Unidad 1

Química (palabra que podría provenir de
los términos griegos χημία o χημεία,
quemia y quemeia respectivamente) es la
ciencia que estudia tanto la composición,
estructura y propiedades de la materia
como los cambios que ésta experimenta
durante las reacciones químicas y su
relación con la energía. Es definida, en
tanto, por Linus Pauling, como la ciencia
que estudia las sustancias, su estructura
(tipos y formas de acomodo de los
átomos), sus propiedades y las reacciones
que las transforman en otras sustancias.
CARLOS GUAMANCELA SOLIS 2

*OBJETIVOS DE LA QUÍMICA
Comprender la importancia de la
química como ciencia central que sirve
de base a otras ciencias y que permite
satisfacer las necesidades humanas.
Comprender como se lleva a cabo la
investigación científica aplicando el
metodo cientifico
Entender la necesidad de realizar
mediciones para cuantificar los diversos
fenómenos físicos y químicos, utilizando
sistemas de unidades, especialmente el
Sistema Internacional (S.I.)
Ser capaz de entender cualquier unidad
de medida de un sistema a otro
mediante el método de factor de
conversiónCARLOS GUAMANCELA SOLIS 3

Análisis
• Suele ser la simplificación, descomposición o desintegración
de los materiales que son comúnmente conocidos para
investigar los componentes más sencillos de una muestra
química.
Síntesis
• Esta operación es totalmente contraria al análisis. La
síntesis consiste en formar una sustancia partiendo de los
elementos q lo componen.

La química de la mano con otras ciencias nos
brindará muchos beneficios; dichos beneficios son:
*Nos permite la conservación de los alimentos.
*Muy importante para nuestra salud
(medicamentos) y para una mejor calidad de vida.
*También tiene fines estéticos (labiales, esmaltes,
etc.)
*La química se utiliza para la elaboración de
material de construcción.

*
*Es todo material nocivo o perjudicial, que
durante su fabricación, almacenamiento,
transporte o uso, puede generar o
desprender humos, gases, vapores, polvos
o fibras de naturaleza peligrosa, ya sea
explosiva, inflamable, tóxica, infecciosa,
radiactiva, corrosiva o irritante en
cantidad que tengan probabilidad de
causar lesiones químicas y daños a
personas, instalaciones o medio ambiente.

Las cuestiones medioambientales como el cambio
climático, la contaminación del agua y las energías
renovables ocupan la portada de los periódicos y
están cobrando mucha importancia en nuestra vida
cotidiana. Mucha gente considera que las industrias
químicas y la química en sí son muy perjudiciales
para el medioambiente. No obstante, son
numerosos los avances y las investigaciones
científicas en el campo de la química que están
permitiendo desarrollar unos materiales y unas
aplicaciones que protegen el medioambiente y
conservan la calidad y el estilo de vida que
deseamos.

*Los accidentes más comunes en el laboratorio,
derivados de la utilización de reactivos son:
** Quemaduras químicas.
* Lesiones en la piel y los ojos por contacto con
productos químicamente agresivos.
* Intoxicación por inhalación, ingestión o
absorción de sustancias tóxicas.
* Incendios, explosiones y reacciones violentas.
* Exposición a radiaciones perjudiciales

Es todo lo que posee masa y
ocupa un lugar en el espacio.
Los cambios que la materia
sufre involucra ganancia o
pérdida de energía.

Cada material o sustancia tiene un conjunto
de propiedades, características que le dan
su identidad única. Las propiedades de las
sustancias se clasifican como físicas o
químicas.

*Son aquellas que pueden ser apreciadas por
medio de los sentidos.

MALEABILIDAD:
Capacidad para convertirse en láminas. Ejemplo: Estaño
DUCTILIDAD
Facilidad para transformarse en hilos. Ejemplo: cobre
VISCOSIDAD
Es la propiedad de los fluidos por la que presentan resistencia a
la velocidad de deformación. Resistencia que opone un líquido
a fluir como consecuencia de la atracción molecular (cohesión)

ESTADO SÓLIDO
Las fuerzas de
cohesión de sus
moléculas son
mayores que las
fuerzas de repulsión,
sus cuerpos son
compactos, presentan
volumen y forma
definida. Ej. Hierro,
aluminio, azúcar
ESTADO LÍQUIDO
Las fuerzas de
cohesión son similares
a las fuerzas de
dispersión, presentan
un volumen definido,
su forma es variable
(de acuerdo al
recipiente que lo
contiene) Ej. Agua
oxigenada.
ESTADO GASEOSO
Las fuerzas de
dispersión o
expansión son
mayores que las
fuerzas de atracción
en las moléculas de
los gases, por lo tanto
no tienen volumen ni
forma definida. Ej.
Aire, oxígeno.

