QUIMICA GENERAL
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CQU 110 semestre 2013-1 Líder Académico Sylvia Araya
VICERRECTORÍA
ACADÉMICA
INSTITUTO DE CIENCIAS NATURALES
APUNTES CATEDRA
ESTRUCTURA DE LA MATERIA Y ATÓMICA
QUIMICA GENERAL
CQU110
Prevención Riesgo y Minería
Diurno y Vespertino
Semana 1
Elaborado por Equipo Química
Líder Académico
MSc Sylvia Araya
2013
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INSTITUTO DE CIENCIAS NATURALES
TEMARIO 1º PRUEBA DE CATEDRA 1
Propiedades , Cambios y Clasificación de la Materia
Partículas fundamentales del átomo, protones neutrones y electrones, Número
Atómico Z, Número másico A, átomos, e iones, Concepto de Isotopía.
Elementos metálicos y no metálicos de interés uso , aplicaciones y riesgos de
accidente Ubicación, propiedades y su relación con Tabla periódica.
Diagrama de Lewis: Enlace Iónico; Enlace covalente:. Polaridad de enlace y
molécula
Concepto de reacción química.
Interpretación de la información que nos entrega la ecuación química.
Expresión e Interpretación constante equilibrio
Redox. estados de oxidación Conceptos de agente oxidante, reductor,
especie oxidada, reducida, semirreacciones oxidación – reducción
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Introducción
La vida es una propiedad que marca la diferencia entre los seres vivos y los que no lo
son; no obstante, la constitución de los seres vivos no se diferencia de la del resto de los
no vivientes, pues la materia que los constituye está formada por moléculas y átomos.
La química está presente en nuestros hogares: actividades como lavar,
desinfectar, fumigar son ahora mucho más fáciles de realizar; ello se debe a que en el
mercado encontramos productos elaborados químicamente que simplifican estas tareas
domésticas.
De igual manera, perfumes, desodorantes, polvos faciales, cremas dentales, cremas para
afeitar o para proteger la piel se elaboran con el auxilio de la química; entonces podemos
decir que esta ciencia ayuda al hombre a mejorar sus condiciones de vida y a realizar de
manera más fácil sus tareas cotidianas.
Asociada con otras ciencias como la biología y la ingeniería genética, la química ha
contribuido a conocer más la naturaleza humana y con ello prevenir y mejorar la salud de
los habitantes del planeta; un ejemplo lo constituye el reciente hecho de descifrar el
misterio del DNA (ácido desoxirribonucléico) responsable de nuestras características
genéticas.
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1. Química
Materia :
Propiedades, cambios y clasificacion de la materia
Propiedades de la materia
1. Propiedades físicas : son aquellas propiedades que presenta la materia y que al
ser observadas no cambian su composición química .
Ej. Color, olor, dureza, constantes físicas (densidad, pto. de ebullición, de fusión,
viscosidad, radio atómico etc.)
2. Propiedades químicas: son aquellas propiedades que presenta la materia y que al
ser observadas cambian la composición química. (reactividad química que
presenta la materia).
Ej. El metano (gas natural) tiene la propiedad química de reaccionar con oxígeno
(reacción de combustión).
Materia es todo lo que nos rodea, que tiene masa y ocupa
un volumen en el espacio.
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Si las propiedades dependen o no de la materia se clasifican en:
1. Propiedades extensivas: dependen de la materia
ej. Volumen, propiedades coligativas, energía
2. Propiedades intensivas : no dependen de la materia
ej. Densidad, pto de ebullición, de fusión etc.
Cambios que presenta la materia:
Webibliografia Interactiva
Te sugerimos que visites las siguientes direcciones interactivas
http://centros5.pntic.mec.es/ies.victoria.kent/Rincon-C/Practica/practica.html
1.Cambio de estado : ocurre sin cambio alguno en la composición química.
ej. Cambios de estado de sólido a líquido, líquido a gaseoso .
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Cambios de estado de la materia
Ejemplo. Cambios de estado en el agua1
Ej ¿Qué ocurre a nivel molecular?2
1 imagen http://www.kalipedia.com/tecnologia/tema/otras-propiedades agua.html?x=20070417klpcnatun_98.Kes&ap=1
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Cambio químico: para que ocurra un cambio de este tipo se necesita que:
a) Se usen una o más sustancias
b) Se formen una o más sustancias nuevas
c) Se absorba o libere energía
Ejm. Cuando el gas metano reacciona con el oxígeno se produce una reacción
conocida con el nombre de combustión, esto corresponde a un cambio químico.
CH4 (g) + 2O2 (g) CO2 (s) + 2H2O (g) reacción que libera energía.
