Apuntes, resúmenes, trabajos, exámenes y ejercicios de Química de Otros cursos

Conceptos Fundamentales de Química

1. Estructura Atómica y Configuración Electrónica

• Principio de Exclusión de Pauli

  Dos electrones en un mismo átomo no pueden tener los cuatro números cuánticos iguales. Deben diferir al menos en el número cuántico de espín (s), teniendo espines opuestos (+1/2 y -1/2).

• Regla de Hund (de máxima multiplicidad)

  Los electrones se distribuyen en los orbitales de un mismo subnivel ocupando el mayor número de orbitales posibles con espines paralelos antes de aparearse.

• Principio de Aufbau

  Establece que los electrones ocupan los orbitales de menor energía antes de ocupar los de mayor energía.

  • Estado Fundamental: Es la configuración electrónica de mínima energía de un átomo, donde los electrones ocupan los

Fundamentos de la Termoquímica: Energía y Reacciones Químicas

La Termoquímica es una subdisciplina de la fisicoquímica que estudia los cambios energéticos que se presentan durante la realización de una reacción química. Se puede considerar que las reacciones químicas se producen a presión y volumen constantes.

Sistemas Termodinámicos: Clasificación y Entorno

Un sistema es un conjunto delimitado del universo que comprende algunos elementos relacionados para alcanzar un objetivo. Los sistemas se clasifican dependiendo del vínculo que guarden con el entorno:

• Sistema Abierto: Es aquel que permite un continuo intercambio de masa y energía con sus alrededores.
• Sistema Cerrado: Solo permite el intercambio de energía con el entorno, pero

Soluciones Acuosas: El Agua como Solvente

El agua es un electrolito débil y, por lo tanto, un mal conductor de la electricidad.

A la constante Kw se le denomina constante del producto iónico del agua y tiene un valor de 1,0 x 10^-14 a 25 °C.

Propiedades Químicas de los Ácidos

• Poseen un sabor agrio.
• Colorean de rojo el papel de tornasol.
• Sus soluciones conducen la electricidad.
• Desprenden gas hidrógeno cuando reaccionan en solución con cinc o con algunos otros metales.

Propiedades Químicas de las Bases

• Tienen un sabor amargo característico.
• Conducen electricidad en solución acuosa.
• Colorean de azul el papel de tornasol.
• Reaccionan con los ácidos para formar una sal más agua.

Concepto de Ácido y Base según Brønsted-Lowry

Ácido: Toda sustancia...

Clasificación de Ácidos y Bases

Ácidos fuertes: HCl, HBr, HI, H₂SO₄, HNO₃, HClO₄, HMnO₄, HClO₃. Bases fuertes: hidróxidos alcalinos y alcalinotérreos. Ácidos débiles: NH₄⁺, HF, HCN, H₂CO₃, ácidos orgánicos (metanoico, etanoico). Bases débiles: NH₃, CH₃NH₂ (metilamina)

Reacciones de Ácidos y Bases Débiles e Iones

Ácido acético o etanoico: CH₃COOH + H₂O ⇌ CH₃COO^- + H₃O⁺. Disolución de amoníaco: NH₃ + H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH^-. Ácido metanoico: HCOOH + H₂O ⇌ HCOO^- + H₃O⁺. Metilamina: CH₃NH₂(ac) + H₂O(l) ⇌ CH₃NH₃⁺(ac) + OH^-(ac). Ácido monoprótico débil: HV + H₂O ⇌ H₃O⁺ + V^-. Ion amonio: NH₄⁺ + H₂O ⇌ NH₃ + H₃O⁺. Acetato de sodio: NaCH₃COO → CH₃COO^- + Na⁺; CH₃COO^- + H₂O ⇌ CH₃COOH + OH^-. Cianuro de potasio: KCN → K⁺ + CN^-

Propiedades Físicas de la Materia

Las propiedades físicas son aquellas que se pueden observar y medir sin que cambie o se modifique la composición de las sustancias.

Densidad

La Densidad es la relación que existe entre la masa y el volumen de una sustancia (es decir, el volumen que ocupa una determinada masa de una sustancia).

