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Universidad técnica de Machala
Escuela de Enfermería
Materia: bioquímica.
Integrante:
Christel Orellana.
Docente: Bioq. Carlos García.
Curso:
1 semestre
Paralelo:
“c”
2013 – 2014
Química inorgánica
Química inorgánica. Se encarga del estudio integrado de la formación, composición, estructura y reacciones químicas de los elementos y compuestos inorgánicos (por ejemplo, ácido sulfúrico o carbonato cálcico); es decir, los que no poseen enlaces carbono-hidrógeno, porque éstos pertenecen al campo de la química orgánica. Dicha separación no es siempre clara, como por ejemplo en la química organometálica que es una superposición de ambas.
Historia
Antiguamente se definía como la química de la materia inorgánica, pero quedó obsoleta al desecharse la hipótesis de la fuerza vital, característica que se suponía propia de la materia viva que no podía ser creada y permitía la creación de las moléculas orgánicas.Se suele clasificar los compuestos inorgánicos según su función en ácidos, bases, óxidos y sales, y los óxidos se les suele dividir en óxidos metálicos (óxidos básicos o anhídridos básicos) y óxidos no metálicos (óxidos ácidos o anhídridos ácidos).
El término función se les da por que los miembros de cada grupo actúan de manera semejante.
El término anhídrido básico se refiere a que cuando un óxido metálico reacciona con agua generalmente forma una base, mientras que los anhídridos ácidos generalmente reaccionan con agua formando un ácido.
Al ver una fórmula, generalmente lo podemos ubicar en uno de estos grupos.
1. Ácidos cuando observamos el símbolo del hidrógeno al extremo izquierdo de la fórmula, como HCl (ácido clorhídrico).
2. Bases cuando observamos un metal al principio de la fórmula unido al anión hidróxilo (OH-) al final, como NaOH (hidróxido de sodio).
3. Óxidos a los compuestos BINARIOS del oxígeno, (ojo, debe ser binario contener sólo dos elementos en la fórmula, uno de ellos es el oxígeno que va escrito su símbolo al extremo derecho. Óxido metálico cuando es un metal el que se enlaza al oxígeno ( óxidos metálicos binarios), como Fe2O3 (óxido férrico). Óxido no metálico cuando es un no-metal el enlazado al oxígeno, como CO ( monóxido de carbono).
4. Sales son aquellas que están formadas por un metal y un anión que no es ni óxido ni hidróxido, como el NaCl (cloruro sódico)
Como excepción está que el ion amonio (NH4+) puede hacer la función
de un metal en las sales, y también se encuentra en las disoluciones de amoníaco en agua, ya que no existe el compuesto hidróxido amonico, NH4OH, ni ha sido detectado en ningún sistema mediante condiciones especiales.
Importancia
se encarga del estudio integrado de laformación, composición, estructura y reacciones de los elementos y compuestos inorgánicos; es decir, los que no poseen enlaces carbono-hidrógeno, porque éstos pertenecen al campo de la química orgánica. Dicha separación no es siempre clara, como por ejemplo en la química organometálica que es una superposición de ambas.
Antiguamente se definía como la química de la materia inorgánica, pero quedó obsoleta al desecharse la hipótesis de la fuerza vital, característica que se suponía propia de la materia viva que no podía ser creada y permitía la creación de las moléculas orgánicas
Compuestos químicos inorgánicos
Se denomina compuesto químico inorgánico a todos aquellos compuestos que están formados por distintos elementos, pero en los que su componente principal no siempre es el carbono, siendo el agua el más abundante. En los compuestos inorgánicos se podría decir que participan casi la totalidad de elementos conocidos. como el oro,plata .
Mientras que un compuesto orgánico se forma de manera natural tanto en animales como en vegetales, uno inorgánico se forma de manera ordinaria por la acción de varios fenómenos físicos y químicos: electrólisis, fusión, etc. También podrían considerarse agentes de la creación de estas sustancias a la energía solar, el agua, el oxígeno.
Los enlaces que forman los compuestos inorgánicos suelen ser iónicos o covalentes.
Ejemplos de compuestos inorgánicos:
Cada molécula de cloruro de sodio (NaCl) está compuesta por un átomo de sodio y otro de cloro.
Cada molécula de agua (H2O) está compuesta por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno.
Cada molécula de amoníaco (NH3) está compuesta por un átomo de nitrógeno y tres de hidrógeno.
El anhídrido carbónico se encuentra en la atmósfera en estado gaseoso y los seres vivos aerobios lo liberan hacia ella al realizar larespiración. Su fórmula química, CO2, indica que cada molécula de este compuesto está formada por un átomo de carbono y dos de oxígeno. El CO2 es utilizado por algunos seres vivos autótrofos como las plantas en el proceso de fotosíntesis para fabricarglucosa. Aunque el CO2 contiene carbono, no se considera como un compuesto orgánico porque no contiene hidrógeno.
