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    UNIVERSIDAD DE CARABOBO.FACULTAD DE INGENIERA

    ESTUDIOS BSICOS.DEPARTAMENTO DE QUMICA

    Asignatura: QUIMICA I Cdigo: QM1B01;QM2B01 Semestre Lectivo: nico 2013. Desde: 07/10/2013 Hasta: 22/02/20

    Seccin: 06, 22, 29 N Alumnos Inscritos: Horas/semanas: 04 Profesor: Jhonny Medina Firma:

    TEMA N 1.-ESTEQUIOMETRA DE COMPUESTOS.

    CONTENIDO DEL TEMA.

    Concepto de Qumica. Materia Homognea y Heterognea. Elementos y Compuestos. Smbolos y Frmulas. tomo. Partcula

    Fundamentales: protones, electrones y neutrones. Nmero Atmico, Nmero de Masa. Istopos. Iones Monoatmicos. Unidad d

    Masa Atmica. Peso Atmico, Peso Molecular, Peso Frmula. Mol. Nmero de Avogadro. Masa Molar. Correlaciones

    Composicin Porcentual. Frmula Emprica y Frmula Molecular.

    1.- CONCEPTO DE QUMICA:Es la ciencia que estudia principalmente la composicin, estructura, propiedades

    cambios que experimenta la materia.

    La qumica tiene amplia relacin con otras ciencias:

    En la Medicina a diario se descubren nuevas sustancias que son probadas para prevenir o curar un

    enfermedad, siguiendo algunas rutas de sntesis elaboradas con ayuda de las siguientes ramas de la Qumica: Orgnic

    Analtica, Inorgnica, entre otras. Para la Fsicaha resultado importante el conocimiento de la estructura interna de l

    elementos o de las propiedades de los materiales. En la Arqueologamediante la prueba con Carbono 14 un elemen

    radiactivo, se determinan las fechas de existencia de civilizaciones pasadas. En la Astronomala Qumica ha ayudad

    a conocer la composicin de cometas, planetas o estrellas mediante tcnicas de anlisis. En las Matemticas

    proporcionado las herramientas para establecer la relacin o combinacin de los elementos en un compuesto as mism

    para realizar clculos en las reacciones qumicas. En la Biologa, la Qumica ha proporcionada herramientas pa

    determinar la composicin de las protenas, aminocidos o del ADN, as como la descripcin de los procesos d

    metabolismo mediante el cual las sustancias se transforman en los organismos. Un ejemplo de ello sera

    transformacin que sufre la energa solar que es capturada por las plantas durante la fotosntesis.

    1.1.- Ramas de la qumica:

    Qumica Orgnica:La que estudia especialmente los compuestos del carbono.

    Qumica Inorgnica:Es el estudio de todos los compuestos y elementos que no son orgnicos, sus reacciones

    propiedades.

    Qumica Industrial:Comprende la produccin de sustancias qumicas bsicas y de artculos bsicos tales com

    plstico, fertilizantes y drogas. Interviene en la produccin de alimentos preparados.

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    Tema 1: Estequiometria de Compuest

    Recopilacin realizada por: Profesor Jhonny Medina. Pgina

    Bioqumica: Estudio de las reacciones qumicas en los seres vivos, como la utilizacin de los alimentos qu

    contienen energa y la sntesis de los organismos que estn activos en los seres vivos.

    Qumica Medica:Es la qumica que a travs de procesos qumicos crea diferentes sustancias para el mejoramien

    de la medicina.

    Qumica Ambiental:Es la rama de la qumica que se encarga de lo que sucede entre la qumica y la naturalez

    Trata tambin de crear productos que ayudan a la naturaleza.

    Qumica Cosmtica:Es la qumica que ayuda con lo que se refiere a la cosmtica, tal como se pueden mencion

    artculos de belleza, como perfumes maquillajes etc.

    Qumica Nuclear:Es la rama de la qumica que estudio la parte intima de la materia y las reacciones en las cuale

    intervienen los ncleos de los tomos. Estudia los procesos y fenmenos de radiacin nuclear ya sea provocada

    espontnea.

    2.- MATERIA: Definicin y Clasificacin:2.1.- Definicin de Materia:Es el componente fsico del universo; es todo aquello que ocupa espacio y posee masa.

    2.2.- Clasificacin de la Materia:Segn la propiedad que se utilice, pueden establecerse diversas clasificaciones de

    materia. As:

    2.2.1.- Segn su apariencia, puede ser: Homognea o Heterognea.

    Donde:

    Materia Homognea:Es aquella en la que sus partculas estn colocadas de forma uniforme y su composicin

    mantiene constante en cualquiera de sus partes. Los componentes no pueden ser distinguidos ni por el ojo humano

    por un microscopio convencional. Por ejemplo el agua o el azcar. Materia Heterognea: Es aquella en la que la distribucin de sus partculas no es uniforme y por lo tanto

    composicin en todos sus puntos no es la misma. Los componentes pueden ser distinguidos tanto por el ojo human

    como por un microscopio poco potente. Por ejemplo la sangre o el granito.

