = 1 (p) : 3p l = 2 (d) : 3d
1 2 3
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y el signo + y - indica el giro de los electrones en un orbital. Los átomos tienen la tendencia de unirse entre ellos formando enlaces químicos para obtener un menor estado de energía, es decir una mayor estabilidad. Ejemplo: 5p6 (p=1)
5= Nivel (n=5) p=subnivel 6 =electrones
DISTRIBUCION ELECTRONICA Los electrones en el átomo se encuentran distribuidos sistemáticamente a través de loa diversos niveles y subniveles. Representación:
Ejemplo El átomo de fósforo en estado neutro (Z=15) posee 15 protones y también 15 electrones P = 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p3 K L M 2 8 5
REGLAS DE MOLLIER Configuración electrónica kernel o Simplificada Es la sustitución de una parte de la configuración electrónica por el símbolo de un gas noble. [2He], [10Ne], [18Ar], [36Kr], [54Xe], [86Rn]. Ejemplo 15 P
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:
[10Ne], 3s2, 3p3
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d.- n =4, l =2, m =-2,
ms =+1/2
PRACTICA 03
e.- n =5, l =3, m =-2,
ms =+1/2
1.-¿Cuáles son los posibles números cuánticos que corresponden al último electrón de un átomo cuyo número atómico es igual a Z=39?
2.-De la siguiente serie de números cuánticos indique cual es la correcta:
a.- n =3, l =0, m =+1,
ms =-1/2
b.- n =5, l =1, m = -1,
ms =+1/2
a.- 2, 2, 1, +1/2
c.- n =3, l =2, m = 0,
ms =-1/2
b.- 1, 0, 0, 1
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CEPRU “Universidad José Carlos Mariátegui” c.- 4, 0, 2, +1/2
b.- 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6
d.- 3, 2, -2, -1/2
c.- 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p2
e.- 1, 1, 0, +1/2
d.- 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p3 e.- N.A,
3.- Sabiendo que es un átomo neutro, determine los cuatro probables números cuánticos del último electrón de la configuración electrónica, si es que posee 11 electrones.
6.- La distribución kernel correcta de 11Na+1 a.- 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, b.- [10Ne] c.- 1s2, 2s2, 2p6, 3s1
a.- 4, 3, 0, +1/2 d.- [10Ne], 3s1 b.- 3, 2, 0, +1/2 e.- N.A. c.- 3, 2, 1, +1/2 d.- 3, 0, 0, +1/2 7.- Determine la distribución kernel, correcta del siguiente elemento 26Fe.
e.- 3, 1, 0, +1/2
a.- [18Ne], 4s2, 3d6 4.- Determine el número atómico de un elemento si tiene 2 electrones de máxima energía es el tercer nivel, cuyo número cuántico secundario es l =1 y para cada electrón, el número cuántico magnético es m = 0 para un electrón y para el otro m = -1, donde el número cuántico Spin es +1/2 para cada electrón.
a. - 10
b.- 23
c.-50
d.-14
e.-8
b.- [10Ne], 4s2, 3d6 c.- [18Ar], 4s2, 3d6 d.- [18Kr], 4s2, 3d6 e.- N.A.
8.- Indique la afirmación incorrecta en: 4924X2+ a.- Tiene 24 protones
5.- La distribución corresponde a :
correcta del 16S+2
b.- Tiene 25 nucleones c.- Tiene 22 electrones
a.- 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p4 d.- Tiene 25 neutrones
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CEPRU “Universidad José Carlos Mariátegui” e.- N.A. a.- 6, 2, 5 9.- Un átomo de carga -2 tiene 6 e- en la capa n=4. Calcule su número atómico.
b.- 6, 5, 2 c.- 12, 5, 2 d.- 12, 2, 13
a.- 30 b.- 34 c.- 32
d.- 36
e.-38 e.- 12, 13, 2
10.- Determine del Manganeso (Z=25): I.- El número total de electrones de los subniveles p II.- Electrones en el último nivel
11.- Un elemento tiene en su quinta y última capa 3 e- desapareados y 2 apareados. Si la cantidad de neutrones es igual al número de protones sumado en 1 ¿Hallar su número de masa?
