Química General – Rafael Moreno Esparza – 1ra Edición

CAPÍTULO I Ciencia, Química, Materia, medición y cálculos
Ciencia
Química
Método científico
El Método
Razonamiento por analogía
¿Cómo se hace Química?
Química y sus relaciones
Materia
Definiciones
Propiedades Físicas
Propiedades Químicas
Cambio físico vs. Cambio químico
Clasificación de la Materia
Mezclas
Sustancias puras
Datos, resultados y unidades
Importancia de las Unidades
Unidades inglesas
Las unidades métricas
El sistema internacional (SI)
Los prefijos métricos (superiores)
Los prefijos métricos (inferiores)
Conversión de unidades
Ciertos factores de conversión comunes
Recolección de datos, hipótesis y ecuaciones
Mediciones y Gráficas
Gráficas y ecuaciones
Gráficas y experimentos
Mediciones en química
La incertidumbre de los datos:
Tipos de error
Números exactos
Números medidos
El promedio
Notación científica y cifras significativas
Notación científica
Cifras significativas
Reglas simplificadas para las cifras significativas
Redondeo
Resumen
Cálculos y Mediciones en química (con un pequeño preludio matemático)
Exponentes
Notación científica y las calculadoras
Reglas para resolver ecuaciones:
Como se usan las unidades en los cálculos:
Orden de las operaciones
La gravedad específica

Capítulo II Propiedades De La Materia
Propiedades De La Materia
Propiedades observables
Teoría cinética molecular de la materia, primera ojeada.
Un repaso a los conceptos de energía cinética y potencial
Comportamiento de las sustancias
Las propiedades del estado sólido
Las propiedades del estado líquido
Las propiedades del estado gaseoso
Características de los gases
Presión p
Presión atmosférica y el barómetro
Medición de la presión atmosférica
Presión atmosférica estándar o normal
Relaciones entre las unidades de presión más comunes
Los manómetros y la presión de un gas encerrado
¿Qué unidades emplearemos al trabajar con los gases?
Las leyes de los gases
La relación entre el volumen y la presión: Ley de Boyle
La relación entre la temperatura y el volumen: Ley de Charles
La relación entre la cantidad de gas y el volumen: Ley de
Avogadro
La ecuación del gas ideal
¿Cómo se determina R ?
Condiciones normales (STP)
Relaciones entre la ley del gas ideal y las leyes de los gases
Masa molar y densidad de un gas
Densidad
Mezcla de gases y presiones parciales
La presión parcial de un gas:
Presiones parciales y fracción molar
Volúmenes de los Gases en las Reacciones Químicas
Recolección de gases en agua
Teoría Cinética Molecular, una vista más
Presión
Temperatura Absoluta
Velocidades moleculares
Aplicación de la teoría cinética molecular a las leyes de los gases
Efecto del incremento del volumen a temperatura constante
Efecto del incremento de la temperatura a volumen constante
Difusión y efusión
Efusión
Bases de la efusión
Difusión:
Difusión y camino libre medio.
Ley de Graham
Gases Reales
Comportamiento de los gases reales
La ecuación de van der Waals
Cambios de estado
Cambios endotérmicos de estado
Cambios exotérmicos de estado
Cambios de estado y fuerzas atractivas
Presión de Vapor
Puntos de ebullición
Calor específico
Teoría cinética molecular de la materia una mirada final
Movimientos Moleculares
¿Qué tipos de movimientos son posibles?
El principio de la equipartición de la energía
La energía térmica y de enlace
La energía interna
Cambios de energía interna
?U Intermolecular
?U Intramolecular
Espectro Atómico
Espectro Atómico y Molecular
Espaciamiento de los Niveles Energéticos
Distribución Molecular


