r iT

Q U M I C AL A C I E N C I A C E N T R A L

d e c i m o p r i m e r a e d i c i n

B R O W N L e M A Y B R S T E N M U R P H Y

P E A R S O N

Tabla peridica de los elementosGrupos principales Grupos principales

1

1H 2A 3A 4A 5A 6A 7A

2He

1.00794 2 13 14 15 16 17 4.0026023 4 5 6 7 8 9 10

2 Li Be B C N O F Ne6.941 9.012182 Metales de transicin 10.811 12.0107 14.0067 15.9994 18.998403 20.1797

12 13 14 15 16 17 181 1 1 I3 Na Mr 3B 4B 5B 6B 7B I 8B I IB 2B Al Si P S Cl Ar

22.989770 24.3050 3 4 5 6 7 8 9 10 II 12 26.981538 28.0855 30.973761 32.065 35.453 39.94819 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

4 K Ca Se Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr39.0983 40.078 44.955910 47.867 50.9415 51.9961 54.938049 55.845 58.933200 58.6934 63.546 65.39 69.723 72.64 74 .92160 78.96 79.904 83.80

37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 545 Rb Sr Y Zr Nb Mo Te Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe

85.4678 87.62 88.90585 91.224 92.90638 95.94 |98| 10 1.07 102.90550 106.42 107.8682 112.411 114.818 118.710 121.760 127.60 126.90447 131.293

55 56 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 866 Cs Ba Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg TI Pb B Po At Rn

132.90545 137.327 171.967 178.19 180.9179 183.81 186.207 190.23 I9 2 .2 I7 195 .078 196.96655 200.59 204.3833 207.2 208.98038 1208.98) 1209.99) 1222.02)

87 SN 103 104 105 106 107 IOS I09 no I I I 1 12 113 1 14 115 116 1187 Fr Ra L r Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds R s

1223.021 1226.03) 1262.111 (261.11) 126111| I266.I2) [264.12) |269.I3| I268.I4I 12 8 1. 15 1 12 7 2 .15 1 12771 |284| |289| 12881 12921 1294)

Serie de los lantnidos57

La138.9055

58Ce

140.116

59Pr

140.90765

60Nd

144.24

61Pm

11451

62Sm

150.36

63Eu

151.964

64Gd

157.25

65Tb

158.92534

66Dy

162.50

67Ho

164.93032

68fcr

167.259

69 1 m

168.93421

70Yb

173.04

tSerc de los actnidos89

tA c1227.03)

90Th

232.0381

91Pa

231.03588

92U

238.02891

93Np

1237.05)

94Pu

1244.06)

95Am

1243.06)

96Cm

1247.07)

97Bk

1247.07)

98C f

1251.08)

99Es

1252.08)

100Fm

)257.I0|

101Md

(258.101

102No

|259.I0|

aLos rtulos que se encuentran en la parte superior de cada grupo ( I A, 2A, etc.) se utilizan de forma comn en Estados Unidos. Los rtulos que aparecen debajo de stos (1 ,2 , etc.) son los recomendados por la Unin Internacional de Qumica Pura y Aplicada (IUPAC).

Los nombres y smbolos que corresponden a los elementos 112 y posteriores an no se han decidido.Los pesos atmicos entre corchetes corresponden a los istopos ms antiguos o ms importantes de los elementos radiactivos.Puede obtener ms informacin en http://www.wcbelements.com.

Lista de elementos con sus smbolos y pesos atmicos

Elemento Sm boloNmeroatmico

Pesoatmico Elemento Sm bolo

Nmeroatmico

Pesoatmico Elemento Sm bolo

Nmeroatmico

Pesoatmico

Actinio Ac 89 227.03* Fsforo P 15 30.973761 Plutonio Pu 94 244.06*Aluminio Al 13 26.981538 Francio Fr 87 223.02* Polonio Po 84 208.98*Americio Am 95 243.06* Gadolinio Gd 64 157.25 Potasio K 19 39.0983Antimonio Sb 51 121.760 Galio Ga 31 69.723 Prascodimio Pr 59 140.90765Argn Ar 18 39.948 Germanio Ge 32 72.64 Prometi Pm 61 145*Arsnico As 33 74.92160 Hafnio Hf 72 178.49 Protactinio Pa 91 231.03588Astato At 85 209.99* Hasio Hs 108 269.13* Radio Ra 88 226.03*Azufre S 16 32.065 Helio He 2 4.002602* Radn Rn 86 222.02*Bario Ba 56 137.327 Hidrgeno H 1 1.00794 Renio Re 75 186.207*Berilio Be 4 9.012182 Hierro Fe 26 55.845 Rodio Rh 45 102.90550Bcrkelio Bk 97 247.07* Holmio Ho 67 164.93032 Roentgenio Rr 111 272.15*Bismuto Bi 83 208.98038 Indio In 49 114.818 Rubidio Rb 37 85.4678Bohrio Bh 107 264.12* Iridio Ir 77 192.217 Rutenio Ru 44 101.07Boro B 5 10.811 Iterbio Yb 70 173.04 Rutherfordio Rf 104 261.11*Bromo Br 35 79.904 Itrio Y 39 88.90585 Sa mano Sm 62 15036Cadmio Cd 48 112.411 lantano La 57 138.9055 Seaborgio Sg 106 266*Calcio Ca 20 40.078 Laurencio Lr 103 262.11* Selenio Se 34 78.%Californio Cf 98 251.08* Litio U 3 6.941 Silicio Si 14 28.0855Carbono C 6 12.0107 Lutccio Lu 71 174.967 Sodio Na 11 22.989770Cerio Ce 58 140.116 Magnesio Mg 12 24.3050 Talio TI 81 204.3833Cesio Cs 55 132.90545 Manganeso Mn 25 54.938049 Tantalio Ta 73 180.9479Circonio Zr 40 91.224 Meitnerio Mt 109 268.14* Tecnecio Te 43 98*Cloro C1 17 35.453 Mendelevio Md 101 258.10* Telurio Te 52 127.60Cobalto Co 27 58.933200 Mercurio Hg 80 200.59 Terbio I b 65 158.92534Cobre Cu 29 63.546 Molibdeno Mo 42 95.94 Titanio TI 22 47.867Criptn Kr 36 83.80 Neodimio Nd 60 144.24 Torio Th 90 232.0381Cromo Cr 24 51.9961 Nen Nc 10 20.1797 Tulio Tm 69 168.93421Curio Cm % 247.07* Neptunio Np 93 237.05* Tungsteno W 74 183.84Darmstatio Ds 110 281.15* Niobio Nb 41 92.90638 Uranio U 92 238.02891Disprosio Dy 66 162.50 Nquel Ni 28 58.6934 Vanadio V 23 50.9415Dubnio Db 105 262.11a Nitrgeno N 7 14.0067 Xenn Xe 54 131.293Einstenio Es 99 252.08* Nobelio No 102 259.10* Yodo I 53 126.90447Erbio Er 68 167.259 Oro Au 79 196.96655 Zinc Zn 30 65.39kscandio be 21 44.9SW1U Osmio O 76 190.23 b 112 277*Estao Sn 50 118.710 Oxgeno O 8 15.9994 b 113 284*Estroncio Sr 38 87.62 Paladio Pd 46 106.42 b 114 289*Europio Eu 63 151.964 Plata Ag 47 107.8682 b 115 288*Fermio Fm 100 257.10* Platino Pt 78 195.078 b 116 292*Flor F 9 18.9984032 Plomo Pb 82 2072 b 118 294*

*Masa del istopo ms antiguo o ms importante.bLos nombres de los elementos 112 y posteriores an no se han decidida.