    Un material heterogneo es una mezcla y cada porcin homognea de la misma constituye, desde el punto de vis

    qumico, una FASE.

    2.2.2.- Segn su Estado Fsico, puede ser: Slido, Lquido o Gas.

    Donde:

    Un Solidoes una porcin de materia que tiene forma y volumen prcticamente constante. Un Lquido es una porcin de materia cuyo volumen es prcticamente constante y su forma es variabl

    adaptndose a la del recipiente que lo contiene.

    Un Gas es una porcin de materia cuyo volumen y forma son variables, adaptndose completamente a la d

    recipiente que lo contiene.

    2.2.3.- Segn su Composicin, puede ser: Sustancia Pura o Mezcla

    Donde:

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    Tema 1: Estequiometria de Compuest

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    Sustancia Pura: aquella que tienen una composicin fija, uniforme e invariable, y sus propiedades qumicas

    fsicas son las mismas sin importar su procedencia. Es decir, un sustancia puraes aquella que tiene un solo componen

    no puede descomponerse en otras sustancias por mtodos fsicos y son todas homogneas (uniformes en

    composicin y propiedades) Dado que se comportan en el aspecto qumico siempre de la misma forma se las llam

    tambin ESPECIES QUMICAS. Para dar una definicin ms completa, diramos que las sustancias puras o especiqumicas son las molculas, tomos, iones o sus agrupaciones que pueden existir separadamente en un sistema

    Las sustancias puras pueden ser:

    a) Elementos: aquellas sustancias que no pueden descomponerse en otras ms simples por mtodos qumico

    ordinarios.

    EN LA ACTUALIDAD SE CONOCEN UNOS 105 ELEMENTOS QUE SE ENCUENTRAN ORDENADOS D

    ACUERDO CON SUS PROPIEDADES QUMICAS EN LA TABLA O SISTEMA PERIDICO DE LOS

    ELEMENTOS.Los elementos se pueden clasificar genricamente como NO METALES (aquellos que pueden tener nmer

    de oxidacin negativos) o bien como METALES (el resto).

    Un Smbolo es la representacin abreviada de un elemento. Est formado por una o dos letras, la prime

    mayscula y la segunda minscula. El smbolo puede representar el elemento en s, un tomo del mismo o un tom

    gramo: as, Fe es hierro, un tomo de hierro o bien un tomo-gramo de hierro.

    b) Compuestos: aquellas sustancias formadas por la unin qumica de varios elementos, que entran en proporcion

    fijas, y cuyas propiedades fsicas y qumicas son diferentes a las de sus componentes. Los compuestos puede

    descomponerse por mtodos qumicos ordinarios dando otras sustancias ms simples.

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    Tema 1: Estequiometria de Compuest

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    Una Frmula es la representacin abreviada de un compuesto. En ella se representan como mnimo l

    smbolos de los elementos que forman parte de dicho compuesto afectados por unos subndices que nos indican

    nmero de tomos de cada elemento que existen en la molcula.

    Segn las caractersticas que se indiquen, podemos tener varias clases de frmulas:

    EmpricaIndica cuales elementos estn presentes y la relacin mnima, en nmero entero, entre sus tomos, peno necesariamente indica el nmero real de tomos en una molcula determinada. En el caso del agua oxigenada: (HO

    Moleculares aquella que indica el nmero exacto de tomos de cada elemento que estn presentes en la unida

    ms pequea de una sustancia. As, H2es la formula molecular del hidrogeno, O2representa al oxigeno, O3es el ozon

    y H2O representa al agua. El subndice numrico indica el nmero de tomos de cada elemento que estn presentes. E

    el caso del agua no aparece un subndice para el O debido a que solamente hay un tomo de oxigeno en una molcu

    de agua: de esta manera se omite el subndice uno de las formulas. En el caso del agua oxigenada: H2O2.

    Semidesarrolladacuando se representan los enlaces ms importantes de la molcula de ese compuesto: HOOH

    Estructural o desarrolladacuando se representan todos los enlaces existentes en la molcula de ese compuesto:H-O-O-H.

    Espacial Cuando se representan todos los enlaces pero orientados en el espacio. Esta representacin

    especialmente interesante en Qumica Orgnica.

    Modelos de molculas.

    Mezcla:es una porcin de materia formada por la reunin de varias sustancias puras (elementos y/o compuesto

    que entran en proporciones variables, mantienen sus propiedades y pueden separarse por mtodos fsicos ordinario

    Las mezclas pueden ser homogneas o heterogneas. A las mezclas homogneas se las llama SOLUCIONES.

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    Tema 1: Estequiometria de Compuest

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    Clasificacin de la materia.

    PROPIEDADES FSICAS:Son aquellas que no provocan cambios en la identidad qumica de la sustancia., tale

    como: el color, olor, sabor, solubilidad, densidad, conductividad del calor y de la electricidad, brillo, durez

    maleabilidad, ductilidad, punto de fusin, punto de ebullicin, entre otras.

    PROPIEDADES QUMICAS:Son aquellas que nos indican la forma como una sustancia puede convertirse e

    otra, es decir que, implica cambios en la identidad qumica de la sustancia.

