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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
O también:
C
A + B
AB
Ejemplos:
2H2
+
O2
2H2O
H2
+
Cl2
2HCl
SO3
+ H2O
2H2O
CaO + H2O
Ca(OH)2
3H2
2NH3
+ N2
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
+
2KClO3
2KCl
CaO
CaO +
+
O2
3O2
CO2
1
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
Fe + H2S
FeS
Cl2 + 2HBr
2HCl
+
+
H2
H2
+
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.
2
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
Inorgánicos según su función y
comportamiento.
Bases o Hidróxidos
Hidrácidos
Ácidos
Oxiácidos
Binarias
Sales
Oxisales
Otra manera de distribución de las clasificaciones de los compuestos es la siguiente:
Nomenclatura de
compuestos Inorgánicos
Terciarios
Binario
s
1.- Oxidos
oöÓxidos
1.1 Oxidos Básicos
5.- Hidróxidos
3
1.2 Óxidos ácidos
o Anhídridos
2.- Hidruros
6.- Ácidos Ternarios
u Oxiácidos
7.- Sales Terciarias
u Oxisales
3.- Ácidos Hidrácidos
4.- Sales Binarias
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
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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
CO2
NO2
N2O5
SO3
Cl2O7
Monóxido de carbono
Dióxido de carbono
Dióxido de nitrógeno
Pentóxido de dinitrógeno
Trióxido de azufre
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
oso
Anhídridos
(menor número de oxidación)
normales
ico
ico
per
(mayor número de oxidación)
Ejemplos:
Cl2O
Cl2O3
Cl2O5
Cl2O7
Anhídrido hipocloroso
Anhídrido cloroso
I2O3
Anhídrido clórico
N2O5
Anhídrido perclórico N2O
BrO5 Anhídrido brómico
Anhídrido yodoso
Anhídrido nítrico
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
+2
-1
Ca
y H
CaH2 Hidruro de cálcio
5
Al +3 y H -1
Fe +3 y H -1
AlH3 Hidruro de aluminio
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.
6
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
1,2
hipo -
- oso
- ito
XO
3,4
- oso
- ito
5,6
- ico
- ico
7,8
per -
-2
-3
XO2
XO3
XO3
- ato
XO3
XO4
XO4
- ato
XO4
S
P
F,Cl,Br,I,N,
Mn
Elementos
Ejemplos:
Encuentra el nombre del HClO4
Primero conocer el estado de oxidación del elemento cloro.
H +1 Cl
1X+1 = +1
O4 -2
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.
N
O3-2
( ) (-2x3)
( )
-6
( +5 )
-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.
H +1
(1x +1)
+1
+1
+6
7
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
AlO2-1
Borato
Aluminato
Del grupo IV:
CO3-2
HCO3-1
Carbonato
Bicarbonato
o carbonato ácido
Silicato
Carburo
Cianuro
Cianato
SiO3-2
C-4
CN-1
CON-1
8
Del grupo V:
N-3
NO2-1
NO3-1
P-3
PO3-3
PO4-3
HPO4-2
AsO3-3
AsO4-3
Nitruro
Nitrito
Nitrato
Fosfuro
Fosfito
Fosfato
Fosfato monohidrógeno
Arsenito
Arseniato
Del grupo VI:
O-2
O2-2
OH-1
S-2
HS-1
Óxido
Peróxido
Hidróxido
Sulfuro
Sulfuro ácido o
Bisulfuro
Sulfito
Sulfato
Sulfito ácido
Sulfato ácido
Tiosulfato
Sulfocianuro o Tiocianato
SO3-2
SO4-2
HSO3-1
HSO4-1
S2O3-2
SCN-1
Del grupo VII: F-1
Fluoruro
Cl-1
Cloruro
Br-1
Bromuro
-1
I
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:
Del grupo IV:
Del grupo V:
BO2-1
Borato
-1
AlO2
Aluminato
CO3-2
Carbonato
HCO3-1 Bicarbonato
o Carbonato ácido
SiO3-2
Silicato
C-4
Carburo
-1
CN
Cianuro
CON-1
Cianato
N-3
Nitruro
NO2-1
Nitrito
NO3-1
Nitrato
P-3
Fosfuro
-3
PO3
Fosfito
PO4-3
Fosfato
HPO4-2
Fosfato
monohidrógeno
AsO3-3
Arsenito
AsO4-3
Arseniato
Del grupo VI:
O-2
O2-2
OH-1
S-2
HS-1
Óxido
Peróxido
Hidróxido
Sulfuro
Sulfuro ácido o
Bisulfuro
SO3-2
Sulfito
-2
SO4
Sulfato
HSO3-1 Sulfito ácido
HSO4-1 Sulfato ácido
S2O3-2
Tiosulfato
SCN-1 Sulfocianuro o Tiocianato
Del grupo VII: F-1
Fluoruro
-1
Cl
Cloruro
Br-1
Bromuro
I-1
Yoduro
ClO-1
Hipoclorito
ClO2-1
Clorito
ClO3-1
Clorato
-1
ClO4
Perclorato
El bromo y el yodo dan radicales similares a los del cloro.
