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Fundamentos de la Química: Materia y Clasificación

Materia

Tiene masa, ocupa espacio y existe en cuatro estados principales: sólido, líquido, gas y plasma.

Clasificación de la Materia

• Sustancias Puras:
  • Elementos: Compuestos por un solo tipo de átomo.
  • Compuestos: Formados por la unión química de dos o más elementos.
• Mezclas:
  • Homogéneas: Uniformes a simple vista (Ejemplo: agua con sal).
  • Heterogéneas: Componentes visibles y distinguibles (Ejemplo: arena con agua).

Estructura Atómica y Enlaces Químicos

Modelos Atómicos Históricos

• Dalton: El átomo es indivisible.
• Thomson: Modelo del pudín de pasas; electrón incrustado en una esfera positiva.
• Rutherford: Núcleo positivo central; electrones orbitan alrededor.
• Bohr: Electrones se mueven en niveles

Materia y sus Transformaciones: Teoría del Enlace Químico

Conceptos Fundamentales del Enlace

• Enlace Químico: Es el conjunto de fuerzas que mantienen unidas a los átomos, iones o moléculas que forman parte de la materia con el objetivo de alcanzar la estabilidad. Existen tres tipos principales: iónico, covalente y metálico.
• Electrones de Valencia: Son los responsables directos de formar los enlaces químicos, ya que residen en el último nivel de energía del átomo.

Estructura de Lewis

Gilbert Lewis ideó un sistema de notación que consiste en representar el símbolo del elemento rodeado de sus electrones de valencia, los cuales se simbolizan mediante puntos o cruces.

Procedimiento para Realizar Símbolos de Lewis

1. Escribir el símbolo del

Conceptos Fundamentales de Química

Nomenclatura y Clasificación de Compuestos

Nomenclatura: Es el conjunto de normas que indica el nombre que deben llevar las fórmulas de las moléculas. Las letras representan los símbolos químicos de los elementos que integran la fórmula.

Hidruros

• Hidruro Metálico: Son compuestos binarios formados por un metal e hidrógeno. En estos compuestos, el hidrógeno actúa con un número de oxidación de -1 y el metal trabaja con valencia positiva.

• Hidruro No Metálico: Son compuestos binarios que resultan de la combinación entre el hidrógeno y un no metal. El hidrógeno trabaja con un número de oxidación de +1, mientras que el no metal trabaja con valencia negativa.

Óxidos y Anhídridos

• Óxido: Son compuestos

Clasificación de las Proteínas

Holoproteínas

Las Holoproteínas están formadas exclusivamente por aminoácidos y se clasifican según su conformación tridimensional:

1. Proteínas globulares: Poseen una conformación esférica (ejemplos: histonas, globulinas).
2. Proteínas fibrosas: Presentan una configuración alargada (ejemplos: colágenos, fibrinas).

Heteroproteínas

Las Heteroproteínas están formadas por una parte proteica y una parte no proteica (denominada grupo prostético). El criterio empleado para su clasificación es la naturaleza del grupo no proteico. Según esto, se dividen en:

• Glucoproteínas: (ejemplo: hormonas)
• Lipoproteínas: (ejemplo: membrana)
• Nucleoproteínas: (ejemplo: cromatina)
• Fosfoproteínas: (ejemplo: caseína)
• Cromoproteínas:

Elementos y Compuestos Químicos

1. Evolución del Concepto de Elemento Químico

El primer intento de clasificación lo realizaron los griegos y no tenía carácter científico. Aristóteles estableció cuatro elementos fundamentales: tierra, agua, aire y fuego.

Hitos en la Definición del Elemento

• Lavoisier (Siglo XVIII): Propuso que «elemento es toda sustancia en la cual, por cualquier medio, podamos descomponer los cuerpos». Con él aparecía la experimentación, aunque se equivocó al incluir como sustancias simples a la luz y al calórico.

• Dalton (Principios del s. XIX): Vio la necesidad de asociar cada elemento a un tipo de átomos. Los átomos de un elemento químico son las partículas más pequeñas que pueden participar en la identificación

Los elementos están constituidos por átomos consistentes en partículas materiales separadas e indestructibles;Los átomos de un mismo elemento son iguales en masa y en todas las demás cualidades. Los átomos de los distintos elementos tienen diferentes masa y propiedades.

Los números cuánticos describen los valores de las variables dinámicas que se conservan en los sistemas cuánticos. Corresponden por tanto con aquellos observables que conmutan con el Hamiltoniano del sistema.

cuántico principal(h)

cuántico segundario(e)

magnético(m)

spim(s)

grupos o familias de la tabla periódica:

se clasifican con números romanos y se organizan en filas horizontales.

postulados griegos:

-entre los átomos solo existen espacios vacíos.

-los átomos son

Leyes Ponderales

• Conservación de la masa: La masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos. Aunque se realice una reacción y se mezclen componentes, al final se seguirán teniendo los mismos productos.
• Proporciones definidas: Dos o más elementos que se combinan para formar un cierto compuesto mantienen una relación constante e independiente del procedimiento para formarlo.

Números Cuánticos

Los números cuánticos describen el comportamiento de los electrones en un átomo.

• n: Designa el nivel de energía. Cuanto más alejado del núcleo, mayor energía.
• l: Determina la forma del orbital y la energía dentro de cada nivel.
• m_l: Indica la orientación del orbital en el espacio. Explica el desplazamiento de las líneas

Concepto Químico Según Lavoisier

La definición que propuso Lavoisier en su Tratado elemental de Química coincidía con la que formuló Boyle un siglo antes: "elementos son todas las sustancias en las cuales, por cualquier medio, podamos descomponer los cuerpos". Ello situaba la experimentación como herramienta necesaria para saber si una sustancia es un elemento. Y añadía: "ciertas sustancias se comportan para nosotros como sustancias simples porque todavía no hemos descubierto el modo de separarlas". Lavoisier se equivocó al incluir en el primer grupo de sustancias simples a la luz y al calórico, considerándolos como elementos.

Concepto de Elemento Químico Según Dalton

Cuando Dalton planteó su teoría atómica a principios del siglo... Continuar leyendo "Elementos Químicos: Definiciones, Sistema Periódico y Enlace Iónico" »

Temperatura de Fusión

El orden decreciente de la temperatura de fusión según el tipo de enlace es:

Red covalente atómica > Metal de transición > Enlace iónico > Metal (grupos 1, 2) > Covalente molecular (puente de hidrógeno) > Covalente molecular (Van der Waals - polar) > Covalente molecular (Van der Waals - apolar)

• Red covalente atómica: Requiere romper enlaces covalentes, los cuales son extremadamente fuertes.
• Metal de transición: Su alta temperatura se debe a la formación de una nube electrónica densa.
• Enlace iónico: Depende de la estabilidad de su red cristalina (energía de red), que debe ser vencida para separar los iones.
• Metal (grupos 1, 2): Poseen una nube electrónica que mantiene la estructura.
• Covalente molecular

Modelos Atómicos

La comprensión de la estructura del átomo ha evolucionado a lo largo de la historia gracias a diversos modelos propuestos por científicos. A continuación, se presentan los más influyentes:

• Dalton (1808)

  Propuso que los elementos están formados por partículas indivisibles e indestructibles llamadas átomos. Según su teoría, los átomos de un mismo elemento son idénticos en masa y propiedades.

• Thomson (1904)

  Sugirió que los átomos están compuestos por una esfera de carga positiva con electrones de carga negativa incrustados en ella, similar a un "pudín de pasas".

• Rutherford (1911)

  Demostró que el átomo está compuesto por un núcleo central de carga positiva y electrones de carga negativa que giran libremente alrededor