Conceptos Fundamentales de Química: Átomos, Moléculas y Soluciones

Conceptos Clave en Química

Estequiometría y Cantidad de Sustancia

• En 1 mol de H hay 6.022 x 10²³ átomos de H.
• En 1 mol de H₂ hay 6.022 x 10²³ moléculas de H₂ o 12.044 x 10²³ átomos de H.
• En 1 mol de CCl₄ hay 6.022 x 10²³ moléculas de tetracloruro de carbono, o 6.022 x 10²³ átomos de C y 24.088 x 10²³ átomos de Cl.

Masa Molar

La masa molar (representada por la letra M) es la masa de un mol de átomos, moléculas o iones. Se expresa en kg/mol o g/mol. La relación entre moles (n), masa (m) y masa molar (M) es: n (mol) = m (g) / M (g/mol).

Composición y Fórmulas de Compuestos

• Composición centesimal: Indica el porcentaje en masa de cada elemento que forma parte de un compuesto.
• Fórmula empírica: De un compuesto, indica la relación más sencilla en la que están combinados los átomos de cada uno de los elementos.
• Fórmula molecular: Expresa el número real de átomos de cada clase que forma la molécula de un compuesto.

Leyes de los Gases Ideales

Ley de Boyle

Relaciona la presión (p) y el volumen (V) a temperatura constante: V = k/p; pV = k; p₁V₁ = p₂V₂.

Ley de Charles y Gay-Lussac

Relaciona el volumen (V) y la temperatura (T) a presión constante: V₁/T₁ = V₂/T₂.

Ley Combinada de los Gases Ideales

Combina las leyes anteriores: p₁V₁/T₁ = p₂V₂/T₂.

Ecuación General de los Gases Ideales

Describe el comportamiento de un gas ideal: pV = nRT, donde R es la constante de los gases ideales.

Soluciones y Concentración

Definiciones

• Disolución: Es una mezcla homogénea de sustancias puras donde las partículas disueltas son iones, moléculas aisladas o agrupaciones muy pequeñas de estos componentes, por lo que no se sedimentan, incluso al emplear potentes centrifugadoras.
• Disolvente: Medio en el que los solutos se disuelven.
• Concentración de una disolución: Cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de disolución o en una determinada cantidad de disolvente.

Expresiones de Concentración

• Porcentaje en masa: % (masa) = (masa del soluto (g) / masa de la disolución (g)) x 100.
• Porcentaje en volumen: % (volumen) = (volumen del soluto (L) / volumen de la disolución (L)) x 100.
• Masa de soluto por volumen de disolución: g/L = masa del soluto (g) / volumen de la disolución (L).
• Molaridad (M): M = cantidad (mol) de soluto / volumen (L) de disolución = n_s / V (mol/L).
• Molalidad (m): m = cantidad (mol) de soluto / masa (kg) de disolvente = n_s / masa (kg) de disolvente (mol/kg).

Tabla de Elementos y Valencia

Metales

• Valencia 1: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr.
• Valencia 2: Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Zn, Cd.
• Valencias 1 y 2: Cu, Mg.
• Valencia 3: Al.
• Valencias 1 y 3: Au.
• Valencias 2 y 3: Fe, Co, Ni.
• Valencias 3 y 4: Pb, Sn, Pt, Ir.
• Valencias 2, 3 y 6: Cr.
• Valencias 2, 3, 4, 6 y 7: Mn.

No Metales

• Valencia 1/-1: F, H.
• Valencias 1, 3, 5 y 7: Cl, Br, I.
• Valencia 2: O.
• Valencias 2, 4 y 6: S, Se, Te.
• Valencia 3: B.
• Valencias 3 y 5: P, As, Sb, Bi, N.
• Valencias 2 y 4: C.
• Valencia 5: Si.

Compuestos Inorgánicos Básicos

Óxidos

Son la unión de un metal o no metal con el oxígeno.

• Óxidos metálicos: Se formulan colocando el metal a la izquierda y el oxígeno a la derecha. Se nombran como "óxido de [nombre del metal]".
• Óxidos no metálicos (anhídridos): Se formulan de manera similar. Se nombran como "anhídrido [nombre del no metal]" en la nomenclatura tradicional.

Hidruros

Son la unión de un metal o no metal con el hidrógeno.

• Hidruros metálicos: Se formulan colocando el metal a la izquierda y el hidrógeno a la derecha. Se nombran como "hidruro de [nombre del metal]".
• Hidruros no metálicos: Se forman por la combinación del hidrógeno con elementos como nitrógeno, fósforo, arsénico, antimonio o silicio. Se formulan y nombran de manera específica según las reglas de nomenclatura.

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