...el sistema de ejercicios y evaluaciones en lnea

ms avanzado que usted encontrar para qumicaMasteringChemistry' simula el entorno que un alumno encontrara en una asesora con su profesor y proporciona tiles tcnicas para resolver problemas. Ofrece a los estudiantes apoyo individual con retroalimentacin especfica, en funcin de sus errores, a travs de medidas opcionales sencillas que se presentan en forma de cuadros de ayuda, los cuales han guiado a ms del 85 por ciento de quienes consultan hacia la respuesta correcta. Asimismo, proporcionan crditos parciales, dan seguimiento a sus mtodos y ofrecen cientos de caminos hacia las soluciones.

Caractersticas de M asteringC hem istry ...Retroalimentacin inmediata y respuestas especficas a interpretaciones errneas comunes

MasteringChemistry no solo le indica al estudiante que ha cometido un error sino que le ayuda a identificar en dnde se equivoc.

Consejos y preguntas sencillas cuando lo necesitenCada estudiante recibe nicamente la ayuda que necesita, cuando lo requiere.

^HIM ISTW W

I . fe mmm 1

1 II T **,i*#-

t

^a

* *

m -

Biblioteca de ejercicios clasificados segn su dificultad y duracin

C on ozca cu n to tiem p o , en p ro m ed io , ta rd a r n lo s estu d ia n te s en co m p le ta r u n a ta rea ,

as co m o la d ificu lta d re la tiv a d e cad a p ro b lem a.

El libro de calificaciones (Gradebook) es una poderosa herramienta muy fcil de utilizar que le ofrece...Calificaciones de un vistazoIdentificacin opcional por medio de colores de los estudiantes menos avanzados, as como de las tareas que representan mayor dificultad.

Detalles sobre el trabajo de cada estudianteVea las respuestas presentadas porcada alumno, las ayudas solicitadas y el tiempo invertido en cada seccin del problema.

Trabajo en equipoEl resumen de tareas (Assignment Summary) muestra la dificultad relativa, el tiempo invertido, e incluso las respuestas incorrectas ms comunes en cada ejercicio. Compare el rendimiento de sus estudiantes con el promedio del sistema, el cual es calculado a partir de las respuestas de estudiantes de todo el mundo.

Diagnstico de un vistazoCon un solo clic, las grficas le muestran un resumen de los problemas ms difciles, la distribucin de calificaciones e incluso el avance gradual de cada estudiante.

Q U M I C AL A C I E N C I A C E N T R A L

Revisin tcnicaMXICOIrma Salgado EscobarInstituto Tecnolgico y de Estudios Superiores de Monterrey Campus Ciudad de Mxico

Elizabeth Nieto Calleja Gisela Hernndez Milln Myrna Carrillo Chvez Norma Mnica Lpez Villa Facultad de QumicaUniversidad Nacional Autnoma de Mxico

Nancy Coromoto Martn Guaregua Universidad Autnoma Metropolitana Unidad Iztapalapa

Alicia Blanco Aquino Margarita iguez Garca Nely Ros Donato Teresita Guadalupe valos MunguaUniversidad de Guadalajara

Virginia Estevane Ortega Universidad Autnoma de Ciudad Jurez

Vctor Hugo Sols Universidad de Navojoa

Jess Manuel Barrn HoyosDepartamento de Investigacin y Posgrado en Alimentos (DIPA) Universidad de Sonora

ARGENTINASusana F. LlesuyFacultad de Farmacia y BioqumicaUniversidad de Buenos Aires

Ana Cecilia Gonzlez Bar Beatriz Susana Parajn Costa Irma La Botto Facultad Ciencias Exactas Universidad Nacional de la Plata

COLOMBIAAbraham Hadra Sauda Fundacin Ideales-Gimnasio Santa Ana Departamento de Qumica Universidad de La Salle, Bogot

Jorge Hernando Castaeda LizarazoDepartamento de QumicaFundacin Universidad de Amrica, Bogot

COSTA RICACristian Sal Campos Fernndez Escuela de Qumica Universidad de Costa Rica

PUERTO RICOOsvaldo Lamboy Martnez Departamento de Ciencias Naturales Universidad de Puerto Rico en Utuado

VENEZUELACarolina PfafF Departamento de Qumica Universidad Central de Venezuela

Heinz Krentzien Departamento de Qumica Universidad Simn Bolvar de Caracas

D E C IM O P R IM E R A E D IC I N

Q U M I C AL A C I E N C I A C E N T R A L

Theodore L. BrownUniversity of Illinois at Urbana-Champaign

H. Eugene LeMay, Jr.University of Nevada, Reno

Bruce E. BurstenUniversity of Tennessee, Knoxville

Catherine J. MurphyUniversity of South Carolina

Con la colaboracin de

Patrick WoodwardThe Ohio State University

Traduccin

Laura Fernndez EnrquezIngeniera Qumica

Universidad Autnoma Metropolitana

Revisin tcnica

Mara Aurora Lanto ArrilaProfesora Titular de Qumica

Escuela Nacional de Ciencias Biolgicas Instituto Politcnico Nacional

P E A R S O N

cac g s

Mxico Argentina Brasil Colombia Costa Rica Chile Ecuador Espaa Guatemala Panam Per Puerto Rico Uruguay Venezuela

BROYVN, THEODORE L , cois.

Qumica, la ciencia centralDecimoprmera edicin

PEARSON EDUCAaN, Mxico, 2009

ISBN: 978-607-442-021 -0 rea: Ciencias

Formato: 21 X 27.5 cm Pginas: 1240

Authorized translation from the English language edition entitled Chemistry: the central science, 11 edition, by Theodore L. Brown, et a l.,published by Pearson Education, Inc., publishing as Prentice Hall, Copyright 2009. All rights reserved.ISBN 978-0-13-600617-6

Traduccin autorizada de la edicin en idioma ingls titulada Chemistry: the central science, 11 edicin, por Theodore L. Brown, et al., publicada por Pearson Education, Inc., publicada como Prentice Hall, Copyright 2009. Todos los derechos reservados.

