Quimica Ciclo V

QUIMICA CICLO V GUIA DE TRABAJO

LA TABLA PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS Es la organización que, atendiendo a diversos criterios, distribuye los distintos elementos químicos conforme a ciertas características. Suele atribuirse la tabla a Dimitri Mendeleïev, quien ordenó los elementos basándose en la variación manual de las propiedades químicas, si bien Julius Lothar Meyer, trabajando por separado, llevó a cabo un ordenamiento a partir de las propiedades físicas de los átomos.

La historia de la tabla periódica está íntimamente relacionada con varias cosas, clave para el desarrollo de la química y la física:

 el descubrimiento de los elementos de la tabla periódica  el estudio de las propiedades comunes y la clasificación de los elementos  la noción de masa atómica (inicialmente denominada "peso atómico") y, posteriormente, ya en el siglo XX, de número atómico y  las relaciones entre la masa atómica (y, más adelante, el número atómico) y las propiedades periódicas de los elementos.

✔ CLASIFICACIÓN

Grupos:

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A las columnas verticales de la tabla periódica se les conoce como grupos. Todos los elementos que pertenecen a un grupo tienen la misma valencia, y por ello, tienen características o propiedades similares entre sí.

Períodos:

Las filas horizontales de la tabla periódica son llamadas períodos. Los elementos que componen una misma fila tienen propiedades diferentes pero masas similares: todos los elementos de un período tienen el mismo número de orbitales. Siguiendo esa norma, cada elemento se coloca según su configuración electrónica

ACTIVIDAD:

Ubique los periodos y los grupos en la tabla periódica

Bloques:

La tabla también está dividida en cuatro grupos, s, p, d, f, que están ubicados en el orden sdp, de izquierda a derecha, y f lantánidos y actínidos. Esto depende de la letra en terminación de los elementos de este grupo, según el principio de Aufbau.

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Cuando se descubrió la ordenación periódica de los elementos, se realizó de forma que elementos con propiedades químicas similares cayeran en la misma vertical, en el mismo grupo, de forma que algunas propiedades, que dependen más o menos directamente del tamaño del átomo, aumentaran o decrecieran regularmente al bajar en el grupo (afinidad electrónica, potencial de ionización, electronegatividad, radio atómico o volumen atómico). De esta forma, conocer la tabla periódica significa conocer las propiedades de los elementos y sus compuestos: valencia, óxidos que forma, propiedades de los óxidos, carácter metálico, etc.

ACTIVITY:

Ubique los grupos representativos de la tabla periódica.

✔ Principales propiedades periódicas

Hay un gran número de propiedades periódicas. Entre las más importantes destacaríamos:

- Estructura electrónica: distribución de los electrones en los orbitales del átomo - Potencial de ionización: energía necesaria para arrancarle un electrón. - Electronegatividad: mide la tendencia para atraer electrones. - Afinidad electrónica: energía liberada al captar un electrón. - Carácter metálico: define su comportamiento metálico o no metálico. Guía de trabajo elaborada por el Lic. Heriberto Álvarez Prohibida su reproducción parcial o total sin autorización

- Valencia iónica: número de electrones que necesita ganar o perder para el octeto.

Actividad:

Realiza un mapa conceptual de los grupos representativos de la tabla periódica identificando sus principales características. (Metales, no metales, gases, elementos de transición).

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FUNCIÓN QUÍMICA Una función química es un conjunto de compuestos que tienen propiedades muy parecidas en virtud a que sus moléculas contienen uno o más átomos iguales. Representación convencional de los elementos que forman un compuesto o molécula. En la fórmula química se indican los elementos presentes en cada molécula y como subíndice junto a cada uno el número de átomos de ese elemento presentes.

✔ Principales funciones inorgánicas

•

Óxidos: Básicos y Ácidos

•

Hidruros: Metálicos y No metálicos

•

Hidróxidos.

•

Ácidos: Oxácidos y Halógenos.

•

Sales: Oxisales y Haloideas.

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✔ ESTADO O NÚMERO DE OXIDACIÓN: El estado de oxidación, es la cantidad de electrones, que transfiere o recibe un átomo, durante una reacción química.

✔ VALENCIA: Es la cantidad de electrones que tiene un átomo en el último nivel de su distribución electrónica, antes de ser cedidos o transferidos.

