Describe los conceptos básicos referentes a las sustancias puras, tanto elementales como compuestas.

1. Sustancias PurasSustancias Puras
M en C Rafael Govea VillaseñorM en C Rafael Govea Villaseñor
Biólogo UAM-IBiólogo UAM-I
M en C CINVESTAV-IPNM en C CINVESTAV-IPN
Versión 1.0 2017-04Versión 1.0 2017-04

2. ¿De qué están hechas todas las
Sustancias?
Rafael Govea V.
De moléculas (De moléculas (mol- =mol- = masa ymasa y -ula =-ula = pequeña) y éstas a su vezpequeña) y éstas a su vez
están conformadas por 1, 2, 3,… millones de átomos unidos.están conformadas por 1, 2, 3,… millones de átomos unidos.

3. ¿Cómo se clasifican las
Sustancias?
●
Sustancias puras (S. Homogéneas)Sustancias puras (S. Homogéneas)
– Están hechas de un sólo tipo deEstán hechas de un sólo tipo de
moléculasmoléculas
– Tienen propiedades físicas definidasTienen propiedades físicas definidas
●
Sustancias Mezcladas (S.Sustancias Mezcladas (S.
Heterogéneas)Heterogéneas)
– Están formadas por más de un tipoEstán formadas por más de un tipo
de moléculasde moléculas
– Poseen propiedades físicas variablesPoseen propiedades físicas variables
Rafael Govea V.

4. ¿Cómo se clasifican las Sustancias
Puras?
●
Sustancias ElementalesSustancias Elementales
– Contienen un sólo tipo deContienen un sólo tipo de
átomosátomos
●
Sustancias CompuestasSustancias Compuestas
– Contienen más de un tipo deContienen más de un tipo de
átomosátomos
Rafael Govea V.
Cobre metálico CuCobre metálico Cu00
SulfatoSulfato
cúprico pentacúprico penta
hidratadohidratado
CuSOCuSO44*5H*5H22OO

5. ¿Qué es un Átomo?¿Qué es un Átomo?
●
Un átomo es la mínima cantidad de un elemento.Un átomo es la mínima cantidad de un elemento.
– Deriva deDeriva de a-a- = no y= no y tom-tom- = cortar. Nombre dado por= cortar. Nombre dado por
la creencia griega de que habría un límite a lala creencia griega de que habría un límite a la
partición de los objetos.partición de los objetos.
●
Es un conjunto eléctricamente neutro hecho de partículas:Es un conjunto eléctricamente neutro hecho de partículas:
– Protones. Símbolo: pProtones. Símbolo: p++
, carga = 1+, masa 1, carga = 1+, masa 1
– Neutrones. Símbolo: nNeutrones. Símbolo: n00
, carga = 0, masa 1, carga = 0, masa 1
– Electrones. Símbolo: eElectrones. Símbolo: e--
, carga = 1-, masa, carga = 1-, masa ≅≅ 00
●
Todas las sustancias de la materia común están formadas deTodas las sustancias de la materia común están formadas de
átomosátomos
Rafael Govea V.

6. ¿De qué dependen las propiedades¿De qué dependen las propiedades
de un Átomo?de un Átomo?
●
Fundamentalmente delFundamentalmente del
número de protones quenúmero de protones que
tenga en su núcleo.tenga en su núcleo.
●
Es decir, de su númeroEs decir, de su número
atómico representadoatómico representado
por la letra Z.por la letra Z.
Rafael Govea V.

7. ¿Cómo se clasifican los Átomos?¿Cómo se clasifican los Átomos?
●
Por el número de protones en el núcleoPor el número de protones en el núcleo
(número atómico, símbolo = Z)(número atómico, símbolo = Z) enen
ElementosElementos (conjuntos de átomos con el(conjuntos de átomos con el
mismo Z)mismo Z) . Hay más de100. Hay más de100 elementoselementos en laen la
Tabla PeriódicaTabla Periódica (92 naturales)(92 naturales)..
●
A su vez, los átomos de cada elemento seA su vez, los átomos de cada elemento se
clasifican de acuerdo al número de neutronesclasifican de acuerdo al número de neutrones
dentro del núcleo, endentro del núcleo, en átomos Isótoposátomos Isótopos ((isoiso ==
igual, -igual, -topostopos = lugar)= lugar)
Rafael Govea V.

