Materia: Es todo aquello que tiene una masa y ocupa un lugar en el espacio. Es cualquier cosa que se puede ver y tocar. Se clasifica en mezclas, elementos y compuestos, así como en átomos y moléculas.
Masa: Es la cantidad de materia que tiene un cuerpo.
Volumen: Es el espacio ocupado por la masa.
Cuerpo: Es una porción limitada de materia.
Mezclas y Sustancias
Mezclas: Pueden ser homogéneas o heterogéneas. Son una combinación de dos o más sustancias en la cual cada sustancia conserva sus propiedades y características.
Sustancia: Es una forma de materia que tiene una composición definida y propiedades características.
Elementos y Compuestos
Elemento: Es una sustancia que no se puede separar en sustancias más simples por medios químicos. Los elementos se representan por símbolos de una o más letras.
Compuestos: Es una sustancia formada por átomos de dos o más elementos unidos químicamente en proporciones definidas. Los compuestos solo pueden separarse en sus componentes puros por medios químicos.
Propiedades de la Materia
Propiedades físicas: Se pueden medir u observar sin que cambie la composición o identidad de la sustancia.
Propiedades químicas: Pueden ser extensivas (dependen de la cantidad de materia) o intensivas (no dependen de la cantidad de materia).
Mediciones
Mediciones: Cinta métrica (longitudes), bureta y pipeta (volumen), balanza (masa).
Sustancia: Es toda porción de materia que comparte determinadas propiedades intensivas.
Elemento: Es un tipo de materia constituido por átomos de la misma clase.
Estructura Atómica
Números cuánticos: Permiten caracterizar los estados estacionarios, es decir, los estados propios del sistema.
- n: Número cuántico principal.
- l: Número cuántico del momento angular orbital.
- m: Número cuántico magnético.
- s: Número cuántico del spin electrónico.
Orbitales Atómicos: Es una zona del espacio donde existe una alta probabilidad de encontrar al electrón.
Diagrama Orbital: Explica el enlace químico en las moléculas en términos de la teoría del orbital molecular.
Configuración electrónica: Es la manera en la cual los electrones se estructuran o se modifican en un átomo o molécula.
Moléculas: Es un agregado de por lo menos dos átomos en una colocación definitiva que se mantienen unidos a través de fuerzas (enlaces químicos).
Ley de Proust: Muestras diferentes de un mismo compuesto siempre contienen los mismos elementos y en la misma proporción de masa.
Iones
Iones: Un ion es un átomo o un grupo de átomos que tienen una carga neta positiva o negativa.
La pérdida de uno o más electrones a partir de un átomo neutro forma un catión (ion con carga positiva).
Anión: Es un ion cuya carga neta es negativa debido a un incremento en el número de electrones.
Enlaces Químicos
Enlace químico: Es la fuerza que mantiene unidos a grupos de dos o más átomos iguales o distintos, formando sustancias simples poliatómicas o sustancias compuestas. Los átomos ganan, pierden o comparten electrones hasta conseguir la configuración de un gas noble.
Enlace iónico: Se da entre elementos de electronegatividad muy diferente. Se produce una cesión de electrones del elemento menos electronegativo al más electronegativo, formando iones positivos (metales) y negativos (no metales).
Estructura de Lewis: Ejemplo: 2Ca + O2 > 2CaO
Enlace covalente: Los electrones son compartidos por dos átomos. Los compuestos covalentes son aquellos que solo contienen enlaces covalentes. Ejemplo: H + H > H:H
Enlace covalente polar: Los electrones pasan más tiempo alrededor de un átomo que del otro.
Electronegatividad: Es la capacidad de un átomo de atraer hacia sí los electrones de un enlace químico.
Enlace metálico: Se da entre elementos de electronegatividades bajas muy parecidas.
Aleaciones: Se forman de la combinación de un metal más otro metal.
Enlace iónico: Se produce entre elementos que tienen muy diferente electronegatividad (metales y no metales).
Enlace covalente: Se produce entre elementos que tienen alta electronegatividad pero muy parecida (no metal con no metal).
Enlace metálico: Se produce entre elementos que tienen baja electronegatividad y muy parecida (metal con metal).
Interacciones Intermoleculares
Electroestática: La interacción entre átomos cargados.
Van der Waals: Son fuerzas de atracción intermolecular que actúan entre dipolos, sean estos permanentes o inducidos.
Pi por pi: Interacción en la cual un átomo de hidrógeno de un anillo aromático hace contacto con la nube electrónica de otro anillo.
Catión-pi: Interacciones de tipo electrostática que involucran un momento cuadrupolar del anillo aromático con un catión.
Enlace de Hidrógeno: Se produce cuando un átomo de hidrógeno se encuentra entre dos átomos más electronegativos, estableciéndose un vínculo entre ellos.
Efecto Hidrofóbico: (Proporcional a la superficie) Las interacciones hidrofóbicas son producto de las fuerzas que minimizan el contacto de moléculas no polares con moléculas polares.
Fórmulas Químicas
Fórmulas químicas: Son utilizadas para expresar la composición de las moléculas y los compuestos por medio de los símbolos químicos.
Composición: Significa no solo los elementos presentes, sino también la proporción en la cual se combinan los átomos.
Fórmulas moleculares: Indica el número exacto de átomos de cada elemento que está presente en la unidad más pequeña de una sustancia. La fórmula molecular del hidrógeno es H2.