III.- Electrones en el penúltimo nivel a.- 50
b.- 103
c.- 67
d.- 87
e.- 99
ENLACE QUIMICO
REGLA DEL OCTETO Walter Koesel expuso: En una reacción química el átomo adopta la configuración electrónica de un gas noble. Los electrones que intervienen en la combinación sólo son los del Último nivel para lograr ocho electrones en la capa de valencia. A través de la estructura de Lewis se logra cumplir la regla del octeto compartiendo uno o más pares de electrones TIPOS DE ENLACE
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CEPRU “Universidad José Carlos Mariátegui” A. Enlacé Covalente: Se realiza entre dos elementos no Metálicos (hay excepciones) Tiene baja diferencia Electronegatividades.
de
Existe compartición de pares de electrones de valencia. B1. Enlace Covalente Paro.- (no polar)
La compartición se da entre 2 átomos des mismo elemento.
No se forman polos
▲ En = 0 H2
HxH
B.2. Enlace Covalente Polar.
Se realiza entre un átomo No Metálico y otro Metálico Hay transferencia de electrones generando iones de carga contraria El enlace es electrostática
de
La compartición de pares de electrones es entre átomos diferentes
Forman 2 polos (positivo y negativo)
Si ▲ En > 1,7 es iónico (otros: 1,6-1,9)
naturaleza
En condiciones ambientales forman cristales (estado sólido); mezclados forman soluciones líquidas Si ▲ En > 1,7 es iónico (otros: 1,61,9) [QUIMICA]
B.3. Enlace Covalente Coordinado o Dativo: Solo uno de los átomos aporta el par de electrones compartidos. Ej:
SO2
Página 22
CEPRU “Universidad José Carlos Mariátegui” Es el número de electrones que un átomo gana, cede o comparte con otros átomos.
C. Enlace Metálico:
Propio de elementos metálicos
Los electrones continuamente
Buena conductividad electrónica.
se
trasladan
Reglas cara calcular el Nº de Oxidación Hidrógeno : Generalmente=+1 En los hidruros metálicos = -1
D. Enlace Puente Hidrogeno
Son fuertes enlaces eléctricos entre las cargas positivas de los núcleos del átomo de hidrógeno y ciertos electrones negativos de los átomos cercanos.
E. Fuerzas de Van Der Waals:
Son enlaces débiles, se realiza entre el núcleo de un átomo y los electrones de otro átomo cercano.
Oxígeno : Generalmente=-2 En los peróxidos - -1 Para los elementos : IA =+1 IIA = +2 Todos los elementos en estado libre =0 En todo compuesto la suma de los números de oxidación = 0 En los iones moleculares la suma de los números de oxidación = carga del ión.
MOLECULAS POLARES – NO POLARES
Si el átomo central tiene electrones de valencia no compartido: Molécula Polar.
Si el átomo central tiene compartidos todos sus electrones de valencia: Molécula Apolar.
Si el átomo central tiene compartidos todos sus electrones de valencia pero si los ligandos son diferentes: Molécula Polar
VALENCIA La valencia de un átomo indica el número de enlaces que puede realizar con otros átomos. Número de Oxidación [QUIMICA]
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CEPRU “Universidad José Carlos Mariátegui” B. ÁCIDOS HIDRACIDOS: Es el resultado de la disolución acuosa de los hidruros no metálicos (grupo: VIA y VIIA; menor valencia). H2S -, Ácido Sulihídrico HF -+ Ácido Fluorhidrico
CLASIFICCION DE LAS FUNCIONES QUIMICAS
C.