Reacciones químicas inorgánicas
Desde un punto de vista de la química inorgánica se pueden postular dos grandes modelos para las reacciones químicas de loscompuestos inorgánicos: reacciones ácido-base o de neutralización (sin cambios en los estados de oxidación) y reacciones redox(con cambios en los estados de oxidación). Sin embargo, podemos clasificarlas de acuerdo con el mecanismo de reacción y tipo de productos que resulta de la reacción. En esta clasificación entran las reacciones de síntesis (combinación), descomposición, de sustitución simple, de sustitución doble:
Nombre Descripción Representación Ejemplo
Reacción de síntesis
Elementos o compuestos sencillos que se unen para formar un compuesto más complejo.
La siguiente es la
forma general que
A+B → AB
Donde A y B
representan
cualquier sustancia
química.
Un ejemplo de este
tipo de reacción es
la síntesis del
2Na(s) + Cl2(g) → 2NaCl(s)
presentan este
tipo de reacciones:cloruro de sodio:
Reacción de descomposición
Un compuesto se fragmenta en elementos o compuestos más sencillos. En este tipo de reacción un solo reactivo se convierte en zonas o productos.
AB → A+B
Donde A y B
representan
cualquier sustancia
química.
Un ejemplo de este
tipo de reacción es
la descomposición
del agua:
2H2O(l) → 2H2(g) + O2(g)
Reacción de desplazamientoo simple sustitución
Un elemento reemplaza a otro en un compuesto.
A + BC → AC + B
Donde A, B y C
representan
cualquier sustancia
química.
Un ejemplo de este
tipo de reacción se
evidencia cuando el
hierro(Fe) desplaza
al cobre(Cu) en el
sulfato de cobre
(CuSO4):
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
Reacción de doble desplazamiento o doble sustitución
Los iones en un compuesto cambian lugares con los iones de otro compuesto para formar dos sustancias diferentes.
AB + CD → AD + BC
Donde A, B, C y D
representan
cualquier sustancia
química.
Veamos un ejemplo
de este tipo de
reacción:
NaOH + HCl → NaCl + H2O
Se denomina función química al conjunto de compuestos químicos, con propiedades comunes permitiendo así diferenciarlos de los demás. Las funciones inorgánicas mas importantes son: Hidruros Óxidos Hidróxidos Ácido SalesLa función de las relaciones se muestra en el siguiente recuadro:
Clasificación de las funciones inorgánicas:Las funciones inorgánicas se clasifican en oxigenadas e hidrogenadas, teniendo en cuenta su origen; éstos indican si derivan de óxidos
(combinación con el oxígeno) o derivan de hidruros (combinación con el hidrógeno)
1. Funciones Oxigenadas:
2. Funciones Hidrogenadas:
Óxidos básicos: Estos compuestos están formados por la unión de un metal y oxígeno; se encuentran comúnmente e la naturaleza, ya que se obtienen cuando un metal se pone en contacto con el oxigeno del medio ambiente, y que con el paso del tiempo se va formando óxido del metal correspondiente. Pueden prepararse industrialmente mediante la oxidación de los metales. Ejemplos: óxido de calcio, óxido plúmbico: Metal + Oxígeno à Óxido básico 2Ca2 + O2 (2-) à 2CaO (Óxido de Calcio) Pb4 + O2 (2-) à PbO2 (Óxido Plúmbico)En este caso, el calcio tiene el mismo número de oxidación que el oxígeno, 2+ y 2- respectivamente; por lo tanto, su relación es 1 a 1. Por otra parte, la molécula de todos los metales es monoatómica y la del oxígeno es diatómica; en consecuencia, se requieren dos moléculas de calcio para reaccionar con la del oxígeno y formar dos moléculas e óxido de calcio. El número de oxidación del plomo es 4+, mientras que el de cada oxígeno es 2-; por lo tanto la relación es de un átomo de plomo por dos de oxígeno (1 a 2).Óxidos ácidos o Anhídridos: Se forman al hacer reaccionar el oxígeno con elementos no metálicos. Como interviene eloxígenoo en su formación, son también conocidos como óxidos, pero para diferenciar un óxido básico de un óxido ácido, a estos últimos se les nombra anhídridos. Ejemplos: anhídrido carbónico (oxido de carbono), anhídrido hipocloroso. No Metal + Oxigeno à Óxido ácido C4+ + O2 (2-) à CO2 (anhídrido carbónico)
2Cl2 (1+) + O2 (2-) à Cl2O (anhídrido hipocloroso)El oxígeno y el cloro son moléculas diatómicas, es decir, formadas por dos átomos. Cada átomo de oxígeno tiene como númeroo de oxidación 2- y cada átomo de cloro 1+; en consecuencia, se necesitan dos átomos de cloro para unirse a un átomo de oxígeno; o bien, cuatro átomos de cloro por dos de oxígeno para formar dos moléculas de anhídrido hipocloroso.Hidruros: Son compuestos formados de la unión del hidrogeno con elementos metálicos como el hidruro de estroncio, etc. La formación de los hidruros es el único caso en que el hidrógeno trabaja con valencia negativa. Ejemplos: hidruro de sodio, hidruro cúprico. Metal + Hidrógeno à Hidruro 2Na1+ + H2 (1-) à 2NaH (hidruro de sodio) Cu2+ + H2 (1-) à CuH2 (hidruro cúprico)Hidróxidos: Se caracterizan por llevar en su molécula el radical (OH-) llamado radical oxhidrilo o hidroxilo. Se forman al agregar agua a un óxido metálico. Ejemplos: hidróxido de calcio, hidróxido plúmbico: Metal + Agua à Hidróxido CaO + H2O à Ca(OH-) (hidróxido de calcio) PbO2 + 2H2O à Pb(OH)4 (hidróxido plúmbico)Ácidos: Tienen la característica de que sus moléculas inician siempre con el hidrógeno. Pueden ser:
Hidrácidos: Se forman con el hidrógeno y un no metal. Ej.: ácido bromhídrico, ácido clorhídrico.
