Introducción a la Química
Mapa conceptual
Los elementos químicos se definen por su número atómico y se clasifican en metales, no metales y más, según sus propiedades. La masa atómica refleja la media de los isótopos, mientras que las moléculas se forman por enlaces entre átomos. Los enlaces químicos, como el metálico, iónico y covalente, determinan las propiedades de las sustancias. La electronegatividad influye en la polaridad molecular, afectando las interacciones entre moléculas. Las sustancias puras tienen propiedades constantes y pueden ser elementos o compuestos. Las reacciones químicas transforman sustancias y se representan mediante ecuaciones químicas.
Resumen
Esquema
Definición y Clasificación de los Elementos Químicos
Un elemento químico se caracteriza por su número atómico único, que indica la cantidad de protones presentes en el núcleo de un átomo. Los isótopos son variantes de un mismo elemento que difieren en su número de neutrones. Los átomos pueden convertirse en iones al ganar o perder electrones, resultando en cationes (positivos) y aniones (negativos). La tabla periódica organiza los elementos por su número atómico y los agrupa en periodos (filas) y grupos (columnas) según sus propiedades químicas y físicas. Los elementos se clasifican en metales, no metales, metaloides (semimetales), halógenos, gases nobles y elementos de transición, cada uno con características distintivas que determinan su comportamiento en reacciones químicas y aplicaciones prácticas.La Masa Atómica y su Representación en la Tabla Periódica
La masa atómica de un elemento, medida en unidades de masa atómica (u), corresponde al promedio ponderado de las masas de sus isótopos naturales, teniendo en cuenta su abundancia relativa. Esta masa se calcula sumando las masas de los protones y neutrones en el núcleo, y se representa con un valor decimal en la tabla periódica para reflejar la contribución de cada isótopo a la masa atómica promedio. La masa atómica se encuentra generalmente en la parte inferior de la casilla del elemento en la tabla periódica, proporcionando información esencial para cálculos estequiométricos en química.Concepto y Composición de las Moléculas
Una molécula es la unidad más pequeña de una sustancia química que mantiene su composición y propiedades características. Se forma cuando dos o más átomos se enlazan químicamente, ya sea del mismo elemento o de diferentes elementos. La masa molecular de una molécula se obtiene sumando las masas atómicas de los átomos que la constituyen. Por ejemplo, la molécula de agua (H2O) tiene una masa molecular de aproximadamente 18 u, derivada de la suma de las masas de dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno.Tipos de Enlaces Químicos y sus Propiedades
Los enlaces químicos son las fuerzas que mantienen unidos a los átomos en las moléculas y compuestos. El enlace metálico se caracteriza por un "mar de electrones" que permite la conductividad eléctrica y térmica de los metales. El enlace iónico se forma entre átomos con grandes diferencias de electronegatividad, resultando en la transferencia de electrones y la formación de iones que se atraen mutuamente. El enlace covalente se da cuando dos átomos comparten uno o más pares de electrones, formando moléculas con propiedades específicas. Estos enlaces determinan las propiedades macroscópicas de las sustancias, como el estado de agregación, el punto de fusión y ebullición, y la solubilidad.Electronegatividad y Polaridad Molecular
La electronegatividad es una medida de la tendencia de un átomo a atraer electrones hacia sí mismo cuando forma un enlace químico. La diferencia en electronegatividad entre átomos en un enlace puede resultar en una distribución desigual de carga eléctrica, dando lugar a moléculas polares con regiones parcialmente cargadas. Las moléculas polares interactúan a través de fuerzas dipolo-dipolo, mientras que las no polares pueden exhibir fuerzas de dispersión de London. Los puentes de hidrógeno son interacciones fuertes entre un átomo de hidrógeno unido a un elemento electronegativo y otro átomo electronegativo cercano, como se observa en el agua, donde son responsables de muchas de sus propiedades únicas.Sustancias Puras y su Clasificación
Una sustancia pura consiste en una sola clase de partículas químicas y tiene propiedades físicas y químicas constantes. Las sustancias puras pueden ser elementos, como el oxígeno diatómico (O2) y el diamante (una forma de carbono), o compuestos, como el agua (H2O) y el ácido sulfúrico (H2SO4). Aunque las sustancias puras rara vez se encuentran en la naturaleza, pueden ser aisladas o sintetizadas en el laboratorio con un alto grado de pureza, lo que es crucial para la investigación científica y las aplicaciones industriales.Reacciones Químicas y Sistemas de Sustancias
Las sustancias pueden formar mezclas sin reaccionar químicamente, o pueden interactuar y transformarse en nuevas sustancias mediante reacciones químicas. Estas transformaciones se describen con ecuaciones químicas que enumeran los reactivos y los productos. Las mezclas pueden ser homogéneas, con una composición uniforme en toda la mezcla, o heterogéneas, con componentes que se pueden distinguir físicamente. La comprensión de las reacciones químicas y las propiedades de las mezclas es fundamental para el estudio y la aplicación de la química en contextos prácticos.Nomenclatura y Formulación Química Según la IUPAC
La nomenclatura química es el conjunto de reglas establecidas por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) para nombrar compuestos químicos de manera sistemática y uniforme. La nomenclatura puede ser sistemática, que refleja la estructura de la molécula; de composición, que indica los elementos presentes; o tradicional, que a menudo incluye nombres históricos o comunes. La formulación química utiliza símbolos y números para representar la composición y estructura de las sustancias, y puede ser empírica, molecular, semidesarrollada o desarrollada, proporcionando diferentes niveles de detalle sobre la constitución de los compuestos.
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Elementos Químicos
Definición de Elemento Químico
Un elemento químico se caracteriza por su número atómico único, que indica la cantidad de protones presentes en el núcleo de un átomo
Isótopos
Definición de Isótopos
Los isótopos son variantes de un mismo elemento que difieren en su número de neutrones
Características de los Isótopos
Los isótopos tienen diferentes masas atómicas y pueden ser estables o radiactivos
Iones
Definición de Iones
Los iones son átomos que han ganado o perdido electrones, resultando en cationes (positivos) y aniones (negativos)
Formación de Iones
Los átomos pueden convertirse en iones al ganar o perder electrones en reacciones químicas
Tabla Periódica
Organización de la Tabla Periódica
La tabla periódica organiza los elementos por su número atómico y los agrupa en periodos (filas) y grupos (columnas) según sus propiedades químicas y físicas
Clasificación de los Elementos en la Tabla Periódica
Metales
Los metales son elementos que tienen brillo, son buenos conductores de calor y electricidad, y tienden a perder electrones en reacciones químicas
No Metales
Los no metales son elementos que no tienen brillo, son malos conductores de calor y electricidad, y tienden a ganar electrones en reacciones químicas
Metaloides
Los metaloides tienen propiedades intermedias entre los metales y los no metales
Halógenos
Los halógenos son elementos altamente reactivos que forman compuestos con metales
Gases Nobles
Los gases nobles son elementos inertes que no reaccionan fácilmente con otros elementos
Elementos de Transición
Los elementos de transición son elementos que tienen propiedades intermedias entre los metales y los no metales y se encuentran en el centro de la tabla periódica
Masa Atómica
Definición de Masa Atómica
La masa atómica de un elemento es el promedio ponderado de las masas de sus isótopos naturales
Cálculo de la Masa Atómica
La masa atómica se calcula sumando las masas de los protones y neutrones en el núcleo de un átomo
Representación de la Masa Atómica en la Tabla Periódica
La masa atómica se encuentra en la parte inferior de la casilla del elemento en la tabla periódica y se representa con un valor decimal para reflejar la contribución de cada isótopo a la masa atómica promedio
Moléculas y Enlaces Químicos
Definición de Molécula
Una molécula es la unidad más pequeña de una sustancia química que mantiene su composición y propiedades características
Tipos de Enlaces Químicos
Enlace Metálico
El enlace metálico se caracteriza por un "mar de electrones" que permite la conductividad eléctrica y térmica de los metales
Enlace Iónico
El enlace iónico se forma entre átomos con grandes diferencias de electronegatividad, resultando en la transferencia de electrones y la formación de iones
Enlace Covalente
El enlace covalente se da cuando dos átomos comparten uno o más pares de electrones, formando moléculas con propiedades específicas
Propiedades de los Enlaces Químicos
Los enlaces químicos determinan las propiedades macroscópicas de las sustancias, como el estado de agregación, el punto de fusión y ebullición, y la solubilidad
Electronegatividad y Polaridad Molecular
Definición de Electronegatividad
La electronegatividad es una medida de la tendencia de un átomo a atraer electrones hacia sí mismo cuando forma un enlace químico
Polaridad Molecular
Definición de Polaridad Molecular
La polaridad molecular se refiere a la distribución desigual de carga eléctrica en una molécula debido a la diferencia en electronegatividad entre los átomos en un enlace
Interacciones entre Moléculas Polares y No Polares
Las moléculas polares interactúan a través de fuerzas dipolo-dipolo, mientras que las no polares pueden exhibir fuerzas de dispersión de London
Puentes de Hidrógeno
Los puentes de hidrógeno son interacciones fuertes entre un átomo de hidrógeno unido a un elemento electronegativo y otro átomo electronegativo cercano
Sustancias Puras y Mezclas
Definición de Sustancia Pura
Una sustancia pura consiste en una sola clase de partículas químicas y tiene propiedades físicas y químicas constantes
Clasificación de las Sustancias Puras
Elementos
Los elementos son sustancias puras que consisten en un solo tipo de átomos
Compuestos
Los compuestos son sustancias puras que consisten en dos o más elementos combinados en una proporción fija
Mezclas
Definición de Mezcla
Una mezcla es una combinación de dos o más sustancias que no reaccionan químicamente entre sí
Tipos de Mezclas
Las mezclas pueden ser homogéneas, con una composición uniforme en toda la mezcla, o heterogéneas, con componentes que se pueden distinguir físicamente
Nomenclatura y Formulación Química
Definición de Nomenclatura Química
La nomenclatura química es el conjunto de reglas establecidas por la IUPAC para nombrar compuestos químicos de manera sistemática y uniforme
Tipos de Nomenclatura
Sistemática
La nomenclatura sistemática refleja la estructura de la molécula
De Composición
La nomenclatura de composición indica los elementos presentes en un compuesto
Tradicional
La nomenclatura tradicional a menudo incluye nombres históricos o comunes para los compuestos
Definición de Formulación Química
La formulación química utiliza símbolos y números para representar la composición y estructura de las sustancias
Introducción a la Química
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00
Número atómico
Cantidad de protones en el núcleo de un átomo, define el elemento químico.
01
Isótopos
Variantes de un elemento con igual número de protones pero distinto número de neutrones.
02
Iones: cationes y aniones
Átomos que ganan o pierden electrones, positivos si pierden, negativos si ganan.