Esta edicin en espaol es la nica autorizada.

Edicin en espaolEditor: Rubn Fuerte Rivera

e-mail: ruben.fuerte@pearsoned.com Editor de desarrollo: Bernardino Gutirrez Hernndez Supervisor de produccin: Enrique Trejo Hernndez

Edicin en inglsEditor in Chief, Science: Nicole Folchetti Acquisitions Editor: Andrew Gilfillan Associate Editor: Jennifer Hart Project Manager: Donna Young Editor in Chief, Development: Ray Mullaney Development Editor: Karen Nein Marketing Manager: Elizabeth Averbeck Senior Operations Supervisor: Alan Fischer Art Director: Maureen Eide Assistant Art Director: Suzanne Behnke Interior Design: John Christiana Cover Design: Maureen Eide, John Christiana Composition: Prepar, Inc.Copy Editor: Marcia Youngman Proofreader: Karen Bosch Art Project Manager: Connie Long

Art Studio: Production SolutionsProduction Manager/Illustration Art Director: Sean HoganAssistant Manager, Art Production: Ronda WhitsonIllustrations: Royce Copenheaver, Daniel Knopsnyder, Mark LandisEditorial Assistant: Jonathan ColonProduction Assistant: Asha RohraMarketing Assistant: Che FlowersAssessment Content Developer: Kristin MayoLead Media Project Manager: Richard BarnesMedia Project Manager: Nicole JacksonAssistant Managing Editor, Science: Gina M. CheselkaProject Manager, Print Supplements: Ashley M. BoothManager, Visual Research: Beth BrenzelImage Permission Coordinator: Debbie HewitsonPhoto Researcher: Truitt & Marshall

DECIMOPRIMERA EDICIN, 2009

D.R 2009 por Pearson Educacin de Mxico, S.A. de C.V. Atlacomulco 500-5o. piso Col. Industrial Atoto53519, Naucalpan de Jurez, Estado de Mxico

Cmara Nacional de la Industria Editorial Mexicana. Reg. Nm. 1031.

Prentice Hall es una marca registrada de Pearson Educacin de Mxico, S.A. de C.V.

Reservados todos los derechos. Ni la totalidad ni parte de esta publicacin pueden reproducirse, registrarse o transmitirse, por un sistema de recuperacin de informacin, en ninguna forma ni por ningn medio, sea electrnico, mecnico, fotoqumico, magntico o electroptico, por fotocopia, grabacin o cualquier otro, sin permiso previo por escrito del editor.

El prstamo, alquiler o cualquier otra forma de cesin de uso de este ejemplar requerir tambin la autorizacin del editor o de sus representantes.

P E A R S O N

cac uISBN 978-607-442-021-0

Impreso en Mxico. Printed in Mexico. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 -1 3 1 2 1 1 1 0

A nuestros estudiantes, cuyo entusiasmo y curiosidad frecuentemente nos inspiran, y cuyas preguntas y

sugerencias algunas veces nos ensean.

AgradecimientosPearson Educacin agradece a los centros de estudios y profesores usuarios de esta obra por su apoyo y retroalim entadn, elemento fundamental para esta nueva edicin de Qumica, la ciencia central.

M XICO

Instituto Politcnico Nacional ESIM E Culhuacn

Christian Martnez Jess M anuel Acevedo Mara Esther Nieto

Instituto Tecnolgico Autnom o de M xicoKatina Garca Appendini

Instituto Tecnolgico de C hihuahuaAntonio Trevio Ruiz Bertha C. M anzanera Quintana Javier Villanueva Snchez

Instituto Tecnolgico de Ciudad JurezJos M anuel Ramrez Verdeja Mayela Zapata Rafael Gallardo Mota

Instituto Tecnolgico de TolucaLeticia Esperanza Coln Izquierdo

Instituto Tecnolgico de ZacatepecAlicia Guadarrama Castrejn Angel Sandoval Jacobo Palemn Ocampo Silva

Instituto Tecnolgico y de Estudios Superiores de M onterrey, Cam pus C hihuahua

Carlos M eraz Molina

Instituto Tecnolgico y de Estudios Superiores de M onterrey, Cam pus Ciudad Jurez

Roberto Hurtado

Instituto Tecnolgico y de Estudios Superiores de M onterrey, Cam pus Quertaro

Araceli Florido Segoviano Mara del Consuelo Valenzuela

Instituto Tecnolgico y de Estudios Superiores de M onterrey, Cam pus M onterrey

Marcelo Videa Silvia Ponce

Instituto Tecnolgico y de Estudios Superiores de M onterrey, Cam pus Tampico

Laura Hinojosa

Tecnolgico de Estudios Superiores de EcatepecEduardo Hernndez Vera Edultridis Estrada Lucas Guillermina Reyes Flores Jess Armando Castellanos Torres Leticia Vera Prez Rafael Cam pos Haaz Sabino Jim nez Hernndez

Universidad Anhuac M xico NorteFrancisco Herrera Castaeda

U niversidad Autnom a de Tam aulipasRamiro Garza M olina

U niversidad Autnom a de Nuevo LenAdriana Lin M ontesJuan Jacobo Ruiz ValdezMara Elena Rodrguez CantM ara Isabel Castillo ArvaloOlivia Carolina PorrasRamiro Quintanilla LiceaSalom M aribel de la Parra Arciniega

U niversidad Autnom a de C hihuahuaRal Sandoval Javalera

U niversidad Autnom a de Ciudad JurezLorena Rivera Virginia Estebane Ortega

U niversidad Autnom a M etropolitana Unidad Azcapotzalco

Gabriel Herrera Prez Leonardo Hernndez Martnez M argarita Chvez M artnez Mara del Carm en G onzlez Cortez Mara Ldice Soto

U niversidad Autnom a M etropolitana Unidad Iztapalapa

Ana Mara Vivier Fgoux Andrs Hernndez Arana Gustavo Velzquez Garduo J. Alberto Alarcn Daz Jess Alejandro Lpez Gaona

Agradecimientos

Juan Marcos Esparza Schulz Margarita Viniegra Ramrez Mara Ins Coahuila Hernndez M aximiliano Asomoza Nancy Coromoto M artn Guaregua Rafael Arturo Zubillaga Luna Rubicelia Vargas Fosada Salvador R. Tello S.Silvia Sols M andiola Ulises M orales Virineya Bertin