8. Elementos de la tabla periódicaElementos de la tabla periódica
Rafael Govea V.

9. Elementos y sus isótoposElementos y sus isótopos
Rafael Govea V.
En cada renglón están los
isótopos de cada elemento
Isótopos
estables
Isótopos
estables

10. ¿Cómo se simboliza un Elemento?
●
Empieza con la primera letra en mayúsculaEmpieza con la primera letra en mayúscula
del nombre del elemento en el idioma latino.del nombre del elemento en el idioma latino.
●
Si esa letra ya se usó, entonces se utiliza laSi esa letra ya se usó, entonces se utiliza la
segunda letra del nombre en Latín .segunda letra del nombre en Latín .
●
Si la segunda letra del nombre también se usóSi la segunda letra del nombre también se usó
en otro símbolo, se recurre a otra letra (la 3ª,en otro símbolo, se recurre a otra letra (la 3ª,
4ª ó 5ª) de modo que no se confunda con un4ª ó 5ª) de modo que no se confunda con un
símbolo ya establecido y buscando que seasímbolo ya establecido y buscando que sea
recordable.recordable.
Rafael Govea V.

11. Ejemplos de símbolos de átomos
de distintos elementos
●
CC para elpara el Carboneum =Carboneum = Carbono.Carbono. Como es el primer elementoComo es el primer elemento
descubierto con inicial C, su símbolo es esa letra.descubierto con inicial C, su símbolo es esa letra.
●
CaCa para elpara el Calcium =Calcium = Calcio.Calcio. Cuando se descubre el calcio ya seCuando se descubre el calcio ya se
conocía el carbono así que, su símbolo tiene que ser la «C» seguida deconocía el carbono así que, su símbolo tiene que ser la «C» seguida de
la segunda letra del nombre, lala segunda letra del nombre, la «a»«a»..
●
CdCd para elpara el Cadmium =Cadmium = Cadmio.Cadmio. Al descubrirse el cadmio ya seAl descubrirse el cadmio ya se
conocían el carbono y el calcio, así que, su símbolo tiene que ser la «C»conocían el carbono y el calcio, así que, su símbolo tiene que ser la «C»
seguida de otra letra, pero no se puede usar la segunda letra del nombre,seguida de otra letra, pero no se puede usar la segunda letra del nombre,
la «a» porque se utilizó en el símbolo del calcio. Así que en su lugarla «a» porque se utilizó en el símbolo del calcio. Así que en su lugar
empleamos la tercera letra, laempleamos la tercera letra, la «d»«d»..
●
CeCe parapara Cerium =Cerium = Cerio.Cerio. Para cuando se descubre el cerio ya sePara cuando se descubre el cerio ya se
conocía el carbono así que, su símbolo tiene que ser laconocía el carbono así que, su símbolo tiene que ser la «C»«C» seguida deseguida de
la segunda letra del nombre, lala segunda letra del nombre, la «e»«e»..
Rafael Govea V.

12. Ejemplos de símbolos de átomos
de distintos elementos
●
CsCs para elpara el Caesium =Caesium = Cesio.Cesio. Para el cesio se usa laPara el cesio se usa la «C»«C» seguida deseguida de
lala «s»«s» porque ya se conocían el calcio y el cerio.porque ya se conocían el calcio y el cerio.
●
Cl para elCl para el Chlorum =Chlorum = Cloro.Cloro. En el caso del cloro el nombre enEn el caso del cloro el nombre en
latín comieza con la letralatín comieza con la letra «Ch»«Ch», así que se usa la, así que se usa la «l»«l» como segundacomo segunda
letra del símbolo.letra del símbolo.
●
CfCf para elpara el Californium =Californium = Californio.Californio. En el californio su símboloEn el californio su símbolo
comienza en lacomienza en la «C»«C» seguida de laseguida de la «f»«f» porque laporque la «a»«a» se usó en el calcio,se usó en el calcio,
lala «l»«l» en el cloro y laen el cloro y la «i»«i» en la unidad de radiactividaden la unidad de radiactividad curie = cicurie = ci..
●
CrCr para elpara el Chromium =Chromium = Cromo.Cromo. En el caso del cromo el nombreEn el caso del cromo el nombre
en latín comieza con la letra «Ch», así que se usa laen latín comieza con la letra «Ch», así que se usa la «r»«r» como segundacomo segunda
letra del símbolo.letra del símbolo.
●
CuCu para elpara el Cuprum =Cuprum = Cobre.Cobre. Para el cobre, su símbolo tiene quePara el cobre, su símbolo tiene que
ser laser la «C»«C» seguida de la segunda letra del nombre, laseguida de la segunda letra del nombre, la «u»«u»..
Rafael Govea V.

