Química de 2º de Bachillerato: febrero 2008

Cálculos generales en Química

Contenidos

Conceptos de química
Fórmula de un compuesto
Medida de la cantidad de sustancia
Mezcla de sustancias
Reacción química
Disoluciones

Materiales de clase

Simulaciones

DISOLUCIONES

CONCENTRACION

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MOLARIDAD

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SALES Y SOLUBILIDAD

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SOLUBILIDAD: LABORATORIO VIRTUAL

GASES

PROPIEDADES DE LOS GASES

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REACCIONES QUÍMICAS

AJUSTANDO REACCIONES QUÍMICAS

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REACTIVO LIMITANTE Y REACTIVOS EN EXCESO

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ESTADOS DE LA MATERIA

ESTADOS DE LA MATERIA: Diagramas p,T

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1. Estructura atómica y sistema periódico

Contenidos

Radiación electromagnética
Orígenes de la teoría cuántica. Hipótesis de Planck
Espectros atómicos
Modelo atómico de Bohr para el átomo de hidrógeno
Mecánica cuántica moderna y su incidencia en el desarrollo de la química
Modelo mecano-cuántico
Orbitales atómicos
Estructura electrónica de los átomos

Excepciones a la configuración electrónica (documento de trabajo)

Clasificación periódica de los elementos químicos
Configuración electrónica externa y sistema periódico
Propiedades periódicas y su variación en el sistema periódico .

Carga nuclear efectiva (Presentación. Archivo pdf)

Estructura atómica: de átomos indivisibles al modelo de Rutherford

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De espectros atómicos a configuración electrónica

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Sistema periódico

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Mapas conceptuales de la unidad

enlace al mapa conceptual

Precisando algunos aspectos de la unidad:

DE LA TABLA PERIÓDICA DE MENDELÉIEV Y MEYER, AL SISTEMA PERIÓDICO ACTUAL. LEY DE MOSELEY

El criterio de ordenación de los elementos conocidos era la masa atómica creciente, pero en 1912, Moseley observó que las frecuencias ( $\nu$ ) de rayos X absorbidas por los átomos de los elementos quñimicos cumplían la ecuación:

${\sqrt\nu}=C(Z-\sigma)$

donde Z repesenta el número atómico $\sigma$ y C son constantes. Más tarde se identificó el número atómico con el nº de prtones existentes en el núcleo. Debido a la importancia de Z en la estructura interna de los átomos, se pensó que era mejor criterio de ordenación de los átomos el uso de Z y no de la masa atómica. Así nació el sistema periódico actual con 18 columnas o grupos y 7 filas o periodos.

ANOMALÍAS EN EL RADIO ATÓMICO

A la vista de la definición de radio metálico, covalente e iónico de la imagen anterior, hemos de señalar algunas anomalías en el radio debido al efecto del valor de la constante de apantallamiento S que vimos anteriormente.

RADIO IÓNICO

CATIONES: El radio de los cationes es siempre MENOR que el de los átomos, debido a que existe una CONTRACCIÓN de la nube electrónica debida al predominio de las fuerzas atractivas (e-p) respecto de las repulsivas (e-e), debido al defecto de electrones. Cuanto mayor sea la carga del catión mayor será la contracción sufrida.

ANIONES: En los aniones ocurrirá lo contrario, el radio de los aniones será MAYOR que el de los átomos que los originaron. La nuebe eletrónica sufre una EXPANSIÓN ya que ahora predominan las fuerzas repulsivas (e-e) frente a las atractivas (p-e) por exceso de electrones. Al aumentar la carga de los aniones, mayor será la expansión sufrida.

Con todo ello, sólo podremos comparar las series de IONES ISOLELECTRÓNICOS (igual nº de electrones) sin comparar cationes con aniones.

ELECTRONEGATIVIDAD: ESCALAS Y VALORES

La diferencia de eletronegatividad de los átomos que se enlazan, determinará que su enlace sea iónico, covalente polar o covalente apolar. Así, según la diferencia entre las electronegatividades de éstos se puede determinar (convencionalmente) si el enlace será, según la escala de Linus Pauling:

Covalente no polar: $\Delta EN < 0,4 \,$
Covalente polar: $0,4 \leq \Delta EN \leq 1,7$
Iónico: $\Delta EN \geq 1,7$

La escala Mulliken (c_M) promedia la afinidad electrónica A.E. (magnitud que puede relacionarse con la tendencia de un átomo a adquirir carga negativa) y los potenciales de ionización de sus electrones de valencia P.I. o E.I. (magnitud asociada con la facilidad, o tendencia, de un átomo a adquirir carga positiva). Las unidades empleadas son el kJ/mol:

$c_M = \frac {A.E + P.I.} 2$

El valor de la electronegatividad del átomo de hidrógeno determina (aunque no de un modo claro) la distinción entre metales, no metales y semimetales:

Problemas complementarios

Estructura de La Materia - Cuestionesnes Resueltas de Acceso a La Universidad by rosana_quesada

1.2 - Estructura de La Materia - Problemas Resueltos de Acceso a La Universidad by rosana_quesada

2. Enlace químico

Contenidos

Concepto de enlace químico y estabilidad energética
Enlace iónico

Propiedades de las sustancia iónicas

Enlace covalente

Parámetros moleculares
Teoría del enlace valencia TEV
Modelo de repulsión de pares electrónicos en las capas de valencia (RPECV)
Hibridación
Propiedades de las sustancias covalentes

Fuerzas intermoleculares
Enlace metálico

Teorías del enlace metálico
Propiedades de las sustancias metálicas

MAPAS ENCADENADOS DE LA UNIDAD

Argumentando las actividades

FUNDAMENTOS DEL ENLACE QUÍMICO

PRESENTACIÓN DE CLASE

Enlace Químico

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Problemas complementarios

2.1 - ENLACE QUÍMICO - CUESTIONES RESUELTAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD (I) by rosana_quesada

2.2 - ENLACE QUÍMICO - CUESTIONES RESUELTAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD (II) by rosana_quesada

3. Termodinámica química

Sistemas materiales. Clasificación
Variables termodinamicas
Calor y Trabajo en termodinámica. Procesos reversibles e irreversibles
Primer principio de la termodinámica. Energía interna.

Aplicaciones del primer principio de la termodinámica
Ecuaciones termoquímicas y daigramas entálpicos
Entalpías de formación
Entalpía de reacción
Entalpía de combustión
Ley de Hess de aditividad de las entalpías de reacción
Entalpías de enlace
Transferencias de calor en procesos físicos

Segundo principio de la termodinámica.

Concepto de entropía
Variación de la entropía en una reacción química
Energía lobre de Gibbs. Espontaneidad de una reacción química.

Tercer principio de la termodinámica

Termoquímica (Química 2º bachillerato)

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3.1 - TERMOQUÍMICA - CUESTIONES RESUELTAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD by rosana_quesada

3.2 - TERMOQUÍMICA - PROBLEMAS RESUELTOS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD (I) by rosana_quesada

3.3 - TERMOQUÍMICA - PROBLEMAS RESUELTOS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD (II) by rosana_quesada

4. Cinética química

Contenidos

Aspecto dinámico de las reacciones químicas. Velocidad de las reacciones químicas
Ecuaciones químicas
Relación entre las concentraciones de los reactivos y el tiempo
Mecanismos de reacción y molecularidad
Teorías de las reacciones químicas
Factores que influyen en la velocidad de reacción. Estudio cualitativo.
Catalizadores y catálisis en procesos industriales.

Cinética química (Química 2º bachillerato)

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Cuestiones resueltas

4.1 - CINÉTICA QUÍMICA - CUESTIONES RESUELTAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD by rosana_quesada

5. Equilibrio químico

Contenidos

Estado de equilibrio
Aproximación termodinámica al estado de equilibrio
Constante de equilibrio.

Relación entre las formas de expresar las constantes de equilibrio
Relación entre las constantes de equilibrio y grado de disociación
Relación entre Kc y temperatura

Factores que afectan el equilibrio. Principio de Le Chatelier.
Equilibrios heterogéneos sólido-líquido

Factores que afectan a la solubilidad de los precipitados. Aplicaciones analíticas

Estudio termodinámico del equilibrio químico

Equilibrio Químico. (Química 2º bachillerato)

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Cuestiones y problemas resueltos

Colección manuscrita (20 elegidos)

Cuestiones y Problemas Precipitacion[1] by rosana_quesada

5.1 - EQUILIBRIO QUÍMICO - CUESTIONES RESUELTAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD by rosana_quesada

5.2 - EQUILIBRIO QUÍMICO - PROBLEMAS RESUELTOS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD (I) by rosana_quesada

5.3 - EQUILIBRIO QUÍMICO - PROBLEMAS RESUELTOS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD (II) by rosana_quesada

6. Ácido-base: Reacciones de transferencia de protones.

Contenidos

Revisión histórica de los conceptos de ácido-base.
Teoría de Arrhenius de los electrolitos
Teoría de Brönsted-Lorry sobre ácidos y bases

Fuerza relativa de los ácidos y las bases
Constantes de disociación de los ácido y bases débiles Ka y Kb

Ionización del agua. Producto iónico del agua Kw
Relación entre Ka y Kb
Cálculo del pH en disoluciones ácidas o básicas.
Hidrólisis. Estudio cualitativo.