Universidad Iberoam ericana, Ciudad de M xicoMara del Carm en Doria

Universidad Iberoam ericana de LenMara Luisa Martnez M edel

Universidad de G uadal ajaraAmalia Reyes Larios Gabriel Palacios Huerta Jos Eloy Snchez Ramos Mara Esther Rodrguez Ramrez M artn Hernndez Carrillo

Universidad de M onterreyMara del Socorro Snchez Gonzlez

Universidad del Valle de M xico, Cuem avacaRamn A m aud

Universidad La Salle, D istrito FederalGustavo Velzquez Garduo

Universidad N acional Autnom a de M xico Facultad de Ingeniera

Alfredo Velzquez Ana Laura Prez M artnez Antonieta Prez Nova Carlos Chvez Mercado Catalina Ferat Toscano Esther Flores Cruz Flix Benjam n Nez Orozco Gabriela Alicia Daz Guerrero Gerardo Barn Snchez Jos Lino Jardines Ortega Jos Luis M orales Salvatierra Karla G m ez Goytia lioudm ila FominaNatasha Carime Villaseor HernndezPablo J. M onterrubio LpezRamiro Maravilla GalvnRodolfo C am n SnchezRogelio SotoRosa Estrada ReyesSusana Aburto GarcaVioleta Luz M ara Bravo Hernndez

Universidad N acional Autnom a de M xicoFacultad de Q um ica

Adela Castillejos SalazarAdriana Pez GonzlezAlejandrina Acosta HuertaAlejandro Fajardo GuerreroAna Elizabeth DomnguezAna M ara SosaAnbal Bascurin BlasetBlas Flores PrezChirinos Flores ReyesElizabeth Nieto CallejaEnrique Snchez AlcntaraEstela Roque VilladaFemando M orales M oralesGustavo Garduo SnchezIliana Zaldvar CoriaIrma Susana Rojas TomeJess Gonzlez PrezJess Gracia M oraJess Recillas MotaJos Juan Monarca RodrguezJosefina M ontes AyalaJosefina ViadesJuan M anuel Germ n AcacioJuan Manuel Martnez M endozaKira Padilla M artnezLeticia Cervantes EspinozaLuis Antonio Huerta TapiaLuis Pablos SaavedraMara de los ngeles Olvera LenMara de los ngeles Vargas HernndezMara de Lourdes Garca PeaMara del Carm en S. OrtegaMara Josefina Becerril Tllez-GirnMartha Yolanda Gonzlez QuezadaM ym a Carrillo ChvezNorma Ortega VillarPaola B. Gonzlez AguirrePatricia Lechuga UribePilar M ontagut BosqueRosa Mara Gonzlez M uradasRuy F. Cervantes Daz de Guzmn

U niversidad N acional Autnom a de M xicoFacultad de Estudios Superiores Cuautitln

Leticia Badillo Sols Natividad Venegas Herrera Ofelia Esperanza Arroyo Fal

x ii A gradecim ientos

C O LO M BIA

C olegio Anglo Am ericano, Bogot G im nasio los Caobos, BogotJorge Meja Carlos ParraMaritza Rivera Carlos OctavoYolima Pez

G im nasio los Portales, BogotC olegio Clerm ont, Bogot Gerardo Guataquira

Luis Alfredo GuerreroU niversidad de Amrica

C olegio Em ilio Valenzuela, Bogot Csar QuinezLiliana Burgos Enrique lvarezEdgar Ariza Jairo Vanegas

Jayerth GuerraC olegio M ayor del Rosario, Bogot * JJorge Castaeda

Ernesto Garrido Melba Fernndez

C olegio Nueva Inglaterra, Bogot William Arana

Pedro Fonseca Universidad de La Salle

C olegio San Carlos, Bogot Margarita Rendn

Julio M orales Ricardo M ontealegre

G im nasio Fontana, Bogot Universidad de los Andes

Mara Pilar Castillo Edgar Francisco Vargas

Martha Marn Mara Teresa Corts

G im nasio la M ontaa, BogotJonh Zafra

CHILE

Universidad de ConcepcinRafael Alfredo Garca Lovera

PER

Universidad C atlica de Santa M ara Universidad Peruana Cayetano HerediaEugenia Zeballos Delgado Gilma Fernndez ZigaTrinidad Gonzlez Chvez

Universidad Peruana de Ciencias AplicadasUniversidad de Lima Betty Prez Zenteno

Javier Quino Favero Leslie Crdova YamauchiShaminy M olina Quenaya

PUERTO R IC O

Universidad de Puerto R ico , R ecinto de A recibo Universidad de Puerto R ico , R ecinto Utuadongel M ontes Carlos SeiglieVanessa M ontalvo Osvaldo Lamboy

Vilmari Lpez

Agradecimientos xiii

VENEZUELA

Universidad C atlica Andrs B elloAntonietta M elone Csar M arn Mara Isabel Lpez

Universidad Central de VenezuelaDavid Goi Francisco Dos Santos Jos Acosta M arisol Ortega Mauro M artnez

Universidad de O rienteIngrid Rojas Jherson Correa \krelis Berm dez

U niversidad M etropolitanaAna ChiqunBeatriz LealFemando Arm asGraciela Hernndez de TremarasRenata CursiRosa Rodrguez

U niversidad Sim n B olvarAntonio Hernndez Carmelo Bolvar Ins Brillem bour

Contenido brevePrefacio xxxii

Acerca de los autores xli

1 Introduccin: materia y medicin 1

2 tomos, molculas y iones 363 Estequiometra: clculos con frmulas y ecuaciones qumicas 784 Reacciones acuosas y estequiometra de disoluciones 1185 Termoqumica 1646 Estructura electrnica de los tomos 210

7 Propiedades peridicas de los elementos 2548 Conceptos bsicos de los enlaces qumicos 2969 Geometra molecular y teoras de enlace 340

10 Gases 39211 Fuerzas intermoleculares, lquidos y slidos 4361 2 Materiales modernos 480

13 Propiedades de las disoluciones 52614 Cintica qumica 57215 Equilibrio qumico 62616 Equilibrios cido-base 6 6 617 Aspectos adicionales del equilibrio acuoso 71818 Qumica ambiental 76619 Termodinmica qumica 80020 Electroqumica 8422 1 Qumica nuclear 892

22 Qumica de los no metales 93023 Metales y metalurgia 98024 Qumica de los compuestos de coordinacin 101225 La qumica de la vida: qumica orgnica y biolgica 1050

ApndicesA Operaciones matemticas 1104

B Propiedades del agua 1111

C Cantidades termodinmicas de sustancias seleccionadas a 298.15 k (25 C) 1112

D Constantes de equilibrio en disoluciones acuosas 1115

E Ratenciales estndar de reduccin a 25 C 1117 Respuestas a ejercicios seleccionados R-l