FUNCION OXIDOS
Elemento + 02
C.1- Óxidos Metálicos o Básicos: Metal + 02 Fe (2, 3) Fe2 02 -- FeO : óxido Ferroso óxido de hierro (II) monóxido de hierro C.2- Óxidos No Metálicos. Óxidos Ácidos Anhídrido: No Metal + O2 C (2,4) C202 -+ CO: anhidrido Carbonoso óxido de carbono (II) monóxido de carbono A.1- HIDRURO METÁLICO
C204 = CO2:
Metal + H
anhídrido Carbónico óxido de carbono
(IV) dióxido dé Na H -+ NaH : Hidruro de Sodio Ca H -+ CaH2: Hidruro de Calcio A.2- HIDRURO NO METÁLICO: No Metal + H
carbono C3- Peróxidos: Oxido Básico + Oxígeno Na2 O + 0 → Na2 02: Peróxido de Sodio H2O + O Hidrogeno
→ H202: Peróxido de
BH3 -> Hidruro de Boro (Borano) NH3 -+ Hidruro de Nitrógeno (Amoniaco) [QUIMICA]
D. FUNCION HIDROXIDO Página 24
CEPRU “Universidad José Carlos Mariátegui” Oxido Básico + H2O NOMENCLATURA Ca (OH)2: Hidróxido de Calcio (cal apagada)
ACIDO
NaOH : Hidróxido de Sodio (soda caústica)
Oxácido
E. FUNCION OXACIDO
Hidracid o
TERMINACIO N Oso Ico Hídrico
RADICAL Ito Ato uro
Oxido Acido + H2O S (2, 4, 6)
Ejemplo
SO + H2O → H2SO2 : ácido hiposulfuroso
HNO2
SO2 + H2O →
→
Acido Nitroso
(NO2)-1
Ión Nitrito
H2SO3 : ácido sulfuroso →
H2 S O4 Acido Sulfúrico
(S O4 )-2 ión Sulfato
F.-FUNCION SALES: E.1. POLIHIDRATADOS Oxido Ácido + H2O Prefij o META PIRO ORTO
Valencia par
Valencia impar
1 anhídrido + 1 H2O 2 anhídrido + 1 H2O 1 anhídrido + 2 H2O
1 anhídrido +1 H2O 1 anhídrido + 2H2O 1 anhídrido + 3H2O
ÁCIDO + BASE → SAL + H20 F.1 Sal Haloidea: Acido Hidrácido + Hidróxido HCl + Na(OH) → NaCI
+ H20
Cloruro de Sodio Fe2S3
SO3 + 2H20 → H4 S O4: Ácido Orto Sulfúrico
Sulfuro férrico
2SO3 + H20 → H2 S 204: Ácido Piro Sulfúrico
F.2 Sal Oxisal
RADICALES PROVENIENTES DE LOS ACIDOS
Ca (NO3)2 : Nitrato de Calcio
[QUIMICA]
Ácido Oxácido + Hidróxido
Al(C03)3 : Carbonato de Aluminio Página 25
CEPRU “Universidad José Carlos Mariátegui” F.6 Sales Básicas Presentan (OH) F.3 Sales Acidas: En su estructura presentan Hidrógenos Na H SO4 --------->Sulfato Ácido de Sodio K H S --------->Sulfuro Ácido de Potasio
Fe(OH)2Br : dihidroxibromuro de hierro III Cu OH Cl : cloruro básico de cob
F.4- Sal Hidratada: Presentan moléculas de agua. CuSO4. 5H20: Sulfato de Cobre (II) Pentahidratado.
F.5 Sal Doble: Contienen dos iones metálicos o cationes diferentes. LiK (S04)2 potasio
: sulfato doble de Litio y
FeLi2(CO3)2 : Carbonato doble ferroso y lítico
V. Estequiometria La Estequiometria es una parte de la química que se encarga de estudiar las relaciones cuantitativas que existen entre las sustancias que participan en una reacción química.
