Introducción a la química

1. CONCEPTO DE QUÍMICA
Química: Parte de la ciencia que se ocupa
del estudio de la composición, estructura,
propiedades y transformaciones de la
materia, de la interpretación teórica de las
mismas, de los cambios energéticos que
tienen lugar en las citadas transformaciones
y de los efectos producidos sobre ellas al
añadir o extraer energía en cualquiera de
sus formas.

2. Definición de materia
■ Materia, en ciencia, término general que se aplica a todo
aquello que ocupa un espacio y posee los atributos de
gravedad e inercia.
■ La cantidad de materia de un cuerpo viene medido por su
masa que vamos a diferenciar del peso
■ Peso, medida de la fuerza gravitatoria ejercida sobre un
objeto. En las proximidades de la Tierra, y mientras no haya
una causa que lo impida, todos los objetos caen animados de
una aceleración, g, por lo que están sometidos a una fuerza
constante, que es el peso.
■ Los objetos diferentes son atraídos por fuerzas gravitatorias
de magnitud distinta. La fuerza gravitatoria que actúa sobre
un objeto de masa m se puede expresar matemáticamente
por la expresión
■ P = m · g
■ La aceleración de la gravedad, g, es la misma para todas las
masas situadas en un mismo punto, pero varía ligeramente
de un lugar a otro de la superficie terrestre.

3. ■ Elemento químico, sustancia formada por un solo
tipo de átomos (unidades que forman la materia) que
no puede ser descompuesta o dividida en sustancias
más simples por medios químicos ordinarios.
■ Se conocen actualmente 112 tipos de átomos
diferentes luego existiran 112 elementos químicos.
Podemos obtener aproximadamente 90 de esos
elementos a partir de fuentes naturales. El resto no
aparecen de forma natural y solamente los podemos
obtener de forma artificial, bombardeando los núcleos
atómicos de otros elementos con núcleos cargados o
con partículas nucleares. Dicho bombardeo puede
tener lugar en un acelerador de partículas (como el
ciclotrón), en un reactor nuclear o en una explosión
nuclear.
■ Una ordenación especial y una lista completa de los
elementos en forma de tabla la encontramos en la
Tabla Periódica de los elementos. La estudiaremos en
un tema posterior y la utilizaremos a lo largo de la
mayor parte del temario.

4. ■ Compuesto químico, sustancia formada por dos o
más elementos que se combinan en proporción
invariable y unidos firmemente mediante enlaces
químicos. Se han identificado millones de
compuestos químicos diferentes. En algunos casos
podemos aislar una molécula de un compuesto.
■ Una molécula es la entidad mas pequeña posible
en la que se mantienen las mismas proporciones de
los átomos constituyentes que en el compuesto
químico.
■ El agua, por ejemplo, está formada por tres átomos
dos de hidrógeno unidos a un solo átomo de
oxígeno. Hay otras moléculas mocho mas grandes
por ejemplo la gammaglobulina, proteina de la
sangre, formada por 19996 átomos sólo de cuatro
tipos: carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno.

5. Símbolos y fórmulas químicas.
■ los símbolos químicos son los distintos signos abreviados que
se utilizan para identificar los elementos químicos en lugar de sus
nombres completos. Como por ejemplo : carbono, C; oxígeno, O;
nitrógeno, N; hidrógeno, H; cloro, Cl; azufre, S; magnesio, Mg;
aluminio, Al; cobre, Cu; plata, Ag; oro, Au; hierro, Fe.
■ La mayoría de los símbolos químicos se derivan de las letras del
nombre del elemento, principalmente en español, pero a veces en
inglés, alemán, francés, latín o ruso. La primera letra del símbolo se
escribe con mayúscula, y la segunda (si la hay) con minúscula. Los
símbolos de algunos elementos conocidos desde la antigüedad,
proceden normalmente de sus nombres en latín. Por ejemplo, Cu de
cuprum (cobre), Ag de argentum (plata), Au de aurum (oro) y Fe de
ferrum (hierro). Este conjunto de símbolos que denomina a los
elementos químicos es universal.
■ Los símbolos de los elementos pueden ser utilizados como
abreviaciones para nombrar al elemento, pero también se utilizan
en fórmulas y ecuaciones para indicar una cantidad relativa fija del
mismo. El símbolo suele representar un átomo del elemento. Sin
embargo, los átomos tienen unas masas fijas, denominadas masas
atómicas relativas, así que los símbolos representan a menudo una
masa atómica del elemento o mol.