ACTIVIDAD:

Complete las siguientes tablas

Principales Valencias de los elementos Metales Guía de trabajo elaborada por el Lic. Heriberto Álvarez Prohibida su reproducción parcial o total sin autorización

Elementos Químicos Metales Elemento Valencia Litio (Li) Sodio (Na) Potasio (k) Rubidio (Rb) Cesio (Cs) Francio (Fr) Oro (Au) Cobre (Cu) Plata (Ag) Berilio(Be) Magnesio(Mg) Calcio (Ca) Estroncio (Sr) Bario ( Ba) Radio ( Ra)

Elementos Químicos No Metales Elemento Valencia Hidrógeno(H) Boro (B) Carbono (C) Silicio (Si) Nitrógeno (N)

Elemento Zinc (Zn) Cadmio (Cd) Mercurio (Hg) Escandio ( Sc) Aluminio (Al) Galio (Ga) Indio (In) Talio (Tl) Estaño (Sn) Plomo (Pb) Germanio (Ge) Vanadio (V) Bismuto (Bi) Cromo (Cr) Manganeso (Mn)

Elemento Azufre (S) Selenio (Se) Telurio (Te) Flúor (F) Cloro (Cl)

Valencia

Valencia

✔ Principales estados de oxidación de los elementos metales y no metales.

Elemento Litio (Li) Sodio (Na)

Elementos Químicos Metales E.O Elemento Alumnio (Al) Galio (Ga)

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E.O

Potasio (k) Rubidio (Rb) Cesio (Cs) Francio (Fr) Plata (Ag)

Cobre (Cu) Mercurio (Hg) Oro (Au)

Berilio (Be) Calcio (Cl) Magnesio (Mg) Estroncio (Sr) Bario (Ba) Radio (Ra) Zinc (Zn)

Fierro (Fe) Cobalto (Co) Níquel(Ni) Platino (Pt) Plomo(Pb) Estaño(sn)

Principales Estados de Oxidación de los No Metales.

Elementos Químicos No Metales Elemento

E.O

Elemento

Boro (B)

Cloro (Cl)

Carbono (C)

Yodo (I)

Silicio (Si)

Flúor (F)

Nitrógeno (N)

Bromo (Br)

E.O

Fósforo (P) Arsénico (As) Azufre (S) Selenio (Se) Teluro (Te)

✔ Principales nomenclaturas que compuestos químicos:

se

usan

para

nombrarlos

Hay tres tipos: La Tradicional, la Stock y la Sistemática o IUPAC (Unión Internacional de Química Pura y Aplicada). La tendencia actual es utilizar la nomenclatura Sistemática. Guía de trabajo elaborada por el Lic. Heriberto Álvarez Prohibida su reproducción parcial o total sin autorización

Función óxido: Cuando se hace reaccionar un metal con el oxígeno, se obtiene un óxido:

Metal + oxigeno ———› óxido metálico Na +

———›

Sodio + oxigeno ———› óxido de sodio

✔ Nomenclatura

Para formar el nombre del óxido se escribe la palabra "óxido" seguido de la preposición "de" y después el nombre del metal. Si el metal presenta más de dos valencias, se escribe entre paréntesis con número romano la valencia del metal con la que esté actuando Example:

ACTIVIDAD: Complete la siguiente tabla FORMULA MOLECULAR

STOCK

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TRADICIONAL

SISTEMATICA

Función anhídrido:

Óxidos ácidos u óxidos no metálicos (anhídridos.) Cuando se combinan un no metal con el oxígeno se obtiene un anhídrido:

✔ Nomenclatura

Para nombrar los anhídridos se escribe la palabra anhídrido, después el nombre del no metal con el prefijo o la terminación que le corresponda según la siguiente tabla de valencias.

Ejemplo:

El cloro que está en el grupo VIIA presenta una valencia negativa (1) y 4 positivas (+1, + 3, + 5, + 7) que son las que puede utilizar para combinarse con el oxígeno que habitualmente tiene valencia (-2):

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Actividad:

Realiza el ejercicio con el bromo, Yodo, azufre, selenio.

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Los hidruros: Son compuestos binarios del hidrógeno con cualquier otro elemento metálico o no metálico. •

Formulación y nomenclatura de hidruros metálicos:

Para formular los hidruros metálicos se escribe primero el símbolo del metal, a continuación el símbolo del Hidrógeno (H) y después la valencia del metal. Fórmula: XHn

Actividad: realiza 8 ejercicios como se muestran en los ejemplos

METAL

+

Na sodio

+

H I D R HIDRURO Ó METÁLICO G E N O H2 hidrógeno

NaH hidruro de sodio

Ca calcio

+

H2 hidrógeno

CaH2 hidruro de calcio

Al aluminio

+

H2 hidrógeno

AlH3 hidruro de Aluminio

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•

¿Cómo se formulan?

1.- Se escribe el símbolo del metal seguido del símbolo del hidrógeno. 2.- Se anota el estado de oxidación de ambos elementos; para el hidrógeno -1 Y para el metal es igual numéricamente a su valencia pero con signo positivo. 3.- Se balancea las cargas, es decir se hace que existan igual número de de cargas positivas y negativas; esto se logra intercambiando el valor absoluto de los estados de oxidación.