Oxiácidos: Son aquellos que llevan oxígeno en su molécula además del hidrógeno y el no metal. Ej.: ácido sulfúrico, ácido nítrico.
Sales: Son compuestos que provienen de la sustitución de los hidrógenos de los ácidos por un metal, cuando reacciona un ácido con un hidróxido; por lo tanto, de los hidrácidos resultan las sales haloideas o binarias, las cuales quedan formadas por un metal y un no metal. Ej.: cloruro de sodio, sulfuro de plata: Hidrácido + Hidróxido à Sal haloidea o binaria + AguaDe los oxiácidos pueden formarse tres tipos de sales: oxisales neutras, ácidas y complejas.
Oxisales neutras: Se forman cuando se sustituyen totalmente los hidrógenos del ácido. Ej.: nitrato de sodio, sulfato de potasio.
Oxisales ácidas: Se obtienen cuando la sustitución de los hidrógenos es parcial.
Oxisales complejas: Resultan de la sustitución de los hidrógenos del ácido por dos o tres metales diferentes. Ej.: fosfato de calcio y potasio.
PERÓXIDOSConcepto:Los peróxidos consisten en combinaciones binarias del oxígeno junto a ciertos metales. Son derivados de óxidos que contienen la agrupación -O-O-, O2
2- llamado ión peróxido.
Formulación de los peróxidos
Los peróxidos se formulan utilizando la valencia del oxígeno -1 ya que los dos oxígenos comparten una pareja de electrones por los que en este grupo de elementos no se pueden simplificar las valencias.La fórmula de los peróxidos es del tipo X2(O2)n (donde X es el elemento metálico, O es oxígeno y n es la valencia del elemento metálico)
Nomenclatura de los peróxidos
Nomenclatura tradicional: la nomenclatura tradicional de los peróxidos se nombra con la palabra peróxido seguida del elemento metálico teniendo en cuenta la valencia del elemento metálico. Los sufijos utilizados siguen el siguiente criterio:
Una valencia: Peróxido ... ico
o Li+1 + O2-2 » Li2O2: peróxido lítico
Dos valencias:
o Menor valencia: Peróxido ... oso Cu+1 + O2
-2 » Cu2O2: peróxido cuprosoo Mayor valencia: Peróxido ... ico
Cu+2 + O2-2 » Cu2(O2)2 » CuO2: peróxido cúprico
Tres valencias:
o Menor valencia: Peróxido hipo ... oso Ti+2 + O2
-2 » Ti2(O2)2 » Ti(O2): peróxido hipotitanioso, dejamos los paréntesis para no confundir con óxido de titanio (IV)
o Valencia intermedia: Peróxido ... oso Ti+3 + O2
-2 » Ti2(O2)3: peróxido titaniosoo Mayor valencia: Peróxido ... ico
Ti+4 + O2-2 » Ti2(O2)4 » Ti(O2)2: peróxido titánico
Cuatro valencias:
o Primera valencia (baja): Peróxido hipo ... oso U+3 + O2
-2 » U2(O2)3: peróxido hipouraniosoo Segunda valencia: Peróxido ... oso
U+4 + O2-2 » U2(O2)4 » U(O2)2: peróxido uranioso
o Tercera valencia: Peróxido ... ico U+5 + O2
-2 » U2(O2)5: peróxido uránicoo Cuarta valencia (alta): Peróxido per ... ico
U+6 + O2-2 » U2(O2)6 » U(O2)3: peróxido peruránico
Nomenclatura de stock: La nomenclatura de stock se realiza indicando el número de valencia del elemento metálico entre paréntesis y en números romanos, precedido por la expresión "peróxido de" + elemento metálico.Ejemplo:
Cu2O2: peróxido de cobre (I)Ti2(O2)3: peróxido de titanio (III)En el caso de aquellos elementos metálicos que sólo actúan con una valencia no es necesario indicarla.