6. Formulas Químicas. Son la representación abreviada de un
compuesto y expresa los distintos átomos que la componen. A partir de
ella se puede determinar:
- los elementos de que está formado y el número de átomos de cada
tipo que contiene su molécula.
- Su composición centesimal
- El estado de oxidación de los elementos que lo forman.
- Su peso molecular.
■ TIPOS DE FÓRMULAS
◻ EMPÍRICAS Nos indica el nº relativo de átomos de
cada elemento que entran en el mismo.
◻ MOLECULARES Nos informa del nº exacto de
átomos de cada especie que constituyen la molécula
◻ Estructurales: muestran los enlaces presentes.

7. ■ La mayoría de las sustancias son compuestos formados por
combinaciones de átomos. La fórmula del agua, H2O, indica que
por cada dos átomos de hidrógeno está presente un átomo de
oxígeno. La fórmula muestra así mismo que el agua es
eléctricamente neutra, e indica también que (debido a que las
masas atómicas son H = 1,01, O = 16,00) 2,02 unidades de masa
de hidrógeno se combinan con 16,00 unidades de masa de oxígeno
para producir 18,02 unidades de masa de agua. Puesto que las
masas relativas permanecen constantes, las unidades de masa
pueden ser expresadas en toneladas, kilogramos, libras o cualquier
otra unidad siempre que la masa de todas las sustancias sea
expresada en las mismas unidades.
■ En forma similar, la fórmula del dióxido de carbono es CO2; la del
octano, C8H18; la del oxígeno, O2 y la de la cera de velas
(parafina) CH2. En cada caso, los subíndices (dado por supuesto
que significa 1 si no aparece ningún subíndice) muestran el número
relativo de átomos de cada elemento en la sustancia. El CO2 tiene
1 C por cada 2 O, y el CH2 tiene 1 C por cada 2 H.

8. ■

10. TRANSFORMACIONES DE LA MATERIA
■ TRANSFORMACIÓN FÍSICA. Se dice que se ha
producido una transformación física cuando una muestra de
materia cambia alguna de sus propiedades físicas, aspecto
físico, pero su composición permanece inalterada. Eje. Paso
de agua sólida a agua líquida.
■ TRANSFORMACIÓN QUÍMICA. Se dice que se
ha producido una transformación QUÍMICA cuando una
muestra de materia se transforma en otra muestra de
composición diferente. Eje. C2H5OH + 3O2 → 2CO2 +3H2O

11. LEY DE LA CONSERVACIÓN DE LA MASA
(LAVOISIER)
■ En un sistema cerrado, sin intercambio
con el exterior, la masa contenida en él
permanece constante aunque se
produzcan reacciones químicas en su
interior. (en una reacción química, la
cantidad de materia es la misma al final y
al comienzo de la reacción)

12. LEY DE LAS PROPORCIONES DEFINIDAS O DE
LA COMPOSICIÓN CONSTANTE (PROUST)
■ Cuando dos o más sustancias se combinan
para formar un compuesto, lo hacen siempre en
una proporción en masa fija, constante.
■ ejemplo: en el agua, el oxígeno y el hidrógeno se
combinan según la relación en masa 8/1. Calcula la
cantidad de hidrógeno y oxígeno necesaria para formar
25g de agua:
■ 8 g de oxígeno se combinan con 1g de hidrógeno
(proporciones definidas) y forman de acuerdo con la ley
de la conservación de la masa. 9 g de agua:
■ 8g de O / 9 g de agua = x / 25 g agua; x = 22,22 g de
oxígeno
■ 1 g de H / 9 g de agua = y / 25 g de agua; y = 2,78 g de
hidrogeno

13. LEY DE LAS PROPORCIONES MULTIPLES
(DALTON)
■ Cuando de la unión de dos elementos se puede formar
más de un compuesto, se cumple que para una cantidad
fija de uno de los elementos la relación en que se
encuentra el otro es una relación numérica sencilla (2/1;
3/1; 3/2;..)
■ Se hacen reaccionar 2.23 g de Fe con oxígeno.
Dependiendo de las condiciones, esa cantidad de Fe se
combinan con 0.64 g o 0.96 g de oxígeno. Comprueba si
se cumple la ley de las proporciones multiples.
■ 2.23 g de Fe, 0.96g de O/0.64 g de O = 1.5 = 3/2 luego
se cumple

14. Ecuación química.
La ecuación química ajustada simboliza la
naturaleza y cantidades de las sustancias que
participan en un proceso o cambio químico. La
relación entre las cantidades de las sustancias
que intervienen en la ecuación química se
denomina estequiometría.
Una ecuación química ajustada es una ecuación algebraica,
en la que se ponen las sustancias reaccionantes en el
primer miembro y los productos de la reacción en el
segundo, separados ambos miembros por un signo igual
o por una flecha cuya punta indica el sentido en el que se
produce la reacción. Cuando la reacción es reversible se
pone una doble flecha. Las condiciones de la reacción se
suelen poner por encima o debajo de la o las flechas.