ACTIVIDAD: Nombra los siguientes compuestos teniendo en cuenta el tipo de nomenclatura.

FORMULA

SISTEMÁTICA/STOCK

TRADICIONAL

NaH

(mono)hidruro de sodio

hidruro sódico

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hidruro sódico

KH CaH2 AlH3 BeH2 BaH2

✔ NOMENCLATURA DE HIDRUROS METÁLICOS

Se antepone la frase "HIDRURO DE" al nombre del METAL. Ejemplo: NaH

Hidruro de sodio

BaH2

Hidruro de bario

✔ NOMENCLATURA DE HIDRUROS NO METÁLICOS

Se agrega la terminación "URO" al nombre del NO METAL, seguido por la frase "DE HIDRÓGENO" Guía de trabajo elaborada por el Lic. Heriberto Álvarez Prohibida su reproducción parcial o total sin autorización

Ejemplo: HF

Fluoruro de hidrógeno

de los hidruros no metálicos los más importantes son: HF

Fluoruro de hidrógeno

HCl HBr Ejercicios

HI H2S

✔ HIDRACIDOS: Se formulan poniendo el símbolo del hidrógeno a la izquierda y el no metal a la derecha. Combinaciones del hidrógeno con otros no metales; Los elementos que forman estos compuestos son B, J, Si, N, P, As y Sb. El C y el Si actúan con valencia 4 y los demás con valencia 3. Se formulan con el símbolo del no metal y a continuación el del hidrógeno a la derecha.

Sus nomenclaturas son: •

N. tradicional

•

N. sistemática

✔ NOMENCLATURA DE HIDRÁCIDOS

Se antepone la palabra "ÁCIDO" seguida por la "raíz del nombre elemento" con terminación "HÍDRICO" Son HIDRUROS NO METÁLICOS en solución acuosa, por lo que se usa la misma fórmula:

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Ejemplo: FÓRMULA HF

HIDRURO NO METÁLICO Fluoruro de hidrógeno

HIDRÁCIDO Ácido Fluorhídrico

HCl HBr HI H2S

FÓRMULA Fe(OH)2 Hg2(OH)2 NaOH hidróxido de sodio Hg(OH)2 Al(OH)3 KOH hidróxido de potasio

Stock

Función hidróxido:

Esto se obtiene cuando se combina un óxido con agua. Óxido + agua ———› hidróxido Se llama radical al grupo de 2 o más átomos que funcionan con una sola valencia.

✔ Nomenclatura: Para nombrarlos, se escribe la palabra "hidróxido" la preposición "de" y el nombre del metal. Si el metal tiene varias valencias, se escribe entre paréntesis con número romano la valencia con que actuó dicho metal.

Example: el plomo tiene dos valencias

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por lo que se tiene:

En forma simplificada se pueden formar los hidróxidos combinando directamente el metal con el radical

Se cruzan las valencias y queda:

Se reemplaza la palabra ÓXIDO por la palabra HIDRÓXIDO.

Ejemplo: el: Al2O3 óxido de aluminio FeO óxido ferroso

Da origen al: Al(OH)3 hidróxido de aluminio Fe(OH)2 hidróxido ferroso

Actividad: Realiza 5 ejemplos de hidróxidos con nomenclatura stock, tradicional y sistemática-.

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Función ácido: Ésta se obtiene cuando se combina un anhídrido con agua. Anhídrido + agua ———› ácido (oxácido) Para escribir la fórmula de un ácido se escribe primero el número total de hidrógenos, el total de elementos no metálicos y por último el total de oxígenos. Si todos los subíndices del compuesto tienen mitad o tercera parte se les saca y se anota la fórmula simplificada:

✔ Nomenclatura Para darles nombre se escribe la palabra "ácido", después el nombre del elemento no metálico con los prefijos y sufijos que correspondan a su valencia En el ejemplo el nombre del HClO, ácido hipocloroso pues el cloro actúa con valencia + 1. Existe también otro grupo de ácidos, que no contienen oxígeno en su molécula, que se denominan hidrácidos y que se obtienen cuando se combinan elementos no metálicos con hidrógeno que habitualmente presenta valencia de (+1), por lo tanto la valencia por los no metales en este caso será negativa. Ejemplo: El mismo cloro también forma un hidrácido que es:

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Se cruzan las valencias y queda:

ACTIVIDAD: Completa la tabla PROPIEDADES DE LOS ACIDOS

✔ NOMENCLATURA DE OXOÁCIDOS

Se reemplaza la palabra OXIDO por la palabra ACIDO él:

Da origen al:

SO3 óxido sulfúrico

H2SO4 ácido sulfúrico

N2O3 óxido nitroso

HNO2 ácido nitroso

Realiza 6 ejercicios con las diferentes nomenclaturas

Función sal:

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La reacción química por medio de la cual obtenemos las sales se denomina Neutralización y como ya lo hemos mencionado es la reacción entre ácido y base o hidróxido: Ácido + hidróxido ———› sal + HCl + NaOH ———› NaCl + Ácido clorhídrico + hidróxido de sodio ———› cloruro de sodio + agua

Existen los oxisales (oxácido + base) y las sales haloideas, éstas últimas se obtienen cuando hidrácido es el que se neutraliza con una base. Ejemplo:

✔ Nomenclatura Para dar nombre a los oxisales se deben considerar las indicaciones de la tabla que se presenta en la siguiente tabla:

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Esta tabla está relacionada con la que se encuentra en la función anhídrido. Por lo tanto si el ácido como en este caso no lleva prefijo y su terminación es "ico", se cambia por la terminación "ato" y el nombre de la oxisal del primer ejemplo es sulfato de magnesio

En el caso de las sales haloideas se escribe el nombre del no metal con la terminación "uro" después de la preposición "de" y al final el nombre del metal, llamándose en el caso del segundo ejemplo cloruro de sodio (NaCl).

CLASES Y PROPIEDADES DE LA MATERIA

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✔ Propiedades generales de la materia Se conocen como propiedades generales de la materia, aquellas que poseen todos los materiales, y que pueden tener cualquier valor cual sea la clase de material de que este hecho el objeto considerado.

✔ Propiedades específicas de la materia Las propiedades específicas de la materia, las cuales toman valores específicos dependiendo de la sustancia o del material de que se trate y del estado en que se encuentren. El estudio de este tipo de propiedades es importante, ya que los materiales que nos rodean son útiles debido a esas propiedades que poseen, además que nos pueden servir para identificar o reconocer distintas sustancias diferenciando unas de otras, como es el caso del dopaje, análisis de sustancias, materiales conductores y aislantes; elásticos e inelásticos, etc ACTIVIDAD: Complete PROPIEDAD

TIPO

CARACTERISTICA

MASA VOLUMEN DENSIDAD PUNTO DE EBULLICION PUNTO DE FUSION

✔ Sustancias puras

Son aquellas que están formadas por partículas iguales. Tienen propiedades específicas bien definidas. Estas propiedades no varían, aun cuando dicha sustancia pura se encuentre formando parte de una mezcla. Algunas de estas propiedades son:

•

El color

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•

El sabor

• La densidad • El olor ✔ Mezclas

• •

La temperatura de fusión La temperatura de ebullición

Están formadas por dos o más sustancias puras. Están formadas por partículas diferentes. Las mezclas no tienen propiedades específicas bien definidas. Las propiedades dependen de su composición, que puede ser variable según la proporción en la que intervengan los distintos ingredientes de la mezcla. Hay dos clases de mezclas: - Mezclas homogéneas o disoluciones: tienen un aspecto uniforme, son aquellas en las que no podemos distinguir visualmente sus componentes, como ocurre con el aire, el agua del mar, etc. - Mezclas heterogéneas: son aquellas en las que sí se distinguen los componentes como ocurre con el granito o con algunos detergentes en polvo. ACTIVITY: Dibuje 5 mezclas homogéneas y heterogéneas.

Ecuaciones Químicas Guía de trabajo elaborada por el Lic. Heriberto Álvarez Prohibida su reproducción parcial o total sin autorización

Son expresiones matemáticas abreviadas que se utilizan para describir lo que sucede en una reacción química en sus estados inicial y final. Una reacción química se representa mediante una ecuación química. Para leer o escribir una ecuación química, se deben seguir las siguientes reglas: •

Las fórmulas de los reactivos se escriben a la izquierda, y las de los productos a la derecha, separadas ambas por una flecha que indica el sentido de la reacción.

•

A cada lado de la reacción, es decir, a derecha y a izquierda de la flecha, debe existir el mismo número de átomos de cada elemento.

Cuando una ecuación química cumple esta segunda regla, se dice que está ajustada o equilibrada. Para equilibrar reacciones químicas, se ponen delante de las fórmulas unos números llamados coeficientes, que indican el número relativo de átomos y moléculas que intervienen en la reacción. Ej. : La ecuación química que describe la reacción entre el magnesio y el oxígeno es: 2 Mg + O2 Reactantes

2 MgO Producto

En la ecuación química anterior, se entiende que dos moléculas (o moles) de magnesio, que reaccionan con una molécula ( o mole) de oxígeno para obtenerse dos moléculas ( o moles) de óxido de magnesio. Mediante un esquema represente la ecuación anterior:

Reacciones Químicas Son procesos químicos donde las sustancias intervinientes, sufren cambios en su estructura, para dar origen a otras sustancias. El cambio es más fácil entre sustancias líquidas o gaseosas, o en solución, debido a que se hallan más separadas y permiten un contacto más íntimo entre los cuerpos reaccionantes. Guía de trabajo elaborada por el Lic. Heriberto Álvarez Prohibida su reproducción parcial o total sin autorización

También se puede decir que es un fenómeno químico, en donde se producen sustancias distintas a las que les dan origen. Reglas: ○ En toda reacción se conservan los átomos y las cargas (si hay iones) ○ No puede ocurrir un proceso de oxidación o de reducción aislado, ambos ocurren simultáneamente. ○ No se pueden formar productos que reaccionen enérgicamente con alguno de los productos obtenidos. Ej. : Na3N + 3H2O

3 NaOH + NH3

Con un dibujo representa la anterior ecuación

✔ Tipos de Reacciones Químicas: A. De acuerdo a las sustancias reaccionantes: ○ Reacciones de composición, adición o síntesis: Cuando dos o más sustancias se unen para formar una más compleja o de mayor masa molecular:

Ej. :

ACTIVIDAD: Realiza 5 ejemplos:

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 Reacciones de descomposición: Cuando una sustancia compleja por acción de diferentes factores, se descompone en otras más sencillas: Ej. :

ACTIVIDAD: Realiza 5 ejemplos:

 Reacciones de simple sustitución: Denominadas también de simple desplazamiento cuando una sustancia simple reacciona con otra compuesta, reemplazando a uno de sus componentes. Ej. :

ACTIVIDAD: Realiza 5 ejemplos:

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.

 Reacciones de doble sustitución: También se denominan de doble desplazamiento o metátesis y ocurren cuando hay intercambio de elementos entre dos compuestos diferentes y de esta manera originan nuevas sustancias. * Se presentan cuando las sustancias reaccionantes están en estado iónico por encontrarse en solución, combinándose entre sí sus iones con mucha facilidad, para formar sustancias que permanecen estables en el medio reaccionante: Ej. :

ACTIVIDAD: Realiza 5 ejemplos:

 Reacciones Reversibles: Cuando los productos de una reacción pueden volver a reaccionar entre sí, para generar los reactivos iniciales. También se puede decir que se realiza en ambos sentidos.

Ej. :

ACTIVIDAD: Realiza 5 ejemplos: Guía de trabajo elaborada por el Lic. Heriberto Álvarez Prohibida su reproducción parcial o total sin autorización

 Reacciones Irreversibles: Cuando los productos permanecen estables y no dan lugar a que se formen los reactivos iniciales. Ej. :

ACTIVIDAD: Realiza 5 ejemplos:

A.

De acuerdo a su energía:

En toda reacción química hay emisión o absorción de energía que se manifiesta como luz y/o calor. Aquí aparece el concepto de Entalpía, entendida como la energía que se libera o absorbe. Guía de trabajo elaborada por el Lic. Heriberto Álvarez Prohibida su reproducción parcial o total sin autorización

 Reacciones Exotérmicas: Cuando al producirse, hay desprendimiento o se libera de calor.

Ej. :

ACTIVIDAD: Realiza 5 ejemplos:



Reacciones Endotérmicas:

Cuando es necesario la absorción de calor para que se puedan llevar a cabo.

Ej. :

ACTIVIDAD: Realiza 5 ejemplos:

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COMPLETA LA SIGUIENTE TABLA

Nombre

Descripción

Representación

Reacción de síntesis

A+B → AB

Reacción de descomposición

AB → A+B

Reacción de desplazamiento simple

A + BC → AB + C

Reacción de doble desplazamiento

AB + CD → BC + AD

Relaciona los conceptos de la columna de la derecha con los correspondientes en la columna de la izquierda

Combustión

Reacciona con un ácido para dar sal

Ácido

Sustancia neutra que se obtiene

Neutralización

mediante neutralización

Sustancia neutra

Tiene pH 7

Combustión de la glucosa

Reacciona un una base para dar sal

Base

Respiración

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Combustión de hidrocarburos

Mueve los motores de los coches

Sal

Reacción entre un combustible y oxígeno

EJERCICIOS : Cálculos de volumen

⇒

La reacción de azufre y cobre da como resultado sulfuro de cobre (II). ¿Qué masa de sulfuro de cobre (II) se obtiene al hacer reaccionar 16 g de azufre con la cantidad adecuada de cobre?

a) 47,75 dag b) 1,6 mol c) 47,75 g d) 45,77 g e) Poco f) Mucho g) 0,5 mol

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⇒

Al calentar el carbonato de cobre se descompone en óxido de cobre y dióxido de carbono. Calcula la masa de carbonato de cobre que hay que descomponer para obtener 44 g de dióxido de carbono

a.

