Química General Presentación Y Temática Primer Parcial.pptx

Química general

Profesor: Juan Pablo Jiménez Jiménez

Ingeniero químico-Universidad de Antioquia.

Evaluación 

Primer corte (50%) 

Primer parcial (10%)

Medidas y factores de conversión Estructura de la materia y tabla periodica 

Segundo parcial (15%)

Reacciones químicas. Nomenclatura y reacciones químicas. 

Laboratorio (15%).



Actividades, quices (10%).

• Segundo corte (50%) • Primer parcial (10%) Reacciones de oxido reducción. Estequiometria. • Segundo parcial (15%) Soluciones. Equilibrio químico. • Laboratorio (15%). • Actividades, quices (10%).

¿Qué es la química? Es la ciencia encargada del estudio de la materia, sus cambios, reacciones y sus propiedades. Es una ciencia que se vale del método científico como enfoque sistemático para sus investigaciones y estudios.

Método científico 1.

Formulación de un problema.

2.

Experimentación.

3.

Elaboración de observación detallada.

4.

Registro de información.

5.

Interpretación de la información.

6.

Formulación de leyes o teorías.

Materia. La materia es todo aquello que ocupa un espacio en el universo y tiene masa (agua, tierra, árboles, aire, etc.).

Clasificación de la materia.



Sustancia: es una forma de materia que tiene composición definida y propiedades distintivas.



Mezcla: es una combinación de dos o más sustancias en las que éstas conservan sus propiedades.



Mezcla homogénea: es un tipo de mezcla en la que su composición es uniforme en todos sus puntos (agua+alcohol).



Mezcla heterogénea: tipo de mezcla en la que la composición no se mantiene constante (arena+birutas de madera).



Elemento: es una sustancia que no puede ser separada en otra más sencilla por métodos químicos, los elementos están representados mediante los átomos (Hg, Na, H, O, C, etc).



Compuesto: es una sustancia formada por átomos de dos o más elementos unidos químicamente en proporciones fijas.

Estados de la materia. 

Sólido: las moléculas se mantienen juntas de manera ordenada, con escasa libertad de movimiento.



Líquido: las moléculas están cerca una de las otras, sin que se mantengan en una posición rígida, por lo que pueden moverse.



Gaseoso: las moléculas están separadas entre sí por distancias grandes en comparación con el tamaño de las moléculas mismas.

Representación microscópica de un sólido, un líquido y un gas.

Transición de estados.  Sólido-Líquido:

fusión  Líquido-gas: evaporación o ebullición  Líquido-sólido: solidificación  Gas-líquido: condensación  Sólido-gas: sublimación.



Propiedades de la materia. Propiedades físicas: son aquellas que pueden ser medidas y

observadas sin que se modifique la composición o identidad de las sustancias (olor, color, textura, temperatura, presión, masa, volumen, densidad, etc.).  Propiedades químicas: son aquellas para que ser medidas debe ocurrir un cambio químico en las sustancias (calor de combustión, velocidad de reacción, etc.).  Propiedad extensiva: es una propiedad que al ser cuantificada su medición depende de la cantidad de materia que se esté considerando(masa, volumen, longitud, área, etc.).  Propiedad intensiva: es una propiedad que al medirla no está relacionada de manera directa con la cantidad de materia que se considere (densidad, temperatura, concentración, presión, etc.).

Mediciones y sistemas de medidas. Como la química es una ciencia que se encarga de estudiar las propiedades de la materia, dichas propiedades deben expresarse en valores numéricos, mediante el uso de dispositivos y sistemas que permitan una estandarización dentro de la comunidad científica.

Unidades del sistema internacional.

Prefijos usados con las unidades del sistema internacional.

Unidades de masa, volumen, densidad y temperatura  Longitud:

 Volumen:

 Densidad:

1ton=1000kg

1m=100cm

1m3=1000L

Kg/m3

1Kg=1000g

1cm=10mm

1galón=3.785L

g/cm3

1lb=453.6g

1in=2.54cm

1L=1000cm3

g/mL

1ft=12in

1cm3=1mL

mg/L



Masa:

1onza= 23.35g 1g=1000mg

Presión: 

1atm=760mm Hg



1atm=101325Pa



1atm=14.7psi



1bar=100000Pa

Temperatura: • Escala Kelvin • Escala Fahrenheit • Escala Celsius K = T(°C)+273.15 °F = 1.8*T(°C)+32 °C = [T(°F)-32]/1.8

Notación científica. Nace como la necesidad de expresar cifras que pueden ser muy grandes o muy pequeñas, de una manera ordenada y corta. Sin importar su magnitud, todos los números pueden expresarse en la forma:

Donde N es un número positivo o negativo entre 1 y 10, y n, el exponente, es un número entero positivo o negativo.

Ejemplos ¿Cuántos miligramos hay en 1.5lb de café? 453.6𝑔 1000𝑚𝑔 1.5𝑙𝑏 = 680400𝑚𝑔 1𝑙𝑏 1𝑔

¿Cuántas pulgadas (in) hay en 380mm? 1𝑐𝑚 1𝑖𝑛 380𝑚𝑚 = 14.96𝑖𝑛 10𝑚𝑚 2.54𝑐𝑚

Un recipiente tiene una capacidad de 20L. ¿Cuál será su capacidad expresada en galones y en metros cúbicos? 1𝑔𝑎𝑙 20𝐿 = 5.28𝑔𝑎𝑙 3.785𝐿

1m3 20𝐿 = 0.02m3 1000𝐿 La densidad de un material polimérico (plástico) tiene un valor de 1200kg/m3 ¿Cuál será el valor de dicha densidad expresado en lb/cm3? 1200𝑘𝑔 1𝑙𝑏 1m3 1L 0.002644𝑙𝑏/cm3 3 3 m 0.4536𝑘𝑔 1000𝐿 1000cm

La soldadura es una aleación fabricada con una mezcla de estaño y plomo que se usa en circuitos electrónicos. Cierta soldadura tiene un punto de fusión de 224°C. ¿Cuál es su punto de fusión en grados Fahrenheit y en Kelvin? T(°C)=224 T(°F)=?