Cuando una sustancia sufre un cambio químico demuestra sus propiedades químicas y
por lo general las propiedades físicas se alteran.
Pero atención: un cambio físico puede sugerir un cambio químico, por ej. Un cambio de
color, el calentamiento o formación de un sólido al mezclar dos soluciones.
Ej. Reacción del hierro con azufre para formar sulfuro de azufre 3
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.
Webibliografia Interactiva
Te sugerimos que visites las siguientes direcciones interactivas
http://materias.unq.edu.ar/qui01/silvina/
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Clasificación de la materia
Clasificación de las sustancias puras:
Las sustancias puras se clasifican en dos tipos: elementos y compuestos; ambos son
homogéneos ya que mantienen sus propiedades características.
Los elementos
Son también denominados sustancias simples elementales que constituyen la materia. Se
combinan para formar los compuestos. No se pueden descomponer ni elaborar por
métodos químicos.ej. C , O2 , H2 , S8 , Na ,He
Azufre
Sodio
Métodos físicos
Método Químico
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Los compuestos
son denominados también Sustancias Compuestas; están formados por dos o más
elementos unidos químicamente en proporciones fijas de masa. Se pueden descomponer
y elaborar por métodos químicos las proporciones de los constituyentes guarda una
proporción constante. Ej CO2 , H2SO4 , NaOH .
Hidróxido de Sodio NaOH
Sulfato de Cobre pentahidratado
CuSO4 x 5H2O
Los compuestos son muy abundantes en la naturaleza, pero también son sintetizados en
el laboratorio. Los compuestos pueden descomponerse en sus elementos constitutivos o
sustancias simples empleando técnicas específicas de separación.
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Mezclas: no tienen composición química definida sus componentes no pierden sus
propiedades físicas y químicas al mezclarse.
Tipos de mezclas:
Mezclas homogéneas: Son las que tienen partículas
indistinguibles a simple vista o con el, la separación de sus
componentes es por métodos físicos.
Por ejemplo: Aleaciones, bebidas gaseosas, salmuera, agua
de mar
Mezclas heterogéneas: son aquellas en las cuales pueden reconocerse
sus diversos componentes (se distinguen sus partículas debido a la
diferencia de sus propiedades. La separación de sus componentes es por
métodos físicos.
Sustancia: especie homogénea de materia con composición
Química definida.
Resumen
Sustancias puras Mezclas
Sistema homogéneo de
un solo componente
Sistema homogéneo o
heterogéneo, formado
por dos o más
componentes
Composición fija Composición variable
No pueden separarse
por medios físicos
Pueden separarse por
métodos físicos
Temperatura constante
durante los cambios de
estado
Temperatura variable
durante los cambios de
estado
Ejemplos: agua, hierro,
dióxido de carbono
Ejemplos: agua y
arena, aire (mezcla de
gases).
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Ejercicios de aplicación.
1. Indica si los siguientes enunciados corresponden a cambios ó propiedades físicas o
químicas de la materia
a) el permanganato de potasio es una sal de color morado.
b) el punto de ebullición del etanol es 78ºC
c) combustión del gas licuado (mezcla de propano-butano).
d) fusión del hierro.
e) el clorato de potasio (KClO3) se descompone en cloruro de potasio(KCl)y
oxígeno (O2).
f) el radio atómico del Pb es 1.75å
2. Indicar cuáles de los siguientes sistemas son mezclas y cuáles son sustancias
puras:
a) agua de mar
Mezclas
Materia
Mezclas Heterogéneas
Agua y Aceite
Mezclas Homogéneas
Mezclas Gaseosas
Aire (N2,O2)
Sustancias Puras
Compuestos Elementos
Dióxido de carbono,CO2 Agua, H2O Carbono, C
Helio, He
Oxígeno, O2
aparece en la naturaleza en forma
como ejemplos
como
como
especialmente que son
Mezclas Líquidas
como
Agua/etanol
Agua/azúcar
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b) cobre (Cu°)
c) acido acético (CH3COOH)
d) bromo líquido (Br2)
e) vinagre
f) agua con parafina
Respuestas a ejercicios:
1. a), b), f) propiedades físicas
c) propiedad química
d) cambio físico
e) cambio químico
2. mezclas homogéneas = a), e)
mezclas heterogéneas = f)
sustancia pura elemento = b), d)
sustancia pura compuesto = c)
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13 VICERRECTORÍA
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Partículas fundamentales
El átomo de cada elemento está constituido por:
Partículas
subatómicas
Símbolo Carga
relativa
Masa relativa
(1
1H ) Ubicación
Protones p+ + 1 1 Núcleo
Neutrones n° 0 1 Núcleo
Electrones e- - 1 1 /1875 Exterior
En donde:
Número atómico = Z = número de protones del núcleo del átomo y si es un átomo
neutro es igual al número de e- de ese átomo.
