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La química en su contexto A lo largo de la historia de la humanidad, la gente ha intentado convertir la materia en formas más útiles. Nuestros antepasados de la Edad de Piedra tallaban trozos de sílex para convertirlos en herramientas útiles y tallaban madera para hacer estatuas y juguetes. Estos esfuerzos implicaban c... | La química en su contexto | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Fases y clasificación de la materia La materia se define como todo lo que ocupa espacio y tiene masa, y está a nuestro alrededor. Los sólidos y los líquidos son más obviamente materia: podemos ver que ocupan espacio y su peso nos indica que tienen masa. Los gases también son materia; si los gases no ocuparan espacio, u... | Fases y clasificación de la materia | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Propiedades físicas y químicas Las características que distinguen una sustancia de otra se llaman propiedades. Una propiedad física es una característica de la materia que no está asociada a un cambio en su composición química. Algunos ejemplos conocidos de propiedades físicas son la densidad, el color, la dureza, los ... | Propiedades físicas y químicas | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Mediciones Las mediciones proporcionan gran parte de la información que sirve de base a las hipótesis, teorías y leyes que describen el comportamiento de la materia y la energía en los dominios macroscópico y microscópico de la química. Toda medición proporciona tres tipos de información: el tamaño o la magnitud de la ... | Mediciones | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Incertidumbre, exactitud y precisión de las mediciones El conteo es el único tipo de medición que está libre de incertidumbre, siempre que el número de objetos contados no cambie mientras se realiza el proceso de conteo. El resultado de esta medición de conteo es un ejemplo de número exacto . Al contar los huevos de un... | Incertidumbre, exactitud y precisión de las mediciones | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Tratamiento matemático de los resultados de las mediciones A menudo ocurre que una cantidad de interés puede no ser fácil (ni incluso posible) de medir directamente, sino que debe calcularse a partir de otras propiedades medidas directamente y de relaciones matemáticas adecuadas. Por ejemplo, considere la posibilidad d... | Tratamiento matemático de los resultados de las mediciones | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Introducción El análisis de las moléculas del aliento puede proporcionar información valiosa, lo que permite el diagnóstico precoz de enfermedades o la detección de la exposición ambiental a sustancias nocivas (créditos: modificación del trabajo de Paul Flowers). Las afecciones pulmonares y el cáncer de pulmón se encue... | Introducción | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Las primeras ideas de la teoría atómica La primera discusión registrada sobre la estructura básica de la materia proviene de los antiguos filósofos griegos, los científicos de su época. En el siglo V a.C., Leucipo y Demócrito sostenían que toda la materia estaba compuesta por partículas pequeñas y finitas que llamaban ... | Las primeras ideas de la teoría atómica | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Evolución de la teoría atómica Si la materia está compuesta de átomos, ¿de qué están compuestos los átomos? ¿Son las partículas más pequeñas o hay algo más pequeño? A finales del siglo XIX, varios científicos interesados en cuestiones como estas investigaron las descargas eléctricas que podían producirse en los gases a... | Evolución de la teoría atómica | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Estructura atómica y simbolismo El desarrollo de la teoría atómica moderna reveló mucho sobre la estructura interna de los átomos. Se aprendió que un átomo contiene un núcleo muy pequeño compuesto por protones con carga positiva y neutrones sin carga, rodeado por un volumen de espacio mucho mayor que contiene electrone... | Estructura atómica y simbolismo | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Fórmulas químicas Fórmulas moleculares y empíricas Una fórmula molecular es una representación de una molécula que utiliza símbolos químicos para indicar los tipos de átomos seguidos de subíndices a fin de mostrar el número de átomos de cada tipo en la molécula. (Solo se utiliza un subíndice cuando hay más de un átomo ... | Fórmulas químicas | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Introducción La Nebulosa del Cangrejo está formada por los restos de una supernova (la explosión de una estrella). El Telescopio Espacial Hubble, de la NASA, produjo esta imagen compuesta. Las mediciones de las longitudes de onda de la luz emitida permitieron a los astrónomos identificar los elementos de la nebulosa, d... | Introducción | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Energía electromagnética La naturaleza de la luz ha sido objeto de investigación desde la antigüedad. En el siglo XVII, Isaac Newton realizó experimentos con lentes y prismas y pudo demostrar que la luz blanca está formada por los colores individuales del arco iris combinados. Newton explicó sus descubrimientos sobre l... | Energía electromagnética | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
El modelo de Bohr Tras los trabajos de Ernest Rutherford y sus colegas a principios del siglo XX, estaba bien establecida la idea de que los átomos están formados por pequeños núcleos densos rodeados de electrones más ligeros y aun más pequeños que se mueven continuamente alrededor del núcleo. Esta imagen se denominó m... | El modelo de Bohr | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Desarrollo de la teoría cuántica El modelo de Bohr explicaba los datos experimentales del átomo de hidrógeno y era ampliamente aceptado, pero también planteaba muchas interrogantes. ¿Por qué los electrones solo orbitan a distancias fijas definidas por un único número cuántico n = 1, 2, 3, etc., pero nunca entre ellos? ... | Desarrollo de la teoría cuántica | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Estructura electrónica de los átomos (configuraciones de electrones) Una vez introducidos los fundamentos de la estructura atómica y la mecánica cuántica, podemos utilizar nuestra comprensión de los números cuánticos para determinar cómo se relacionan los orbitales atómicos entre sí. Esto nos permite determinar qué orb... | Estructura electrónica de los átomos (configuraciones de electrones) | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Variaciones periódicas de las propiedades de los elementos Los elementos de los grupos (columnas verticales) de la tabla periódica presentan un comportamiento químico similar. Esta similitud se produce porque los miembros de un grupo tienen el mismo número y distribución de electrones en sus capas de valencia. Sin emba... | Variaciones periódicas de las propiedades de los elementos | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
La tabla periódica A medida que los primeros químicos trabajaban en la purificación de los minerales y descubrían más elementos, se dieron cuenta de que varios elementos podían agruparse por sus comportamientos químicos similares. Una de estas agrupaciones incluye el litio (Li), el sodio (Na) y el potasio (K): Todos es... | La tabla periódica | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Compuestos iónicos y moleculares En las reacciones químicas ordinarias, el núcleo de cada átomo (y, por lo tanto, la identidad del elemento) permanece inalterado. Sin embargo, los electrones pueden añadirse a los átomos por transferencia desde otros átomos, perderse por transferencia a otros átomos o compartirse con ot... | Compuestos iónicos y moleculares | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Introducción Apodadas "buckybolas" o "futboleno", las moléculas de buckminsterfullereno (C 60 ) contienen solo átomos de carbono (izquierda) dispuestos para formar un entramado geométrico de hexágonos y pentágonos, similar al patrón de un balón de fútbol (centro). Esta estructura molecular debe su nombre al arquitecto ... | Introducción | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Enlace iónico Como ha aprendido, los iones son átomos o moléculas con carga eléctrica. Un catión (un ion positivo) se forma cuando un átomo neutro pierde uno o más electrones de su capa de valencia, y un anión (un ion negativo) se forma cuando un átomo neutro gana uno o más electrones en su capa de valencia. Los compue... | Enlace iónico | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Enlace covalente El enlace iónico es el resultado de la atracción electrostática de los iones con carga opuesta que se produce normalmente por la transferencia de electrones entre átomos metálicos y no metálicos. Un tipo diferente de enlace resulta de la atracción mutua de los átomos por un par de electrones "compartid... | Enlace covalente | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Nomenclatura química La nomenclatura , un conjunto de reglas para nombrar las cosas, es importante en la ciencia y en muchas otras situaciones. Este módulo describe un enfoque que se utiliza para nombrar compuestos iónicos y moleculares simples, como NaCl, CaCO 3 y N 2 O 4 . Los más sencillos son los compuestos binario... | Nomenclatura química | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Símbolos y estructuras de Lewis Hasta ahora, en este capítulo, hemos hablado de los distintos tipos de enlaces que se forman entre átomos o iones. En todos los casos, estos enlaces implican el intercambio o la transferencia de electrones de la capa de valencia entre los átomos. En esta sección, exploraremos el método t... | Símbolos y estructuras de Lewis | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Cargas formales y resonancia En la sección anterior, discutimos cómo escribir estructuras de Lewis para moléculas e iones poliatómicos. Sin embargo, como hemos visto, en algunos casos parece haber más de una estructura válida para una molécula. Podemos utilizar el concepto de cargas formales para predecir la estructura... | Cargas formales y resonancia | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Estructura molecular y polaridad Hasta ahora, hemos utilizado estructuras bidimensionales de Lewis para representar moléculas. Sin embargo, la estructura molecular es en realidad tridimensional, y es importante poder describir los enlaces moleculares en términos de sus distancias, ángulos y disposiciones relativas en e... | Estructura molecular y polaridad | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Introducción Las moléculas de oxígeno se orientan al azar la mayor parte del tiempo, como se muestra en la vista superior ampliada. Sin embargo, cuando vertemos oxígeno líquido a través de un imán, las moléculas se alinean con el campo magnético y la atracción les permite permanecer suspendidas entre los polos del imán... | Introducción | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Teoría de enlace de valencia Como sabemos, una teoría científica es una explicación firmemente respaldada de las leyes naturales observadas o de grandes conjuntos de datos experimentales. Para ser aceptada, una teoría debe explicar los datos experimentales y ser capaz de predecir comportamientos. Por ejemplo, la teoría... | Teoría de enlace de valencia | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Orbitales atómicos híbridos Pensar en términos de orbitales atómicos superpuestos es una forma de explicar cómo se forman los enlaces químicos en las moléculas diatómicas. Sin embargo, necesitamos un modelo más detallado para entender cómo las moléculas con más de dos átomos forman enlaces estables. Por ejemplo, consid... | Orbitales atómicos híbridos | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Enlaces múltiples El modelo de orbitales híbridos parece explicar la geometría de las moléculas con enlaces covalentes simples. ¿Es capaz también de describir moléculas que contienen dobles y triples enlaces? Ya comentamos que los enlaces múltiples están formados por enlaces σ y π. A continuación consideraremos cómo vi... | Enlaces múltiples | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Teoría de los orbitales moleculares En casi todas las moléculas covalentes que existen, ahora podemos dibujar la estructura de Lewis, predecir la geometría de pares de electrones así como la geometría molecular y acercarnos a la predicción de los ángulos de enlace. Sin embargo, una de las moléculas más importantes que ... | Teoría de los orbitales moleculares | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Introducción El agua de una piscina es una mezcla compleja de sustancias cuyas cantidades relativas deben mantenerse cuidadosamente para garantizar la salud y la comodidad de las personas que la utilizan (créditos: modificación de la obra de Vic Brincat). Las piscinas han sido durante mucho tiempo un medio popular de r... | Introducción | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Fórmula de masa Muchos sostienen que la ciencia química moderna comenzó cuando los científicos empezaron a explorar los aspectos cuantitativos y cualitativos de la química. Por ejemplo, la teoría atómica de Dalton fue un intento de explicar los resultados de las mediciones que le permitieron calcular las masas relativa... | Fórmula de masa | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Determinación de fórmulas empíricas y moleculares En un capítulo anterior se analizó la relación entre la masa aparente de una sustancia y el número de átomos o moléculas que contiene (moles). Dada la fórmula química de la sustancia, se puede determinar su cantidad (moles) a partir de su masa, y viceversa. Pero ¿qué oc... | Determinación de fórmulas empíricas y moleculares | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Molaridad Las secciones anteriores de este capítulo se centraron en la composición de las sustancias: muestras de materia que contienen un solo tipo de elemento o compuesto. Sin embargo, las mezclas (muestras de materia que contienen dos o más sustancias combinadas físicamente) son más frecuentes en la naturaleza que l... | Molaridad | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Otras unidades para las concentraciones de las soluciones En el apartado anterior se ha introducido la molaridad, una unidad de medida muy útil para evaluar la concentración de las soluciones. Sin embargo, la molaridad es solo una medida de la concentración. Esta sección describirá algunas otras unidades de concentraci... | Otras unidades para las concentraciones de las soluciones | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Introducción Muchos de los combustibles modernos para cohetes son mezclas sólidas de sustancias combinadas en cantidades cuidadosamente medidas y encendidas para producir una reacción química generadora de empuje (créditos: modificación de un trabajo de la NASA). Los cohetes de combustible sólido son un elemento centra... | Introducción | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Escritura y balance de ecuaciones químicas En un capítulo anterior de este texto se introdujo el uso de símbolos de elementos para representar átomos individuales. Cuando los átomos ganan o pierden electrones para dar lugar a iones, o se combinan con otros átomos para formar moléculas, sus símbolos se modifican o combi... | Escritura y balance de ecuaciones químicas | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Clasificación de las reacciones químicas Los seres humanos interactúan entre sí de formas diversas y complejas y clasificamos estas interacciones según patrones comunes de comportamiento. Cuando dos seres humanos intercambian información, decimos que se están comunicando. Cuando intercambian golpes con los puños o con ... | Clasificación de las reacciones químicas | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Estequiometría de la reacción Una ecuación química balanceada proporciona una gran cantidad de información en un formato muy sucinto. Las fórmulas químicas proporcionan las identidades de los reactivos y los productos que intervienen en el cambio químico, lo que permite clasificar la reacción. Los coeficientes proporci... | Estequiometría de la reacción | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Rendimiento de la reacción Las cantidades relativas de reactivos y productos representadas en una ecuación química balanceada suelen denominarse cantidades estequiométricas . Todos los ejercicios del módulo anterior incluían cantidades estequiométricas de reactivos. Por ejemplo, al calcular la cantidad de producto gene... | Rendimiento de la reacción | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Análisis químico cuantitativo En el siglo XVIII, la fuerza (en realidad la concentración) de las muestras de vinagre se determinaba anotando la cantidad de carbonato de potasio, K 2 CO 3 , que había que añadir, poco a poco, antes de que cesara el burbujeo. Cuanto mayor sea el peso de carbonato de potasio que se añada p... | Análisis químico cuantitativo | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Introducción El aire caliente del interior de estos globos es menos denso que el aire frío circundante. Esto da lugar a una fuerza de flotación que hace que los globos se eleven cuando se desatan sus cabos (créditos: modificación del trabajo de Anthony Quintano). Estamos rodeados de un océano de gas —la atmósfera— y mu... | Introducción | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Presión del gas La atmósfera terrestre ejerce una presión, como cualquier otro gas. Aunque normalmente no notamos la presión atmosférica, somos sensibles a los cambios de presión, por ejemplo, cuando los oídos "se tapan" durante el despegue y el aterrizaje al volar, o cuando se bucea bajo el agua. La presión de los gas... | Presión del gas | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Relaciones entre presión, volumen, cantidad y temperatura: la ley de los gases ideales Durante el siglo XVII y sobre todo en el XVIII, impulsados tanto por el deseo de comprender la naturaleza como por la búsqueda de fabricar globos en los que poder volar ( ), varios científicos establecieron las relaciones entre las p... | Relaciones entre presión, volumen, cantidad y temperatura: la ley de los gases ideales | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Estequiometría de sustancias gaseosas, mezclas y reacciones El estudio del comportamiento químico de los gases formó parte de la base de la que quizá sea la revolución química más fundamental de la historia. El noble francés Antoine Lavoisier , ampliamente considerado como el "padre de la química moderna", cambió la qu... | Estequiometría de sustancias gaseosas, mezclas y reacciones | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Efusión y difusión de los gases Si alguna vez ha estado en una habitación cuando le han entregado una pizza bien caliente, se habrá dado cuenta de que las moléculas gaseosas pueden extenderse rápidamente por la habitación, como demuestra el agradable aroma que pronto llega a su nariz. Aunque las moléculas gaseosas viaj... | Efusión y difusión de los gases | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
La teoría cinético-molecular Las leyes de los gases que hemos visto hasta ahora, así como la ecuación de los gases ideales, son empíricas, es decir, derivan de observaciones experimentales. Las formas matemáticas de estas leyes describen fielmente el comportamiento macroscópico de la mayoría de los gases a presiones in... | La teoría cinético-molecular | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Comportamiento no ideal de los gases Hasta ahora, la ley de los gases ideales, PV = nRT , se ha aplicado a diversos tipos de problemas, que van desde la estequiometría de las reacciones y los problemas de fórmulas empíricas y moleculares hasta la determinación de la densidad y la masa molar de un gas. Sin embargo, como... | Comportamiento no ideal de los gases | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Introducción Al deslizar la cabeza de un fósforo por una superficie rugosa se inicia una reacción de combustión que produce energía en forma de calor y luz (créditos: modificación del trabajo de Laszlo Ilyes). Las reacciones químicas, como las que se producen al encender el fósforo, implican cambios tanto de energía co... | Introducción | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Conceptos básicos de energía Los cambios químicos y los cambios de energía que los acompañan son partes importantes de nuestro mundo cotidiano ( ). Los macronutrientes de los alimentos (proteínas, grasas y carbohidratos) sufren reacciones metabólicas que proporcionan la energía necesaria para que nuestro cuerpo funcion... | Conceptos básicos de energía | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Calorimetría Una de las técnicas que podemos utilizar para medir la cantidad de calor que interviene en un proceso químico o físico se conoce como calorimetría . La calorimetría se utiliza para medir las cantidades de calor transferidas hacia o desde una sustancia. Para ello, se intercambia el calor con un objeto calib... | Calorimetría | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Entalpía La termoquímica es una rama de la termodinámica química , la ciencia que se ocupa de las relaciones entre el calor, el trabajo y otras formas de energía en el contexto de los procesos químicos y físicos. Como en este capítulo nos centramos en la termoquímica, debemos tener en cuenta algunos conceptos de la ter... | Entalpía | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Fuerza de los enlaces iónicos y covalentes La fuerza de un enlace describe la fuerza con la que cada átomo está unido a otro átomo y, por tanto, cuánta energía se necesita para romper el enlace entre ambos. Es fundamental recordar que hay que añadir energía para romper los enlaces químicos (un proceso endotérmico), mie... | Fuerza de los enlaces iónicos y covalentes | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Introducción El dióxido de carbono sólido ("hielo seco", a la izquierda) se sublima vigorosamente cuando se coloca en un líquido (a la derecha), enfriando el líquido y generando una densa niebla de agua por encima del cilindro (créditos: modificación del trabajo de Paul Flowers). La lepra fue una enfermedad devastadora... | Introducción | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Fuerzas intermoleculares Al igual que en el caso de las sustancias gaseosas, la teoría cinética molecular puede utilizarse para explicar el comportamiento de los sólidos y los líquidos. En la siguiente descripción, el término partícula se utilizará para referirse a un átomo, a una molécula o a un ion. Observe que utili... | Fuerzas intermoleculares | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Propiedades de los líquidos Cuando se vierte un vaso de agua, o se carga un automóvil de gasolina, se observa que el agua y la gasolina fluyen libremente. Pero cuando se vierte jarabe en las tortitas o se añade aceite al motor de un automóvil, se observa que el jarabe y el aceite de motor no fluyen con tanta facilidad.... | Propiedades de los líquidos | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Transiciones de fase Presenciamos y utilizamos los cambios de estado físico, o transiciones de fase, de muchas maneras. Como ejemplo de importancia global, consideremos la evaporación, condensación, congelación y fusión del agua. Estos cambios de estado son aspectos esenciales del ciclo del agua en la Tierra, así como ... | Transiciones de fase | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Diagramas de fase En el módulo anterior se describió la variación de la presión de vapor de equilibrio de un líquido con la temperatura. Teniendo en cuenta la definición de punto de ebullición, los gráficos de presión de vapor frente a la temperatura representan cómo varía el punto de ebullición del líquido con la pres... | Diagramas de fase | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
El estado sólido de la materia Cuando la mayoría de los líquidos se enfrían, acaban congelándose y formando sólidos cristalinos , es decir, sólidos en los que los átomos, iones o moléculas están dispuestos en un patrón repetitivo definido. También es posible que un líquido se congele antes de que sus moléculas se orden... | El estado sólido de la materia | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Estructuras de red en los sólidos cristalinos Más del 90 % de los sólidos naturales y artificiales son cristalinos. La mayoría de los sólidos se forman con una disposición regular de sus partículas porque las interacciones atractivas generales entre las partículas se maximizan, y la energía intermolecular total se mini... | Estructuras de red en los sólidos cristalinos | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Introducción Los arrecifes de coral, como este del Refugio Nacional de Vida Silvestre del Atolón de Palmyra, son vitales para el ecosistema de los océanos de la Tierra. La salud de los arrecifes de coral y de toda la vida marina depende de la composición química específica de la compleja mezcla conocida como agua de ma... | Introducción | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
El proceso de disolución En un capítulo anterior de este texto se presentaron las soluciones , que se definen como mezclas homogéneas de dos o más sustancias. A menudo, uno de los componentes de una solución está presente en una concentración significativamente mayor, en cuyo caso se denomina solvente . Los otros compo... | El proceso de disolución | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Electrolitos Cuando algunas sustancias se disuelven en agua, sufren un cambio físico o químico que produce iones en solución. Estas sustancias constituyen una importante clase de compuestos llamados electrolitos . Las sustancias que no producen iones cuando se disuelven se denominan no electrolitos . Si el proceso físi... | Electrolitos | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Solubilidad Imagine que añade una pequeña cantidad de azúcar a un vaso de agua, revuelve hasta que todo el azúcar se haya disuelto y luego añade un poco más. Puedes repetir este proceso hasta que la concentración de azúcar de la solución alcance su límite natural, un límite determinado principalmente por las fuerzas re... | Solubilidad | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Propiedades coligativas Las propiedades de una solución son diferentes de las del soluto o solvente puro. Muchas propiedades de las soluciones dependen de la identidad química del soluto. En comparación con el agua pura, una solución de cloruro de hidrógeno es más ácida, una solución de amoníaco es más básica, una solu... | Propiedades coligativas | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Coloides Es posible que de niño haya hecho suspensiones como mezclas de barro y agua, harina y agua, o una suspensión de pigmentos sólidos en agua, conocida como témpera. Estas suspensiones son mezclas heterogéneas compuestas por partículas relativamente grandes que son visibles (o que pueden verse con una lupa). Son t... | Coloides | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Introducción Los géiseres son una muestra dramática de los principios termodinámicos en la naturaleza. El agua que se encuentra en las profundidades de los canales subterráneos del géiser está sometida a alta presión y se calienta a alta temperatura por el magma. Cuando una bolsa de agua cercana a la superficie alcanza... | Introducción | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Espontaneidad Los procesos tienen una tendencia natural a producirse en una dirección bajo una serie de condiciones determinadas. El agua fluye naturalmente cuesta abajo, pero el flujo cuesta arriba requiere la intervención externa, como el uso de una bomba. El hierro expuesto a la atmósfera terrestre se corroe, pero e... | Espontaneidad | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Entropía En 1824, a la edad de 28 años, Nicolas Léonard Sadi Carnot ( ) publicó los resultados de un amplio estudio sobre la eficacia de las máquinas térmicas. Una revisión posterior de los hallazgos de Carnot por parte de Rudolf Clausius introdujo una nueva propiedad termodinámica que relaciona el flujo de calor espon... | Entropía | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
La segunda y la tercera ley de la termodinámica La segunda ley de la termodinámica En la búsqueda de una propiedad que pueda predecir de forma fiable la espontaneidad de un proceso, se ha identificado un candidato prometedor: la entropía. Los procesos que implican un aumento de la entropía del sistema (Δ S > 0) suelen ... | La segunda y la tercera ley de la termodinámica | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Energía libre Uno de los retos de utilizar la segunda ley de la termodinámica para determinar si un proceso es espontáneo es que requiere mediciones del cambio de entropía del sistema y del cambio de entropía del entorno. A finales del siglo XIX, el matemático estadounidense Josiah Willard Gibbs introdujo un enfoque al... | Energía libre | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Introducción El transporte de dióxido de carbono en el cuerpo implica varias reacciones químicas reversibles, como la hidrólisis y la ionización de ácidos (entre otras). Imagine una playa llena de bañistas y nadadores. Cuando los que toman el sol se acaloran demasiado, entran en las olas para nadar y refrescarse. Cuand... | Introducción | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Equilibrio químico La convención para escribir ecuaciones químicas consiste en colocar las fórmulas de los reactivos a la izquierda de la flecha de reacción y las fórmulas de los productos a la derecha. Según esta convención, y las definiciones de "reactivo" y "producto", una ecuación química representa la reacción en ... | Equilibrio químico | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Constantes de equilibrio El estado de una reacción reversible se evalúa convenientemente mediante su cociente de reacción ( Q ) . Para una reacción reversible descrita por m A + n B ⇌ x C + y D , el cociente de reacción se deduce directamente de la estequiometría de la ecuación balanceada como Q c = [ C ] x [ D ] y [ A... | Constantes de equilibrio | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Equilibrios