DEFINICION DE LA QUIMICA

La ubicuidad de la química en las ciencias naturales hace que sea considerada la Ciencia Central. La química es de importancia en muchos campos del conocimiento, como la física, la ciencia de materiales, la biología, la medicina, la geología y la astronomía, entre otros.
Los procesos naturales estudiados por la química involucran partículas fundamentales (electrones, protones y neutrones), partículas compuestas (núcleos atómicos, átomos y moléculas) o estructuras microscópicas como cristales y superficies.

Química, del griego χημεία (khemeia que significa "alquimia") es la Ciencia Natural que estudia la materia, su estructura, propiedades y transformación a nivel atómico, molecular y macromolecular.

Como ejemplos de reacciones químicas tenemos:
  - El resultado de la colisión de una partícula alfa con el núcleo de un

 átomo, un átomo o molécula. 
  - La colisión de un neutrón libre con un núcleo atómico inestable. (Fisión nuclear) 
  - La formación de moléculas o iones a partir de la colisión de dos átomos. 
  - La fragmentación, ionización o cambio de estructura de una molécula después de ser irradiada con luz. 
  - La absorción de un átomo o molécula sobre una superficie. 
  - El flujo de electrones entre dos sólidos en contacto. 
  - El cambio estructural en una proteica ante el estímulo apropiado.

Desde el punto de vista microscópico, las partículas involucradas en una reacción química pueden considerarse como un sistema cerrado que intercambia energía con su entorno. En procesos exotérmicos, el sistema libera energía a su entorno, mientras que un proceso endotérmico solamente puede ocurrir cuando el entorno aporta energía al sistema que reacciona.
En la gran mayoría de las reacciones químicas hay flujo de energía entre el sistema y su campo de influencia, por lo cual podemos extender la definición de reacción química e involucrar la energía cinética (calor) como un reactivo o producto.

Aunque hay una gran variedad de ramas de la química, las principales divisiones son:
  • Química Orgánica
  • Química Inorgánica
  • Química Física

Es común que entre las comunidades académicas de químicos la química analítica no sea considerada entre las subdisciplinas principales de la química y sea vista más como parte de la tecnología química.

Otro aspecto notable en esta clasificación es que la química inorgánica sea definida como "química no orgánica". Es de interés también que la Química Física es diferente de la Física Química. La diferencia es clara en inglés: "chemical physics" y "physical chemistry"; en español, ya que el adjetivo va al final, la equivalencia sería:
  • Química física <-> Physical Chemistry
  • Física química <-> Chemical physics
Usualmente los químicos son educados en términos de físico-química (Química Física) y los físicos trabajan problemas de la física química.

Los elementos de la tabla periódica ordenados por su abundancia.

Pinche en el nombre de cualquier elemento para ver sus propiedades químicas, datos ambientales o efectos sobre la salud.

Esta lista contiene los 118 elementos conocidos.

Los elementos químicos de la tabla periódica ordenados por:	Abundancia en la corteza terrestre (%)	Nombre del elemento químico	Símbolo
- Nombre	46.71	Oxígeno	O
- Número atómico	27.69	Sílice	Si
- Símbolo	8.07	Aluminio	Al
- Masa atómica	5.05	Hierro	Fe
- Electronegatividad	3.65	Calcio	Ca
- Energía de ionización	2.75	Sodio	Na
- Densidad	2.58	Potasio	K
- Punto de fusión	2.08	Magnesio	Mg
- Punto de ebullición	0.62	Titanio	Ti
- Radio de VanderWaals	0.14	Hidrógeno	H
- Radio atómico	0.13	Fósforo	P
- Radio covalente	0.094	Carbono	C
- Año de descubrimiento	0.09	Manganeso	Mn
- Apellido del descubridor	0.052	Azufre	S
- Presencia en el cuerpo humano	0.05	Bario	Ba
	0.045	Cloro	Cl
	0.035	Cromo	Cr
	0.029	Fluor	F
	0.025	Zirconio	Zr
	0.019	Níquel	Ni

Para estudiantes de química y profesores de universidad o colegio: la tabla de arriba muestra una lista de los elementos ordenados por su abundancia en la corteza terestre.
El elemento más abundante de la lista es el oxígeno, y el menos es el níquel.

La abundancia se mide en porcentaje.

Por favor tenga en cuenta que los elementos no muestran su relación natural entre unos y otros tal y como ocurre en el sistema periódico. Pinche aquí para visitar nuestra tabla periódica y así obtener más información acerca de los metales, semi-conductor(es), no metal(es), gas(es) noble(s) inerte(s), halógenos, lantánidos, actínidos (elementos de tierras raras) y metales de transición. 