Número másico = A = número de protones + número de neutrones del núcleo
Número de neutrones = n° = A – Z
La masa de un átomo de cada elemento es la suma de las masas de los protones,
neutrones y electrones. Pero, debido a que la masa de los electrones es muy pequeña
comparada con la masa de los protones y neutrones la masa del átomo se concentra
prácticamente toda en la masa del núcleo.
La forma correcta de representar a cualquier elemento (X) de la tabla periódica implica
indicar tanto Z como A.
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Isotopos: son átomos de un mismo elemento que tienen el mismo número atómico pero
distintos números másicos; es decir, tienen el mismo número de protones pero distinto
número de neutrones. Los elementos se presentan en la naturaleza como una mezcla de
varios isótopos, los que tienen distinta masa atómica.
12
6 C isótopo de carbono-12 (6 p+ , 6 n° , 6 e-)
13
6 C isótopo de carbono-13 (6 p+ , 7 n° , 6 e-)
14
6 C isótopo de carbono-14 (6 p+ , 8 n° , 6 e-)
Isótopos del átomo de carbono
Iónes: son átomos que tienen distinto número de electrones que de protones, siendo,
por lo tanto, cargado eléctricamente. Un ión positivo o cargado positivamente tiene
menos electrones que protones y se llama catión. Un ión negativo o cargado
negativamente tiene más electrones que protones y se llama anión. Ejemplos:
27
13 Al 3+ significa que esta especie tiene 13 protones, 14 neutrones y 10
electrones, tratándose por lo tanto de un ión con tres cargas positivas o catión.
Nota : por cada carga positiva que presente el ión se deberá restar un número igual de
e- al átomo neutro.
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15 P -3 significa que esta especie tiene 15 protones, 16 neutrones y 18
electrones, tratándose por lo tanto de un ión con una carga negativa o anión además se
trata del isótopo 37 del cloro. Su número atómico (Z) es igual a 17 y su número másico
(A) es igual a 37.
nota : por cada carga negativa que presente el ión se deberá sumar un número igual de
e- al átomo neutro.
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Resumen
número de masa
Constituidos fundamentalmente por partículas subatómicas
Constitución interna
de los átomos
periferia
electrones neutrones
ubicados en la determinan
protones
número atómico
ubicados en
núcleo
determinan
Z
se representa
se representa
A
Asigna la identidad del elemento
Y ubicación en la T.P
A = p+ + nº
Z = p+
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Ejercicios:
1. ¿Cuántos protones, electrones y neutrones se encuentran en los átomos de las
siguientes especies?
a) 14 N b) 36 Cl c) 19 F- d) 24 Na +
7 17 9 11
2. Un elemento neutro posee 28 electrones y 31 neutrones, por lo tanto su número
atómico y su número de masa son respectivamente:
a) 59 y 31.
b) 31 y 28.
c) 28 y 31
d) 28 y 59
3.- Un isótopo de un elemento metálico tiene número de masa de 65 y 35 neutrones en
el núcleo. El catión derivado del isótopo tiene 28 electrones. Escriba el símbolo de este
catión
4.-Se han encontrado dos átomos en los cuales el número de protones y su número de
masa son respectivamente: átomo A (6 y 14); átomo B (7 y 14), ¿Se tratará de isótopos
o de iones de un mismo elemento? Sí, no ¿Por qué?
5.-Indica el número de protones y de electrones en cada uno de los siguientes iones:
Iones Na+ Ca2+ Al3+ Fe2+ I- F- S2- O2- N3-.
P+
e-
Z 11 12 13 26 53 9 16 8 7
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18 VICERRECTORÍA
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6.- En la siguiente tabla se indica el número de electrones, protones y neutrones en los
átomos e iones de varios elementos.Indique: a) ¿Cuáles de las especies son neutras? b)
¿Cuáles están cargadas negativamente? c) ¿Cuáles tienen carga positiva?
Átomos o lones de
elementos
A B C D E F G
Número de electrones 5 10 18 28 36 5 9
Número de protones 5 7 19 30 35 5 9
Número de neutrones 5 7 20 36 46 6 10
7. Te invitamos a la siguiente pag de ejercicios on line
http://www.educaplus.org/play-85-Part%C3%ADculas-de-los-%C3%A1tomos-e-iones.html
Importancia del Número Atómico y el Número
Másico
http://www.educaplus.org/play-85-Part%C3%ADculas-de-los-%C3%A1tomos-e-iones.html
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