Capítulo III Teoría atómica, propiedades periódicas, moléculas, iones y nomenclatura
Introducción
La teoría atómica de la materia
Las leyes ponderales
La teoría atómica de Dalton
El descubrimiento de la estructura atómica
Comportamiento de las partículas cargadas:
Comportamiento de una carga en movimiento en un campo magnético
Rayos catódicos y electrones
El experimento de Thompson
Radioactividad
El átomo nuclear
Modelo del átomo de Rutherford (1910)
La visión moderna de la estructura atómica
El Electrón
El Protón
Los Neutrones
Masas de las partículas atómicas:
Un modelo sencillo de los átomos
Isótopos, números atómicos y números de Masa
Átomos
El símbolo atómico
La tabla periódica
Agrupaciones en la tabla periódica
Propiedades periódicas de los elementos
Desarrollo de la tabla periódica
Los experimentos de Moseley:
La ley y la tabla periódicas:
¿Qué información hay en la tabla periódica?
Los elementos conocidos
Los metales
Algunas propiedades de los metales
Los no-metales
Algunas propiedades de los no metales
Los metaloides
Algunas propiedades de los metaloides
Los gases nobles
Algunas propiedades de los gases nobles
Los estados físicos de los elementos
Definición de familias o grupos (a la antigüita)
Definición de familias o grupos (a la moda)
Definición de periodos
Nombres de algunas familias comunes
El átomo y sus electrones.
El modelo y las propiedades
Configuraciones electrónicas:
Electrones de valencia y capacidad de combinación
Niveles de energía
Subniveles
Clasificación y configuración electrónica.
Capas electrónicas de los átomos
Capas electrónicas y clasificación
Los orbitales
Y ¿Cómo son los orbitales?
El principio de Aufbau (construcción)
Tendencias periódicas
Tamaño Atómico
¿Cuáles son las bases de estas observaciones?
Potencial de ionización o energía de ionización
Tendencias periódicas de la energía de ionización
Las bases físicas de estas observaciones son:
Afinidad electrónica
Electronegatividad
Resumen de las tendencias periódicas
Metales, No-metales y Metaloides
Metales
No-metales
Metaloides
Tendencias periódicas del carácter metálico
Tendencias de las familias
Familia 1A: los metales alcalinos
Familia 2A: los metales alcalinotérreos
Tendencias periódicas, algunos no-metales
Hidrógeno
Familia 6A: Familia del oxígeno
Oxígeno
Azufre
Familia 7A: los Halógenos
Familia 8A: Los gases nobles
Otra vista a la tabla periódica
Moléculas y Iones
Moléculas y fórmulas químicas
Fórmula molecular, empírica y estructural
Fórmula
Fórmulas estructurales
Representaciones moleculares
Iones
¿Cómo se predice la carga iónica?
Compuestos iónicos
Nomenclatura
¿Cómo se nombran los compuestos inorgánicos?
Compuestos Iónicos: (Los cationes)
Compuestos Iónicos: (Los aniones)
Ácidos
Compuestos Moleculares

Capítulo 4: Fuerzas entre los átomos
El enlace químico
Clasificación general de las fuerzas químicas:
Enlaces iónicos
Enlaces covalentes
Enlaces metálicos
Configuración de gas noble y estabilidad
Símbolos de Lewis
Reglas básicas:
Los iones y la regla del octeto
Tamaño de los iones
Cationes
Aniones
Carga nuclear
Propiedades de las sustancias iónicas:
La fórmula de Lewis y la formación del NaCl
Compuestos iónicos
Compuestos iónicos, nomenclatura
¿Que se hace con el H?
Reglas de nomenclatura
¿Por qué los elementos presentan iones diferentes?
Resumen de las reglas
El enlace covalente
El modelo de Lewis
Enlace múltiple
Estructuras de Lewis
Reglas para obtener las estructuras de Lewis
Carga formal
Resonancia
Estructuras de Lewis y los iones poliatómicos:
Excepciones en la regla del octeto
Número impar de electrones
Las moléculas en las cuales un átomo tiene deficiencia de electrones
Los compuestos de coordinación:
Más de ocho electrones en un átomo
Fuerza del enlace covalente
Energía de ionización o energía de enlace
Energías de enlace y entalpías de reacción
Energía de enlace y distancia de enlace
Número de oxidación
Unas reglitas
Revisión
La forma de las moléculas
¿Qué factores influyen?
¿Qué propiedades afecta?:
¿Cómo son las moléculas?
Repulsión de Pares Electrónicos de la Capa de Valencia
Bases del modelo ¿Cómo se pueden arreglar varios pares electrónicos?
Predicción de estructuras con la teoría de VSEPR o RPECV
Efecto de los electrones de no-enlace y los enlaces múltiples
Geometrías de las moléculas con capas de valencia
expandidas
Las moléculas que no tienen un solo átomo central
Electronegatividad y polaridad del enlace
Electronegatividad
Tendencias generales de la electronegatividad
La polaridad del enlace
Interacciones entre átomos y moléculas
Polaridad de las moléculas
Momento Dipolo:
Las moléculas poliatómicas
Las moléculas ABn y las geometrías no polares
Para que una molécula sea polar debe tener:
Enlace covalente y superposición de orbitales
Teoría de unión valencia
Orbitales híbridos
Orbitales híbridos sp
Orbitales híbridos sp2 3 y sp
Hibridación con los orbitales d
Enlaces múltiples
Enlace deslocalizado
Interacciones entre átomos y moléculas
Interacciones electrostáticas atractivas y repulsivas