[QUIMICA]
Página 26
CEPRU “Universidad José Carlos Mariátegui” Número de Avogadro: Determinado por el físico Italiano Amadeus Avogadro en 1811 N=6,023x1023 Este número representa a un MOL. ÀTOMO- GRAMO: Es numéricamente igual al de su peso atómico. Es la porción de elementos donde hay 6,023 x 1023 átomos. El peso atómico del Cloro es 35.5 1 átomo gramo de Cloro pesa 35.5 #At - g= Molécula – Gramo o MOL: Es numéricamente igual al de su peso molecular, expresado en gramos. Es la porción donde hay 6,023 x 1023 moléculas. El peso molecular del oxígeno (O2) es 32 1 mol de O2 es equivalente a 32g. #n= El MOL es la unidad del químico; que es equivalente a: 6,023 x 1023 1 mol de átomos de H=6,023x1023 átomos. 1 mol de moléculas de H2=6,023x1023 moléculas. 1 mol de electrones =6,023x1023 electrones, etc. Ley de Antoine Lavoisier (1743-1794) También denominada ley de la conservación de la materia; nos indica que la materia no se crea ni se destruye sólo se transforma. Es decir, que en toda reacción química la masa o peso total de las sustancias reactantes es igual a la masa o peso total de los productos. MA(Fe)=56, MA(H)=1, MA(Cl)=35,5 2Fe + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2 2at-g 6mol-g 2mol-g 3mol-g 112g + 219g = 325g + 6g [QUIMICA]
Volúmenes El volumen que ocupan los gases depende de las variaciones de su presión y temperatura. Condiciones normales de un gas:(C.N.) Se dice que un gas está en C.N. cuando su temperatura es Oº C (273º K) y su presión es 1 atm El volumen que ocupa 1 mol de un gas en estas condiciones es 22.41. Leyes Volumétricas .- Son aquellas leyes que relacionan el volumen de las sustancias que participan en una reacción química, estas relaciones sólo se limitarán para las sustancias gaseosas y a su vez todas deben tener la misma presión y temperatura (condiciones de Avogadro).Fue Joseph Louis Gay-Lussac (1778-1850) quien propuso estas leyes. Ejercicios 1 ¿Qué cantidad de moles tenemos en 5 kg de ClNa (cloruro de sodio)? pm ClNa Cl 35,5 Na 23 = 58,5g Si 1 mol de ClNa 58,5 g X 5 000 g 85,5 moles de CINa 2. Calcula la cantidad de moles existentes en un marco de mármol (carbonato de calcio: CO3Ca) que pesa 500 g. Hallando la mol C 12 O 48 Ca 40 CO3Ca mol 100 g Si 1 mol de CO3Ca……………. 100 g X 500 g 5 mol CO3Ca 3. Si un recipiente contiene 2 litros de agua destilada, calcula el número de moles existente. Hallando la mol H2x1 2 O 1 x 16 16 1 mol 18 g Página 27
CEPRU “Universidad José Carlos Mariátegui” Si 1 mol de H O 18 g X 2 000 g 111,1 moles de H O 4. Calcula la cantidad de átomos-gramo que existen en una barra de Al que pesa 5 kg. Al p.a. =27 1 át.-g27 g Si 1 át.-g Al................27 g X .............. ………………… 5 000g X=1 át.-g x 5 000 g/27g =: 185 át.-g Al 5 gramos de ácido sulfúrico H,SO,. Referencia.- En una mol de H2SO4, hay 1 átomo de azufre.
Ejercicios e. N.A.
PROBLEMA 1 ¿Cuántas mol-g de oxígeno se requieren para la combustión de 24 mol-g de gas propano (C3H8)? C3H8 + 5O2 a. 5 mol-g
Hallando el peso molecular del H SO,. H. 2 x 1 008 = 2,016 = 2 átomos de hidrógeno S 1 x 32 = 32 = 1 át.-g de azufre 0 4 x 16 = 64 = 4 át.-g de oxígeno H2SO4,. peso mol = 98,016 = 1 mol de H2SO4, Por consiguiente: Si en 98.016 g de H2SO4, hay 1 át.-g de S en 468 g de H SO, habrá..... X 468 g x 1 át.-g X- ------------------= 98,016 g Respuesta: 4,77 át.-g de azufre.