123,5 g

b.

1 mol

c.

79,5 g

d.

Bastante

e.

2 mol

⇒

Cuando el calcio arde en atmósfera de cloro, se forma cloruro de calcio sólido. ¿Qué cantidad de cloro reaccionaría completamente con 80 g de calcio?

a) 111 g b) 80 g c) 1 mol d) 2 mol e) 142 g 71 g

f)

⇒

El óxido de magnesio, MgO se obtiene al reaccionar magnesio sólido con oxígeno gaseoso. ¿Qué cantidad de magnesio se precisa para obtener 2 mol de óxido de magnesio?

a.

48,6 g

b.

una pizca

c.

2 mol

d.

1 mol

⇒

a.

El monóxido de carbono reacciona con el oxígeno para dar dióxido de carbono. ¿Qué volumen de oxígeno reaccionaría con 20 l de monóxido de carbono? 10 l

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b.

2 volúmenes

c.

1 volumen

d.

20 l

e.

un poco

⇒

¿Qué volumen de oxígeno se necesita para completar la combustión completa de 250 centímetros cúbicos de butano?

a.

250 centímetros cúbicos

b.

800 centímetros cúbicos

c.

1,625 litros

d.

13 veces más

e.

1500 centímetros cúbicos

⇒ El dióxido de azufre reacciona con el oxígeno para dar trióxido de azufre. ¿Qué volumen de esta sustancia se obtiene cuando reaccionan 25 l de dióxido de azufre con la cantidad suficiente de oxígeno? a. 12,5 l b. 25 l c. Mucho d. 2 mol e. 180 l

⇒

¿Qué volumen de amoniaco se puede obtener al reaccionar 15 l de hidrógeno con la cantidad suficiente de nitrógeno, ambos medidos a la misma presión y temperatura?

a. 2 volúmenes b. 10 l c. 11 l d. 3 volúmenes e. 9 l f. 12 l

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ACTIVIDAD: COMPLETA LEYES PONDERABLES DE LA QUÍMICA.

CARACTERISTICAS

Ley de la conservación de la masa, (Lavoisier) Ley de las proporciones constantes, (Proust) Ley de las proporciones múltiples, (Dalton) Ley de los pesos equivalentes, (Richter)

ALEXANDER FLEMING SCHOOL 2009

11º

Teacher:

LIC. LIZ ALVAREZ

Name: _____________________________________________________ Date (Inicio): _________________ Date ( finalización): ____________

HIDROCARBUROS, En química orgánica, familia de compuestos orgánicos que contienen carbono e hidrógeno. Son los compuestos orgánicos más simples y pueden ser considerados como las sustancias principales de las que se derivan todos los demás compuestos orgánicos. Los hidrocarburos se clasifican en dos grupos principales, de cadena abierta y cíclicos. En los compuestos de cadena abierta que contienen más de un átomo de carbono, los átomos de carbono están unidos entre sí formando una cadena lineal que puede tener una o más ramificaciones. En los compuestos cíclicos, los átomos de carbono forman uno o más anillos cerrados. Los dos grupos principales se subdividen según su comportamiento químico en saturados e insaturados. En la tabla se muestran los nombres de los hidrocarburos más simples de cadena abierta. El prefijo indica cuántos carbonos hay en la cadena, y el sufijo a cuál de los tres grupos funcionales pertenece Guía de trabajo elaborada por el Lic. Heriberto Álvarez Prohibida su reproducción parcial o total sin autorización

una cadena. Por ejemplo, los compuestos con el prefijo pent- tienen siempre cinco carbonos, pero el penteno es un alqueno con un doble enlace, mientras que el pentano es un alcano con enlaces simples.

✔ Los hidrocarburos alifáticos Son compuestos orgánicos constituidos por Carbono e Hidrógeno, en los cuales los átomos de Carbono forman cadenas abiertas. Los hidrocarburos alifáticos de cadena abierta se clasifican en alcanos, alquenos y alquinos. Una cadena alifática alcana es una agrupación hidrocarbonada lineal con la fórmula: CH3-(CH2)n-CH3 Si la cadena alifática se cierra formando un anillo, se denomina hidrocarburo alicíclico, hidrocarburo alifático cíclico o Cicloalcano.