13. ¿Cómo se anota el símbolo de un¿Cómo se anota el símbolo de un
Átomo?Átomo?
●
Se usa el símbolo del elemento al cual pertenece elSe usa el símbolo del elemento al cual pertenece el
átomo.átomo.
●
En el lado inferior izquierdo se escribe su númeroEn el lado inferior izquierdo se escribe su número
atómico Z).atómico Z).
●
En el lado superior izquierdo se anota su númeroEn el lado superior izquierdo se anota su número
de masa A o su masa atómica (mal llamada peso).de masa A o su masa atómica (mal llamada peso).
●
En el lado superior derecho se pone su númeroEn el lado superior derecho se pone su número
Redox (carga eléctrica «q»)Redox (carga eléctrica «q»)
●
En el lado inferior derecho se anota el subíndiceEn el lado inferior derecho se anota el subíndice
(el número de átomos que hay en la molécula)(el número de átomos que hay en la molécula)
Rafael Govea V.

14. ¿Cómo se simboliza un Átomo?¿Cómo se simboliza un Átomo?
Rafael Govea V.
Ni28
005858
Número deNúmero de
masa Amasa A (si es un(si es un
átomo isótopo) oátomo isótopo) o
Masa atómicaMasa atómica si sesi se
refiere a la masarefiere a la masa
promedio de lospromedio de los
átomos del elementoátomos del elemento
según susegún su
abundanciaabundancia
Número RedoxNúmero Redox = carga= carga
eléctrica (en los átomos = 0 yeléctrica (en los átomos = 0 y
suele no escribirse)suele no escribirse)
SubíndiceSubíndice = al número= al número
de átomos presentesde átomos presentes
(se omite si es = 1)(se omite si es = 1)
Número atómico ZNúmero atómico Z es eles el
número de protones en elnúmero de protones en el
núcleonúcleo
SímboloSímbolo = letra inicial en= letra inicial en
mayúscula del nombremayúscula del nombre
latino del elemento y unalatino del elemento y una
segunda letra del mismo asegunda letra del mismo a
conveniencia nmotécnicaconveniencia nmotécnica
si fuese necesario.si fuese necesario.

15. Ejemplos de Átomos isótopos del CEjemplos de Átomos isótopos del C
Rafael Govea V.
C6
001212
98.89% de los átomos de Carbono son98.89% de los átomos de Carbono son
carbono doce y tienen 6 p+ y 6 nºcarbono doce y tienen 6 p+ y 6 nº
C6
001313
C6
001414
1.11% de los átomos de Carbono son1.11% de los átomos de Carbono son
carbono trece y tienen 6 p+ y 7 nºcarbono trece y tienen 6 p+ y 7 nº
1 por cada billón de átomos de Carbono1 por cada billón de átomos de Carbono
es carbono catorce y tiene 6 pes carbono catorce y tiene 6 p++ y 8 nº.y 8 nº.
Es radiactivo, es decir se transforma enEs radiactivo, es decir se transforma en
otro elemento (en elotro elemento (en el NN) emitiendo rayos) emitiendo rayos
beta (beta (1nº se convierte en 1p1nº se convierte en 1p++
+ 1e+ 1e--
).).
Masaatómica=12,0107umaMasaatómica=12,0107uma

16. ¿Qué es una Molécula?¿Qué es una Molécula?
●
Deriva deDeriva de mole-mole- = masa y= masa y -ula-ula = pequeña, es= pequeña, es
decir, es la masa más pequeña de cualquierdecir, es la masa más pequeña de cualquier
sustancia que conserva sus propiedades químicas.sustancia que conserva sus propiedades químicas.
●
Es un conjunto eléctricamente neutro hecho deEs un conjunto eléctricamente neutro hecho de
partículas:partículas:
– Átomos o iones unidos por enlacesÁtomos o iones unidos por enlaces
químicos.químicos.
●
Todas las sustancias están formadas de moléculasTodas las sustancias están formadas de moléculas
de 1, 2, 3,... o hasta millones de átomos unidos.de 1, 2, 3,... o hasta millones de átomos unidos.
Rafael Govea V.