→
3 CO2 + 4H2O
PROBLEMA 2 ¿Cuántos gramos de cinc (MA=65) se requieren para reaccionar con suficiente cantidad de ácido sulfúrico y producir 20 mol-g de hidrógeno. De acuerdo a la siguiente ecuación:
b. 1 mol-g
Zn
+
H2SO4
→
Zn SO4
+
H2 c. 120 mol-g d. 100 mol-g [QUIMICA]
a. 65 g de Zn b. 1300 g de Zn Página 28
CEPRU “Universidad José Carlos Mariátegui” c. 20 mol de Zn
II. 16,061x1023 III. 1,606x1022
d. 20 g de Zn IV. 6,02x1024 e. N.A.
V. N.A.
PROBLEMA 3 ¿Cuántos gramos de ácido nítrico se requieren para obtener 160g de azúcar de acuerdo a la siguiente ecuación MA ( S ) =32 , MA (N) =14. HNO3 + H2S → NO + H2O + S
PROBLEMA 6 Cantidad de moles que hay en 254 gr. de cobre: I. 2 II. 3 III. 4
a. 210 g
HNO3 IV. 5
b. 510 g
HNO3
c. 126 g
HNO3
d. N.A.
V. 6
PROBLEMA 7 Cuantos gr. de azufre hay en 3 moles de CaSO4 2H2O? A) 90 B) 92
PROBLEMA 4 El Nº de átomos – gramos contenido en 800gr. de Nitrógeno. I. 57,14
C) 94 D) 96 E) N.A.
II. 58 III. 60 IV. 23 V. N.A. PROBLEMA 5 Cantidad de átomos gramos contenido en 32 gramos de C (P.A. = 12) I. 6,023 x 1023
PROBLEMA 8 Si se ha obtenido 320 gr. trióxido de azufre (SO3), determine la masa de dióxido de azufre que se necesita según la siguiente reacción. SO2 (g) + O2 (g) SO3 (g) A) 200g B) 220g
[QUIMICA]
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CEPRU “Universidad José Carlos Mariátegui” C) 230g D) 250g
PROBLEMA 11 Cantidad de átomos de Nitrógeno contenidos en 90gr es: A) 6,023 x 1023
E) 256g PROBLEMA 9 Se tiene 200 gr de una muestra de carbón con 10% de impurezas, la cual se quema con suficiente oxigeno, mediante la reacción:
B) 38,7 x 1023
C + O2 CO2 ¿Qué masa de dióxido de carbono se produce? A) 650 B) 660 C) 600
E) N.A.
D) 670
C) 14 x 1023 D) 6,42 x 1023
E) N.A.
PROBLEMA 10 Cuantos moles hay en 440 gr de CO2 A) 2 B) 4 C) 8 D) 10 N.A.
E)
Balanceo de Ecuaciones Químicas Cuando la reacción química se expresa como ecuación, además de escribir correctamente todas las especies participantes (nomenclatura), se debe ajustar [QUIMICA]
el número de átomos de reactivos y productos, colocando un coeficiente a la izquierda de los reactivos o de los productos. El balanceo de ecuaciones busca igualar el de átomos en ambos lados Página 30
CEPRU “Universidad José Carlos Mariátegui” de la ecuación, para mantener la Ley de Lavoisiere.
El número de H esta desbalanceado, por lo que se asignará (al azar) un coeficiente en la especie del hidrógeno de la izquierda. K + 2 H2O K OH + H2 Ecuación no balanceada Quedarían 4 H en reactivos y 3 en productos, además la cantidad de oxígenos quedó desbalanceada, por lo que ahora se ajustará el hidrógeno y el oxígeno. K + 2 H2O 2 KOH + H2 Ecuación no balanceada
Por ejemplo en la siguiente reacción (síntesis de agua), el número de átomos de oxígenos de reactivos, es mayor al de productos. H2 + O2 ® H2O Para igualar los átomos en ambos lados es necesario colocar coeficientes y de esta forma queda una ecuación balanceada.