cambiantes: el principio de Le Châtelier Un sistema en equilibrio se encuentra en un estado de equilibrio dinámico, con reacciones directas e inversas que se producen a igual velocidad. Si un sistema en equilibrio se somete a un cambio de condiciones que afecta a estas velocidades de reacción de manera dife... | Equilibrios cambiantes: el principio de Le Châtelier | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Cálculos de equilibrio Una vez cubiertos los conceptos esenciales del equilibrio químico en las secciones anteriores de este capítulo, esta sección final demostrará el aspecto más práctico de la utilización de estos conceptos y las estrategias matemáticas adecuadas para realizar varios cálculos de equilibrio. Este tipo... | Cálculos de equilibrio | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Introducción Los sumideros como este son el resultado de las reacciones entre las aguas subterráneas ácidas y las formaciones rocosas básicas, como la piedra caliza (créditos: modificación del trabajo de Emil Kehnel). El agua líquida es esencial para la vida en nuestro planeta y la química en la que intervienen los ion... | Introducción | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Ácidos y Bases de Brønsted-Lowry La clase de reacción ácido-base se ha estudiado durante bastante tiempo. En 1680, Robert Boyle informó sobre las características de las soluciones ácidas, entre ellas su capacidad de disolver muchas sustancias, cambiar los colores de ciertos tintes naturales y perder estas característic... | Ácidos y Bases de Brønsted-Lowry | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
pH y pOH Como se ha comentado anteriormente, los iones de hidronio e hidróxido están presentes tanto en el agua pura como en todas las soluciones acuosas, y sus concentraciones son inversamente proporcionales, tal y como determina el producto iónico del agua ( K w ). Las concentraciones de estos iones en una solución s... | pH y pOH | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Fuerza relativa de los ácidos y las bases Constantes de ionización de ácidos y bases La fuerza relativa de un ácido o de una base es la medida en que se ioniza cuando se disuelve en agua. Si la reacción de ionización es esencialmente completa, el ácido o la base se denomina fuerte ; si se produce relativamente poca ion... | Fuerza relativa de los ácidos y las bases | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Hidrólisis de sales Sales con iones ácidos Las sales son compuestos iónicos formados por cationes y aniones, cualquiera de los cuales puede sufrir una reacción de ionización ácida o básica con el agua. Por lo tanto, las soluciones salinas acuosas pueden ser ácidas, básicas o neutras, dependiendo de la fuerza ácido-base... | Hidrólisis de sales | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Ácidos polipróticos Los ácidos se clasifican por el número de protones por molécula que pueden ceder en una reacción. Los ácidos como el HCl, el HNO 3 y el HCN que contienen un átomo de hidrógeno ionizable en cada molécula se denominan ácidos monopróticos . Sus reacciones con el agua son: HCl ( a q ) + H 2 O ( l ) ⟶ H ... | Ácidos polipróticos | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Tampones Una solución que contiene cantidades apreciables de un par ácido-base débil conjugado se denomina solución tampón o tampón . Estas soluciones resisten un cambio de pH cuando se añaden pequeñas cantidades de un ácido fuerte o una base fuerte ( ). Una solución de ácido acético y acetato de sodio (CH 3 COOH + CH ... | Tampones | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Titulaciones ácido-base Como se vio en el capítulo sobre la estequiometría de las reacciones químicas, las titulaciones pueden utilizarse para analizar cuantitativamente las soluciones en cuanto a sus concentraciones de ácidos o bases. En esta sección, exploraremos los equilibrios químicos subyacentes que hacen de la t... | Titulaciones ácido-base | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Introducción El mineral fluorita (CaF 2 ) se forma cuando los iones de calcio y fluoruro disueltos precipitan desde las aguas subterráneas dentro de la corteza terrestre. Observe que la fluorita pura es incolora, y que el color de esta muestra se debe a la presencia de otros iones metálicos en el cristal. El mineral fl... | Introducción | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Precipitación y disolución Los equilibrios de solubilidad se establecen cuando la disolución y la precipitación de una especie de soluto se producen a igual velocidad. Estos equilibrios son la base de muchos procesos naturales y tecnológicos, desde la caries hasta la purificación del agua. Por lo tanto, la comprensión ... | Precipitación y disolución | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Ácidos y Bases de Lewis En 1923, G. N. Lewis propuso una definición generalizada del comportamiento ácido-base en la que los ácidos y las bases se identifican por su capacidad de aceptar o donar un par de electrones y formar un enlace covalente de coordinación. Un enlace