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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:
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Balancear por tanteo la siguiente ecuación:
Fe +
O2
Fe2O3
Paso 1.- Se coloca un coeficiente igual a 2 en el hierro:
2 Fe
+ O2
Así quedan equilibrados los hierros.
Fe2O3
Paso 2.- Se coloca un coeficiente 2 en el Fe2O3, para quitar el número impar 3 del oxígeno:
2 Fe
+
2 Fe O
O2
2
3
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
2
+
O2
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 H Cl
FeCl2 + H2
2
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 KClO
3
KCl + O2
2 = K = 1
11
2 = Cl = 1
6 = O = 2
Entonces colocamos un coeficiente 2 al KCL:
2 KClO
2 KCl
3
+ 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 KClO
2 KCl + 3 O
3
2
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) =
(%m) =
g (soluto)
g (soluto) + g (solvente)
X 100
g (soluto)
g (solución)
X 100
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= ?
12
m = 240 g
Agua (solvente)
%masa = Masa de soluto
Masa de disolución
%W =
60
240 + 60
X 100
%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
Volumen total de la solución
X 100
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. Solvente = 180 ml
%Vol. soluto =
Vol. de soluto
%Vol. =
Vol. Soluto + Vol. solvente
180
180 + 180
X 100
%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)
ml (solución)
X 100
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.
13
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)
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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
15
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
presiones
relación de
temperaturas
Otra forma de resolver problemas, es por medio de la ecuación:
P1V1
T1
=
P2V2
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
16
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:
17
PARA EL CÁLCULO DE GRAMOS DE UN ELEMENTO CUANDO TE DAN LOS GRAMOS DE
OTRO:
Gramos de
A
Gramos de
B
Emplear la
masa
molecular de A
Moles de
A
Emplear la
masa
molecular de B
Emplear
coeficientes de A
y B de la ecuac.
balanceada
Moles de
B
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
A
Emplear la
masa
molecular de A
Moles de
A
Emplear
coeficientes de A
y B de la ecuac.
balanceada
Moles de
B
Gramos de B y te piden moles de A:
Gramos de
B
18
Emplear la
masa
molecular de B
Moles de
A
Emplear
coeficientes de A
y B de la ecuac.
balanceada
Moles de
B
Gramos de A y te piden moles de A ó gramos de B y te piden moles de B:
Gramos de
A
Emplear la
masa
molecular de A
Moles de
A
Gramos de
B
Emplear la
masa
molecular de B
Moles de
B
19
PARA EL CÁLCULO DE MOLES DE UN ELEMENTO CUANDO TE DAN LOS MOLES DE
OTRO:
Moles de
A
Emplear
coeficientes de A
y B de la ecuac.
balanceada
Otra manera:
Moles de
B
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.