Ejemplo:Li2O2: peróxido de litio en lugar de peróxido de litio (I)
Nomenclatura sistemática: En esta nomenclatura se indica mediante prefijos numéricos seguidos de la expresión óxido + el prefijo correspondiente junto al elemento metálico.
Ejemplos:Li2O2: peróxido de dilitioTi2(O2)3: triperóxido de dititanioTi(O2): peróxido de titanio, no se indica el prefijo mono cuando sólo existe un átomo del elemento metálico
Nomenclatura de Óxidos
Para nombrar a los Óxidos Básicos solo se utiliza el Sistema Stock; para los Óxidos Ácidos se utiliza el Sistema de Proporciones, pues la IUPAC ya no reco- mienda utilizar el Sistema Tradicional.Óxidos básicos. Recuérdese que estas sustancias están formadas por oxígeno y un elemento metal. Al momento de nombrarlos se presentan dos situaciones:
- El metal posee una sola valencia (grupos IA, IIA y IIIA de la tabla periódica); entonces, al pronunciar el nombre del Óxido van de primero las palabras Óxido de ...seguidas del nombre del metal. Solo en este caso se emplea el Sistema Tradicional de nomenclatura.
Ejemplos:-El metal posee dos o más valencias (grupos IB, y del IV al VIIIB de la tabla periódica); entonces, el nombre se pronuncia igual que la primera situación (Óxido de ..., seguido del nombre del metal), agregándole al final la valencia con que actúa el metal, escrita en números romanos y entre paréntesis; en esta situación se emplea el
Sistema de Stock. Ejemplos de metales con dos valencias:Óxidos ácidos.Recuerde que estas sustancias están formadas por oxígeno y un elemento no-metal, y al momento de nombrarlos se emplea el Sistema de Proporciones o estequiométrico, el cual toma en cuenta el sub-índice (cantidad de átomos) de cada elemento del compuesto químico; este Sistema se auxilia de un conjunto de prefijos, además de la formula, los que denotan o indican la cantidad o proporción de átomos que presentan el oxígeno y el nometal del Óxido ácido. Estos prefijos, que han sido tomados de la lengua griega clásica, se colocan antes de las palabras Óxido de …y antes del nombre del no-metal, los
cuales son:Ejemplo: N2O3 esta fórmula está compuesta por tres átomos de oxígeno y dos de nitrógeno; si empleamos prefijos en sustitución de los números o cantidades de átomos, entonces el nombre de este Óxido ácido es trióxido de dinitrógeno. Como se observa, antes de la palabra óxido se colocó el prefijo tri, formándose la palabra Trióxido (tres átomos de Oxígeno), y antes de la palabra nitrógeno se colocó el prefijo di, formándose la palabra dinitrógeno, (dos átomos de
nitrógeno). Más ejemplos a continuación:
Nomenclatura de Hidróxidos
Para nombrar estas sustancias se emplea el Sistema deStock. Cuando el metal presenta 1 valencia entonces la sustancia se nombra como Hidróxido de…, seguido del nombre del metal. Recuerde que el ion hidroxilo (OH) usa valencia -1.
Hidróxidos en los que el metal presenta una valencia
Nomenclatura de Ácidos
Anteriormente se indicó que los ácidos se clasifican en dos grupos: Oxácidos e Hidrácidos.
Oxácidos. Están formados por hidrógeno (ácido), un elemento no-metal y oxígeno; en la actualidad aún se emplea el Sistema Tradicional para nombrar a estos compuestos, mediante el empleo de ciertos prefijos* y sufijos**, así:- Cuando el elemento no-metal posee una valencia entonces puede formar un solo tipo de ácido; tal valencia se toma como la más alta, por lo que se usa el sufijo ico para nombrar este ácido.----------------------------------------------------------------------------------*prefijo= partícula que va antepuesta (va de primero) a una palabra.**sufijo= partícula que va pospuesta (va de último) a una palabra, a manera de terminación.Ejemplo 1: se utilizara el Boro:H3BO3 - en este ácido el boro es el no-metal- el Boro actúa con su única valencia +3- por lo anterior se utiliza el sufijo ico- al nombrar la sustancia se coloca de primero la palabra ácido, seguida del nombre del no-metal con terminación ico,
así: Ácido bórico.Ejemplo 2: el carbono presenta dos valencias, de tal manera que, teóricamente, puede formar 2 tipos de Oxácidos, pero en la naturaleza solo forma uno: el Ácidos carbónicoH2CO3 - en este ácido el carbono es el no-metal,- el carbono actúa con su única valencia (+4) para ácidos- por lo anterior se utiliza el sufijo ico- al nombrar la sustancia se coloca de primero la palabra ácido, seguida del nombre del no-metal con terminación ico, así: Ácido carbónico.H2CO2 - en este ácido el carbono actúa con su menor valencia +2- por lo anterior se utiliza el sufijo oso- al nombrar la sustancia se coloca de primero la palabra ácido, seguida del nombre del no-metal con terminación oso, así: Ácido carbonoso.- Cuando el elemento no-metal tiene dos valencias se usan entonces dos sufijos: ico, para la valencia mayor, y oso, para la valencia menor. Esto significa que el no-metal puede originar dos ácidos diferentes. Ejemplo 1: se utilizara el bromo (Br).HBrO3 - en este ácido el bromo (Br) es el no-metal,- el Bromo actúa con su valencia mayor +5 (hay mayor cantidad de átomos de oxígeno).- por lo anterior se utiliza el sufijo ico- al nombrar la sustancia se coloca de primero la palabra ácido, seguida del nombre del no-metal con terminación ico, así: Ácido brómico.HBrO - aquí el bromo actúa con su menor valencia +1,- por lo anterior se utiliza el sufijo oso- al nombrar la sustancia se coloca de primero la palabra ácido, seguida del nombre del no-metal con terminación oso, así: Ácido bromoso.
- El elemento no-metal tiene tres valencias. Se emplean los dos sufijos anteriores y un prefijo, así: ico, para la valencia mayor; oso, para la valencia media e hipo...oso, para su menor valencia. Se deduce que el no-metal puede formar tres ácidos diferentes.Ejemplo: se utilizara el Yodo (I).H I O4 - el iodo actúa como no-metal y con su mayor valencia + 7; en este ácido se presenta la mayor cantidad de oxígenos- por lo anterior se utiliza el sufijo ico- al nombrar la sustancia se coloca de primero la palabra ácido, seguida del nombre del no-metal con terminación ico, así: Ácido yódicoH I O3 - el iodo actúa con su valencia media +5, por lo que se usa la terminación oso; disminuyen los oxígenos- al nombrar la sustancia se coloca de primero la palabra ácido, seguida del nombre del no-metal con terminación (sufijo) oso, así: Ácido yodoso.H I O - el iodo actúa con su menor valencia +1, por lo que se emplea el prefijo hipo y la terminación (sufijo) oso. Este ácido tiene la menor cantidad de átomos de oxigeno- al nombrar la sustancia se coloca de primero la palabra ácido, luego el prefijo hipo y, a continuación, el nombre del no metal con terminación oso, así: Ácido hipoyodoso.- El no-metal tiene 4 valencias. Se emplean los dos sufijos anteriores y dos prefijos: per…icopara la cuarta valencia (la más alta); ico, para la tercera valencia; oso, para la segunda valencia e hipo...oso, para la primera valencia (la más baja).Ejemplo: el cloro tiene 4 valencias, es decir, puede formar 4 ácidos diferentes.HCLO4 - el cloro es el no-metal y actúa con su valencia más alta +7, pues este ácido tiene la mayor cantidad de oxígenos- para nombrarlo se usa de primero la palabra ácido, luego el prefijo per, seguido del nombre del no-metal con la terminación ico, así: Ácido perclórico.HCLO3 - aquí el cloro actúa con su tercera valencia +5, pues este ácido tiene menos cantidad de oxígenos que el anterior- para nombrarlo se usa de primero la palabra ácido, luego el nombre del no-metal con la terminación ico, así: Ácido clórico.HCLO2 - aquí el cloro usa su segunda valencia +3; se observa que ha disminuido, aun mas, la cantidad de átomos de oxígeno- al nombrarlo se usa primero la palabra ácido, luego el nombre del no-metal con terminación oso, así: Ácido cloroso.HCLO - aquí el cloro emplea su valencia más baja +1; obsérvese que el Oxígeno ha disminuido al máximo- para nombrarlo se usa de primero la palabra ácido, luego el prefijo hipo, seguido del nombre del no-metal con la terminación oso, así: Ácido hipocloroso.
En resumen, dependiendo de la cantidad de valencias que presente el elemento no-metal del ácido, entonces así se usaran los prefijos y
sufijos siguientes:Hidrácidos. Resultan de disolver en agua los Hidruros no-metálicos. Algunos autores afirman que se emplea el Sistema Stock para nombrar a estas sustancias, lo cual ya fue presentado en un cuadro de la unidad anterior (unidad 6); sin embargo, de nuevo se hace con el propósito de hacer una observación sobre la nomenclatura de estos
ácidos.Obsérvese que en el nombre del Hidrácido (última columna) va colocado de primero la palabra ácido, seguida del nombre del no-metal con terminación hídrico.
Fenomenos Fisicos y Quimicos
. FENOMENOS FISICOS:
Son transformaciones transitorias, donde las mismas sustancias se encuentran antes y después del fenómeno, es decir, no hay alteración en su estructura molecular. Es
fácilmente reversible mediante otrofenómeno físico.
Ejemplos:
Cuando un clavo de acero se dobla, sigue siendo acero. Luego podemos enderezarlo recobrando su forma original.
Si calentamos una bola de hierro se dilata, si la enfriamos hasta su temperatura inicial recupera su volumen original
Un trozo de hielo se derrite al elevar la temperatura obteniéndose agua liquida, si la enfriamos nuevamente hasta su temperatura inicial ( 0ºC ) obtenemos el hielo.
2. FENOMENOS QUIMICOS:
Son transformaciones permanentes, donde una o varias sustancias desaparecen, y una o varias sustancias nuevas se forman, es decir hay alteraciones en su estructura intima o molecular. No es reversible mediante procesos físicos.
Métodos de separación de las mezclas
Existen muchos métodos, aquí trataremos los más importantes procedimientos mecánicos y físicos: El siguiente cuadro nos muestra los principales métodos de separación de
las mezclas según los componentes y sus ejemplos
respectivos.
Estequiometría IntroducciónLa Estequiometría es la parte de la química que se refiere a la determinación de las masas de combinación de las substancias en una reacción química, hace referencia al número relativo de átomos de varios elementos encontrados en una sustancia química y a menudo resulta útil en la calificación de una reacción química, en otras palabras se puede definir como la parte de la Química que trata sobre las relaciones cuantitativas entre los elementos y los compuestos en reacciones químicas.Para entender mejor a esta rama de la química, es necesario establecer algunos conceptos como lo es; mol que se define como la cantidad de materia que tiene tantos objetos como el número de átomos que hay en exactamente en 12 gramos de 12C, así como también La reacción química se define como, el proceso mediante el cual una o más sustancias sufren un proceso de transformación; entre otras definiciones importantes las cuales se estará desarrollando de una manera más explícita y detallada en la siguiente investigación realizada.ConceptoEs una rama de la química que estudia a los cálculos que se realizan con ecuaciones o en base a reacciones.PrincipioEn una reacción química se observa una modificación de las sustancias presentes: los reactivos se consumen para dar lugar a los productos.A escala microscópica, la reacción química es una modificación de los enlaces entre átomos, por desplazamientos de electrones: unos enlaces se rompen y otros se forman, pero los átomos implicados se conservan. Esto es lo que llamamos la ley de conservación de la masa, que implica las dos leyes siguientes:
· la conservación del número de átomos de cada elemento químico· la conservación de la carga total
Las relaciones estequiométricas entre las cantidades de reactivos consumidos y productos formados dependen directamente de estas
leyes de conservación, y están determinadas por la ecuación (ajustada) de la reacción.MOLEs uno de los más importantes en la química. Su comprensión y aplicación son básicas en la comprensión de otros temas. Es una parte fundamental del lenguaje de la química. Cantidad de sustancia que contiene el mismo número de unidades elementales (átomos, moléculas, iones, etc.) que el número de átomos presentes en 12g de carbono 12. Cuando hablamos de un mol, hablamos de un número específico de materia. Por ejemplo si decimos una docena sabemos que son 12, una centena 100 y un mol equivale a 6.022x 10 Este número se conoce como Número de Avogadro y es un número tan grande que es difícil imaginarlo.Un mol de azufre, contiene el mismo número de átomos que un mol de plata, el mismo número de átomos que un mol de calcio, y el mismo número de átomos que un mol de cualquier otro elemento.1 MOL de un elemento = 6.022 x 10 átomos
Si tienes una docena de canicas de vidrio y una docena de pelotas de ping-pong, el número de canicas y pelotas es el mismo, pero ¿pesan lo mismo? NO. Así pasa con las moles de átomos, son el mismo número de átomos, pero la masa depende del elemento y está dada por la masa atómica del mismo.Para cualquier ELEMENTO: 1 MOL = 6.022 X 10 ÁTOMOS = MASA ATÓMICA (gramos)
Ejemplos de Quimica InorganicaUno de los ejemplos más conocidos: NaCl - Cloruro de sodio.Cuando la reacción no es 1:1 suele agregarse un prefijo a la nomenclatura, por ejemplo: CS2 - Disulfuro de carbono.Otros compuestos inorgánicos suelen ser llamados según el ion que forman, por ejemplo: SO2 - Sulfato (tener en cuenta que el sufijo ato hace referencia a la presencia de Oxigeno). Otros compuestos poseen nombres propios como por ejemplo: NH4 se denomina amonio.
Quimica Inorganica Nomenclatura
Existen ciertas normas para compuestos más complejos aunque la mayoría de las veces, poseen un nombre propio impuesto en forma autoritaria (algunos de ellos son nombres patentados).
Entre los sufijos de uso frecuente se encuentra el ito que significa que existe un numero menor de átomos de Oxigeno en relación al ion ato correspondiente. Si a esto se le agrega el prefijo hipo significa que posee aun menos átomos de oxigeno. Por el contrario, el prefijo ato significa que hay un numero mayor de átomos de Oxigeno que el ion ato correspondiente.