covalente de coordinación (o enlace dativo) se p... | Ácidos y Bases de Lewis | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Equilibrios acoplados Como se ha comentado en los capítulos anteriores sobre el equilibrio, los equilibrios acoplados implican dos o más reacciones químicas separadas que comparten uno o más reactivos o productos. Esta sección de este capítulo abordará los equilibrios de solubilidad unidos a las reacciones ácido-base y... | Equilibrios acoplados | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Introducción Los vehículos eléctricos funcionan con baterías, dispositivos que aprovechan la energía de las reacciones redox espontáneas (créditos: modificación del trabajo de Robert Couse-Baker). Otro capítulo de este texto introduce la química de las reacciones de reducción-oxidación (redox). Esta importante clase de... | Introducción | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Repaso de química redox Dado que las reacciones que implican la transferencia de electrones son esenciales para el tema de la electroquímica, se ofrece aquí un breve repaso de la química redox que resume y amplía el contenido de un capítulo anterior del texto (vea el capítulo sobre estequiometría de las reacciones). Lo... | Repaso de química redox | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Celdas galvánicas Como demostración del cambio químico espontáneo, la muestra el resultado de sumergir un alambre de cobre enrollado en una solución acuosa de nitrato de plata. Se produce espontáneamente un cambio gradual pero visualmente impresionante, ya que la solución inicialmente incolora se vuelve cada vez más az... | Celdas galvánicas | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Potenciales del electrodo y de la celda A diferencia de la oxidación espontánea del cobre por iones de plata(I) acuosos descrita en el apartado 17.2, la inmersión de un alambre de cobre en una solución acuosa de iones de plomo(II) no produce ninguna reacción. Las dos especies, Ag + (aq) y Pb 2+ (aq) , muestran así una ... | Potenciales del electrodo y de la celda | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Potencial, energía libre y equilibrio Hasta ahora, en este capítulo, se ha descrito la relación entre el potencial de celda y la espontaneidad de la reacción, sugiriendo un vínculo con el cambio de energía libre para la reacción (vea el capítulo sobre termodinámica). Se presentó la interpretación de los potenciales com... | Potencial, energía libre y equilibrio | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Baterías y pilas de combustible Hay muchos productos tecnológicos asociados a los dos últimos siglos de investigación electroquímica, pero ninguno tan evidente como la batería. Una batería es una celda galvánica que ha sido especialmente diseñada y construida de manera que se adapte mejor a su uso previsto como una fue... | Baterías y pilas de combustible | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Corrosión La corrosión suele definirse como la degradación de los metales por un proceso electroquímico natural. La formación de óxido en el hierro, el deslustre en la plata y la pátina azul-verdosa que se desarrolla en el cobre son ejemplos de corrosión. El costo total de la reparación de la corrosión en los Estados U... | Corrosión | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Electrólisis Las celdas electroquímicas en las que se producen reacciones redox espontáneas ( celdas galvánicas ) han sido el tema de discusión hasta ahora en este capítulo. En estas celdas, un sistema redox realiza un trabajo eléctrico sobre su entorno cuando los electrones producidos por la reacción redox se transfie... | Electrólisis | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Introducción Un lagarto agama toma el sol. A medida que su cuerpo se calienta, las reacciones químicas de su metabolismo se aceleran. El lagarto de la fotografía no está simplemente disfrutando del sol o trabajando en su bronceado. El calor de los rayos del sol es fundamental para la supervivencia del lagarto. Un lagar... | Introducción | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Tasas de reacciones químicas Una tasa es una medida de cómo varía alguna propiedad con el tiempo. La rapidez es una tasa conocida que expresa la distancia recorrida por un objeto en un tiempo determinado. El salario es una tasa que representa la cantidad de dinero que gana una persona que trabaja durante un tiempo dete... | Tasas de reacciones químicas | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
Factores que afectan las tasas de reacción La velocidad a la que se consumen los reactivos y se forman los productos durante las reacciones químicas varía mucho. En esta sección se estudiarán cinco factores que suelen afectar la velocidad de las reacciones químicas: la naturaleza química de las sustancias que reacciona... | Factores que afectan las tasas de reacción | Química: Comenzando con los átomos 2ed | Ciencia | https://openstax.org/details/books/química-comenzando-átomos-2ed |
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