Nota: Para calcular el número de átomos, el coeficiente multiplica a los subíndices y cuando el cuando el coeficiente es igual a 1 "se omite" por lo que el número de átomos es igual al subíndice. ===== Métodos ===== Tanteo Consiste en dar coeficientes al azar hasta igualar todas las especies. Ejemplo : CaF2 + H2SO4 ® CaSO4 + HF Ecuación no balanceada El número de F y de H esta desbalanceado, por lo que se asignará (al azar) un coeficiente en la especie del flúor de la derecha. CaF2 + H2SO4 ® CaSO4 + 2 HF Ecuación balanceada Ejemplo : K + H2O KOH + H2 Ecuación no balanceada
[QUIMICA]
El número de K es de 1 en reactivos y 2 en productos, por lo que el balanceo se termina ajustando el número de potasios. 2 K + 2 H2O ® 2 KOH + H2 Ecuación balanceada
Reacción Redox Se conoce como reacción REDOX aquella donde los números de oxidación de algunos átomos cambia al pasar de reactivos a productos. Redox proviene de las palabras Reducción y Oxidación.
Para la reacción anterior: Na0 N a +1 Oxidación H+12 ® H02 Reducción Para expresar ambos procesos, se utilizan hemirreacciones donde se escriben las especies cambiantes y sobre las flechas se indica el número de electrones ganados y/o perdidos. BALANCEOREDOX Las reglas para el balanceo redox (para aplicar este método, usaremos como ejemplo la siguiente reacción) son:
Página 31
CEPRU “Universidad José Carlos Mariátegui” K2Cr2O7 + H2O + S 0 SO2 + KOH + Cr2O3 1. Escribir los números de oxidación de todas las especies y observar cuáles son las que cambian. K+12Cr+62O-27 + H+12O-2 + S0 S+4O-22 + K+1O-2H+1 + Cr+32O-23 2. Escribir las Semirreacciones de oxidación y de reducción, cuando una de las especies cambiantes tiene subíndices se escribe con él en la Semirreacción (por ejemplo el Cr2 en ambos lados de la reacción) y si es necesario, balancear los átomos (en este caso hay dos átomos de cromo y uno de azufre en ambos lados "se encuentran ajustados", en caso de no ser así se colocan coeficientes para balancear las Semirreacciones) y finalmente indicar el número de electrones ganados o perdidos (el cromo de +6 a +3 gana 3 electrones y al ser dos cromos ganan 6 electrones y el azufre que pasa de 0 a +4 pierde 4 electrones). +6 e Cr+62 Cr+32 Reducción - 4e
S0 S+4 Oxidación 3. Igualar el número de electrones ganados al número de electrones perdidos. +6 e 2 [ Cr+62
Cr+32 ] - 4e
3 [ S0
S+4
]
+12 e 2 Cr+62
2Cr+32 - 12e
3 S0 3 S+4 4. Hacer una sumatoria de las Semirreacciones para obtener los coeficientes, y posteriormente, colocarlos en las especies correspondientes. 3 S0 + 2Cr+62 3 S+4 + 2Cr+32 2K2Cr2O7 + H2O + 3S 3SO2 + KOH + 2Cr2O3 5. Terminar de balancear por tanteo. 2K2Cr2O7 + 2H2O + 3S 3SO2 + 4KOH + 2Cr2O3 Ecuación Balanceada
Hidrocarburos Son compuestos binarios, formados solo por Carbono e Hidrógeno, son los compuestos más simples de la química orgánica Se dividen en dos grandes grupos: Aciclicos y Cíclicos.
[QUIMICA]
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CEPRU “Universidad José Carlos Mariátegui” penúltimo átomo de Carbono de la cadena continua. CH3 CH3,-CH-CH2,-CH3, Isopentano También se usa el prefijo NEO para los compuestos que poseen dos grupos CH,en el penúltimo átomo de Carbono de la cadena continua
ACICLICOS SATURADOS Alcanos CnHz,.a, O LIFATICOS INSATURADOS Alquenos Cn Hm Alquinos Cn H2O Ciclo alcano Cn Ha, CICLICOS ALICICLICOS Ciclo alqueno Cn Hz,.za O Ciclo alquino Cn H2m 4 CERRADOS AROMATICOS O BENCENICOS Donde d : número de dobles enlaces t : número de tiples enlaces HIDROCARBUROS SATURADOS ALCANOS A los hidrocarburos saturados también se les conoce con el nombre de Alcanos o paraónicos (es decir los átomos de carbono se hallan ligados por enlaces simples) Fórmula Global Cn H2n+2 Reglas de IUPAC Los nombres van de acuerdo al N° de Carbono, seguido del sufijo ANO. Ejemplo CH, Metano CHs-CH3 Etano CHA-CHiz-CHi Propano CHr(CH2)-CH3 Butano Cuando los carbonos se encuentran en cadena continúa se utiliza la palabra normal o el prefijo "n" antes de nombrar la funilia. CH3 -(CH2), -CH, n - heptano En el caso de cadenas ramificadas se usa el prefijo ISO. Si hay un grupo CH, - unido al [QUIMICA]
CH3 CH
C CH,
CH2, - CH3
neohexano
OBTENCION DE ALCANOS. A) Por reducción se usa el prefijo NEO para los componentes que poseen dos grupos CH, - en el penúltimo átomo de carbono de una cadena continua Ni CH, = CH, + H, ---------->CH,-CH, Etano B) Mediante la SÍNTESIS DE WURTZ, consiste en tratar dos derivados Halogenados (iguales o diferentes) con sodio. 2CH,- I + 2Na CH3,-CH2, + 2 NaCI Etano C) Mediante la síntesis de Kolbe; que consiste en electrolizar una solución concentrada de la sal sódica o sal potásica de un ácido grano o mezcla de ácidos grasos. 2 CH,-C00K + 2 H20 - ------> CH3,-CH3, + 2 CO2 +H2, + KOH Etano D) Mediante el uso del REACTIVO DE GRIGNARD ( de Víctor Grignard, premio Nobel en 1912 ) CH3,-MgCI + H20 -------->CH4, + MgCI(OH) Metano E) También se puede obtener calentando una mezcla de sal Página 33
CEPRU “Universidad José Carlos Mariátegui” disódica de un ácido dicarboxllieo y calsodada. NaOOC---CH2---C00Na + 2 NaOH-----------CH4 + 2 CO3Na2 Metano HIDROCARBUROS INSATURADOS ALQUENOS Los alquenos también se denominan OLEFINAS o hidrocarburos etilenicos. Los átomos de carbono están unidos por doble enlace. Fórmula Global CaH2n
Mediante deshidrohdogenación de halogenuros de alquilo KOH CH3 -CH2C1 ----------> CH2 = CH2 ALOUINOS Los alquinos también son llamados ETINICOS o ACETILENICOS. Son hidrocarburos que poseen un triple enlace entre dos átomos de carbonos. Fórmula Global Para un alquino con varios enlaces triples: C0H2n 2 CoH2n+2-4t Para un hidrocarburo con enlaces dobles y triple
NOMENCLATURA • Se usan los prefijos ya indicados anteriormente pero todos ellos terminados en emo
CnH2n+2-2d-4t d= doble enlace tripla: t = triple enlace Nomenclatura de los Alquinos •
Se utilizan los prefijos ya conocidos, pero todos ellos terminados en INO.
•
Si la molécula contiene más de un enlace triple, entonces se usará las terminaciones:
• Si la Molécula contiene más de un enlace doble se usarán las terminaciones: DIENOS TRIENOS
(2 enlaces) (3 enlaces)
CH2 CH2 Eteno CH CH3 Propeno CH2 - CH - CH – CH3 2-Buteno OBTENCION DE ALQUENOS mediante el CRACKING de alanos; en presencia de T° elevadas y un adecuado catalizador. CH2-CH2-CH2-CH3 -- CH2-CH-CH3 + CH4 Mediante la deshidratación de alcoholes -H2O CH2-CH2OH -------------> CH2-CH2
[QUIMICA]
DIINO (2 enlaces) TRIINO (3 enlaces), etc. CH 3= CH Etino CH3-C 3a C-CH3 2-butino CH ES C-(CH2)4-C á CH l,7-Octadiino. PREPARACION DE ALQUINOS Tratando derivados dihalogenados que tengan los halógenos en carbonos vecinos, por la potasa cáustica en solución alcohólica. CH3 -CHBr-CH2Br + 2 KOH CH3 -C = CH + 2 KBr +2H20 Propino A) Página 34
CEPRU “Universidad José Carlos Mariátegui” - Enumerar la cadena principal por el extremo mas caca al radical (o el de mayor número de radical'
Tratando un alqueno. Br2 2KOH CH3-CH=CH2 CH3---CH2Br ---CH2----------C = CH Propeno
Propino
Por acción de la potasa cáustica en solución alcohólica sobre los derivados Dihalogenados que tengan lo dos Halógenos sobre el mismo carbono. CH3----CH,-CHCI2 + KOH----->CH3-C.CH +2KCl + 2H2O RADICALES LINEALES (R-) Se denomina así a los agregados de átomos procedentes de un hidrocarburo, por pérdida de un átomo é hidrógeno. Se nombra sustituyendo la terminación ano del hidrocarburo por la terminación il o ¡lo. Alcano Radical Nombre ALCANO RADICAL NOMBRE CH4 CH3-------METIL C2H6 CH3--------ETIL CH2----C3H8 CH3--------PROPIL CH2---CH2-C3H7
- Si existen enlaces triples y/o dobles entonces empezará por ellos - Colocar los nombres de los radicales con sus respectivas posiciones y por último el nombre de cadena principal. Ej.: CH, CH3----CH---C----CH2-----CH3 CH CH2 CH2 CH3 CH2-CH3 4 ETIL 3,4- Dimetilheptano HIDROCARBUROS CICLICOS ALICICLICOS
NOMENCLATURA DE LOS HIDROCARBUROS RAMIFICADOS SISTEMA IUPAC: - Seleccionar la cadena continua o principal. Esta cadena debe ser aquella que contiene el mayor número de átomos de carbono - Si en la molécula orgánica existen enlaces dobles o triples, la cadena principal debe contiene obligatoriamente.
Se trata de la química de los cicioalcanos y cicloalquenos. CICLOALCANOS (CnH2n ) REPRESENTACION ESTRUCTURAL
- Todos los que no pertenecen a la cadena principal serán considerados como radicales. - Si en la molécula existen radicales repetidos se usará: DI, TRI, TEMA, etc. [QUIMICA]
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CEPRU “Universidad José Carlos Mariátegui” • Cadenas cíclicas planares con dobles enlaces conjugados (alternados). REPRESENTACION SIMPLIFICADA La molécula del cicloheaano por mantea el ángulo tetraédiioo (109°) se representan dos forma: SILLA Y BOTE. Siendo la mis estable la conformación silla
• Que cumplan la Regla de HUCKEL, es decir, que el N° de electrones Pi (r), sea iguala (4n + 2 )
DERIVADOS DEL BENCENO
CICLO ALOUENOS
HIDROCARBUROS AROMÁTICOS Son hidrocarburos aromáticos el Benceno, y todas aquellas semejantes al benceno en su comportami químico. CONDICIONES • Tener como mínimo 6 carbonos
FUNCIONES OXIGENADAS Presencia de algún enlace carbono-oxígeno: sencillo (C-O) o doble (C=O) Grupo funcional
Serie homóloga
Fórmula
Grupo hidroxilo
Alcohol
R-OH
[QUIMICA]
Estructura
Prefijo
Sufijo
hidroxi-
-ol
Ejemplo
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CEPRU “Universidad José Carlos Mariátegui” Grupo alcoxi (o ariloxi)
Éter
R-O-R'
-oxi-
R-il R'-il éter
Aldehído
RC(=O)H
oxo-
-al carbaldehído[2]
Cetona
R-C(=O)R'
oxo-
-ona
carboxi-
Ácido -ico
Grupo carbonilo
Grupo Ácido R-COOH carboxilo carboxílico
Grupo acilo
[QUIMICA]
Éster
R-COOR'
R-ato de R'-ilo iloxicarbonil-
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CEPRU “Universidad José Carlos Mariátegui”
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