Formación de Compuestos Inorgánicos.Mientras que un compuesto orgánico se forma de manera natural tanto en animales como en vegetales, uno inorgánico se forma de manera ordinaria por la acción de distintas fuerzas físicas y químicas; electrólisis, fusión. También podrían considerarse agentes de la creación de estas sustancias a la energía solar, el agua, el oxígeno. Los enlaces que forman los compuestos inorgánicos suelen ser iónicos o covalentes.Ejemplos de compuestos inorgánicos:El Cloruro de Sodio (NaCl), es igual a un átomo de Sodio y un átomo de CloroEl agua (H2O) es igual a dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno.El amoníaco (NH3) es igual a un átomo de nitrógeno y tres de hidrógeno.El anhídrido carbónico, el cual se encuentra en la atmósfera en estado gaseoso y los seres vivos lo eliminan hacia ella a través de la respiración. Su fórmula química es CO2, o sea, un átomo de carbono y dos de oxígeno. El CO2 es ocupado por los vegetales en el proceso de fotosíntesis para fabricar glucosa. Es importante aclarar que el CO2, aunque contiene carbono, no es orgánico porque tampoco contiene hidrógeno.
Pf y Pb.Los compuestos inorgánicos tienen altos puntos de fusión y de ebullición, debido a su enlace iónico el cual es fuerte y estructurado. El enlace covalente es comparativamente más fácil de debilitar por calentamiento, lo que hace que tengan bajos puntos de fusión y de ebullición.
QUÍMICA INORGÁNICA ORIGEN DE LOS ELEMENTOS
En la tierra se conocen actualmente 112 elementos, de los cuales 90 comprendidos entre el hidrógeno y el uranio son elementos naturales, pero existen el promecio y el tecnecio que no son naturales, y los demás se obtienen por reacciones nucleares.
El origen del universo nos da respuesta a las preguntas de porqué solo existen 90 elementos naturales y la abundancia de ellos. La teoría más seguida sobre la formación del universo es la del Big-Bang que se basa en un principio donde toda la materia del universo estaba contenida en un núcleo primitivo con una densidad de aproximado 1096 g/cm3 y una temperatura aproximada a 1032 K, se supone que este núcleo explosionó y distribuyó materia y radiación uniformemente a través del espacio. Se produjo así el principio de expansión del universo que al ir expandiendo se enfrió, lo que permitió la formación de las primeras partículas llamadas quarks, y se diferenciaban ya las cuatro fuerzas principales: gravitacional, electromagnética, nuclear fuerte y débil.
Transcurrido un tiempo de aproximadamente 6·10-6 s desde el Big-Bang se cree que la temperatura era de "1,4·1012 K, los quarks en estas condiciones interaccionan entre sí y forman protones, neutrones y después se estabilizan los electrones.
Sigue corriendo el tiempo y en un segundo, después de un periodo de extensas aniquilaciones partícula - antipartícula, se forman los fotones electromagnéticos.
A continuación las fuertes fuerzas nucleares hicieron que una gran cantidad de neutrones y de protones se combinaran para dar núcleos de Deuterio (n + p) y de Helio (2n+ 2p).
Durante un tiempo comprendido entre 10 y 500 s, el universo se comporta como un colosal reactor nuclear de fusión, y va a convertir el H en He, la temperatura antes de esto era tan alta que no podía existir He y solo existía H.Se cree que a los 8 minutos del Big-Bang la composición del universo era ¼ de la masa era He y las ¾ eran H, también se cree que había 10-3% de Deuterio y 10-6% núcleos de Li.Existen grandes diferencias en la composición de los elementos en el sistema solar pero existe gran uniformidad en conjunto el universo.
El H es el elemento más abundante en el universo constituyendo el 88,6%, después el He que es 8 veces menor que el H (11.3 %) y los demás elementos el 0,1% (ver fotoc De abundancia de los elementos).
La vida media de un neutrón es de 11,3 minutos descomponiéndose en un protón, electrón y De. Un segundo después el universo estaba formado por un plasma de neutrones, protones, neutrinos. La temperatura era tan alta que no había átomos. Este plasma y las elevadas energías dieron lugar a distintas reacciones nucleares. Como consecuencia de la expansión la temperatura fue disminuyendo y cuando se alcanzó el 109 ºK se dieron lugar unas reacciones nucleares(Ver fotocopias).