Hidrólisis de sales
Efecto del ión común
Disoluciones reguladoras

Valoraciones ácido-base

Neutralización
Estequiometría y pH del punto de equivalencia
Volumetrías de neutralización
Indicadores y medidores del pH

Ácidos y bases de interés en la industria y en la vida cotidiana.

Reacciones de transferencia de protones: ácido-base

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Cuestiones y problemas resueltos

6.1 - ÁCIDOS Y BASES - CUESTIONES RESUELTAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD by rosana_quesada

6.2 - ÁCIDOS Y BASES - PROBLEMAS RESUELTOS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD (I) by rosana_quesada

6.3 - ÁCIDOS Y BASES - PROBLEMAS RESUELTOS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD (II) by rosana_quesada

7. Oxidación-reducción: Reacciones de transferencia de electrones.

1. Mapa conceptual

2. Contenidos

Reácciones de transferencia de electrones. Pilas y electrolisis.

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3. Problemas resueltos.
Problemas PAU (o PAEG) resueltos. Especialemente importantes los de electroquímica.

Nuestro querido amigo Gregorio, nos dejó su legado de trabajo BIEN hecho....

Y la teoría....Gracias Gregorio

7.1 - ELECTROQUÍMICA - CUESTIONES RESUELTAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD (I) by rosana_quesada

7.2 - ELECTROQUÍMICA - CUESTIONES RESUELTAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD (II) by rosana_quesada

4. Potenciales de reducción.

8. Química descriptiva

Elementos químicos en la naturaleza
Grupos representativos de elementos y propiedades
Compuestos del H, O, N y S
Importancia económica de la industria química
Algunos procesos industriales de interés
Impacto medioambiental de las industrias químicas

10. Macromoléculas naturales y sintéticas

Moléculas orgánicas de importancia biológica
Polímeros. Clasificación y propiedades

Proceso de polimerización
Algunos polímeros de interés industrial

Carbono y la industria de los polímero
Fabricación de plásticos y sus transformados
Impacto ambiental del plástico
Síntesis de interés: Nylon 6,10 , polieltileno.

Interacciones de NO enlace: fuerzas intermoleculares

Como recordarás existen diferentes interacciones:

Entre átomos, es decir interatómicas. Son los verdaderos enlaces químicos: iónicos, covalentes o metálicos.
Interacciones intermoleculares, que engloban a aquellas interacciones de "no enlace". Entre ellas encontramos:

Enlaces por puentes de hidrógeno. Explican las anomalías en las propiedades físicas, químicas o estructurales de moléculas covalentes que presenten alguno o varios de estos enlaces: H-F, H-O, H-N
Fuerzas de Van der Waals que aparecen:

Entre moléculas polares, es decir entre dipolos permanentes. A estas las llamaremos fuerzas de orientación.
Entre una molécula polar (dipolo permanente) y una molécula apolar en la que se puede inducir un dipolo. Por ejemplo: $$HCl\quad (polar)\quad y\quad C{ H }_{ 4 }\quad (apolar)$$

Entre moléculas apolares en las que se pueda inducir un dipolo mediante la formación de un dipolo temporal. A estas las llamaremos fuerzas de dispersión o fuerzas de London. Son las mas débiles de todas, y por ello en muchos casos, incluso a temperatura ambiente si siquera podemos manifestarlas debido a que la agitación molecular las destruye.

En esta presentación se explica con muchísima claridad:

http://web.educastur.princast.es/proyectos/fisquiweb/Presentaciones/NoEnlace.htm

El último caso es la solvatación de iones mediante moléculas polares. Serían interacciones ión-dipolo, que darían lugar a que los iones se rodean de moléculas polares (dipolos permanentes) que se orientan de acuerdo con la carga del ión.

¿Quién se ioniza? Electrolitos: ácidos, bases y sales.

Sencilla y eficaz modelo sobre la ionización. Te sugiero que antes de comprobarlo, trates de escribir el resultado de la ionización...si es que esta se produce....

Visualizador de moléculas simples, cristales, bio-moléculas

Extraordinario visualizador CANVAS que permite exportar imágenes de biomoléculas, moléculas sencillas, estructuras del C y algunos cristales. Por supuesto se pueden mover y crear diferentes modelos:

Adn

Cristal de fluorita

Morfina

C-60

Problemas tipo de equilibrio ácido base

Geometría molecular por T.R.P.E.C.V.

Esta simulación sencilla, muestra todas las geometrías de las moléculas más habituales

Ejercicios:

Regla:

¿Motivos? Los electrones no compartidos están más localizados, y para minimizar repulsiones es preciso que se encuentren lo más alejado posible.

Geometría según tipo de molécula: