Apuntes, resúmenes, trabajos, exámenes y ejercicios de Química de Bachillerato

Electrólisis: Conceptos Fundamentales

La electrólisis es el proceso en el que el paso de la corriente eléctrica por una disolución o por un electrolito fundido produce una reacción de oxidación-reducción (redox) no espontánea.

Componentes de la Electrólisis

La cuba electrolítica es el recipiente donde se realiza el proceso. Contiene la disolución o el electrolito fundido en el que se sumergen los electrodos conectados a una fuente de corriente continua, de la que la cuba recibe electrones.

Los electrodos son las superficies sobre las que se producen las semirreacciones de oxidación y reducción. Suelen ser inertes. Se distingue entre:

• Cátodo: electrodo en el que tiene lugar la reducción. Se conecta al polo negativo.
• Ánodo: electrodo

Introducción a la Química: Ciencia Pura y Ciencia Aplicada

• Abarca la teoría, es decir, aquellas premisas y formulaciones abstractas que luego aplicamos. Una vez puestas en práctica, estamos observando la ciencia aplicada, ésta hace referencia a los usos prácticos.

Tipos de Química

• Química General

  Estudia los principios básicos de la química, como la estructura atómica, enlaces químicos y leyes de conservación. Se aplica en la educación y como base para otras ramas, ayudando a entender las reacciones y propiedades de los elementos y compuestos.

• Química Inorgánica

  Analiza los compuestos sin carbono (excepto algunos como los carbonatos). Se usa en la industria (metales, cerámicas, fertilizantes) y aplica conocimientos sobre minerales

Conceptos Fundamentales de Física Cuántica y Ondas

Modelos Atómicos y Cuantificación de la Energía

El estudio de la materia y la energía ha evolucionado a través de diversos modelos y teorías. A continuación, se presentan algunos de los pilares fundamentales:

Dalton: Clasificación por Masa Atómica

Dalton propuso una clasificación de los elementos basada en su masa atómica, sentando las bases de la teoría atómica moderna.

Hipótesis Cuántica de Planck

Planck supuso que la energía emitida por un cuerpo negro debía ser múltiplo de un término al que denominó fotón, es decir, Planck cuantifica la energía. Esta idea revolucionaria marcó el inicio de la mecánica cuántica.

Efecto Fotoeléctrico

El Efecto Fotoeléctrico consiste en... Continuar leyendo "Conceptos Clave de Física y Química: Ondas, Estructura Atómica y Enlaces Químicos" »

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

Estados de Oxidación Comunes de Elementos Químicos

A continuación, se presenta una lista de los estados de oxidación más comunes para diversos elementos:

• +1: Hidrógeno (H), Litio (Li), Sodio (Na), Potasio (K), Rubidio (Rb), Cesio (Cs), Francio (Fr), Plata (Ag).
• +2: Berilio (Be), Magnesio (Mg), Calcio (Ca), Estroncio (Sr), Bario (Ba), Radio (Ra), Cadmio (Cd), Zinc (Zn).
• +3: Boro (B), Aluminio (Al), Galio (Ga), Indio (In), Talio (Tl).
• Carbono (C): -4, +2, +4.
• Silicio (Si), Germanio (Ge), Estaño (Sn), Plomo (Pb): +2, +4.
• Nitrógeno (N), Fósforo (P), Arsénico (As), Antimonio (Sb): -3, +3, +5.
• Bismuto (Bi): +3, +5.
• Azufre (S), Selenio (Se), Telurio (Te), Polonio (Po): -2, +2, +4, +6.
• Flúor (F): -1.
• Cloro (Cl), Bromo (Br), Yodo (I), Astato (At): -

Propietats periòdiques dels elements

Radi atòmic

És una mesura aproximada de la mida d’un àtom.

• Període (d'esquerra a dreta): disminueix.
• Grup (de dalt a baix): augmenta.

Radi iònic

És la mida d’un àtom quan es transforma en ió.