De las cuatro reacciones la primera es la limitante, ejerciendo un control sobre las demás, dando lugar a una relación de He/H=1/10 que es la relación existente en las estrellas jóvenes.Con el tiempo la temperatura disminuye lo suficiente para que las partículas positivas puedan capturar electrones y formar átomos y la novedad es que estas reacciones no se ven afectadas por las radiaciones electromagnéticas los átomos pueden interaccionarentre sí independientemente de la radiación. Esta interacción conduce a la formación de átomos diferentes, los cuales empiezan a condensarse y forman el núcleo de estrellas y la radiación se expande con el universo.Para un tiempo de 11,3 minutos la mitad del universo eran protones y la temperatura era de 5·108 ºK. Pasado otro tiempo de 30 a 60 minutos los núcleos formados eran los siguientes: 2H; 3He; 4He; 5He. Este último tiene una vida media corta que es de 2,1·10-21, transformándose en el anterior átomo. En este tiempo los núcleos formados son establecidos hasta el 4He. Van evolucionando a átomos y en las estrellas tiene lugar reacciones nucleares que dan lugar a los elementos químicos.Para justificar esta formación se recurre a los hornos de combustión que actúan como reactores nucleares y en estos se van a formar los elementos.La primera etapa de formación es el llamado Horno de Hidrógeno y consiste en que se van acumulando los núcleos para formar estrellas densas en las cuales la fuerza de gravedad mantenga en el núcleo unas elevadas temperaturas que van a facilitar algunas reacciones de tipo nuclear. Los átomos que se van a formar en esta etapa son H y He y a partir de estos en el núcleo de las estrellas se van a formar otros elementos.Par generar otros elementos se requiere la combinación de H-He ó He-He por reacciones termonucleares de fusión de las estrellas con mayor temperatura interna "108K. Ahora se dan en el interior otras reacciones que constituyen el horno de He cuyas reacciones más características las tenemos en las fotocopias.En estrellas mayores con temperatura mayor a " 6·108 K, que además de las reacciones anteriores se pueden dar otras como el Horno de Carbono-Nitrógeno, cuyas reacciones están reflejadas en las fotocopias.El resultado de todas estas reacciones hasta ahora es la transformación de H en He, pero ya vamos obteniendo varios elementos más pesados. Estos elementos más pesados interaccionan entre sí para dar lugar a otros más pesados. Descritas estas reacciones en las fotocopias.La síntesis de estos elementos va en función de la temperatura que hay en el centro del núcleo de la estrella. Las reacciones de estos elementos pesados, descritas en las fotocopias, dependen de una compleja relación ente, la temperatura, la estabilidad del mismo y su vida media. La máxima estabilidad de estos sé sitúa alrededor del hierro, como vemos en las fotocopias, y todas las reacciones que se
producen hasta el Fe son de tipo exotérmico. Por esto el hierro es más abundante que sus vecinos.Si las reacciones se produjeran indefinidamente el universo estría comprendido prácticamente de Fe, pero a consecuencia de la expansión del universo la temperatura fue disminuyendo de forma que las reacciones de fusión se hicieron más lentos ó pararon.En el universo existen elementos más pesados que el Fe, y estos se formaron a partir de la adición de neutrones a los núcleos y posterior emisión electrónica. En entornos de baja densidad neutrónica la adición se producía más lentamente, sin embargo en entornos de alta densidad neutrónica la adición era rápida, como se da en a las Novas se puede adicionar de 10 a 15 neutrones en poco tiempo originando otro tipo de elementos.36Fe + 13 1n ! 69Fe ! 69Co + 0e26 0 26 27 -1Los elementos muy pesados se pueden formar también por este tipo en dondedespués de la adición neutrónica tiene lugar la perdida de electrones de los núcleos.Para la explicación del origen de los elementos en la tierra se discuten muchas teorías de las cuales la más aceptada es la siguiente: la tierra en un principio tenía una temperatura muy elevada, por la expansión sufrió un enfriamiento generándose las distintas capas; un núcleo denso, sólido y formado por Fe y Ni; envuelto por una fase líquida(magma); y por último una corteza externa.La distribución de los elementos en la tierra ha dependido de las fuerzas que han actuado sobre ella. Nos encontramos en la corteza muchos depósitos de materiales(menas), las cuales se justifican se recurre a la tectónica de placas…. Estos materiales proceden del magma fluido que asciende por grietas existentes en la corteza llegando a la superficie, en esta se solidifican formando filones u otros dispositivos, explicando así las distintas concentraciones de elementos de la corteza.Los agentes atmosféricos nos dan una reacción la cual ayuda a comprender algunos depósitos de Al no esperados, esta reacción son:4 KalSi3O8 + 4 CO2 + 22 H2O ! 4 K+ + 4 HCO3- + Al4Si4O10(OH)8 ++ 8 H4SiO4La clasificación de los elementos de la tierra podía ser en 4 grandes grupos:Siderófilos: se refiere a aquellos elementos amantes del Fe ó parecidos a él, y normalmente se encuentran e el núcleo metálico ó cerca de este, pero también se encuentran en la corteza terrestre pero su aparición es debida a reacciones que los originan.Litófilos: son aquellos elementos amantes de las rocas, forman parte de ellas, estos se combinan fácilmente con él O y X y son los más abundantes de la corteza terrestre.Calcófilos: Son aquellos que se combinan fácilmente con S, Ar, Se… También forman parte mayoritariamente de la corteza terrestre.
Atmósfilos: Son aquellos elementos gaseosos que forman parte de la atmósfera terrestre.