Respuestas a Pinselo un poco R-39

Glosario G -l

ndice 1 - 1

ContenidoPrefacio xxxii

Acerca de los autores xli

Introduccin: materia y medicin 1

1.1 EL ESTUD IO D E LA QUMICA 2Perspectiva atmica y molecular de la qumica 2 Por qu estudiar qumica? 3

1.2 CLASIFICACIONES D E LA MATERIA 4Estados de la materia 4 Sustancias puras 5 Elementos 6 Compuestos 6 Mezclas 8

1.3 PROPIEDADES D E LA MATERIA 9 Cambios fsicos y qumicos 10 Separacin de mezclas 11

1.4 UNIDADES DE M EDICIN 13 Unidades SI 13 Longitud y masa 14 Temperatura 15 Unidades derivadas del SI 16 Volumen 16 Densidad 17

1.5 INCERTID UM BRE EN LAS M EDICIO N ES 20 Precisin y exactitud 20 Cifras significativas 21 Cifras significativas en el desarrollo de clculos 23

1.6 ANLISIS DIMENSIONAL 24 Uso de dos o ms factores de conversin 26 Conversiones en que intervienen volmenes 27RESUMEN Y TRMINOS CLAVE 29 HABILIDADES CLAVE 30 ECUACIONES CLAVE 30 VISUALI2AQN DE CONCEPTOS 30 EJERCICIOS 31 EJERCICIOS ADICIONALES 33

L a q u m ica eri iccit La qumica y la industria qumica 4 El mtodo cientfico 13

L a qu m ica en accin La qumica en las noticias 18 E strateg ias en qu m ica Estimacin de respuestas 26 E strateg ias en q u m ica La importancia de la prctica 28

2 tomos, molculas y iones 36

2.1 LA TEORA ATMICA DE LA MATERIA 382 .2 EL DESCUBRIM IEN TO DE LA ESTRUCTURA ATMICA 39

Rayos catdicos y electrones 39 Radiactividad 41 El tomo nuclear 41

2 .3 LA VISIN MODERNA DE LA ESTRUCTURA ATMICA 43 Nmeros atmicos, nmeros de masa e istopos 44

2 .4 PESOS ATMICOS 46 La escala de masa atmica 46 Masas atmicas promedio 47

2 .5 LA TABLA PERIDICA 48

2 .6 MOLCULAS Y COM PUESTOS MOLECULARES 51Las molculas y las frmulas qumicas 52 Frmulas moleculares y empricas 52 Representacin de molculas 53

2 .7 IONES Y COM PUESTOS INICOS 54 Prediccin de cargas inicas 55 Compuestos inicos 56

2.8 NOMENCLATURA DE COM PUESTOS INORGNICOS 59 Nombres y frmulas de compuestos inicos 59 Nombres y frmulas de cidos 64 Nombres y frmulas de compuestos moleculares binarios 65

xvi Contenido

2 .9 ALGUNOS COM PUESTOS ORGNICOS SIM PLES 66Alcanos 66 Algunos derivados de los alanos 66 RESUMEN Y TRMINOS CLAVE 68 HABILIDADES CLAVE 69 VISUALIZACIN DE CONCEPTOS 69 EJERCICIOS 70 EJERCICIOS ADICIONALES 75

Fuerzas bsicas 45 Un panoram a d eta llan El espectrmetro de masas 48 Un panoram a d a Glenn Seaborg y el seaborgio 51Im qu m ica y la trida Elementos necesarios para los organismos vivos 57 E strateg ias en qu m ica Reconocimiento de patrones 58

^ Estequiometra: clculos con frmulas y ecuaciones qumicas 783.1

3.2

3 .3

3 .4

3 .5

3 .6

3 .7

ECUACIONES QUMICAS 80Balanceo de ecuaciones 80 Cmo indicar el estado de los reactivos y los productos 83ALGUNOS PATRONES SENCILLOS DE REACTIVIDAD QUMICA 84Reacciones de combinacin y descomposicin 84 Combustin en aire 86 PESOS FORMULARES 87Pesos formulares y moleculares 87 Composicin porcentual de frmulas 88 EL NMERO DE AVOGADRO Y EL MOL 89Masa molar 91 Interconversin de masas y moles 93 Interconversin de masas y nmeros de partculas 94FRMULAS EM PRICAS A PARTIR DEL ANLISIS 95Frmula molecular a partir de la frmula emprica 96 Anlisis por combustin 97INFORMACIN CUANTITATIVA A PARTIR DE ECUACIONES BALANCEADAS 98 REACTIVOS LIMITANTES 102Rendimientos tericos 105RESUMEN Y TRMINOS CLAVE 107 HABILIDADES CLAVE 108 ECUACIONES CLAVE 108 VISUALIZACIN DE CONCEPTOS 108 EJERCICIOS 109 EJERCICIOS ADICIONALES 115 EIERCICIOS DE INTEGRACIN 116E strateg ias en qu m ica Resolucin de problemas 89 L a qu m ica y la v id a Moni toreo de la glucosa 102 E strateg ias en qu m ica Cmo hacer un examen 106

4 Reacciones acuosas y estequiometra de disoluciones 1184.1 PROPIEDADES GENERALES D E LAS DISOLUCIONES

ACUOSAS 120Propiedades electrolticas 120 Compuestos inicos en agua 120 Compuestos moleculares en agua 122 Electrolitos fuertes y dbiles 122

4 .2 REACCIONES DE PRECIPITACIN 124Reglas de solubilidad de compuestos inicos 124 Reacciones de intercambio (mettesis) 126 Ecuaciones inicas 127

4 .3 REACCIONES CIDO-BASE 128cidos 129 Bases 129 cidos y bases fuertes y dbiles 130 Cmo identificar electrolitos fuertes y dbiles 1 31 Reacciones de neutralizacin y sales 132 Reacciones cido-base con formacin de gases 134

4 .4 REACCIONES DE OXIDACIN-REDUCCIN 135 Oxidacin y reduccin 136 Nmeros de oxidacin 137 Oxidacin de metales por medio de cidos y sales 138 La serie de actividad 140

Contenido xvii

4 .5 CONCENTRACIN DE D ISOLUCION ES 142Molaridad 144 Cmo expresar la concentracin de un electrolito 145 Interconversin de molaridad, moles y volumen 145 Dilucin 146

4 .6 ESTEQUIOM ETRA DE DISOLUCIONES Y ANLISIS QUM ICO 149Titulaciones 150RESUMEN YTRMINOS CLAVE 154 HABILIDADES CLAVE 155 ECUACIONES CLAVE 155 VISUALIZACIN DE CONCEPTOS 156 EJERCICIOS 156 EJERCICIOS ADICIONALES 161 EJERCICIOS DE INTEGRACIN 162

