Conceptos Fundamentales de Química: Estructura Atómica, Enlaces y Propiedades Moleculares
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Estructura Atómica y Configuración Electrónica
La configuración electrónica es el modo en que los electrones (e⁻) están ordenados en un átomo. Ejemplos: 1s²; 2s²2p⁶; 3s²3p⁶3d¹⁰.
Número Atómico (Z)
Representa el número atómico (Z), indicado por la cantidad de protones (p⁺), que es igual a la cantidad de electrones (e⁻) en un átomo neutro.
Número Másico (A)
Representa el número másico (A), que es la suma de los protones (p⁺) más los neutrones (n). Los isótopos tienen el mismo número atómico (Z) pero distinto número másico (A).
Geometría Molecular
Geometría Electrónica (GE)
La geometría electrónica (GE) es la disposición espacial de las zonas cargadas eléctricamente en un átomo central.
Geometría Molecular (GM)
La geometría molecular (GM) es la disposición tridimensional de los átomos que constituyen una molécula.
Teoría de Repulsión de Pares de Electrones de Valencia (TRPEV)
La Teoría de Repulsión de Pares de Electrones de Valencia (TRPEV) establece que:
- El factor más importante que determina la geometría de una molécula son los pares de electrones de valencia que posee el átomo central de la molécula.
- Dichos pares de electrones se distribuyen en el espacio de tal manera que la distancia entre ellos sea la máxima posible para que la repulsión entre ellos sea la mínima.
- A los efectos de determinar la geometría, las uniones múltiples se deben considerar como si fueran simples.
Tipos de Geometría Electrónica:
- Lineal
- Trigonal plana
- Tetraédrica
Tipos de Geometría Molecular:
- Lineal
- Angular
- Trigonal plana
- Piramidal
- Tetraédrica
Fuerzas Intermoleculares
- Fuerzas de London (o de Dispersión): Actúan entre moléculas no polares, o entre átomos en el caso de sustancias monoatómicas.
- Fuerzas Dipolo-Dipolo Inducido: En ciertas ocasiones, una molécula polar induce un dipolo transitorio en una molécula no polar, transformándola temporalmente en polar (ejemplo: la interacción entre H₂O y O₂).
- Fuerzas Dipolo-Dipolo: Se producen entre moléculas polares. Ejemplo: CH₃Cl.
- Puentes de Hidrógeno: Son un tipo especial de interacción dipolo-dipolo fuerte que ocurre cuando un átomo de hidrógeno, unido covalentemente a un átomo muy electronegativo (como N, O o F), es atraído por otro átomo electronegativo en una molécula diferente o en la misma molécula.
Tipos de Enlaces Químicos y sus Propiedades
| Propiedad | Iónico | Covalente | Metálico |
|---|---|---|---|
| Composición | Iones | Moléculas | Iones y electrones móviles |
| Fuerza de Atracción | Fuertes | Débiles (intermoleculares) | Fuertes |
| Puntos de Ebullición y Fusión | Altos | Bajos | Altos |
| Solubilidad en Agua | Solubles | Aumenta con la polaridad | Insolubles |
| Conductividad Eléctrica (Temp. Ambiente) | No | No | Sí |
| Conductividad Eléctrica (Solución Acuosa) | Sí | Polares: Sí; No polares: No | No aplica |
| Ejemplos | NaCl, CaCl₂, CaO | CCl₄, HCl | Fe, Al, Na, K |
| Estado Físico (Temp. Ambiente) | Sólido | Líquido y Gaseoso | Sólido (dúctiles y maleables) |
Conceptos Fundamentales
Solubilidad
La solubilidad es la máxima cantidad de un soluto que se puede disolver en un determinado volumen de solvente (a una temperatura específica).
Solución
Una solución es una fase líquida homogénea, compuesta por dos o más sustancias.
Sistema Material
Un sistema material es una porción del universo que se aísla mental o físicamente para su estudio.
Tipos de Sistemas Materiales:
- Abiertos
- Cerrados
- Aislados