Fundamentos de Química

Conceptos Básicos

Factores bióticos: Seres vivos como las plantas y los animales.

Factores abióticos: Elementos no vivos como el aire, la tierra, etc.

Mezcla homogénea: Mezcla que a simple vista no deja ver sus componentes, es uniforme.

Mezcla heterogénea: Mezcla que a simple vista deja ver sus componentes, es irregular.

Modelos Atómicos

Demócrito: Establecía que el átomo era una sola partícula indivisible y que solo habían dos posibilidades: o hay átomos, o hay vacío.

Dalton: Dalton propuso el primer modelo atómico con base científica, confirmando la existencia del átomo.

Thompson: El modelo atómico de Thompson es conocido como el "budín de pasas", ya que propone que el átomo está constituido por una gran área de masa positiva con pequeñas partículas negativas (electrones) incrustadas en ella.

Rutherford: El modelo atómico de Rutherford establece que existe un núcleo pequeño y denso con carga positiva, y que los electrones giran alrededor de él.

Millikan: Determinó la carga del electrón mediante su famoso experimento de la gota de aceite.

Iones

Catión: Átomo o molécula con carga positiva.

Anión: Átomo o molécula con carga negativa.

Estructura Atómica

Número atómico: Número entero positivo que indica la cantidad de protones en el núcleo de un átomo.

Peso atómico: Masa promedio de un átomo de un elemento, considerando la abundancia de sus isótopos.

Protones: Partículas subatómicas con carga positiva, se encuentran en el núcleo del átomo.

Neutrones: Partículas subatómicas sin carga, se encuentran en el núcleo del átomo.

Electrones: Partículas subatómicas con carga negativa, orbitan alrededor del núcleo del átomo.

Niveles de energía (n): n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 (8).

Subniveles de energía (l): l = n-1, por lo tanto l = 0, 1, 2, 3.

Enlaces Químicos

Enlace iónico: Se forma entre un metal y un no metal. Hay transferencia de electrones.

Enlace covalente: Se forma entre dos no metales. Los átomos comparten electrones.

Enlace metálico: Se forma entre dos metales. Los electrones se deslocalizan en una "nube electrónica".

Reacciones Químicas

Reducción: Un átomo o ion gana electrones.

Oxidación: Un átomo o ion pierde electrones.

Fuerzas Intermoleculares

Dispersión de London: Presentes en todas las moléculas, son más fuertes en moléculas grandes y polares.

Dipolo-dipolo: Presentes en moléculas polares.

Puente de hidrógeno: Tipo especial de interacción dipolo-dipolo muy fuerte. Se da entre un átomo de hidrógeno unido a un átomo muy electronegativo (O, N, F) y un par de electrones libres en otro átomo electronegativo.

Tipos de Reacciones Químicas

Síntesis: A + B = C

Descomposición: C = A + B

Sustitución simple: A + BC = AC + B

Doble sustitución: AB + CD = AD + CB

Neutralización: Reacción entre un ácido y una base que produce sal y agua.

Balanceo de Ecuaciones Químicas

Método de Tanteo: Se ajusta los coeficientes de la ecuación química hasta que el número de átomos de cada elemento sea igual en ambos lados de la ecuación.

Conceptos de Estequiometría

Mol: Unidad de medida de cantidad de sustancia. 1 mol = 6.022 x 10²³ entidades (átomos, moléculas, iones, etc.).

Volumen molar: 1 mol de cualquier gas a temperatura y presión estándar (STP) ocupa un volumen de 22.4 L.

Número de Avogadro: 6.022 x 10²³ entidades/mol.

Concentración: Cantidad de soluto disuelta en una cantidad dada de disolvente o disolución.

Molaridad (M): Moles de soluto por litro de disolución.

Partes por millón (ppm): Miligramos de soluto por litro de disolución.

Propiedades de la Materia

Propiedades físicas: Características que se pueden observar o medir sin cambiar la composición de la materia. Ejemplos: color, densidad, punto de fusión.

Propiedades químicas: Describen cómo una sustancia interactúa o cambia su composición química al reaccionar con otras sustancias. Ejemplos: inflamabilidad, reactividad.

Propiedades extensivas: Dependen de la cantidad de materia presente. Ejemplos: masa, volumen.

Propiedades intensivas: No dependen de la cantidad de materia presente. Ejemplos: temperatura, densidad.

Métodos de Separación de Mezclas

Filtración: Se utiliza para separar mezclas heterogéneas sólido-líquido.

Decantación: Se utiliza para separar mezclas heterogéneas líquido-líquido o sólido-líquido cuando el sólido se sedimenta.

Destilación: Se utiliza para separar mezclas homogéneas líquido-líquido con diferentes puntos de ebullición.

Centrifugación: Se utiliza para separar componentes de una mezcla heterogénea mediante la fuerza centrífuga.

Cromatografía: Se utiliza para separar componentes de una mezcla homogénea aprovechando las diferencias de afinidad por una fase estacionaria y una fase móvil.

Imantación: Se utiliza para separar sustancias magnéticas de otras no magnéticas.

pH y pOH

pH: Medida de la acidez o basicidad de una disolución. Se calcula como el logaritmo negativo de la concentración de iones hidrógeno (H+): pH = -log[H+].

pOH: Medida de la basicidad o acidez de una disolución. Se calcula como el logaritmo negativo de la concentración de iones hidróxido (OH-): pOH = -log[OH-].

Leyes de los Gases

Ley de Boyle: A temperatura constante, el volumen de un gas es inversamente proporcional a la presión: P₁V₁ = P₂V₂.

Ley de Charles: A presión constante, el volumen de un gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta: V₁/T₁ = V₂/T₂.

Ley de Gay-Lussac: A volumen constante, la presión de un gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta: P₁/T₁ = P₂/T₂.

Ley general de los gases: PV = nRT, donde R es la constante universal de los gases.

Ley combinada de los gases: (P₁V₁)/T₁ = (P₂V₂)/T₂.