L a qu i i tea en accin Anticidos 135 Un p a n o ra m a d eta lla d o El aura del oro 143 E strateg ias en q u m ica Anlisis de reacciones qumicas 143 L a qu m ica y la v id a Beber demasiada agua puede matarlo 147

5.1 LA NATURALEZA DE LA ENERGA 166Energa cintica y energa potencial 166 Unidades de energa 167 Sistemas y entornos 168 Transferencia de energa: trabajo y calor 168

5 .2 LA PRIMERA LEY DE LA TERMODINMICA 170 Energa interna 170 Relacin entre AE, calor y trabajo 171 Procesos endotrmicos y exotrmicos 172 Funciones de estado 172

5 .3 ENTALPA 1745 .4 ENTALPAS D E REACCIN 1775.5 CALORIMETRA 179

Capacidad calorfica y calor especfico 179 Calorimetra a presin constante 182 Bomba calorimtrica (calorimetra a volumen constante) 183

5 .6 LEY D E HESS 1845 .7 ENTALPAS D E FORMACIN 188

Cmo utilizar las entalpias de formacin para calcular las entalpias de reaccin 190

5.8 ALIMENTOS Y CO M BUSTIBLES 193Alimentos 193 Combustibles 195 Otras fuentes de energa 197RESUMEN YTRMINOS CLAVE 199 HABILIDADES CLAVE 200ECUACIONES CLAVE 201 VISUALIZACIN DE CONCEPTOS 201EJERCICIOS 202 EJERCICIOS ADICIONALES 207EJERCICIOS DE INTEGRACIN 209

Un fu m ar anu tic tu i Energa, entalpia y trabajo P-V 176E strateg ias en q u m ica Uso de la entalpia como una gua 180L a qu m ica y la v id a Regulacin de la temperatura del cuerpo humano 185L a qu m ica ei a c c i n El automvil hbrido 196

^ Estructura electrnica de los tomos 2106.1 LA NATURALEZA ONDULATORIA D E LA LUZ 2126 .2 ENERGA CUANTIZADA Y FOTONES 215

Objetos calientes y cuantizacin de energa 215 El efecto fotoelctrico y los fotones 216

6 .3 ESPECTROS DE LNEAS Y EL MODELO DE BOHR 218Espectros de lneas 218 El modelo de Bohr 219 Los estados de energa del tomo de hidrgeno 220 Limitaciones del modelo de Bohr 222

6 .4 EL COMPORTAMIENTO ONDULATORIO D E LA MATERIA 222 El principio de incertidumbre 223

6 .5 MECNICA CUNTICA Y ORBITALES ATMICOS 224 Orbitales y nmeros cunticos 226

xviii Contenido

6 .6 REPRESENTACIONES DE ORBITALES 228Orbitales s 228 Orbitales p 231 Orbitales d y f 232

6 .7 TOMOS POLIELECTRNICOS 232Orbitales y sus energas 232 Espn electrnico y el principio de exclusin dePauli 233

6.8 CONFIGURACIONES ELECTRNICAS 234Regla de Hund 235 Configuraciones electrnicas abreviadas 237 Metales de transicin 238 Lantnidos y actnidos 239

6 .9 CONFIGURACIONES ELECTRNICAS Y LA TABLA PERIDICA 240Configuraciones electrnicas anmalas 243RESUMEN Y TRMINOS CLAVE 244 HABILIDADES CLAVE 245 ECUACIONES CLAVE 246 VISUALIZACIN DE CONCEPTOS 246 EJERCICIOS 247 EJERCICIOS ADICIONALES 251 EJERCICIOS DE INTEGRACIN 253Un panoram a det, La velocidad de la luz 214Un panoram a d e , Medicin y el principio de incertidumbre 225

Densidad de probabilidad y funciones deprobabilidad radial 230

Evidencia experimental del espn electrnico 234 L a qu m ica y la v id a Espn nuclear e imgenes por resonancia magntica 236

f Propiedades peridicas de los elementos 2547 .1 DESARROLLO DE LA TABLA PERIDICA 2567 .2 CARGA NUCLEAR EFECTIVA 2577 .3 TAMAOS DE LOS TOMOS Y DE LOS IONES 259

Tendencias peridicas de los radios atmicos 262 Tendencias peridicas de los radios inicos 263

7 .4 ENERGA DE IONIZACIN 264 Variaciones en las energas de ionizacin sucesivas 266 Tendencias peridicas en las primeras energas de ionizacin 267 Configuraciones electrnicas de iones 268

7 .5 AFINIDADES ELECTRNICAS 2707 .6 METALES, NO METALES Y METALOIDES 271

Metales 272 No metales 274 Metaloides 2767 .7 TENDENCIAS DE GRUPO DE LOS METALES ACTIVOS 276

Grupo 1A: los metales alcalinos 276 Grupo 2A: los metales alcalinotrreos 279

7 .8 TENDENCIAS DE GRUPO D E NO METALES SELECTOS 281Hidrgeno 281 Grupo 6A: el grupo del oxigeno 282 Grupo 7A: los halgenos 283 Grupo 8A: los gases nobles 284 RESUMEN Y TRMINOS CLAVE 256 HABILIDADES CLAVE 287 ECUACIONES CLAVE 287 VISUALIZACIN DE CONCEPTOS 288 EJERCIOOS 289 EJERCICIOS ADICIONALES 292 EJERCICIOS DE INTEGRACIN 294

Carga nuclear efectiva 260 L a qu m ica y la v id a El tamao inico marca la diferencia 265 L a qu m ica y la trida El increble desarrollo de los frmacos con litio 280

Conceptos bsicos de los enlaces qumicos 2968.1 ENLACES Q UM ICOS, SM BO LO S DE LEW IS

Y LA REGLA DEL OCTETO 298Smbolos de Lewis 298 La regla del octeto 299

8

Contenido xix

9

8 .2 ENLACE INICO 299Aspectos energticos de la formacin de enlaces inicos 301 Configuraciones electrnicas de iones de los elementos de los bloques s y p 302 Iones de metales de transicin 303

8 .3 ENLACE COVALENTE 305Estructuras de Lewis 305 Enlaces mltiples 307

8 .4 POLARIDAD DE ENLACE Y ELECTRONEGATIVIDAD 307 Electronegatividad 308 Electronegatividad y polaridad de enlace 308 Momentos dipolares 310 Cmo distinguir los enlaces inicos de los covalentes 312