*El término energía (del griego ἐνέργεια enérgeia,
‘actividad’, ‘operación’; de ἐνεργóς [energós],
‘fuerza de acción’ o ‘fuerza trabajando’) tiene
diversas acepciones y definiciones, relacionadas con
la idea de una capacidad para obrar, transformar o
poner en movimiento.
*En física, «energía» se define como la capacidad
para realizar un trabajo. En tecnología y economía,
«energía» se refiere a un recurso natural
*(incluyendo a su tecnología asociada) para
extraerla, transformarla y darle un uso industrial o
económico.

La energía química
es la que se
produce en las
reacciones
químicas. Puede
estar retenida en
alimentos,
elementos o
combustibles.
Energía eléctrica
es causada por el
movimiento de las
cargas eléctricas
en el interior de
los materiales
conductores. Es
una de las formas
de energía más
empleadas.
La energía
luminosa es la que
se transporta por la
luz y siempre es
producida por las
ondas de la luz.
Proviene de
cualquier fuente de
luz como el sol,
una bombilla, el
fuego, etc.
La energía solar es
la que llega a la
tierra en forma de
radiación
electromagnética
(luz, calor, rayos
ultravioletas
principalmente)
procedente del sol.
TIPOS DE ENERGIA

Energía mecánica
se refiere a la
posición y
movimiento de un
cuerpo y la suma
de las energías de
un cuerpo en
movimiento.
Energía
hidráulica es
aquella que
se extrae del
aprovechami
ento de las
energías
cinética y
potencial de
la corriente
de los ríos,
saltos de
agua y
mareas.
Energía nuclear
es la liberada
del resultado
de una reacción
nuclear, se
puede obtener
por fusión
nuclear (unión
de núcleos
atómicos) o por
fisión nuclear (
división de
núcleos
atómicos)
La energía
electromagnética
se define como la
cantidad de
energía
almacenada en
una parte del
espacio y que se
expresa según la
fuerza de un
campo eléctrico y
magnético
Energía eólica se
obtiene a través
del viento, gracias
a la energía
cinética generada
por el efecto
corrientes de aire.
Es utilizada para
producir
electricidad o
energía eléctrica.

*Respaldada por el trabajo del científico Antoine Lavoisier, esta ley sostiene que la
materia (la masa) no puede crearse o destruirse durante una reacción química,
sino solo transformarse o sufrir cambios de forma. Es decir, que la cantidad de
materia al inicio y al final de una reacción permanece constante
"En toda reacción química la masa se conserva, esto es, la masa total de los
reactivos es igual a la masa total de los productos"
Así, por ejemplo, cuando se hacen reaccionar 7 g de hierro con 4 g de azufre se
obtienen 11 g de sulfuro de hierro:
Fe + S FeS
7g + 4g = 11g
masa = masa
Reactivos productos

Esta ley fue propuesta por el alemán Robert
Meyer, sin embargo se le atribuyó al inglés
James Joule el cual establece que “La
energía del Universo se mantiene constante
de tal manera que no puede ser creada ni
destruida y si cambiar de una forma a otra”

UNIDADES: SISTEMA
INTERNACIONAL

*En física y química, la densidad (del latín
densĭtas, -ātis) es una magnitud escalar
referida a la cantidad de masa en un
determinado volumen de una sustancia.
Usualmente se simboliza mediante la letra rho
ρ del alfabeto griego. La densidad media es la
razón entre la masa de un cuerpo y el volumen
que ocupa.

• La energía potencial es igual a la masa del
cuerpo multiplicada por la gravedad y por la
altura a la que se encuentra desde un centro
de referencia.
• La gravedad es una constante de 9,8 m/s2
Ep = m. g.h
• La energía cinética es igual a un medio
del producto entre la masa y el cuadrado
de la velocidad.Ec = ½.m.v2
• La energía mecánica es la suma entre la
energía potencial y cinética.Em = Ep + EcCARLOS GUAMANCELA SOLIS 29

la temperatura es una magnitud
física que refleja la cantidad de
calor, ya sea de un cuerpo, de un
objeto o del ambiente. Dicha
magnitud está vinculada a la
noción de frío (menor
temperatura) y caliente (mayor
temperatura).

