Fundamentos Esenciales de la Química: Conceptos, Estructura y Reacciones

Estructura Fundamental de la Materia

El Átomo

El átomo es la parte más pequeña de la materia capaz de permanecer invariable en las reacciones químicas.

Partes del Átomo

• Núcleo: Formado por dos partículas:
  • Protones: Partículas con carga positiva (+).
  • Neutrones: Partículas que no tienen carga.
• Corteza: Constituida por Electrones, partículas con carga negativa (-).

Características de los Átomos

• Son eléctricamente neutros. El número de electrones es igual al de protones.
• Los átomos se clasifican por el número de protones, denominado Número Atómico (Z).
• Cada átomo posee un nombre y un símbolo diferente.

La Molécula

La molécula es la unión de átomos mediante enlaces químicos.

Clasificación de Sustancias Químicas

• Sustancias Químicas Simples: Moléculas formadas por átomos iguales (Ejemplo: H₂).
• Sustancias Químicas Compuestas: Moléculas formadas por dos o más átomos diferentes (Ejemplo: H₂O).

Transformaciones y Estados Iónicos

Reacción Química

Una reacción química ocurre cuando dos o más moléculas se unen para formar otras moléculas diferentes.

• En las reacciones químicas, el número y tipos de átomos se conservan (Ley de Conservación de la Materia).

Tipos de Reacciones por Intercambio de Energía

• Exotérmicas: Son aquellas que desprenden energía en forma de calor.
• Endotérmicas: Son aquellas que absorben energía en forma de calor.

Iones

Los iones son átomos o moléculas que poseen carga eléctrica; es decir, tienen un exceso o un defecto de electrones.

Tipos de Iones

• Cationes: Son aquellos que tienen un defecto de electrones y, por lo tanto, están cargados positivamente.
• Aniones: Son aquellos que tienen un exceso de electrones y, por lo tanto, están cargados negativamente.

Química en Solución: Electrolitos y pH

Electrolitos

Los electrolitos son compuestos que, al añadirlos al agua, se separan en iones.

Clasificación de Electrolitos

• Electrolitos Fuertes: Sustancias que, al añadirlas al agua, se separan totalmente en iones.
• Electrolitos Débiles: Sustancias que, al añadirlas al agua, se separan parcialmente en iones.

Ácidos y Bases

• Ácido: Es un compuesto químico que, al añadirlo al agua, produce iones hidrógeno (H⁺).
• Base: Es un compuesto químico que, al añadirlo al agua, produce iones hidroxilo (OH⁻).

El pH

El pH es un valor numérico que indica el carácter ácido o básico de un medio acuoso.

• pH = 7: Neutro
• pH > 7: Básico
• pH < 7: Ácido

Métodos para Medir el pH

• Un aparato llamado pH-metro (o peachímetro), que indica el valor del pH directamente.
• Un papel indicador llamado papel tornasol, que cambia de color en función del pH.

Reacciones Químicas Específicas

Reacción de Neutralización

Al añadir un ácido con una base, estos reaccionan formando una sal.

Reacciones de Oxidación y Reducción (Redox)

• Oxidación: Es aquella reacción en la que tiene lugar un aumento en el contenido de oxígeno o una pérdida de átomos de hidrógeno.
• Reducción: Es aquella reacción en la que tiene lugar una disminución del contenido de oxígeno o un aumento de átomos de hidrógeno.

Polimerización y Copolimerización

• Polimerización: Son reacciones en las que se unen un gran número de moléculas iguales, llamadas monómeros, para formar una molécula grande denominada polímero.
• Copolimerización: Es la reacción en la que dos o más monómeros diferentes se unen, formando una molécula grande que se denomina copolímero.

Introducción a la Química Orgánica

La Química Orgánica

La Química Orgánica es la ciencia que estudia los compuestos orgánicos, que son aquellas sustancias que contienen átomos de carbono.

Grupos Funcionales

• Los compuestos orgánicos se diferencian unos de otros según el grupo funcional que posean.
• El Grupo Funcional es un átomo o un grupo de átomos que proporcionan las mismas propiedades químicas características a la molécula.