8.5 REPRESENTACIN D E LAS ESTRUCTURAS DE LEW IS 314Carga formal 316

8.6 ESTRUCTURAS DE RESONANCIA 319Resonancia en el benceno 321

8 .7 EXCEPCIONES A LA REGLA DEL OCTETO 322Nmero impar de electrones 322 Menos de un octeto de electrones de valencia 322 Ms de un octeto de electrones de valencia 323

8.8 FUERZA DE LOS ENLACES COVALENTES 325 Entalpias de enlace y entalpias de reaccin 326 Entalpia de enlace y longitud de enlace 329RESUMEN Y TRMINOS CLAVE 331 HABILIDADES CLAVE 332 ECUACIONES CLAVE 332 VISUALIZACIN DE CONCEPTOS 332 EJERCIOOS 333 EJERCICIOS ADICIONALES 336 EJERCIOOS DE INTEGRACIN 338

i >n p an oren tui d e tu liad Clculo de energas de red: ciclo de Bom -Haber 304

Nmeros de oxidacin, cargas formales y cargasparciales reales 318l a q u m ica en acc i Los explosivos y Alfred Nobel 328

Geometra molecular y teoras de enlace 340

9.1 FORMAS MOLECULARES 342

9 .2 EL MODELO RPECV 344El efecto de los electrones no enlazantes y de los enlaces mltiples sobre los ngulos de enlace 348 Molculas con capas de valencia expandidas 349 Formas de molculas ms grandes 352

9 .3 FORMA MOLECULAR Y POLARIDAD MOLECULAR 353

9 .4 ENLACES COVALENTES Y TRASLAPE DE ORBITALES 355

9 .5 ORBITALES H BR ID O S 357Orbitales hbridos sp 357 Orbitales hbridos sp2 y sp3 358 Hibridaciones que involucran orbitales d 360 Resumen de orbitales hbridos 360

9 .6 ENLACES M LTIPLES 362Estructuras de resonancia, deslocalizacin y enlaces ir 365 Conclusiones generales 368

9 .7 ORBITALES MOLECULARES 368La molcula de hidrgeno 368 Orden de enlace 370

9.8 MOLCULAS DIATMICAS D EL SEGUNDO PERIODO 371 Orbitales moleculares para Li2 y Be2 371 Orbitales moleculares de orbitales atmicos 2p 372 Configuraciones electrnicas del B2 al Ne 375 Configuraciones electrnicas y propiedades moleculares 376Molculas diatmicas heteronucleares 379

RESUMEN Y TRMINOS CLAVE 381 HABILIDADES CLAVE 383 ECUACIONES CLAVE 383 VISUALIZACIN DE CONCEPTOS 383 EJERCICIOS 384 EJERCICIOS ADICIONALES 388 EJERCICIOS DE INTEGRACIN 390

L a qu m ica y la in da La qumica de la vista 367Fases de orbitales atmicos y moleculares 373

L a qu m ica en accin Orbitales y energa 380

10 Gases 39210.1 CARACTERSTICAS DE LOS GASES 394

10.2 PRESIN 395La presin atmosfrica y el barmetro 395

10.3 LAS LEYES DE LOS GASES 398Relacin presin-volumen: ley de Boyle 399 Relacin temperatura-volumen: ley de Charles 400 Relacin cantidad-volumen: ley de Avogadro 400

10.4 LA ECUACIN DEL GAS IDEAL 402Relacin entre la ecuacin del gas ideal y las leyes de los gases 404

10.5 OTRAS APLICACIONES D E LA ECUACIN DEL GAS IDEAL 406Densidades de los gases y masa molar 406 Volmenes de gases en reacciones qumicas 408

10.6 MEZCLAS D E GASES Y PRESIONES PARCIALES 410Presiones parciales y fracciones molares 411 Recoleccin de gases sobre agua 412

10.7 TEORA CINTICA-M OLECULAR 414Distribuciones de las velocidades moleculares 414 Aplicacin de las leyes de los gases 415

10.8 EFUSIN Y D IFU SI N MOLECULAR 417Ley de efusin de Graham 418 Difusin y trayectoria libre media 419

10.9 GASES REALES: DESVIACIONES DEL COMPORTAMIENTO IDEAL 420La ecuacin de van der Waals 422RESUMEN Y TRMINOS CLAVE 425 HABILIDADES CLAVE 426 ECUACIONES CLAVE 426 VISUALIZACIN DE CONCEPTOS 426 EJERCICIOS 427 EJERCIOOS ADICIONALES 432 EJERCICIOS DE INTEGRACIN 434

L a qu m ica y la v ida Presin arterial 398E strateg ias en qu m ica Clculos que involucran muchas variables 404L a qu m ica en accin Tuberas de gas 409 V): prntoravui detu h La ecuacin del gas ideal 416 L a qu m ica en accin Separaciones de gases 420

Fuerzas intermoleculares, lquidos y slidos 436

11.1 COMPARACIN MOLECULAR D E LOS GASES, LQU ID OSY S LID O S 438

11.2 FUERZAS INTERMOLECULARES 439Fuerzas ion-dipolo 440 Fuerzas dipolo-dipok) 440 Fuerzas de dispersin de London 441 Enlace por puente de hidrgeno 443 Comparacin de las fuerzas intermoleculares 446

11.3 ALGUNAS PROPIEDADES DE LOS LQ U ID O S 447Viscosidad 447 Tensin superficial 448

11

Contenido xxi

11 .4 CAMBIOS DE FASE 449Cambios de energa que acompaan a los cambios de fase 449 Curvas de calentamiento 450 Temperatura y presin crticas 452

11 .5 PRESIN DE VAPOR 453Explicacin de la presin de vapor en el nivel molecular 454 Volatilidad, presin de vapor y temperatura 454 Presin de vapor y punto de ebullicin 455

11 .6 DIAGRAMAS D E FASES 456 Diagramas de fases del H2O y el CO2 457

11 .7 ESTRUCTURAS DE LOS S LID O S 458Celdas unitarias 460 La estructura cristalina del cloruro de sodio 461 Empaquetamiento compacto de esferas 463

11.8 ENLACES EN LOS S LID O S 464Slidos moleculares 464 Slidos de redes covalentes 466 Slidos inicos 467 Slidos metlicos 467RESUMEN Y TRMINOS CLAVE 469 HABILIDADES CLAVE 470 VISUALIZACIN DE CONCEPTOS 471 EJERCICIOS 472 EJERCICIOS ADICIONALES 477 EJERCICIOS DE INTEGRACIN 478

L a qu m ica eti accin Extraccin mediante fluidos supercrticos 453 Un pin La ecuacin de Clausius-Clapeyron 456

Difraccin de rayos X por medio de cristales 465 Un p an oram a d eta lla d o La tercera forma del carbono 468