17. ¿Cómo se simbolizan las Moléculas?¿Cómo se simbolizan las Moléculas?
●
Fórmulas Empíricas: TFórmulas Empíricas: Tienen los símbolos de losienen los símbolos de los
átomos y las proporciones enteras entre los elemen-átomos y las proporciones enteras entre los elemen-
tos (a veces coincide con la siguiente fórmula).tos (a veces coincide con la siguiente fórmula).
●
Fórmulas MolecularesFórmulas Moleculares: Se anotan sólo el # real de: Se anotan sólo el # real de
átomos de c/elemento:átomos de c/elemento: HH22O (2 hidrógenos y 1 oxígeno),O (2 hidrógenos y 1 oxígeno),
CC66HH1212OO66 (6C, 12H y 6O)(6C, 12H y 6O)
●
Fórmulas EstructuralesFórmulas Estructurales: Lo mismo, más cuál: Lo mismo, más cuál
átomo está unido con cuál otro y con cuantosátomo está unido con cuál otro y con cuantos
enlaces.enlaces.
Rafael Govea V.
MedianteMediante FórmulasFórmulas que nos indican cuántos átomos hay de cadaque nos indican cuántos átomos hay de cada
elemento y cómo están unidos en la molécula. Se clasifican en:elemento y cómo están unidos en la molécula. Se clasifican en:

18. ¿Cuáles tipos de Formulas¿Cuáles tipos de Formulas
Estructurales hay?Estructurales hay?
●
3D: se escriben todos los átomos y su posición3D: se escriben todos los átomos y su posición
espacial, todos los enlaces y su dirección.espacial, todos los enlaces y su dirección.
●
Desarrolladas: Se escriben todos los átomos y todosDesarrolladas: Se escriben todos los átomos y todos
los enlaces.los enlaces.
●
Condensadas: Se omiten algunos enlaces y se usanCondensadas: Se omiten algunos enlaces y se usan
subíndices.subíndices.
●
Simplificadas: Se omiten los C y los H unidos aSimplificadas: Se omiten los C y los H unidos a
éstos. Sólo líneas (enlaces) y símbolos de otroséstos. Sólo líneas (enlaces) y símbolos de otros
elementos.elementos.
Rafael Govea V.
Fórmulas Estrucrurales:Fórmulas Estrucrurales: nos indican cuántos átomos hay denos indican cuántos átomos hay de
cada elemento, cómo están unidos unos con otros en la molécula ycada elemento, cómo están unidos unos con otros en la molécula y
con cuántos enlaces:con cuántos enlaces:

19. ¿Cómo se simbolizan las Moléculas?¿Cómo se simbolizan las Moléculas?
Rafael Govea V.
F. Estruc. Desarrolladas: SeF. Estruc. Desarrolladas: Se
escriben todos los átomos yescriben todos los átomos y
todos los enlaces.todos los enlaces.
F.Estruc. Condensadas: SeF.Estruc. Condensadas: Se
omiten algunos enlaces y seomiten algunos enlaces y se
usan subíndices.usan subíndices.
F.Estruc. Simplificadas: SeF.Estruc. Simplificadas: Se
omiten losomiten los CC y losy los HH unidos aunidos a
éstos. Sólo líneas (enlaceséstos. Sólo líneas (enlaces C-CC-C))
y otros elementos.y otros elementos.
CHCH33-CH-CH22-CH-CH22-CH-CH22-CH-CH22-CH-CH22-CH-CH22-CH-CH22OHOH
H-C-C-C-C-C-C-C-C-H-C-C-C-C-C-C-C-C-OHOH
HH
HH
HH
HH
HH
HH
HH
HH
HH
HH
HH
HH
HH
HH
HH
HH
OH
CC88 HH1818OO
F. Molecular: Sólo se escribe cuántosF. Molecular: Sólo se escribe cuántos
átomos hay de cada elemento con elátomos hay de cada elemento con el
subídice anotado abajo a la derecha. Sesubídice anotado abajo a la derecha. Se
omite si es igual a 1.omite si es igual a 1.

20. ¿Qué es un Ión?¿Qué es un Ión?
●
Deriva deDeriva de -ion-ion = ir hacia, es decir, es la especie química= ir hacia, es decir, es la especie química
que se desplaza hacia un polo eléctrico.que se desplaza hacia un polo eléctrico.
●
Se forman a partir de átomos o moléculas. Ya seaSe forman a partir de átomos o moléculas. Ya sea
perdiendo o ganando electrones.perdiendo o ganando electrones.
●
La carga eléctrica se anota arriba a la derecha del ión,La carga eléctrica se anota arriba a la derecha del ión,
primero el dígito, luego el signo de la carga.primero el dígito, luego el signo de la carga.
●
Los iones se subdividen en:Los iones se subdividen en:
– AnionesAniones con carga negativacon carga negativa «-»«-» (los que van(los que van
hacía el polo positivohacía el polo positivo «+»«+»): Cl): Cl--
, S, S2=2=
, OH, OH--
, PO, PO44
3-3-
..
– CationesCationes con carga positivacon carga positiva «+»«+» (los que van(los que van
hacia el polo negativohacia el polo negativo «-»«-»): Na): Na++
, Cu, Cu2+2+
, Fe, Fe3+3+
, NH, NH44
++
Rafael Govea V.