T(K)=? °F= 1.8*T(°C)+32; °F= 1.8*(224)+32; °F=435.2 K= T(°C) + 273.15; K= 224+273.15; K=497.15

Estructura de la materia Toda forma de materia está constituida por: 

Átomos.



Moléculas.



Iones.

Teoría atómica 

Postulada inicialmente por Demócrito.



En 1808 Jhon Dalton formuló una definición precisa del termino átomo. La teoría atómica puede resumirse como:

o

Los elementos están formados por partículas extremadamente pequeñas llamadas átomos.

o

Los átomos de un mismo elemento tienen un mismo tamaño, masa y propiedades químicas.

o

Los compuestos están formados por átomos de más de un elemento.

o

Una reacción química implica sólo la separación, combinación o reordenamiento de los átomos; nunca supone la creación o destrucción de los mismos.

Estructura del átomo 

Átomo: unidad básica de un elemento que puede intervenir en una combinación química.



Partículas subatómicas: son las partículas que conforman la estructura interna del átomo.



Electrones.



Protones.



Neutrones.

Número atómico, número de masa e isótopos 

Número atómico (Z): número de protones de un átomo, estos se encuentran concentrados en el núcleo del átomo.



Número de masa (A): el es número total de neutrones y protones presentes en el núcleo de un átomo de un elemento. #neutrones= A-Z



Isótopos: son átomos que tienen el mismo número atómico, pero diferente número de masa

Denotación del número atómico y número de masa de un elemento X, e isótopos.

Tabla periódica. 

Es una tabla en la que se encuentran agrupados los elementos que tienen propiedades físicas y químicas semejantes. Las filas son conocidas como periodos y las columnas son conocidas como grupos o familias.



Los elementos se encuentran clasificados en tres categorías principales: 

Metales



Metaloides



No metales

Moléculas. 

Es un agregado de, por lo menos, dos átomos en una colocación definida que se mantienen unidos a través de fuerzas químicas, conocidas como enlaces químicos.



Moléculas diatómicas: conformada por dos átomos.



N2, O2, F2, Cl2, Br2, I2, HCl, CO.



Moléculas poliatómicas: son moléculas que contienen más de dos átomos.



O3, H2O, NH3, CO2

Iones 

Es una átomo o grupo de átomos que tienen una carga neta positiva o negativa, producida por ganancia o perdidas de electrones durante procesos conocidos como reacciones químicas.



Anión: ion con carga neta negativa.



Catión: ion con carga neta positiva.

Iones monoatómicos y poliatómicos. 

Monoatómicos: contienen solamente un átomo



Mg2+, Fe3+, S2-, N3-, Cl-, Na+



Poliatómicos: iones que contienen más de un átomo.



OH-, CN-, NH4+

Configuración electrónica 

Muestra la manera en la que están distribuidos los electrones de un átomo en sus diferentes niveles y subniveles de energía.



Niveles de 1 a 7 y son conocidos como periodos. Estos niveles indican el nivel de energía de los electrones y el tamaño del átomo.



Subniveles 4, representados con las letras s, p, d y f. estos niveles indican forma y energía de los orbitales.

s: capacidad máxima de 2 electrones p: capacidad máxima de 6 electrones d: capacidad máxima de 10 electrones f: capacidad máxima de 14 electrones 

La configuración electrónica de una elemento se hace teniendo en cuenta únicamente los electrones que este posee

Regla de las diagonales para realizar una configuración electrónica correcta.

Números cuánticos. 

Son utilizados para describir los orbitales atómicos e identificar los electrones que se encuentran dentro.



Los números cuánticos son:



El número cuántico principal (n)



El número cuántico de momento angula (l)



El número cuántico magnético (ml)



El número cuántico de espín del electrón (ms)

Número cuántico principal (n) 

Define la energía de un orbital.



Está relacionado con la longitud promedio del electrón al núcleo en determinado orbital.



n puede tomar valores enteros de 1, 2, 3, 4, 5, 6 y 7

Número cuántico del momento angular (l) 

Expresa la forma de los orbitales.



Los valores de l, dependen del valor del número cuántico principal



Para cierto valor de n, l tiene todos los valores posibles desde 0 hasta n-1



El valor de l se designa con las letras s, p, d, f

Número cuántico magnético (ml). 

Describe la orientación del orbital en el espacio



El valor de ml depende del valor que tenga el valor del número cuántico de momento angular l



Para cierto valor de l, existen 2l+1 valores enteros de ml

Número cuántico de espín del electrón (ms) 

Indica la dirección del giro del electrón dentro del orbital



El número cuántico del espín del electrón puede tomar valores de +1/2 y -1/2



El valor de +1/2 indica que el electrón gira de manera horaria, mientras que el valor de -1/2 indica un giro en la dirección opuesta.

Ejemplos 1.

Realice la configuración electrónica para un elemento que tiene 20 electrones.

2.

Realice la configuración electrónica para un el anión de cloro (Cl-)

3.

Haga un listado de los valores de n, l y ml para los orbitales del subnivel 4d.

4.

Cuál es número total de orbitales al número cuántico principal n=3?