Propiedades de los Sólidos

• Punto de Fusión: Un sólido pasa a estado líquido.
• Punto de Sublimación: Un sólido pasa a estado gaseoso sin pasar por el estado líquido.
• Maleabilidad: Resistencia a la deformación sin romperse.
• Ductilidad: Propiedad de los sólidos para formar hilos o alambres.
• Dureza: Oposición que presentan los sólidos a alteraciones físicas (penetración, rayado, corte).

Propiedades de los Líquidos

• Punto

Materia

Todo aquello que ocupa un lugar en el espacio y tiene masa.

Propiedades Físicas

Se pueden medir y observar sin que se modifique la identidad de una sustancia. Ejemplo: Punto de fusión del hielo.

Propiedades Químicas

Se observan cuando se produce un cambio químico, cuando se forman nuevas sustancias distintas a las originales. Ejemplo: el hidrógeno gaseoso reacciona con oxígeno para formar agua.

Propiedades Extensivas

Dependen de la cantidad de materia que se considera. Ejemplo: masa, volumen.

Propiedades Intensivas

No dependen de la cantidad de materia que se considera. Ejemplo: densidad, temperatura.

Fenómenos

Fenómenos Físicos

Aquellos en los que se modifica una propiedad de la materia sin que esta se modifique en su composición. Estos...

Modelos Atómicos

Los modelos atómicos responden a la necesidad de comprender la estructura de los átomos, debido a que estos son partículas pequeñísimas que no se pueden observar directamente.

Por lo tanto, los modelos atómicos son representaciones teóricas de cómo son los átomos.

John Dalton

En 1805, John Dalton propone la teoría atómica de la materia. Según esta teoría:

1. Los átomos son partículas microscópicas, indivisibles e indestructibles.
2. Los átomos de un mismo elemento son iguales en masa, tamaño y propiedades.
3. Cuando átomos de diferentes elementos se juntan, forman los compuestos.

Joseph Thomson

En 1897, Joseph Thomson realizó una serie de experimentos con rayos catódicos (tubos de descarga eléctrica en gases), con los...

Propiedades de los Óxidos No Metálicos

• No tienen lustre; presentan diversos colores.
• Los sólidos suelen ser quebradizos; algunos son duros y otros blandos.
• Son malos conductores del calor y la electricidad.
• La mayor parte de los óxidos no metálicos son sustancias moleculares que forman soluciones ácidas.
• Tienden a formar aniones u oxianiones en solución acuosa.
• Las capas externas contienen cuatro o más electrones.

Propiedades de los Hidróxidos Metálicos

• Los hidróxidos metálicos son, a temperatura ambiente, sustancias sólidas.
• Los hidróxidos de los elementos del grupo IA de la tabla periódica funden a temperaturas relativamente altas. La mayoría de los restantes hidróxidos metálicos se descomponen a altas temperaturas antes de fundirse.

Fundamentos de Enlaces Químicos

Tipos de Enlaces Químicos

• Enlace Químico: Unión de dos o más átomos para formar entidades mayores, como moléculas o elementos.
• Enlace Iónico: Unión que resulta entre iones de diferentes signos.
  • Cuando la electronegatividad es mayor a 1.7.
  • Metal + No metal.
  • Grupo IIA + O.

  Ejemplo: Ca + O

  Ca z=20 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²
  O z=8 1s²2s²2p⁴

• Enlace Covalente: Se produce cuando la diferencia de electronegatividad no es suficiente para que se transfieran electrones; de esta forma, los átomos comparten uno o más pares de electrones en un orbital.
• Enlace Metálico: Es un enlace químico que mantiene unidos los átomos de los metales entre sí.

Regla del Octeto y sus Excepciones

• Regla del Octeto: Es una regla que explica los enlaces

Estructura Vertical de la Atmósfera

La atmósfera terrestre se organiza en capas según la variación de la temperatura. Estas son:

• Troposfera

  Su espesor varía con la latitud: en el ecuador es de aproximadamente 16 km y en los polos de 8 km. Esta capa contiene el 80% de los gases atmosféricos y la mayor parte del agua (en forma de vapor o nubes). Es aquí donde se producen los fenómenos meteorológicos (lluvias, viento, etc.). La temperatura disminuye con la altura; este fenómeno se denomina gradiente vertical de temperatura y es positivo, con un valor aproximado de 6,5 °C/km.

• Estratosfera

  Alcanza hasta los 50-60 km de altitud, llegando hasta la estratopausa. La temperatura varía de 15 °C en superficie (en su límite inferior, la tropopausa)