    CAMBIOS FSICOS: Son aquellos que no provocan la creacin de nuevas sustancias; es decir que, no exis

    cambio en la composicin de la nuestra que se est considerando.

    CAMBIOS QUMICOS:Llamados tambin reacciones qumicas hacen que una sustancia se convierta en otra.

    Actividad 3. Seleccione la proposicin correcta.

    1.- Una mezcla es:

    A - Un sistema homogneo formado por varios componentes, que entran en proporciones variables y que conservan su

    propiedades.

    B - Un sistema material formado por la unin qumica de varios elementos, que entran en proporciones fijas, y cuyas propiedade

    son diferentes a las de sus componentes.

    C - Un sistema material formado por varios componentes que entran en proporciones variables y que conservan sus propiedade

    caractersticas.

    D - Todo sistema material formado por varios componentes que entran en proporciones fijas y que conservan sus propiedadecaractersticas.

    2.- Todo material homogneo resultante de la mezcla de varios componentes recibe el nombre de:

    A - Sistema homogneo.

    B - Mezcla

    C - Sustancia pura.

    D - Disolucin.

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    3.- En cada proposicin se ha hecho coincidir un producto con una caracterstica, seale la secuencia que consider

    correcta.

    A - Sulfato de cobre ... mezcla heterognea de azufre y cobre.

    B - Agua destilada ..... elemento puro.

    C - Cobre ................... sustancia pura.

    D - Aire ...................... compuesto formado por la combinacin de nitrgeno y oxgeno.

    4.- En cada proposicin se ha hecho coincidir un material con una caracterstica. Seale la secuencia que conside

    correcta:

    A - Sulfuro de zinc ............ mezcla heterognea de azufre y zinc

    B - Agua destilada ............ elemento puro

    C - Acero .......................... mezcla homognea de hierro y carbono

    D - Aire ............................. Compuesto formado por la combinacin de nitrgeno y oxgeno

    5.- En un laboratorio sometemos a una serie de sustancias a distintos ensayos, con el fin de conocer si son elementos

    compuestos. De las siguientes proposiciones seale aquella que considere correcta.

    a) Se mezclaron dos gases, A y B, y se formaron cristales finos de una sustancia, C. Con esta informacin podemos asegurar qu

    C es un compuesto y que los gases A y B son elementos.

    b) Una sustancia, D, pura y blanca, sometida a calentamiento, form un gas incoloro y un slido prpura. Co n esta informaci

    podemos asegurar que D es un compuesto.

    c) Una sustancia pura, E, presenta el siguiente comportamiento: punto de fusin=5,51/C; punto de ebullicin = 80,1/C; arde e

    oxgeno y produce agua y dixido de carbono. Con estos datos podemos afirmar que la sustancia E es un elemento.

    d) En ninguna de las proposiciones anteriores se ha razonado correctamente.

    6.- En un sistema heterogneo, cualquiera de las partes que pueden distinguirse en l tal que tenga una composicin

    propiedades iguales en toda ella se le llama:A - Componente del sistema.

    B - Fase del sistema.

    C - Elemento.

    D - Compuesto.

    7.- Seale la afirmacin que considere correcta:

    a) Los compuestos son sustancias puras.

    b) Todas las sustancias puras son elementos.

    c) Todo compuesto es una mezcla de elementos en proporciones fijas.

    d) Todo compuesto se descompone fcilmente en los elementos que lo integran cuando es sometido a un proceso normal dpurificacin.

    8.- Indique cual de las siguientes proposiciones describe un cambio fsico:

    A - La madera arde

    B - El hierro se oxida

    C - El alcohol se evapora

    D - La plata se oscurece expuesta al aire

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    9.- Seale la proposicin que considere correcta:

    a) La descomposicin de un compuesto en sus elementos es una transformacin qumica.

    b) Todo proceso en el que no haya intercambio de energa es un proceso fsico.

    c) Generalmente todo proceso ya sea fsico o qumico va acompaado de un efecto energtico.

    d) La separacin de agua y sulfato de cobre disuelto es un proceso qumico.

    10.- La materia puede definirse como:

    A - Todo aquello que tiene masa y ocupa espacio.

    B - Todo aquello que tiene peso y masa.

    C - Todo aquello que ocupa espacio.

    D - Todo aquello que tiene volumen y ocupa espacio.

    11.- Cuando tenemos una porcin de materia y efectuamos sobre ella una transformacin tal que solamente podemo

    realizarla una vez ya que se destruye dicha materia, podemos decir que:

    A - Hemos realizado una descomposicin trmica de la materia.

    B - Hemos realizado una transformacin fsica.

    C - Hemos realizado una transformacin qumica.

    D - Hemos realizado una transformacin fisicoqumica.

    12.- Cuando tenemos una porcin de materia y efectuamos sobre ella una misma transformacin dos veces seguida

    podemos decir que:

    A - Hemos realizado una transformacin isotrmica e isobrica

    B - Hemos realizado una transformacin fsica.

    C - Hemos realizado una transformacin qumica.