Read more: http://www.lenntech.es/tabla-peiodica/abundancia.htm#ixzz2bt3g0l9y

FUNCIONES  QUÍMICA BÁSICA

FUNCIÓN OXIDO

Concepto:

Los óxidos básicos se forman cuando el elemento que se combina con oxígeno es un metal.

Metal + Oxígeno = Óxido básico

2Ca + O₂                    2CaO

Como su nombre lo indica, los óxidos básicos sometidos a la acción del agua producirán compuestos de carácter básico o alcalino.

Formulación:

Para escribir directamente la fórmula:

-Escribimos los símbolos del metal y del oxígeno.

-Intercambiamos los números de oxidación sin el signo y lo escribimos como subíndices. Si es posible, simplificamos

Función Óxido

Los óxidos son compuestos que resultan de la combinación del oxígeno con cualquier otro elemento. El oxígeno se combina fácilmente con la mayoría de los elementos de la tabla periódica. Agrupamos, entonces, a los óxidos en dos grandes categorías: óxidos básicos y óxidos ácidos, diferentes en cuanto a origen y características.

Óxidos Básicos o Metálicos

       Óxidos Acidos o Anhídridos

Nomeclatura: Óxidos Ácidos o Anhídridos

Concepto:

Los óxidos ácidos resultan de combinar con oxígeno un no metal. Los óxidos no

metálicos son gaseosos y al disolverse con el agua forman ácidos.

No metal + oxígeno = óxido ácido

C +     O₂       CO₂            

Formulación:

La fórmula del óxido no métalico se escribe como la de un óxido metálico. Escribimos los símbolos del no metal y del oxígeno. Intercambiamos números de oxidación sin signos y los escribimos como subíndices. Si son pares, se simplifican.

Nomenclatura:

Para nombrarlos se antepone el nombre común anhídrido al nombre del no metal. Para diferenciar varios óxidos del mismo no metal, se usan los prefijos hipo- inferior e Per- superior y los sufijos -oso  e -ico, como se muestra:

Función Hidróxido  

Concepto:

Los hidróxidos, también llamados bases o alcális, se producen cuando los óxidos báscios o metálicos reaccionan con agua. Su grupo funcional es el radical oxidrilo o hidroxilo OH.

Óxido básico + agua = hidróxido

Na₂O   +    H₂O     = 2NaOH

Los hidróxidos son fácilmente identificables:

-Viran el color del papel tornasol de rojo a azul, y la fenolftaleína de incolora a rojo  grosella.

-Tienen sabor amargo, como el jabón o el champú. Pero como regla ¡no pruebes las sustancias químicas!

Formulación:

Para escribir las fórmulas de los hidróxidos procedemos de la siguiente manera:

-Escribimos el símbolo del metal seguido del radical oxidrilo OH.

-Intercambiamos los números de oxidación y los escribimos como subíndices. El número de oxidación del radical oxidrilo es -1.

-El radical oxidrilo se escribe entre paréntesis solo si requiere subíndices.

Nomenclatura:

Los hidróxidos se nombran con ese nombre genérico seguido por el nombre del metal correspondiente.

Si el metal tiene dos posibles estados de oxidación, sus hidróxidos terminan en -oso e -ico, respectivamente:

Fe(OH)₂ Hidróxido ferroso

Fe(OH)₃ Hidróxido férrico

Función Ácido

Los ácidos son compuestos químicos que tienen al ion hidrógeno H* como grupo funcional. Las características que nos permiten reconocerlos son:

-Viran a rojo el papel tornasol azul.

-Tiene sabor agrio. Puedes experimentarlo con limón o vinagre nunca con ácidos de

 laboratorio.

-Tienen olor penetrante e irritan la piel y mucosas.

-En soluciones acuosas, se disocian liberando iones hidrógeno (H*) o protones.

Existen dos clases de ácidos inórgánicos: Los ácidos oxácidos, que contienen oxígeno; y los ácidos hidrácidos, que no contienen oxígeno

Ácidos Oxácidos  

Concepto:

Los ácidos oxácidos resultan de la combinación de un óxido ácido o anhídrido con agua.

Óxido Ácido + Agua = Ácido Oxácido

SO₃ + H₂O  H₂SO₄

Formulación:

Para escribir la ecuación de formación de un ácido oxácido, partimos del óxido respectivo. Luego simplificamos los subíndices del producto para obtener la fórmula final del ácido acompañada del coeficiente que balancea la ecuación (¡exactamente como extraer múltiplo común!).

Cl₂O + H₂O            H₂Cl₂O₂                  2HClO

Nomeclatura:

Para nombrar los ácidos, de nuevo debemos tener en cuenta el número de oxidación del no metal. En la nomenclatura tradicional, el ácido se llama como el anhídrido que lo originó. Solo varía el nombre genérico de anhídrido a ácido, y se mantienen los prefijos y sufijos correspondientes.