• Anions (guanyen electrons): són més grans que l’àtom neutre.
• Cations (perden electrons): són més petits que l’àtom neutre.
• Tendència general: segueix aproximadament la del radi atòmic.

Energia d’ionització

És l’energia necessària per arrencar un electró d’un àtom en estat gasós.

• Període (d'esquerra a dreta): augmenta.
• Grup (de dalt a baix): disminueix.

Afinitat electrònica

És l’energia alliberada quan un àtom capta un electró i forma un anió.

• Període (d'esquerra a dreta): augmenta.
• Grup

Fundamentos del Modelo Atómico

• Un electrón se mueve en una órbita circular alrededor del núcleo en un átomo.
• El electrón se mueve en una órbita permitida sin radiar energía electromagnética; de esta manera, su energía total es constante.
• Cuando el electrón pasa de una órbita a otra, hay emisión o absorción de energía.

Evolución de la Física Cuántica

La Física Cuántica se inicia en 1923 con los trabajos de Louis-Victor de Broglie, en los que introduce una hipótesis en la que se atribuyen a los electrones un comportamiento ondulatorio, además de su evidente comportamiento corpuscular.

Este descubrimiento dio la pauta para que Erwin Schrödinger estableciera un modelo matemático que describe una distribución específica de densidad... Continuar leyendo "Principios de la Mecánica Cuántica y Aplicaciones de los Elementos Químicos" »

Ley de Hess

La Ley de Hess establece que: “Si una reacción química puede producirse en varias etapas, reales o teóricas, su variación de entalpía es igual a la suma de las entalpías de las reacciones intermedias”.

El carácter de función de estado de la entalpía hace que la variación de entalpía para un sistema que evoluciona desde un estado inicial a un estado final sea independiente de la trayectoria seguida. Esto quiere decir que si una reacción puede llevarse a cabo de modo directo o a través de varias reacciones intermedias, la variación de entalpía tiene el mismo valor en ambos casos.

Cálculo de la Entalpía

Hay dos formas principales de calcular la entalpía de una reacción:

• Ley de Hess Directa: Podemos calcular la entalpía

Modelos Atómicos

Modelo Atómico de Thomson

Basándose en los tubos de descarga de gases, supuso que el átomo tenía una estructura interna. Los electrones, de pequeña masa, estarían incrustados en una esfera de carga positiva, responsable de la mayor parte de la masa del átomo. La imagen del átomo era la de una esfera uniforme con los electrones incrustados. El conjunto era eléctricamente neutro. Este modelo podía explicar la formación de iones: si el átomo pierde electrones, queda cargado positivamente y forma un catión; si el átomo gana electrones, forma un anión.

Modelo Atómico de Rutherford

Estudiaron las desviaciones que sufrían las partículas radiactivas alfa (α) (partículas de masa relativamente elevada y carga positiva)... Continuar leyendo "Evolución de los Modelos Atómicos y Conceptos Fundamentales" »

Tipos de Enlace Químico

Enlace Iónico

Se forma entre átomos con electronegatividad muy diferente (generalmente metal-no metal).

Enlace Covalente

Se forma entre átomos con electronegatividad muy altas (generalmente no metal-no metal).

Enlace Metálico

Se forma entre átomos con electronegatividad muy baja y similares (metal-metal).

Propiedades de los Compuestos Iónicos

• A temperatura ambiente son sólidos frágiles.
• Presentan altos puntos de fusión y ebullición.
• Son duros y frágiles: los sólidos iónicos son muy compactos y cuesta mucho rayarlos. Son frágiles porque un golpe seco altera la red, haciendo que se enfrenten iones del mismo signo, lo que provoca la ruptura.

Enlace Covalente y Polaridad Molecular

La polaridad de una molécula depende... Continuar leyendo "Enlaces Químicos: Tipos, Propiedades y Fuerzas Intermoleculares Esenciales" »