Propiedades y Características de Compuestos Iónicos, Covalentes y Metálicos: Fórmulas y Leyes Químicas
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Tabla Comparativa de Propiedades de Sustancias
| Compuestos Iónicos | Sustancias Covalentes Moleculares | Sustancias Covalentes Atómicas | Metales | |
|---|---|---|---|---|
| Partículas en el cristal | Cationes y aniones | Moléculas | Átomos | Cationes |
| Fuerzas presentes | Enlaces iónicos | Enlaces covalentes intramoleculares. Fuerzas intermoleculares | Enlaces covalentes | Enlaces metálicos |
| Puntos de fusión | Altos, por encima de 600 ºC | Bajos, de -272 ºC a 400 ºC | Elevados, entre 1200 y 3600 ºC | Variados, de -39 ºC a 3400 ºC |
| Solubilidad | Solubles en agua y otros disolventes polares | Las sustancias apolares son solubles en disolventes apolares. Las polares en disolventes polares. | Insolubles | Solubles en otro metal fundido |
| Conductividad eléctrica | Conductores solo en disolución o fundidos | Apolares: no conductoras Polares: algo conductoras | No conductores | Buenos conductores en estado sólido |
| Otras características | Forman redes cristalinas de gran estabilidad. Los compuestos iónicos producen la disociación iónica de estos. Duros y frágiles. Ejemplo: NaCl | En condiciones ordinarias, pueden ser gases, líquidos o sólidos. Puntos de fusión y de ebullición bajos; al fundir o hervir solo se rompen las atracciones intermoleculares. Ejemplo: I2 | Son los sólidos más duros debido a la gran estabilidad de sus enlaces. Ejemplo: C (diamante) No conducen la electricidad ya que no tienen iones y sus electrones de valencia, claramente localizados, carecen de libertad de desplazamiento. | Los valores más altos de puntos de fusión (Ejemplo: Al) corresponden a los metales de las series de transición. Densidades elevadas debido a sus estructuras compactas. Buenas propiedades mecánicas: tenaces, dúctiles y maleables. |
Fórmulas y Conceptos Clave en Química
Fórmulas de Concentración y Estequiometría
- Ecuación de los gases ideales: PV = nRT
- Porcentaje en masa: % en masa = (masa soluto * 100) / masa disolución
- Molaridad (M): M = nº moles soluto / litros disolución
- Molalidad (m): m = nº moles soluto / kg disolvente
- Rendimiento: Rendimiento = (cantidad real * 100) / cantidad teórica
- Riqueza: Riqueza = (masa pura * 100) / masa total
- Relación PV/T: Para una misma masa de gas, PV/T = constante
- Número de moles: nº moles = masa / masa molecular
Cálculo de Fórmula Empírica y Molecular
- Fórmula empírica: Se calcula dividiendo el porcentaje de cada elemento entre su masa atómica. Luego, se divide cada resultado entre el menor de los valores obtenidos.
- Fórmula molecular: Se obtiene a partir de la fórmula empírica y la masa molecular del compuesto.
Leyes y Principios Fundamentales de las Reacciones Químicas
Definiciones
- Reacción química: Proceso por el cual una o varias sustancias iniciales (reactivos) se transforman en otras sustancias finales (productos), diferentes de las iniciales.
Leyes Ponderales
- Ley de Lavoisier (Conservación de la Masa): En toda reacción química, la masa total de los reactivos que reaccionan es igual a la masa total de los productos de la reacción.
- Ley de Proust (Proporciones Definidas): La proporción entre las masas con que dos o más elementos se combinan para formar un cierto compuesto es siempre constante e independiente del procedimiento para formarlo.
Leyes Volumétricas
- Ley de Gay-Lussac: Los volúmenes de las sustancias gaseosas que intervienen en una reacción química, medidos en las mismas condiciones de presión y temperatura, guardan entre sí una relación de números enteros sencillos.
- Principio de Avogadro: Volúmenes iguales de gases diferentes, medidos en las mismas condiciones de presión y temperatura, contienen el mismo número de partículas.
Conceptos Adicionales
- Masa atómica relativa: Masa media de un átomo de un elemento, expresada en unidades de masa atómica (uma).
- Masa molecular relativa: Masa media de una molécula de una sustancia, expresada en unidades de masa atómica (uma).
- Mol: Cantidad de sustancia que contiene tantas entidades elementales como átomos hay en 0,012 kg de carbono-12 (Número de Avogadro, NA ≈ 6.022 x 1023).
- Concentración: Proporción en que se encuentran los componentes de una disolución.