20
TIPOS DE REACCIONES
CALIFICACIÓN:____________
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
21
NOMENCLATURA INORGÁNICA
CALIFICACIÓN:____________
1.- Escriba el nombre correcto de cada uno de los siguientes compuestos:
Fórmula
Compuesto
Nombre
Compuesto
ClO2
CO2
N2 O 4
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
22
BALANCEO DE ECUACIONES
CALIFICACIÓN:____________
1.- Balancee las siguientes ecuaciones:
a)
SO2 +
O2
SO3
b)
Al +
MnO2
Mn +
c)
AgNO3 +
d)
Bi2S3 +
e)
PbO2
Ni
Al2O3
Ni(NO3)2 +
HCl
BiCl3 +
PbO +
Ag
H2S
O2
23
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
cloruro de sódio
d)
carbonato de zinc + ácido clorhídrico
carbono
e)
agua
hidróxido de hierro (III) +
cloruro de zinc + agua + dióxido de
hidrógeno + oxigeno
24
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
25
SOLUCIONES Y SU CONCENTRACIÓN
CALIFICACIÓN:____________
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?
26
SOLUCIONES Y SU CONCENTRACIÓN
CALIFICACIÓN:____________
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?
27
PROBLEMAS DE PORCENTAJE
CALIFICACIÓN:____________
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)
28
ENLACE QUÍMICO
CALIFICACIÓN:____________
1.- Escribe sobre las líneas el nombre del enlace químico que representan los siguientes
esquemas:
3p
9p
8p
1p
1p
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
Na
Cl
Sodio________________electrones
Cloro________________ electrones
Tipo de enlace_________________
Aluminio
Al
y
Oxígeno
O
Aluminio________________electrones
Oxígeno________________ electrones
Tipo de enlace____________________
Hidrógeno
e
H
Hidrógeno
H
Hidrógeno________________electrones
Hidrógeno________________ electrones
Tipo de enlace_____________________
Carbono
C
y
Oxígeno
O
Carbono________________electrones
Oxígeno________________ electrones
Tipo de enlace____________________
29
NOMENCLATURA DE COMPUESTOS
TERCIARIOS
CALIFICACIÓN:____________
1.- Escriba los nombres correctos de los siguientes compuestos:
a.
b.
c.
d.
e.
f.
g.
h.
i.
J.
LiBrO4
Cu(ClO3)2
Mg(ClO4)2
Cu(ClO)2
Mg(BrO3)2
LiClO4
KClO
Fe(ClO4)3
Cd(IO3)2
NaClO2
________________________________________________
________________________________________________
________________________________________________
________________________________________________
________________________________________________
________________________________________________
________________________________________________
________________________________________________
________________________________________________
________________________________________________
2.- Escriba la fórmula correcta de cada uno de los siguientes compuestos:
b.
c.
d.
e.
f.
g.
h.
i.
j.
a. Acetato de estaño (IV) ____________________________________
peróxido de sodio
____________________________________
hidrógeno-sulfato de amonio o bisulfato de amonio__________________
sulfito de potasio
___________________________________
sulfato de mercurio (II)
___________________________________
dihidrógeno-fosfato de potasio o bifosfato de potasio________________
hidrógeno-sulfito de sodio o bisulfito de sodio______________________
fosfato de amonio
____________________________________
perclorato de plata (I) (suele llamarse perclorato de plata) ____________
hidróxido de cobalto (III)
____________________________________
3.- Escriba la fórmula de cada uno de los ácidos siguientes:
a.
b.
c.
d.
e.
ácido nitroso
ácido acético
ácido yodhídrico
ácido perbrómico
ácido peryódico
__________________________________________
__________________________________________
__________________________________________
__________________________________________
__________________________________________
30
LEYES DE LOS GASES
CALIFICACIÓN:____________
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:
31
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:
32
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:
33
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
o
C. ¿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:
34
ESTEQUIOMETRÍA
CALIFICACIÓN:____________
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
35
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
36
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
37
MOL - No. DE AVOGADRO
CALIFICACIÓN:____________
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?
38
39