    D - Hemos realizado una transformacin fisicoqumica.

    13.- Una sustancia pura o especie qumica puede definirse como:A - Cualquier sistema material formado por una sustancia que no contiene impureza alguna.

    B - Todos aquellos tomos, iones o sus agrupaciones que pueden encontrarse separadamente en un sistema.

    C - Cualquier fase que pueda encontrarse en un sistema material.

    D - Cualquier fase de composicin y propiedades idnticas para toda ella que pueda existir en un sistema homogneo.

    14.- Un elemento es:

    A - Es aquella sustancia que no puede descomponerse en otras ms simples por mtodos qumicos ordinarios

    B - Es aquella parte de la materia de composicin y propiedades fijas.

    C - Es aquella sustancia formada por uno o varios tomos iguales

    D - La parte ms pequea en que puede dividirse la materia por mtodos fsicos ordinarios.15.- Un compuesto es:

    A - Una sustancia formada por la unin qumica de varios elementos en proporciones fijas cuyas propiedades son diferentes a la

    de sus componentes.

    B - La sustancia formada por la unin qumica de varios elementos

    C - Una sustancia formada por la unin qumica de varios elementos en proporciones fijas tal que conserva las propiedades de su

    componentes.

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    D -Una sustancia que se obtiene por la unin fsica de varios elementos en proporciones fijas cuyas propiedades son diferentes

    las de los elementos que lo componen.

    3.- TOMOS Y MOLCULAS:

    3.1.- Definicin de tomo: es la parte ms pequea de la materia que puede intervenir en un proceso qumic

    Tambin podemos definirlo como la parte ms pequea en que puede dividirse un elemento conservando s

    propiedades.

    3.2.- Definicin de Molcula: es la parte ms pequea en que puede dividirse un compuesto conservando su

    propiedades. Las molculas estn formadas por varios tomos iguales o diferentes. Solamente las molculas de l

    gases nobles estn formadas por un solo tomo.

    3.3.- TEORIA ATOMICA

    3.3.1.- Partculas Fundamentales del tomo:

    Antes de 1800, se pensaba que la materia era continua, es decir que poda ser dividida en infinitas partes m

    pequeas sin cambiar la naturaleza del elemento. Sin embargo, alrededor de 1803 gan aceptacin la teora de

    cientfico ingls llamado John Dalton (1766-1844).

    Al dividir una muestra de cobre en trozos cada vez ms pequeos, finalmente se encuentra una unidad bsi

    que no puede ser dividida sin cambiar la naturaleza del elemento. Esta unidad bsica se llama tomo. Un tomo es

    partcula ms pequea que puede existir de un elemento conservando las propiedades de dicho elemento.

    A continuacin conoceremos los diferentes modelos atmicos

    Modelos atmicos

    a) Demcrito

    Aproximadamente 400 a.C., el filsofo griego Demcrito sugiri que toda la materia estaba formada p

    partculas minsculas, discretas e indivisibles, a las cules llam tomos. Sus ideas fueron rechazadas durante 20

    aos, pero a finales del siglo dieciocho comenzaron a ser aceptadas.

    b) Dalton

    En 1808, el maestro de escuela ingls, John Dalton, public las primeras ideas modernas acerca de la existenc

    y naturaleza de los tomos. Resumi y ampli los vagos conceptos de antiguos filsofos y cientficos. Esas ide

    forman la base de la Teora Atmica de Dalton, que es de las ms relevantes dentro del pensamiento cientfico.

    Los postulados de Dalton se pueden enunciar:

    1. Un elemento est compuesto de partculas pequeas e indivisibles llamadas tomos.

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    2. Todos los tomos de un elemento dado tienen propiedades idnticas, las cuales difieren de las de tomos de otro

    compuestos

    3. Los tomos de un elemento no pueden crearse, ni destruirse o transformarse en tomos de otros elementos.

    4. Los compuestos se forman cuando tomos de elementos diferentes se combinan entre s en una proporcin fija.

    5. Los nmeros relativos y tipos de tomos son constantes en un compuesto dado.

    En ese tiempo algunos de sus postulados no pudieron verificarse experimentalmente, ya que se basaron e

    limitadas observaciones experimentales de su poca

    An con sus limitaciones, los postulados de Dalton constituyen un marco de referencia que posteriormente l

    cientficos pudieron modificar o ampliar. Por esta razn se considera a Dalton como el padre de la Teora Atmi

    Moderna.

    c) Modelo de ThomsonEn 1898, el ingles Joseph John Thomson propuso un modelo para la estructura del tomo al que llamaro

    budn de pasas . Thomson estableci la hiptesis, de que los tomos estaban formados por una esfera de car

    elctrica positiva distribuida de manera uniforme, en cuyo interior se encontraban los electrones en movimiento e

    cantidad de igual al nmero de las cargas positivas para que el tomo fuera neutro.

    Posteriormente, el descubrimiento de nuevas partculas y los experimentos llevados a cabo por Rutherfo

    demostraron la inexactitud de tales ideas.

    El tomo de Thomson.

    d) Modelo atmico de Rutherford

    El modelo atmico de Rutherford, modelo o teora sobre la estructura del tomo propuesto por el fsico ErneRutherford (1911) mantena el planteamiento de Joseph Thomson sobre que los tomos poseen electrones y protone

    pero sostena que todo tomo estaba formado por un ncleo y la corteza. Los protones y neutrones que tienen may

    masa se encuentran en un ncleo muy pequeo, lo que significa que el ncleo contiene toda la carga positiva y la ma

    del tomo. En la corteza, que rodea al ncleo, se encuentran los electrones describiendo rbitas circulares o elptica

    dichos electrones tienen una masa mucho ms pequea y ocupan la mayor parte del volumen del tomo

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    El tomo de Rutherford.

    e) Modelo atmico de Bohr

    Niels Bohr se bas en el tomo de hidrgeno para realizar el modelo que lleva su nombre. Bohr intenta

    realizar un modelo atmico capaz de explicar la estabilidad de la materia y los espectros de emisin y absorci

    discretos que se observan en los gases, describi el tomo de hidrgeno con un protn en el ncleo, y girando a s

    alrededor un electrn.

    El modelo atmico de Bohr parta conceptualmente del modelo atmico de Rutherford y de las incipientideas sobre cuantizacin que haban surgido unos aos antes con las investigaciones de Max Planck y Albert Einstei

    Debido a su simplicidad el modelo de Bohr es todava utilizado frecuentemente como una simplificacin de

    estructura de la materia.

    Bohr supuso que los electrones deban hallarse en rbitas de cierto tamao, movindose a cierta velocidad

    con determinada energa. Si el electrn absorbe energa saltar a una rbita de mayor energa ms alejada del ncleo,

    emite energa, el electrn caer a una rbita ms cercana al ncleo.

    En resumen, mientras en el modelo de Rutherford los electrones pueden girar alrededor del ncleo en rbit

    de un radio cualquiera, en el modelo de Bohr slo son permitidas ciertas rbitas, las que coinciden con los valore

    energticos de los electrones; por esta razn se dice que los electrones se encuentran en determinados niveles d

    energa (n) que toma valores desde 1 en adelante. Este nmero "n" recibe el nombre de Nmero Cuntico Principal.

    Representacin de los orbitales en el tomo de Bohr.

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    Para la dcada de 1930 haba numerosas pruebas de que los tomos contienen pequeas partculas subatmica

    Se ha descubierto ms de 100 partculas subatmicas, pero muchas de ellas duran menos de un segundo.

    Las partculas fundamentales de un tomo son constituyentes bsicos de cualquier tomo. El tomo, y por tan

    toda la materia est formado principalmente por tres partculas fundamentales: electrones, neutrones y protones. E

    conocimiento de la naturaleza y la forma en que funcionan es fundamental para comprender las interacciones qumica

    El tomo es elctricamente neutro; es decir, el nmero de electrones fuera del ncleo es igual a nmero

    protones dentro de l

    La masa y las cargas de las tres partculas fundamentales se muestran en la siguiente tabla.

    La masa del electrn es muy pequea en comparacin con la masa del protn o del neutrn. La carga d

    protn es de magnitud igual pero de signo opuesto a la carga del electrn.

    Procederemos a estudiar estas partculas con mayor detalle.

    Electrn: Partcula localizada fuera del ncleo atmico, es la unidad de carga elctrica negativa, su masa es igual9,1x10-28gramoss. John Thomson en 1897 los descubri y midi la relacin carga-masa del electrn (e/m).

    Protn: Partcula subatmica ubicada en el ncleo con carga igual a la del electrn pero de signo contrario; jun

    con el neutrn, est presente en todos los ncleos atmicos, su masa es 1,67x10 -24gramos. Fue descubierto por Euge

    Goldstein en 1886; el nombre del protn fue dado por Thomson.

    La masa de un protn es aproximadamente 1,836 veces la del electrn. Por tanto, la masa de un tomo es

    concentrada casi exclusivamente en su ncleo.

    El Neutrn: Partcula neutra, sin carga elctrica localizada en el ncleo atmico, su masa es de 1,7x10 -24 gramo

    un poco superior a la del protn. Su existencia fue sugerida en 1920 por tres fsicos de tres pases distintos: Rutherfor

    Masson y Harkins, pero slo a fines de 1932 fue descubierto por el fsico Ingls James Chadwik.

    3.3.2.- Nmero Atmico y Nmero Msico:

    a) Nmero Atmico: Qumicamente se define el nmero atmico como la cantidad de protones existente en el ncl

    de un tomo determinado, se representa por (Z). La identidad qumica de un tomo queda determinada por su nmer

    atmico.

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    El nmero atmico es el nmero de orden de los elementos en la tabla peridica; as tenemos que el elemen

    qumico ms sencillo, el hidrgeno, tiene como nmero atmico Z=1; es decir, posee 1 protn y 1 electrn, el hel

    tiene como nmero atmico Z=2; es decir, posee 2 protones y 2 electrones, el hierro tiene como nmero atmico Z=2

    lo que equivale a 26 protones y 26 electrones. Por lo tanto, en un tomo neutro, el nmero de protones (Z) es igual

    nmero de electrones.

    b) Nmero msico: El nmero msico es el nmero total de protones y neutrones presentes en el ncleo de un tom

    de un elemento y se representa con la letra (A). Con excepcin de la forma ms comn del hidrgeno, que tiene u

    protn y no tiene neutrones, todos los ncleos atmicos contienen protones y neutrones.

    El nmero de masa est dado por:

    Nmero de masas = nmero de protones + nmero de neutrones= nmero atmico + nmero de neutrones.

    A = Z + no

    Para encontrar el nmero de neutrones de un tomo, se despeja de la ecuacin anterior:

    no= AZ

    c) Istopos:tomos de un mismo elemento que poseen el mismo nmero atmico (igual nmero de protones), pe

    distinto nmero msico; es decir diferente nmero de neutrones en su ncleo.

    La representacin convencional de los istopos es:

    Donde:

    A = Nmero msico

    Z = Nmero AtmicoX= Smbolo del elemento

    Por ejemplo, el hidrgeno normal tiene un protn en el ncleo con un electrn girando alrededor se le cono

    por ese motivo como protio, existe otro istopo del hidrgeno el deuterio, que tiene un neutrn por lo tanto, si tiene u

    protn y un neutrn su nmero msico es 2, pero su nmero atmico sigue siendo 1, hay otro istopo del hidrgeno,

    tritio, que tiene nmero msico 3: posee dos neutrones y un protn.

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    Otro ejemplo de istopos es el del Uranio, con nmero de masa 235 y 238 respectivamente, que son lo

    siguientes:

    El primer istopo se utiliza en reactores nucleares y en bombas atmicas, mientras que el segundo carece de l

    propiedades necesarias para tener tales aplicaciones. Con excepcin del hidrgeno, que tiene un nombre diferente pa

    cada uno de los istopos, los istopos de los dems elementos se identifican por su nmero de masa. As los istop

    anteriores se llaman: Uranio-235 y Uranio-238.

    Ejemplo para determinar la cantidad de protones, electrones y neutrones existente en los diferentes istopos d

    tomo de Carbono.

    Smbolo

    Nmero Atmico

    (Z) Nmero de masa (A)

    Protones

    = Z

    Electrones

    = Protones

    Neutrones

    = A - Z

    6 12 6 6 12 - 6 = 6

    6 13 6 6 13 - 6 = 7

    6 14 6 6 14 - 6 = 8

    Actividad 4.Complete la siguiente tabla con la informacin suministrada.

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    d) Iones Monoatmicos:es una especie qumica de un solo tomo que tiene una carga neta positiva o negativa. S

    producen cuando los tomos pierden o gana electrones.

    La prdida de uno o ms electrones a partir de un tomo neutro forma un catin, un in con carga neta positiv

    Por ejemplo, un tomo de sodio (Na) puede perder un electrn para formar el catin sodio, que se representa como Na

    Por otra parte, un anin es un in cuya carga neta es negativa debido a un incremento en el nmero

    electrones. Por ejemplo, un tomo de cloro (Cl) puede ganar un electrn para formar el in cloruro Cl-

    Es importante hacer notar que en los iones el nmero de protones y de neutrones, del ncleo permanecen igu

    al del tomo del cual ellos provienen.La representacin convencional de los iones monoatmicos es:

    Donde:

    A = Nmero msico

    Z = Nmero Atmico

    X= Smbolo del elemento

    Carga = Nmero de electrones ganados o perdidos por el tomo.

    Ejemplo para determinar la cantidad de protones, electrones y neutrones existente en diferentes ion

    monoatmicos.

    SmboloNmero Atmico

    (Z)Nmero de masa (A)

    Carga neta Protones

    = Z

    Electrones

    = Protonescarga neta

    Neutrones

    = A - Z

    15 31 3- 15 15(3-) = 18 31 - 15 = 16

    24 54 3+ 24 24(3+) = 21 54 - 24 = 30

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    4.- UNIDAD DE MASA ATMICA (uma):llamada tambin Dalton, se define como una masa exactamente igual

    un doceavo de la masa de un tomo de carbono-12. El carbono-12 es el istopo del carbono que tiene seis protones

    seis neutrones. Al fijar la masa del carbono-12 como 12 uma, este tomo se utiliza como referencia para medir la mas

    atmica de los dems elementos.

    4.1.- Masa Atmica:es el nmero de veces que la masa de un tomo contiene a la doceava parte de la masa de u

    tomo de C-12.

    4.1.1.- Masa Atmica Media: llamada tambin Peso Atmicoes la media ponderada de las masas atmicas

    todos los istopos de un mismo elemento.

    Los elementos estn compuestos por tomos que tienen diferente masa atmica, debido a que en su ncle

    tienen diferente nmero de neutrones; son los istopos, aunque no estn todos en la misma proporcin. Debido a ell

    para determinar la masa atmica de un tomo medio, debe calcularse la media aritmtica de las masas atmicas

    todos los istopos de un mismo elemento teniendo en cuenta la proporcin en que se encuentra cada uno. Esta maatmica media recibe el nombre de peso atmico ya que aunque realmente sea una masa no un peso, la IUPAC acord

    adoptar por convenio el nombre de peso atmico o molecular para indicar esas masas medias de los tomos

    molculas, lo cual en la tierra no tiene excesiva importancia prctica, ya que, por ejemplo, una masa de 1 Kg (unida

    del S.I.) tiene un peso de 1 Kg (unidad del sistema terrestre).

    Donde:A = masa atmica del elemento natural;

    Ai = masa atmica de cada istopo, y

    xi = porcentaje de cada istopo en la mezcla.

    Ejemplo:La plata natural est constituida por una mezcla de dos istopos de nmeros msicos 107 y 109. Sabiend

    que la abundancia isotpica es la siguiente: 107Ag =56% y 109Ag =44%. Deduzca el peso atmico de la plata natural.

    Actividad 6.Determinar la masa atmica del galio, sabiendo que existen dos istopos 69Ga y 71Ga, cuya abundanci

    relativa es, respectivamente, 60,2% y 39,8%.

    4.2.- Masa Molecular:es el nmero de veces que la masa de una molcula contiene a la doceava parte de la masa d

    un tomo de C-12. Es igual a la suma de las masas atmicas de todos los tomos que componen dicha molcula.

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    4.2.1.- Masa Molecular Media:llamado tambin Peso Molecular, es la suma de los pesos atmicos de tod

    los tomos que componen una molcula.

    Por ejemplo, el cido sulfrico tiene de frmula: H2SO4, por lo que su peso molecular ser la suma de los pes

    atmicos de 2 tomos de hidrgeno, 1 de azufre y 4 de oxgeno:Smbolo Numero de tomo Peso atmico Operacin Resultado

    H 2 1,01 2 x1,01 2,02

    S 1 32 1x 32 32

    O 4 16 4x16 64

    Peso molecular del H2SO4 98,02 uma

    Como acabamos de calcular, el peso molecular de este cido es 98, lo cual quiere decir que la masa de un

    molcula de este cido es de 98 uma.

    4.2.2.- Peso Frmula:El peso frmula (PF) de una sustancia es la suma de los pesos atmicos de todos l

    tomos en una unidad formular del compuesto, sea molecular o no. Por ejemplo, el cloruro de sodio, NaCl, tiene u

    peso frmula de 58.44 uma. Este compuesto es inico, as que estrictamente la expresin peso molecular de NaCl n

    tiene significado. El peso molecular y el peso frmula calculados a partir de la frmula molecular de un

    sustancia son idnticos.

    Actividad 7. Calcule el peso molecular y/o el peso formular de los siguientes compuestos: i) CaO ii)Al2O3iii) FeO ivFe2O3v) K2MnO4vi) CaSO4vii) Fe(NO3)3viii) KHMnO4ix)NaHCO3x) Al(HCrO4)3

    4.3.- Concepto del Mol:El mol es la unidad bsica del Sistema Internacional de Unidades que mide la cantidad d

    sustancia. Se define como la cantidad de una sustancia que contiene tantas entidades elementales (tomos, molculas

    otras partculas) como tomos hay exactamente en 12 gramos del istopo de carbono-12. Este nmero se denomi

    nmero de Avogadro(NA), en honor al cientfico Italiano Amadeo Avogadro, el valor comnmente aceptado es:

    NA = 6,022x1023

    NA= nmero de Avogadro

    Un mol siempre contiene el mismo nmero de partculas, sin importar de qu sustancia se trate, por ejemplo u

    mol de sodio (Na) contiene el mismo nmero de tomos que un mol de hierro (Fe), es decir:

    1 mol = 6.02x1023partculas

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    Cuando se usa el trmino mol, debe especificarse el tipo de partculas elementales a que se refiere, las qu

    pueden ser tomos, molculas, iones, electrones, otras partculas, o grupos especficos de estas partculas. As, l

    trminos de tomo-gramo (masa atmica expresada en gramos que contiene un mol de tomos de ese elemento

    molcula-gramo (masa expresada en gramos que contiene un mol de molculas de ese compuesto) han sido sustituido

    actualmente por el trmino mol.

    4.3.1.- Masa Molar:La masa molar de una sustancia es la masa de un mol de la sustancia. El carbono-12 tiene, p

    definicin, una masa molar de exactamente 12 g/mol. Para todas las sustancias, la masa molar en gramos por mol

    numricamente igual al peso frmula en unidades de masa atmica. Por ejemplo, la masa molecular del H2O es de 1

    uma, por lo que su masa molar es 18 gramos.

    Actividad 8. i) Calcule la masa molar del 2,4.6 trinitro tolueno (TNT) C7H5 (NO2)3 ii) Calcule la masa molar de

    sulfato de cobre pentahidratado CuSO4.5H2O

    4.4.- Correlaciones: Las conversiones entre masas, moles y nmero de partculas (tomos, iones, molcula, unidad

    frmulas) se encuentran frecuentemente en los clculos qumicos. Estos clculos se hacen fcilmente a travs d

    anlisis dimensional, como se ilustra en los siguientes ejercicios:

    a) Determine la cantidad de moles de C6H12O6que hay en 538 gramos de esta sustancia.

    Resolucin:Sabiendo que un mol de C6H12O6 tiene una masa de 180 gramos podemos establecer la relacin ent

    moles y gramos, para calcular lo referente a este problema, pudiendo resolver as el correspondiente factor unitario.

    b) Cuntos gramos de NaHCO3 hay en 0,0605 moles de esta sustancia?

    Resolucin:Para calcular lo referente a este problema es necesario establecer la relacin entre moles y gramos. Pa

    esto es necesario determinar la masa molar del NaHCO3para luego aplicar y resolver el correspondiente factor unitar

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    c) Cuantos tomos de hidrgeno hay en 25,6 gramos de urea [(NH 2)2CO], que se utiliza como fertilizante, com

    alimento para animales y en la manufactura de polmeros? Masa molar de la urea es 60,06 g.

    Resolucin:Sabiendo que un mol de ureatiene una masa de 60,06 gramos y que un mol de tomos es equivalente

    6,022X1023 tomos podemos establecer la relacin entre moles, gramos y tomos, para calcular lo referente a es

    problema, pudiendo resolver as los correspondientes factores unitarios.

    Actividad 9. I) En una cucharada de azcar (C12H22O11) caben 3,5 gramos. Calcular: a) el nmero de moles y d

    molculas de azcar que hay en una cucharada. b) Nmero de tomos de carbono que tiene esa cucharada.

    5.- COMPOSICIN PORCENTUAL: es el porcentaje en masa de cada elemento en un compuesto. La composici

    porcentual se obtiene a partir de la frmula del compuesto al dividir la masa de cada uno de los elementos en 1 mol d

    compuesto entre la masa molar del compuesto y multiplicndolo por 100%.

    Por ejemplo, una molcula de metano CH4contiene 1 tomo de C y 4 de H. Por consiguiente, un mol de CH4contie

    un mol de tomos de C y cuatro moles de tomos de hidrgeno.

    El tanto por ciento (porcentaje) es la porcin del elemento dividida por el total del compuesto y multiplicad

    por 100 (o simplemente partes por 100).

    Actividad 10.i) Determine la composicin porcentual de cada elemento en el siguiente compuesto C2H4O2 ii) Un

    muestra de 50 gramos de calcopirita contiene 28 gramos de CuFeS2. Cul es el porcentaje de cobre en la calcopirita?

    6.- FRMULA EMPRICA Y FRMULA MOLECULAR:

    Recordemos que LaFrmul a Moleculares aquella que indica el nmero exacto de tomos de cada elemen

    que estn presentes en la unidad ms pequea de una sustancia, y la Formul a Emprica es la que indica cual

    elementos estn presentes y la relacin mnima, en nmero entero, entre sus tomos, pero no necesariamente indica

    nmero real de tomos en una molcula determinada.

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    A continuacin se muestra un esquema que nos ayudar a determinar la formula emprica y molecular de

    compuesto.

    Ejemplo:Una muestra de un compuesto de nitrgeno (N) y oxgeno (0) contiene 1.52 g de N y 3.47 g de O. Se sab

    que la masa molar de este compuesto es 92 gramos. Determine la frmula molecular del compuesto.

    Resolucin:

    1.- Se determinan los moles de cada elemento:

    2.- Se dividen los resultados obtenidos entre el valor ms pequeo, 0,108.

    3.- Con los nmeros entero obtenidos se escribe la formula emprica del compuesto.

    Formula emprica = NO2

    4.- Se calcula el peso formula del compuesto.

    Para la formula NO2se tiene: (1x14) + (2x16) = 14 + 32 = 46 g/mol.

    5.- Se calcula el factor n (mltiplo de la formula)

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    S en el enunciado del problema nos dicen que la masa molar del compuesto es 92 g/mol y el peso frmu

    calculado fue de 46 g/mol podemos calcular n de la siguiente manera.

    6.- Con el factor n obtenido y teniendo como referencia la frmula emprica, se escribe la frmula molecular.

    Para n = 2 y la Formula NO2, se tiene: Para el N (1x2 = 2) y Para el O (2X2 = 4). Con esto se escribe

    FRMULA MOLECULAR: N2O4

    Actividad 11.La composicin porcentual del acetaldehdo es 54.5% de C, 9.2% de H y 36.3 de O, y su masa molar e

    44 g/mol. Determina la frmula molecular del acetaldehdo.

    51.- Un compuesto orgnico tiene la siguiente composicin centesimal: 12,78% de C ; 2,13 % de H y 85,09 % de Br.a) Calcule su frmula emprica. b) Sabiendo que 3,29 g de dicho compuesto equivalen a 1,05 x1022 molculas, calcu

    su frmula molecular.

    B I B L I O G R A F I A

    1. BELLANA-UMLND. Qumica General. Internacional Thomson, 3a edicin, Mxico, 2000

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