Fundamentos de Química: Disoluciones, Átomos, Enlaces y Gases

Conceptos Fundamentales de Disoluciones

Disolución: mezcla homogénea de dos o más substancias.

Soluto: componente de la disolución que se encuentra en menor proporción o aquel que es de interés.

Disolvente: componente de la disolución que está en mayor proporción o aquel que no es de interés primario.

Concentración: relación entre la cantidad de soluto y la cantidad de disolvente o disolución.

Propiedades de Ácidos y Bases

Ácidos

1. Tienen sabor agrio.
2. Reaccionan con metales desprendiendo hidrógeno (H₂).
3. Sus disoluciones acuosas conducen la corriente eléctrica.
4. Cambian de color a ciertas sustancias orgánicas llamadas indicadores (ej., Tornasol: rojo; Fenolftaleína: incoloro en medio ácido).
5. Reaccionan con bases perdiendo sus propiedades.

Bases

1. Tienen sabor amargo.
2. Presentan tacto jabonoso.
3. Sus disoluciones acuosas conducen la corriente eléctrica.
4. Cambian de color a ciertos indicadores (ej., Tornasol: azul; Fenolftaleína: rosado).
5. Reaccionan con ácidos perdiendo sus propiedades.

Modelos Atómicos

Teoría Atómica de Dalton

Los elementos están formados por partículas muy pequeñas llamadas átomos, siendo todos los átomos de un mismo elemento iguales e indivisibles.

Modelo Atómico de Thomson

Los elementos están formados por partículas muy pequeñas llamadas átomos, los cuales están compuestos por protones (carga positiva) y electrones (carga negativa) en igual número, distribuidos de tal forma que se favorecen las atracciones y se minimizan las repulsiones (modelo del "pudín de pasas").

Modelo Atómico de Rutherford

Los átomos están formados por un núcleo muy denso que contiene los protones y la mayor parte de la masa del átomo. Los electrones giran alrededor del núcleo en órbitas elípticas.

Experimento de Rutherford

Bombardeó con partículas alfa una lámina delgada de oro, observando que la mayoría de las partículas no sufrían ninguna desviación, pero algunas pocas se desviaban significativamente. Esto llevó a la conclusión de que la materia es mayormente espacio vacío y que el átomo tiene un núcleo denso y positivo.

Tabla Periódica y Conceptos Relacionados

Tabla Periódica: agrupación sistemática de los elementos en función de su número atómico creciente.

Número Atómico: número de protones que hay en el núcleo de un átomo de un elemento.

Número Másico: número de protones y neutrones que hay en el núcleo de un átomo de un elemento.

Grupo o Familia: es una hilera vertical de elementos en la tabla periódica.

Regla del Octeto: todo elemento tiende a ganar, perder o compartir electrones para adquirir la configuración electrónica del gas noble más cercano en la tabla periódica.

Tipos de Enlaces Químicos

Enlace Iónico

Se produce por la cesión y aceptación de electrones entre átomos, formándose iones con cargas opuestas que se atraen por fuerzas electrostáticas.

Enlace Covalente

Se produce por la compartición de electrones entre átomos. Los electrones compartidos pertenecen a ambos átomos indistintamente.

Propiedades Generales de los Compuestos Covalentes

• Generalmente no conducen la corriente eléctrica.
• Forman moléculas discretas con enlaces dirigidos a zonas preferentes del espacio.
• Suelen ser solubles en disolventes apolares.
• Son enlaces fuertes, ya que su ruptura requiere una gran cantidad de energía.
• Se producen entre no metales.

Enlace Metálico

Se produce por la compartición de electrones deslocalizados entre muchos átomos, formando una "nube" de electrones que explica las propiedades características de los metales.

Propiedades de los Metales

• Tienen altos puntos de fusión y ebullición.
• Conducen la corriente eléctrica y el calor.
• Se presentan en formas cristalinas compactas.
• Presentan brillo metálico.
• Son maleables y dúctiles.

Propiedades Generales de los Compuestos Iónicos

• Tienen altos puntos de fusión y ebullición.
• Conducen la corriente eléctrica en disolución acuosa o estado fundido.
• Se presentan en formas cristalinas con planos de simetría.
• Forman estructuras tridimensionales con enlaces fuertes en todas las direcciones del espacio.

Teoría Cinética de Gases y Leyes de los Gases

Teoría Cinética de Gases: explica el comportamiento de los gases en términos del movimiento de sus partículas. También se puede aplicar, aunque con menor precisión, a líquidos y sólidos.

Dilatación Lineal de Sólidos: es la variación de longitud por unidad de longitud inicial que experimenta un sólido cuando su temperatura aumenta un grado.

Ley de Boyle: a temperatura constante, el producto de la presión que soporta un gas por el volumen que ocupa es constante (P₁V₁ = P₂V₂).

Ley de Gay-Lussac: a presión constante, la relación entre el volumen que ocupa un gas y su temperatura absoluta es constante (V₁/T₁ = V₂/T₂).

Ley de Charles: a volumen constante, la relación entre la presión que soporta un gas y su temperatura absoluta es constante (P₁/T₁ = P₂/T₂).

Ley General de los Gases: el producto de la presión que soporta un gas por el volumen que ocupa, dividido por su temperatura absoluta, es constante (P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂).

Termodinámica

Caloría: cantidad de calor que, aplicado a un gramo de agua, hace subir su temperatura en 1 °C.

Calor Latente de Fusión: cantidad de calor que, aplicado a un gramo de sustancia, hace que cambie de estado sólido a líquido a temperatura constante.

Calor Latente de Ebullición: cantidad de calor que, aplicado a un gramo de sustancia, hace que pase de estado líquido a gas a temperatura constante.