HClO Ácido hipocloroso 

Ácidos Hidrácidos   

Concepto:

Los hidrácidos son ácidos no oxigenados porque no provienen de óxidos. Están formados por los metales de los grupos VI A o VII A de la tabla periódica e hidrógeno.   

                                                                  

No Metal + Hidrógeno           Ácido Hidrácido

S          +            H₂                    H₂S (ac)

Formulación:

Para escribir su fórmula, escribe el símbolo del hidrógeno y el del no metal con número de oxidación negativo; -1 para los del grupo VII (ac) indica que el ácido permanece disociado en solución acuosa.

Nomenclatura:

Toman el nombre genérico ácido, seguido del nombre del no metal terminado en el sufijo -hídrico.

HCl Ácido clorhídrico

  HBr Ácido bromhídrico

Función Sal Inorgánica

Las sales son compuestos iónicos sólidos y cristalinos a temperatura ambiente. Abundan en la tierra y en los océanos. Algunas son fundamentales para la vida.

Según el ácido que las originó, las sales pueden ser oxisales o sales haloideas. Algunos ejemplos del uso de las sales en el día a día: la sal común cloruro de sodio, adereza y preserva los alimentos. El mármol carbonato de calcio cristalino. La piedra caliza, las conchas de los moluscos, las perlas y el sarro de la tetera son básicamente la misma sal oxisal.

Sales Oxisales

Concepto:

Las Sales Oxisales se forman al reaccionar una base o hidróxido con un ácido oxácido.

Hidróxido + Ácido Oxácido             Sal Oxisal + Agua

KOH   +   HNO3                KNO3   +   H2O

Nomenclatura:

El nombre del anión proviene del ácido que lo origina, pero se cambian los sufijos según las siguientes reglas:

-oso por -ito

-ico por -ato

Ejemplo:

Ácido nitroso + hidróxido de potasio = nitrito de potasio

                            HNO₂          +             KOH                   KNO₂      +    H2O

Si, además el metal tiene dos estados de oxidación, su nombre termina en -oso e -ico, como en el hidróxido que originó la sal.

Ejemplo:

Ácido sulfúrico + hidróxido cúprico = sulfato cúprico

H2SO4     +           Cu(OH)2            CuSO4    +   2H₂O

Sales Haloideas

Concepto:       

Las sales haloideas se forman al neutralizar un ácido hidrácido con un hidróxido.

Hidróxido + Ácido Hidrácido = Sal Haloidea + Agua

NaOH +            HCl                  NaCl         +   H2O

Nomeclatura:

El anión se nombra cambiando el sufijo -hídrico del ácido del cual provienen por -uro. Si el metal tuviera dos estados de oxidación, termina en los sufijos -oso e -ico.

PbS = Sulfuro plumboso

PbS₂ = Sulfuro plúmbico

¿Qué es la nomenclatura química? Hay diferentes sistemas de nomenclatura (tradicional, sistemática, Stock) que se han desarrollado para nombrar los compuestos en relación a su composición química o a su fórmula.

¿Qué es una fórmula química? La fórmula química es la representación de un compuesto químico y nos indica el número de átomos o de moles de átomos de cada elemento que hay en una molécula o en un mol de dicho compuesto.

¿Qué es la valencia? La valencia es la capacidad que tiene un elemento para combinarse con otros. En el cuadro siguiente tenemos una relación de los elementos más usuales con sus valencias más frecuentes.

Metales			No metales
Símbolos	Valencias +		Símbolos	Valencias +	Valencias -
Li, Na, K, Rb, Cs, Fr, Ag	+1		H	+1	-1
Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Zn, Cd	+2		F		-1
Cu, Hg	+1, +2		O		-2
Au, Tl	+1, +3		Cl, Br, I	+1, +3, +5,+7	-1
Fe, Co, Ni	+2, +3		S	+2, +4, +6	-2
Pd, Pt, Ir, Sn, Pb	+2, +4		Se, Te	+4, +6	-2
Al	+3		N	+1, +2, +3, +4, +5	-3
Cr	+2, +3, +6		P, As, Sb	+3, +5	-3
Mn	+2, +3, +4, +6, +7		B	+3
Bi	+3, +5		C	+2, +4	-4
			Si	+4

 