Capítulo 5: Reacciones químicas
Reacciones químicas
El Mol
Pesos atómicos y moleculares
La escala de masa atómica
Masa atómica promedio
Masa Molar
Composición porcentual a partir de las fórmulas
Interconversión entre masas, moles y número de partículas
Fórmulas empíricas a partir del análisis
Fórmula molecular a partir de la fórmula empírica
Combustión en aire
Análisis de combustión
Estequiometría
Ecuaciones químicas
Reactividad química, uso de la tabla periódica
Balanceo de ecuaciones químicas
Tipos de reacciones químicas
Reacciones de descomposición
Reacciones de adición
Reacciones de desplazamiento
Reacciones de metátesis
Reacciones de precipitación
Reacciones de dismutación
Reacciones de substitución
Reacciones Redox o de óxido reducción
Oxidación y reducción
Ecuaciones iónicas
Estequiometría
Las etapas esenciales
Cálculos de moles
Conversión de moles a gramos:
Cálculos de masa
Reactivo limitante
Rendimiento teórico
Reacciones acuosas y química de las disoluciones
Composición de una disolución
Algunas propiedades de las disoluciones
Electrolíticas
No electrolíticas
Concentración de las disoluciones
Convenciones de concentración
Fracción en peso
Por ciento en peso
Partes por millón
Fracción molar
Molaridad
Normalidad
% en Volumen
Molalidad
Transformaciones
Molalidad a fracción mole
Molalidad a molaridad
Preparación de disoluciones
Estequiometría de disoluciones ¿Cuál es la concentración del agua?
Titulaciones
Descripción de una titulación

Capítulo 6: Fuerzas intermoleculares y estados de la materia
Fuerzas intermoleculares
Gases
Líquidos
Sólidos
¿Cómo cambia el estado de una sustancia?
Cambio de la temperatura
Cambio de la Presión
Ion-dipolo
Interacciones Dipolo-Dipolo
Fuerzas de dispersión de London ¿Cómo actúan las fuerzas de dispersión de London?
Enlace o puentes de hidrógeno
Propiedades de los líquidos, viscosidad y tensión superficial
Viscosidad
Tensión superficial
Cambios de estado
El proceso de fusión
El proceso de vaporización
Curvas de calentamiento
Temperatura y presión críticas
Presión de vapor
Las bases moleculares de la presión de vapor
Incremento de la presión de vapor con el incremento de la temperatura
Diagramas de fase
Diagrama de fases del agua
Estructuras de los sólidos
Sólidos cristalinos
Sólidos amorfos
Celda unitaria
La estructura cristalina del NaCl
Empacamiento de esferas cercanas
El enlace en los sólidos
Sólidos moleculares
Redes de sólidos covalentes
Los sólidos iónicos
Los sólidos metálicos
Polaridad y solubilidad
Propiedades de los compuestos iónicos
Propiedades de los compuestos covalentes
Puntos de fusión y ebullición

Capítulo 7: Relaciones energéticas en química
La termoquímica
La naturaleza de la energía
Unidades de energía
Energía cinética y energía potencial
El sistema y los alrededores
Disminución de la energía potencial del sistema
Entalpía
Calor y cambios de entalpía
Entalpías de Reacción
Propiedades de la entalpía
Calor de formación y estabilidad
Calorimetría
Calorimetría a presión constante
Calorimetría a volumen constante
Calor de combustión
Calor de reacción
Calor de neutralización
Calor de formación
La ley de Hess
Aplicaciones de la ley de Hess
Entalpías de formación
Movimientos Moleculares ¿Qué tipos de movimientos son posibles?
El principio de la equipartición de la energía
La energía térmica y de enlace
La energía interna
Cambios de energía interna
DU Intermolecular
DU Intramolecular
Espectro Atómico y Molecular
Espectro Atómico
Espaciamiento de los Niveles Energéticos
Espectro molecular
Distribución Molecular
Alimentos y combustibles
Alimentos
Combustibles

Capítulo 8: Equilibrio y velocidad de reacción
Procesos espontáneos y no espontáneos
Espontaneidad de una reacción
Primera ley de la termodinámica
Energía y enlace químico
Segunda ley de la termodinámica
Entropía vs entalpía
La energía libre DG
Cinética química
Colisiones y reactividad
Diagramas de energía
Catalizadores
Inhibidores
Efecto de un catalizador en el equilibrio
Equilibrio
Ley del equilibrio químico
El principio de Le Chatelier
Efecto de la temperatura en el equilibrio
Efecto de la concentración en el equilibrio
Reversibilidad y equilibrio
El transporte de oxígeno (numérico)
Efecto de la presión en el equilibrio
Aplicaciones del principio de Le Chatelier
Eliminación de un producto de un sistema en equilibrio
Producto de solubilidad
Efecto del ion común
Reacciones ácido base
Propiedades del agua
Definición de Brönsted
Definición de Lewis: ¿Cuál es la concentración del agua?
Producto iónico del agua
Concentración de H al añadir ácidos o bases fuertes
Definición de pH
Constante de disociación de un ácido
Constante de disociación de una base
Grado de ionización de un ácido
Constante de disociación de un ácido
Constante de disociación de una base
Ejemplos de constantes de disociación


Primera serie de problemas
Segunda serie de problemas
Tercera serie de problemas ESTEQUIOMETRÍA
Cuarta serie de problemas Relaciones energéticas
Serie de problemas PARA EL EXAMEN DEPARTAMENTAL (III)
Equilibrio químico Problemas (primera parte)
Serie de problemas Ácidos y bases