Alótropo: Es una de dos o más formas diferentes de un elemento.
Tres formas del carbono: Diamante, grafito y fulereno.
Reacciones Químicas
Reacción química: Consiste en el cambio de una o más sustancias en otras.
Ecuación química: En una ecuación química se pueden indicar los estados físicos de las sustancias involucradas de la manera siguiente: sólido (s), líquido (l), gaseoso (g).
Tipos de Reacciones
Tipos de reacciones: Reacciones de combinación o síntesis, de descomposición, de sustitución simple o desplazamiento y de doble sustitución. Otras reacciones importantes son las exotérmicas, endotérmicas, de combustión y de neutralización.
Reacciones de combinación o de síntesis: Dos sustancias (elementos o compuestos) se combinan para formar una sola sustancia. Se puede representar de manera general como A + B = C. Ejemplo: 4Al + 3O2 > 2Al2O3
Reacciones de descomposición: Una sola sustancia se descompone para formar dos o más sustancias que pueden ser elementos o compuestos. Estas reacciones se llevan a cabo en presencia de calor o la adición de energía de algún tipo. Ejemplo: CaCO3 > CaO + CO2
Reacciones de sustitución o desplazamiento: Una sustancia simple reacciona con otra compuesta, reemplazando a uno de sus componentes. Ejemplo: Fe + CuSO4 > FeSO4 + Cu
Reacciones de doble sustitución: Ocurre cuando hay intercambio de elementos entre dos compuestos diferentes, originando nuevas sustancias. Ejemplo: 3BaCl2 + Fe2(SO4)3 > 3BaSO4 + 2FeCl3
Otros Tipos de Reacciones
Reacciones exotérmicas: Se producen con desprendimiento de calor.
Reacciones endotérmicas: Se producen con la absorción de calor.
Nomenclatura Química
Anhidrido, Hidruro, Óxido:
Si un elemento tiene 4 valencias, se nombra como hipo…oso, oso, ico, per…ico. Con dos valencias, oso, ico. Con tres valencias, hipo…oso, oso, ico.
hipo…oso, oso, ico
COMPUESTO | N. SISTEMÁTICO | N. STOCK | N. TRADICIONAL |
SnH2 | Dihidruro de estaño | Hidruro de estaño (II) | Hidruro estannoso |
SnH4 | Tetrahidruro de estaño | Hidruro de estaño (IV) | Hidruro estánnico |
PbH4 | Tetrahidruro de plomo | Hidruro de plomo (IV) | Hidruro plúmblico |
NaH | monohidruro de sodio ó hidruro de sodio | Hidruro de sodio | Hidruro sódico |
Hidruro de litio | |||
PbH2 | |||
CaH2 |
Tendencias Periódicas
Carga nuclear efectiva: Aumenta de izquierda a derecha y de abajo hacia arriba en la tabla periódica.
Radio atómico: Disminuye de izquierda a derecha y aumenta de arriba hacia abajo en la tabla periódica.
Radio iónico: Disminuye de izquierda a derecha y aumenta de arriba hacia abajo en la tabla periódica.
Configuración electrónica: s=2, p=6, d=10, f=14. Cationes = metal, aniones = no metal.
Número cuántico principal (n): Indica la energía y la distancia entre el núcleo. Cuanto mayor es n, más lejos está el electrón del núcleo.
Número cuántico del momento angular (l): Expresa la forma de los orbitales y el valor de n.
Nivel o capa: Conjunto de orbitales que tienen el mismo valor de n.
Nivel o subcapa: Orbitales que tienen los mismos valores de n y l.
Número cuántico magnético (m): Describe la orientación del orbital en el espacio.
Gases nobles: Todos son monoatómicos.
Reacciones de Formación de Compuestos
Metal + Hidrógeno > Hidruro metálico
No Metal + Hidrógeno > Hidruro no metálico + H2O > Hidrácido
Metal + Oxígeno > Óxido metálico + H2O > Hidróxido
No Metal + Oxígeno > Óxido ácido o anhídrido + H2O > Oxiácido
Metal + Peroxo > Peróxido
Metal + Ozonido > Ozonido
Metal + No Metal > Sal binaria
Energía de Ionización y Afinidad Electrónica
Energía de ionización: Es la energía necesaria para separar o quitar un electrón de un átomo en su estado fundamental y en fase gaseosa.
Afinidad electrónica: Es el cambio de energía que ocurre cuando un átomo en estado gaseoso acepta un electrón para formar un anión.
Conceptos Adicionales
Materia: Es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio.
Estados de la materia: Sólido, líquido, gaseoso, plasmático.
Alcalinotérreos: Son los del grupo 2A.
Alcalinos: Son los del grupo 1A.
Halógenos: Son los del grupo 7A.
No metales: Oxígeno, carbono, nitrógeno, flúor, azufre, cloro.
Configuración electrónica: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 3d, 4s, 4p, 4d, 4f, 5s, 5p, 5d, 5f, 6s, 6p, 6d, 7s, 7p.
Energía de ionización: Es necesaria para separar o quitar un electrón de un átomo en su estado fundamental.
Afinidad electrónica: Es un cambio de energía que ocurre cuando un átomo en estado gaseoso acepta un electrón para formar un anión.
Valencia: Es una medida de la capacidad de un átomo para unirse a otros átomos.
Número de oxidación: Es el número de electrones ganados o perdidos por un átomo.