ESCALAS DE
TEMPERATURA
• Escalas Relativas: Consideran como referencia el punto de ebullición y
solidificación de una sustancia o mezcla.
Escala Celsius o Centígrado: Toma como compuesto de referencia el agua:
punto de ebullición 100 ° C y punto de solidificación 0 °C. El nombre
se debe al físico Andrés Celsius que la propuso en 1742
Escala Fahrenheit: Toma como referencia el punto de congelamiento
de una solución amoniacal 0 °F. La temperatura de congelación del
agua es de 32° F y la de ebullición es de 212 °F.
• Escalas absolutas: Son las que consideran al cero absoluto como punto de
referencia, en el cero absoluto se considera que no existe movimiento
molecular
Escala Kelvin: El punto de congelamiento del agua es 273 K y el de
ebullición 373 K. Llamada así en honor a su creador, el físico inglés
William Kelvin. No lleva el símbolo de grados °
Escala Rankine: El punto de congelamiento del agua es 492 ° R

FÓRMULAS:
°C = 5(°F-32)/9
°F = 9 °C/5 + 32
K = °C + 273
R = °F + 459,67

* El morto (del latín atŏmum, y este del griego ἄτομον 'sin partes,
indivisible') es un constituyente de la materia ordinaria, con
propiedades químicas bien definidas, formado a su vez por
constituyentes más elementales sin propiedades químicas bien
definidas. Cada elemento químico está formado por átomos del
mismo tipo (con la misma estructura electrónica básica), y que no es
posible dividir mediante procesos químicos.
* La ciencia explica hoy que el átomo está compuesto por un núcleo
atómico, en el que se concentra casi toda su masa, rodeado de una
nube de electrones. Esto fue descubierto a principios del siglo XX, ya
que durante el siglo XIX se había pensado que los átomos eran
indivisibles, de ahí su nombre a-tómo- 'sin división'. Poco después se
descubrió que también el núcleo está formado por partes, como los
protones, con carga positiva, y neutrones eléctricamente
neutros.nota1 Los electrones, cargados negativamente, permanecen
ligados a este mediante la fuerza electromagnética.

CARLOS GUAMANCELA SOLIS
Protones
(carga +)
Fue
descubierto por
Ernest
Rutherford a
principios del
siglo XX.
Se encuentra en
el núcleo. Tiene
carga eléctrica
positiva.
Neutrones
Constituyen los
núcleos de los
átomos junto a
los protones .
Fueron
descubiertos en
1930 por dos
físicos alemanes,
Walter Bothe y
Herbert Becker.
No tiene carga
eléctrica ya que son
neutros (igual
cantidad de protones
y electrones) por lo
que tiene su carga 0
Electrones
(carga -)
Se están
moviendo
constantemente
alrededor del
núcleo siguiendo
unas órbitas
Fue descubierto
por Joseph
Thomson en
1897. Es una
partícula
subatómica.
Tiene carga
eléctrica
negativa.
39

* Un ion o ión1 ("yendo", en griego; ἰών [ion] es el participio presente
del verbo ienai: ‘ir’) es una partícula cargada eléctricamente
constituida por un átomo o molécuLa que no es eléctricamente
neutral. Conceptualmente esto se puede entender como que, a partir
de un estado neutro de un átomo o partícula, se han ganado o
perdido electrones; este fenómeno se conoce como ionización.
* Los iones cargados negativamente, producidos por haber más
electrones que protones, se conocen como aniones (que son atraídos
por el ánodo) y los cargados positivamente, consecuencia de una
pérdida de electrones, se conocen como cationes (los que son
atraídos por el cátodo).
* Anión y Catión significan:
* Anión ("el que va hacia arriba") tiene carga eléctrica negativa.
* Catión ("el que va hacia abajo") tiene carga eléctrica positiva.
40

Mayor cantidad de
protones en relación
a los electrones
ION + ÁTOMO ION –
NEUTRO
Igual cantidad de
protones y
electrones
Mayor cantidad de
electrones en
relación a los
protones

La masa atómica o número
másico
La masa atómica es la cantidad
de materia que tiene un átomo y
generalmente se obtiene de
sumar Z + N = A
Z= el número de protones
N= el número de neutrones
A= masa atómica
*
El número atómico:
El número atómico es el número entero
positivo que equivale al número total de
protones en un núcleo del átomo. Se
suele representar con la letra Z. Es
característico de cada elemento químico
y representa una propiedad fundamental
del átomo. Este hecho permitió
clasificar a los elementos en la tabla
periódica en orden creciente de número
atómico.
42CARLOS GUAMANCELA SOLIS