Metilpropano

USOS DE LOS

USOS DEL

HIDROCARBUROS ALIFATICOS

ACETILENO

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✔ LOS ALCANOS: Los hidrocarburos saturados de cadena abierta forman un grupo homólogo denominado alcanos o parafinas. La composición de todos los miembros del grupo responde a la fórmula CnH2n +2, donde n es el número de átomos de carbono de la molécula. Todos los enlaces dentro de las moléculas de alcano son de tipo simple o sigma, es decir, covalentes por compartición de un par de electrones en un orbital s, por lo cual la estructura de un alcano sería de la forma: ACTIVITY: To complete de board, realizando la formula estructural de El metano, CH4, el etano, C2H6, el propano, C3H8 y el butano, C4H10. Pentano C5H12 Nombre

f. Molecular

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f. Estructural

✔ ALQUENOS: El grupo de los alquenos u olefinas está formado por hidrocarburos de cadena abierta en los que existe un doble enlace entre dos átomos de carbono. La fórmula general del grupo es CnH2n, donde n es el número de átomos de carbono. Se puede decir que un alqueno no es más que un alcano que ha perdido dos átomos de hidrógeno produciendo como resultado un enlace doble entre dos carbonos. Al igual que ocurre con otros compuestos orgánicos, algunos alquenos se conocen todavía por sus nombres no sistemáticos, en cuyo caso se sustituye la terminación -eno sistemática por -ileno, como es el caso del eteno que en ocasiones se llama etileno, o propeno por propileno. Los alquenos cíclicos reciben el nombre de cicloalquenos.

ACTIVITY: To complete de board, realizando la formula estructural de El meteno, el eteno, el propeno, el buteno, Penteno. Nombre

f. Molecular

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f. Estructural

✔ Nomenclatura:

1. El Sufijo correspondiente al enlace doble es eno y sustituye a ano cuando se da el alcano correspondiente. 2. El sufijo correspondiente al enlace triple es ino y sustituye a ano cuando se da el alcano correspondiente. 3. Se escoge la cadena carbonada más larga que contenga la función doble ligadura. Guía de trabajo elaborada por el Lic. Heriberto Álvarez Prohibida su reproducción parcial o total sin autorización

4. Las posiciones de los enlaces con número menor de carbono las forma el doble enlace. 5. Las posiciones se separan del nombre con un guión y entre sí con comas.

✔ ALQUINOS Los miembros del grupo de los alquinos contienen un triple enlace entre dos átomos de carbono de la molécula. Son muy activos químicamente y no se presentan libres en la naturaleza. Forman un grupo análogo al de los alquenos. El primero y más importante de los miembros del grupo es el etino, C2H2. La fórmula general del grupo es CnHn donde n es el número de átomos de carbono. ✔ NOMENCLATURA QUÍMICA: Para nombrar un hidrocarburo ramificado se elige la cadena más larga y ésta constituye el hidrocarburo principal, que nombra al compuesto y que llevará la terminación -ano si es un alcano. Se numeran los átomos de carbono empezando por el extremo más próximo a un carbono con sustituyentes y éstos se nombran anteponiéndoles un número localizador que indica su posición en la cadena, seguido de un guión. Si existen dos sustituyentes en el mismo átomo de carbono, se repite el número separado por una coma. Cuando hay dos o más sustituyentes diferentes en el compuesto se nombran por orden alfabético. Por ejemplo 4,5-dietil-2,2,7-trimetildecano. Para nombrar los alquenos o los alquinos se toma como cadena principal la más larga que contenga el doble o triple enlace y se termina en -eno o -ino; su posición se indica con el número localizador más bajo posible y tiene preferencia sobre las cadenas laterales al numerar los carbonos.

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ACTIVITY: 1. Realizar un mapa conceptual sobre la clasificación de los hidrocarburos. 2. Explicar cual es la fórmula general de los alcanoa, alquenos y alquinos. 3. Para las siguientes moléculas escriba la formula general. CH4, CH2,, CH3CH3, CH3CH2CH3, CO2, 4. Realice las moléculas para los siguientes formulas generales CH4, CH2,, CH3CH3, CH3CH2CH3, CO2, 5. Nombre las siguientes moléculas CH4, CH2,, CH3CH3, CH3CH2CH3, CO2,

ALCOHOLES Los alcoholes son el grupo de compuestos químicos que resultan de la sustitución de uno o varios átomos de hidrógeno (H) por grupos hidroxilo (-OH) en los hidrocarburos saturados o no saturados. Guía de trabajo elaborada por el Lic. Heriberto Álvarez Prohibida su reproducción parcial o total sin autorización

✔ Nomenclatura Común (no sistemática): anteponiendo la palabra alcohol y sustituyendo el sufijo -ano del correspondiente alcano por -ílico. Así por ejemplo tendríamos alcohol metílico, alcohol etílico, alcohol propílico, etc. IUPAC: sustituyendo el sufijo -ano por -ol en el nombre del alcano progenitor, e identificando la posición del átomo del carbono al que se encuentra enlazado el grupo hidroxilo. Cuando el grupo alcohol es sustituyente, se emplea el prefijo hidroxiSe utilizan los sufijos -diol, -triol... según la cantidad de grupos OH que se encuentre. Alcoholes primarios, secundarios y terciarios ✔ Primario, si el átomo de hidrogeno (H) sustituido por el grupo oxidrilo (-OH) pertenece a un carbón (C) primario:

ACTIVITY: Realiza 5 ejercicios

✔ Secundario, si el átomo de hidrogeno (H) sustituido por el grupo oxidrilo (-OH) pertenece a un carbón (C) secundario:

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ACTIVITY: Realiza 5 ejercicios

✔ terciario, si el átomo de hidrogeno (H) sustituido por el grupo oxidrilo (-OH) pertenece a un carbón (C) terciario:

ACTIVITY: Realiza 5 ejercicios

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ACTIVITY: Realiza un mapa conceptual de lasPropiedades generales de los alcoholes.

ACTIVITY: To complete the board: ALCOHOLES

COMO REACCIONAN

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TIEMPO DE LA REACCION

PRODUCEN

DEFINE: Oxidación de alcoholes : _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ ______________________________________________________________ Deshidratación de alcoholes: _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________

Para oxidar

a

reactivo que usa

alcohol 2°

cetona

ácido crómico o reactivo de Jones

alcohol 1°

aldehído

reactivo de Jones o clorocromato

alcohol 1°

ácido

ácido crómico

La función alcohol puede repetirse en la misma molécula, resultando monoles, o alcoholes monovalentes; dioles, o alcoholes bivalentes; trioles, o alcoholes trivalentes, etc. ACTIVITY: To complete the board: Fórmula

Nombre

1-propanol

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Clasificación

1,2-propanodiol (propilen glicol)

1,2,3-propanotriol (glicerina)

t

PROPIEDADES QUIMICAS DE LOS ALCOHOLES. Propiedades

Caracteristicas

Activity: To write and draw , los principales usos de los alcoholes en la industria y en la vida diaris

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CETONAS Es un compuesto orgánico caracterizado por poseer un grupo funcional carbonilo. Cuando el grupo funcional carbonilo es el de mayor relevancia en dicho compuesto orgánico, las cetonas se nombran agregando el sufijo -ona al hidrocarburo del cual provienen (hexano, hexanona; heptano, heptanona; etc). También se puede nombrar posponiendo cetona a los radicales a los cuales está unido (por ejemplo: metilfenil cetona). Cuando el grupo carbonilo no es el grupo prioritario, se utiliza el prefijo oxo- (ejemplo: 2-oxopropanal). El grupo funcional carbonilo consiste en un átomo de carbono unido con un doble enlace covalente a un átomo de oxígeno, y además unido a otros dos átomos de carbono. El tener dos átomos de carbono unidos al grupo carbonilo, es lo que lo diferencia de los ácidos carboxílicos, aldehídos, ésteres. El doble enlace con el oxígeno, es lo que lo diferencia de los alcoholes y éteres. Las cetonas suelen ser menos reactivas que los aldehídos dado que los grupos alquílicos actúan como dadores de electrones por efecto inductivo. ACTIVITY: To complete the board: TIPOS DE ACETONAS

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CARACTERISTICAS

ALIFATICAS

✔ Nomenclatura: Para nombrar las cetonas tenemos dos alternativas: 1. El nombre del hidrocarburo del que procede terminado en -ona .Como sustituyente debe emplearse el prefijo oxo-. 2. Citar los dos radicales que están unidos al grupo carbonilo por orden alfabético y a continuación la palabra cetona.

Propiedades físicas

Síntesis

Reacciones

Define: Adición nucleofílica: _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ Guía de trabajo elaborada por el Lic. Heriberto Álvarez Prohibida su reproducción parcial o total sin autorización

_______________________________________________________________ _______________________________________________________________ Oxidación: _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________-_______ Reducción: _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ ACTIVITY: Señala el nombre correcto para estos compuestos: 1. a) dimetil acetona b) propanal c) propanona 2. a) propanona b) etil metil cetona c) metil etil cetona 3. a) 2-pentanona b) metil etil cetona c) 2-butanona 4. a) dipropil cetona b) 3-butanona c) 3-pentanona 5. a) 2-metil-3-pentanona b) 4-metil-3-pentanona c) etil vinil cetona 6.

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a) 3-etil-4-pentanona b) 3-etil-1-pentanona c) 3-etil-2-pentanona 7. a) 1-penten-4-ona b) 4-penten-2-ona c) 4-pentenona 8. a) 4-metil-2,5-hexanodiona b) 3-metil-2,5-hexanodiona c) 4-metil-2,4-hexanodiona 9. a) fenil cetona b) bencenona c) ciclohexanona 10. a) 2-etil-3-oxo-pentanodial b) 4-etil-3-oxo-pentanodial c) etanal 2-butanal cetona

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