Fundamentos de Química: Materia, Enlaces Químicos y Reacciones
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Conceptos Fundamentales de la Materia y Sustancias
Definiciones Básicas
- Materia: Todo aquello que posee masa y ocupa un lugar en el espacio.
- Sistema homogéneo: Aquel en el que no se aprecian sus componentes a simple vista.
- Sistema heterogéneo: Aquel en el que se aprecian sus componentes a simple vista.
Tipos de Sustancias
- Sustancia pura: Compuesta por un solo componente.
- Disolución: Compuesta por más de un componente.
- Compuestos: Poseen más de un elemento.
- Sustancias simples: Poseen un solo elemento.
El agua es una sustancia pura que se descompone en hidrógeno y oxígeno.
Salvo los de los gases nobles, los átomos no existen en la naturaleza por separado y deben unirse para formar compuestos.
La naturaleza de un compuesto químico depende del tipo y número de elementos que lo forman.
Enlaces Químicos: Tipos y Características
La unión por compartición de electrones se denomina enlace covalente.
Enlace Iónico
- Definición: El metal cede los electrones de la órbita más externa al no metal, que los acepta. Ambos quedan con ocho electrones externos (a excepción del H con dos).
- Temperatura de fusión: Media a alta.
- Solubilidad en agua: Sí.
- Conductividad: Disuelto en agua.
- Ejemplo: Cloruro de sodio (NaCl).
Enlace Metálico
- Definición: El metal cede los electrones a una "nube de electrones", quedando así todos los átomos con ocho electrones externos.
- Temperatura de fusión: Alta a muy alta.
- Solubilidad en agua: No.
- Conductividad: Sí.
- Ejemplo: Hierro.
Enlace Covalente
- Definición: Los diferentes no metales comparten sus electrones hasta que todos se rodean de ocho electrones.
- Temperatura de fusión: Muy variable.
- Solubilidad en agua: No (generalmente).
- Conductividad: Muy variable.
- Ejemplo: Diamante.
Cálculos y Transformaciones Químicas
Masa Molecular
La masa molecular de un compuesto químico se determina sumando las masas atómicas de todos los átomos que aparecen en su fórmula.
Cambios Físicos y Químicos
- En un cambio físico, la composición de los cuerpos no varía; la sustancia inicial y final es la misma.
- En un cambio químico, la sustancia inicial y final es diferente. Estos se conocen como reacciones químicas.
Reacciones Químicas y Estequiometría
Se denomina reacción química al proceso por el que unos compuestos se reestructuran e intercambian átomos, rompen y forman nuevos enlaces para producir nuevos compuestos.
El coeficiente estequiométrico indica la cantidad de moléculas de compuesto que reaccionan o se producen en el proceso. Si no aparece ningún número, se asume que es uno.
Ajustar una reacción química es determinar los coeficientes estequiométricos necesarios para que el balance de átomos esté en equilibrio.
La masa de todas las sustancias que aparecen en los reactivos es igual a la masa de todas las sustancias que aparecen en los productos.
La Ley de la Conservación de la Masa afirma que en toda reacción química la masa se conserva; es decir, la masa de los reactivos es igual a la masa de los productos.
Introducción a la Cinética Química
La cinética química es la parte de la química que estudia la velocidad a la que ocurren las reacciones.