21. Ejemplos de SustanciasEjemplos de Sustancias
ElementalesElementales
●
Hay pocas sustancias elementales.Hay pocas sustancias elementales.
Si hay más de 1 se llaman formasSi hay más de 1 se llaman formas
alotrópicas (alotrópicas (alo- =alo- = otro yotro y trop- =trop- =
dar vueltadar vuelta)) del elemento.del elemento. DifierenDifieren
en el número de átomos y enlacesen el número de átomos y enlaces
entre ellos al formar la moléculaentre ellos al formar la molécula
correspondiente.correspondiente.
●
Del Oxígeno existen el dioxígenoDel Oxígeno existen el dioxígeno
OO22 y el trioxígeno Oy el trioxígeno O33, también, también
llamado Ozono.llamado Ozono.
● Del Azufre existe el SDel Azufre existe el S22
y el Sy el S88
::
Rafael Govea V.

22. El Carbono, el rey de lasEl Carbono, el rey de las
Sustancias ElementalesSustancias Elementales
●
El Carbono tiene cientos o milesEl Carbono tiene cientos o miles
de formas alotrópicas conde formas alotrópicas con
propiedades tan contrastantespropiedades tan contrastantes
como elcomo el grafito,grafito, extremadamenteextremadamente
blando y elblando y el diamante,diamante, la sustanciala sustancia
más dura.más dura.
●
Los fulerenos son sustanciasLos fulerenos son sustancias
alótropas del C que formanalótropas del C que forman
moléculas esféricas quemoléculas esféricas que
eventualmente formar nanotubos.eventualmente formar nanotubos.
Rafael Govea V.

23. ¿Cuántas Sustancias Compuestas¿Cuántas Sustancias Compuestas
existen?existen?
●
Hay decenas de millones deHay decenas de millones de
sustancias compuestas resultadosustancias compuestas resultado
de la unión de dos o más átomosde la unión de dos o más átomos
de diferentes elementos.de diferentes elementos.
●
Si sólo fuesen moléculasSi sólo fuesen moléculas
diatómicas habría 100diatómicas habría 10022
, 100 mil., 100 mil.
Con 3 elementos y triatómicas =Con 3 elementos y triatómicas =
10010033
= ya serían un millón.= ya serían un millón.
●
Imagínate cuántas sustanciasImagínate cuántas sustancias
puede haber con moléculas conpuede haber con moléculas con
más átomos, más elementos, dife-más átomos, más elementos, dife-
rentes enlaces y distribucionesrentes enlaces y distribuciones
espaciales alternativas.espaciales alternativas.
Rafael Govea V.

24. Tipos de CompuestosTipos de Compuestos
●
En una primera aproximación hablamos de Compuestos:En una primera aproximación hablamos de Compuestos:
– OrgánicosOrgánicos a los hechos con átomos de carbono, de losa los hechos con átomos de carbono, de los
cuales conocemos unos 26 millones:cuales conocemos unos 26 millones: hidrocarburos,hidrocarburos,
alcoholes, aldehídos, cetonas, ácidos carboxílicos,alcoholes, aldehídos, cetonas, ácidos carboxílicos,
aminas, aminoácidos, monosacáridos, basesaminas, aminoácidos, monosacáridos, bases
nitrogenadas, nucleótidos...nitrogenadas, nucleótidos...
– InorgánicosInorgánicos a los compuestos que carecen de carbono.a los compuestos que carecen de carbono.
Los cuales están hechos de los demás elementos:Los cuales están hechos de los demás elementos:
Metales, no metales, óxidos, hidruros, hidróxidos,Metales, no metales, óxidos, hidruros, hidróxidos,
hidrácidos, oxiácidos, sales...hidrácidos, oxiácidos, sales...
Rafael Govea V.

25. Tipos de Compuestos QuímicosTipos de Compuestos Químicos
SON MUCHOSSON MUCHOS
Pero de ellos hablaremos en otra ocasiónPero de ellos hablaremos en otra ocasión
Rafael Govea V.