MOLÉCULA:* En química, se llama molécula a un conjunto de al menos dos átomos
enlazados covalentes que forman un sistema estable y eléctricamente
neutro.1
* Casi toda la química orgánica y buena parte de la química inorgánica se
ocupan de la síntesis y reactividad de moléculas y compuestos
moleculares. La química física y, especialmente, la química cuántica
también estudian, cuantitativamente, en su caso, las propiedades y
reactividad de las moléculas. La bioquímiCa está íntimamente relacionada
con la biología moleculAr, ya que ambas estudian a los seres vivos a nivel
molecular. El estudio de las interacciones específicas entre moléculas,
incluyendo el reconocimiento moleculr es el campo de estudio de la
química supramoleculAr. Estas fuerzas explican las propiedades físicas
como la solubilidad o el punto de ebullición de un compuesto molecular.
Las moléculas rara vez se encuentran sin interacción entre ellas, salvo en
gases enrarecidos y en los gases nobls. Así, pueden encontrarse en redes
cristalinas, como el caso de las moléculas de H2O en el hielo o con
interacciones intensas pero que cambian rápidamente de direccionalidad,
como en el agua líquida. En orden creciente de intensidad, las fuerzas
intermoleculares más relevantes son: las fuerzas de Van der Waals y los
puentes de hidrógeno. La dinámica molecular es un método de simulación
por computadora que utiliza estas fuerzas para tratar de explicar las
propiedades de las moléculas.
43

CONFIGURACIÓN
ELECTRÓNICA
La configuración electrónica de
un átomo es una designación de
la distribución de los electrones
entre los diferentes orbitales, en
las capas principales y las
subcapas. La notación de la
configuración electrónica utiliza
los símbolos de subcapa (s, p, d y
f) y cada uno con un superíndice
que indica el número de
electrones en ese subnivel.
Por ejemplo para el Li el cual
tiene 3 electrones sería, 1s2 2s1;
el número que se encuentra al
lado de la subcapa es n, la letra
representa el subnivel y el
superíndice el número de
electrones en ese subnivel.
44

Tipos de configuración
electrónica
Para graficar la configuración electrónica existen cuatro modalidades, con mayor o
menor complejidad de comprensión, que son:
Configuración estándar: Se representa la configuración electrónica que se obtiene
usando el cuadro de las diagonales. Es importante recordar que los orbitales se van
llenando en el orden en que aparecen, siguiendo esas diagonales, empezando siempre
por el 1s.
Aplicando el mencionado cuadro de las diagonales la configuración electrónica estándar,
para cualquier átomo, es la siguiente:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6
p6 7s2 5f14 6d10 7p6
Configuración condensada: Los niveles que aparecen llenos en la configuración
estándar se pueden representar con un gas noble (elemento del grupo VIII), donde el
número atómico del gas coincida con el número de electrones que llenaron el último
nivel. Los gases nobles son He, Ne, Ar, Kr, Xe y Rn.
Configuración desarrollada: Consiste en representar todos los electrones de un átomo
empleando flechas para simbolizar el spin de cada uno. El llenado se realiza respetando
el principio de exclusión de Pauli y la Regla de máxima multiplicidad de Hund.
* Configuración semidesarrollada: Esta representación es una combinación entre la
configuración condensada y la configuración desarrollada. En ella sólo se representan
los electrones del último nivel de energía.
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* Los números cuánticos son unos números asociados a magnitude
físicas conservadas en ciertos sistemas cuánticos. En muchos sistemas
el estado del sistema puede ser representado por un conjunto de
números, los números cuánticos, que se corresponden con valores
posibles de observables que conmutan con el Hamiltoniano del
sistema. Los números cuánticos permiten caracterizar los
estadosestacionarios es decir los estados propios del sistema.
* En física atómica, los números cuánticos son valores numéricos
discretos que indican las características de los electrones en los
átomos, esto está basado en la teoría atómica de Niels Bohr que es el
modelo atómico más aceptado y utilizado en los últimos tiempos por
su simplicidad.
* En física de partículas, también se emplea el término números
cuánticos para designar a los posibles valores de ciertos observables
o magnitud física que poseen un espectro o rango posible de valores
discretos.
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Unidad 1

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