SUBDICIPLINAS DE LA QUIMICA

• Química inorgánica: Síntesis y estudio de las propiedades eléctricas, magnéticas y ópticas de los compuestos formados por átomos que no sean de carbono (aunque con algunas excepciones). Trata especialmente los nuevos compuestos con metales de transición, los ácidos y las bases, entre otros compuestos.
• Química orgánica: Síntesis y estudio de los compuestos que se basan en cadenas de carbono.
• Bioquímica: estudia las reacciones químicas en los seres vivos, estudia el organismo y los seres vivos.
• Química física: estudia los fundamentos y bases físicas de los sistemas y procesos químicos. En particular, son de interés para el químico físico los aspectos energéticos y dinámicos de tales sistemas y procesos. Entre sus áreas de estudio más importantes se incluyen latermodinámica química, la cinética química, la electroquímica, la mecánica estadística y laespectroscopía. Usualmente se la asocia también con laquímica cuántica y la química teórica.
• Química industrial: Estudia los métodos de producción de reactivos químicos en cantidades elevadas, de la manera económicamente más beneficiosa. En la actualidad también intenta aunar sus intereses iniciales, con un bajo daño al medio ambiente.
• Química analítica: estudia los métodos de detección (identificación) y cuantificación (determinación) de una sustancia en una muestra. Se subdivide en Cuantitativa y Cualitativa.

LA MATERIA

La materia es lo que forma todos los objetos que nos rodean. Una roca, una mesa, el aire o el agua están hechos de materia.
Una sustancia es cada tipo de materia. El hierro, el aire o el agua.

Todos los objetos tienen dos tipos de propiedades: 

- Las propiedades generales.

- Y las propiedades específicas.

La propiedades generales son comunes a todo tipo de materia.

Las propiedades generales de la materia son: La masa y el volumen.

Las propiedades específicas son propias de cada tipo de materia y permiten distinguir unas sustancias de otras.

Algunas propiedades específicas son: el color, la dureza, el brillo, la transparencia.

 

MASA Y VOLUMEN

La masa  es la cantidad de materia que tiene un objeto. Se mide en kilogramos.

El volumen es la cantidad de espacio que ocupa un objeto. Se mide en litros.

PROPIEDADES DE LA MATERIA

EL ATOMO

El átomo es la parte más pequeña en la que se puede obtener materia de forma estable, ya que las partículas subatómicas que lo componen no pueden existir aisladamente salvo en condiciones muy especiales. El átomo está formado por un núcleo, compuesto a su vez por protones y neutrones, y por una corteza que lo rodea en la cual se encuentran los electrones, en igual número que los protones.

Protón, descubierto por Ernest Rutherford a principios del siglo XX, el protón es una partícula elemental que constituye parte del núcleo de cualquier átomo. El número de protones en el núcleo atómico, denominado número atómico, es el que determina las propiedades químicas del átomo en cuestión. Los protones poseen carga eléctrica positiva y una masa 1.836 veces mayor de la de los electrones.

Neutrón, partícula elemental que constituye parte del núcleo de los átomos. Fueron descubiertos en 1930 por dos físicos alemanes,Walter Bothe y Herbert Becker. La masa del neutrón es ligeramente superior a la del protón, pero el número de neutrones en el núcleo no determina las propiedades químicas del átomo, aunque sí su estabilidad frente a posibles procesos nucleares (fisión, fusión o emisión de radiactividad). Los neutrones carecen de carga eléctrica, y son inestables cuando se hallan fuera del núcleo, desintegrándose para dar un protón, un electrón y un antineutrino.

Electrón, partícula elemental que constituye parte de cualquier átomo, descubierta en 1897 por J. J. Thomson. Los electrones de un átomo giran en torno a su núcleo, formando la denominada corteza electrónica. La masa del electrón es 1836 veces menor que la del protón y tiene carga opuesta, es decir, negativa. En condiciones normales un átomo tiene el mismo número de protones que electrones, lo que convierte a los átomos en entidades eléctricamente neutras. Si un átomo capta o pierde electrones, se convierte en un ion.

Los científicos y el átomo

Ernest Rutherford, científico nacido en Nueva Zelandia, demostró en 1911 la existencia del núcleo atómico, complementando el conocimiento del electrón, descubierto en 1897 por J.J. Thompson. Desde entonces, múltiples experiencias han demostrado que el núcleo está compuesto por partículas más pequeñas, los protones y neutrones. Y en 1963, Murray Gell-Mann postuló que protones y neutrones están compuestos por partículas aún más pequeñas, a las que llamó "quarks".

La experiencia de Rutherford fue crucial en la determinación de la estructura atómica. Los párrafos que siguen son un extracto de su propia comunicación (1911):

"Es un hecho bien conocido que las partículas alfa y beta sufren desviaciones de sus trayectorias rectilíneas a causa de las interacciones con los átomos de la materia.

Parece indudable que estas partículas de movimiento veloz pasan en su recorrido a través de los átomos, y las desviaciones observadas son debidas al campo eléctrico dentro del sistema atómico.

Las observaciones de Geiger y Mardsen sobre la dispersión de partículas alfa, indican que algunas de estas partículas deben de experimentar en un solo encuentro desviaciones superiores a un ángulo recto.

Un cálculo simple demuestra que el átomo debe de ser asiento de un intenso campo eléctrico para que se produzca una gran desviación en una colisión simple..."