12 Materiales modernos 48012.1 CLASES DE MATERIALES 4821 X 2 ESTRUCTURA ELECTRNICA DE LOS MATERIALES 48212 .3 SEMICONDUCTORES 484

Dopado de semiconductores 488 El chip de silicio 489 Conversin de energa solar 489 Diodos semiconductores de emisin de luz 492

12 .4 MATERIALES CERMICOS 493Aplicaciones de los materiales cermicos 494 Fabricacin de materiales cermicos 494

12 .5 SUPERCONDUCTORES 495 Superconductores cermicos 497

12 .6 POLM EROS Y PLSTICOS 499Sntesis de polmeros 499 Estructuras y propiedades fsicas de los polmeros 502

12 .7 BIOMATERIALES 505Caractersticas de los biomateriales 507 Biomateriales polimricos 507 Reparacin del corazn 508 Injertos vasculares 509 Tejido artificial 509

12.8 CRISTALES LQ U ID O S 510 Tipos de fases lquido-cristalinas 511

12 .9 NANOMATERIALES 513Semiconductores en la nano escala 513 Metales en la nanoescala 515 Nanotubos de carbono 515RESUMEN Y TRMINOS CLAVE 517 HABILIDADES CLAVE 519 VISUALIZACIN DE CONCEPTOS 519 EJERCICIOS 520 EJERCICIOS ADICIONALES 524 EJERCIOOS DE INTEGRACIN 525

Un p a n Los transistores 490L a qu m ica en accin Alcance de las torres para telefona celular 498L a qu m ica en accin Reciclaje de plsticos 501L a qu m ica en accin Hacia el automvil de plstico 506L a qu m ica en accin Entallas de cristal lquido 513

xxii Contenido

13 Propiedades de las disoluciones 52613.1 EL PROCESO DE DISOLUCIN 528

El efecto de las fuerzas intermoleculares 528 Cambios de energa y formacin de disoluciones 529 Formacin de disoluciones, espontaneidad y entropa 531 Formacin de disoluciones y reacciones qumicas 533

13.2 DISOLUCIONES SATURADAS Y SOLUBILIDAD 53413.3 FACTORES QUE AFECTAN LA SOLUBILIDAD 535

Interacciones soluto-disolvente 536 Efectos de la presin 539 Efectos de la temperatura 541

13.4 FORMAS DE EXPRESAR LA CONCENTRACIN 542 Porcentaje en masa, ppm y ppb 542 Fraccin molar, molaridad y molalidad 543 Conversin de unidades de concentracin 544

13.5 PROPIEDADES COLIGATIVAS 546Disminucin de la presin de vapor 546 Elevacin del punto de ebullicin 549 Disminucin del punto de congelacin 550 smosis 551 Determinacin de la masa molar 555

13.6 COLOIDES 556Coloides hidroflicos e hidrofbicos 557 Eliminacin de las partculas coloidales 560RESUMEN Y TRMINOS CLAVE 561 HABILIDADES CLAVE 562 ECUACIONES CLAVE 363 VISUALIZAQN DE CONCEPTOS 563 EJERCICIOS 565 EJERCICIOS ADICIONALES 569 EJERCICIOS DE INTEGRACIN 570Un p an o ram a detalla:1c, Hidratos 533L a qu m ica y la v id a Vitaminas solubles en grasas y en agua 538 L a qu m ica y la v id a Gases de la sangre y buceo en aguas profundas 540

Disoluciones ideales con dos o ms componentesvoltiles 548

Propiedades coligativas de las disolucionesde electrlitos 554L a qu m ica y la trida Anemia drepanoctica 559

14 Cintica qumica 57214.1 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS VELOCIDADES

DE REACCIN 57414.2 VELOCIDADES DE REACCIN 575

Cambio de la velocidad con el tiempo 577 Velocidad instantnea 577 Velocidades de reaccin y estequiometra 578

14.3 LA LEY D E LA VELOCIDAD: EFECTO D E LA CONCENTRACIN SO BRE LA VELOCIDAD 580rdenes de reaccin: los exponentes en la ley de velocidad 581 Unidades de las constantes de velocidad 583 Uso de las velocidades iniciales para determinar las leyes de velocidad 584

14.4 CAMBIO DE LA CONCENTRACIN CON EL TIEM PO 585 Reacciones de primer orden 586 Reacciones de segundo orden 588 Vida media 589

14.5 TEMPERATURA Y VELOCIDAD 591Modelo de colisiones 592 El factor orientacin 592 Energa de activacin 592 La ecuacin de Arrhenius 594 Cmo determinar la energa de activacin 595

14.6 MECANISMOS DE REACCIN 597Reacciones elementales 597 Mecanismos multietapas 598 Leyes de velocidad para reacciones elementales 599 Etapa determinante de la velocidad de un mecanismo multietapas 600 Mecanismos con una etapa inicial lenta 601 Mecanismos con una etapa inicial rpida 602

Contenido xxiii

14 .7 CATLISIS 605Catlisis homognea 605 Catlisis heterognea 606 Enzimas 608RESUMEN Y TRMINOS CLAVE 613 HABILIDADES CLAVE 614 ECUACIONES CLAVE 614 VISUALIZACIN DE CONCEPTOS 615 EJERCICIOS 616 EJERCICIOS ADICIONALES 622 EJERCICIOS DE INTEGRACIN 624

Uso de mtodos espectroscpicos para medirvelocidades de reaccin 580l a qu m ica en accin Bromuro de metilo en la atmsfera 590 L a qu m ica en accin Convertidores catalticos 608 L a qu m ica y la v id a Fijacin del nitrgeno y nitrogenasa 61015 Equilibrio qumico 626

15.1 EL CONCEPTO D E EQ U ILIBRIO 628

15 .2 LA CONSTANTE DE EQ U ILIBR IO 630Cmo evaluar Kc 632 Constantes de equilibrio en trminos de la presin, Kp 633 Constantes de equilibrio y unidades 635

15 .3 INTERPRETAR Y TRABAJAR CON LAS CONSTANTES D E EQ U ILIBRIO 635Magnitud de las constantes de equilibrio 635 Sentido de la ecuacin qumica y K 636 Relacin de las ecuaciones qumicas y las constantes de equilibrio 637

15 .4 EQ U ILIBR IO S HETEROGNEOS 639

15.5 CLCULO D E LAS CONSTANTES DE EQ U ILIBRIO 64115 .6 APLICACIONES D E LAS CONSTANTESDE EQ U ILIBRIO 644

Prediccin del sentido de la reaccin 644 Clculo de las concentraciones de equilibrio 645

15 .7 PRIN CIPIO D E LE CHTELIER 648Cambio en las concentraciones de reactivos o productos 649 Efectosde los cambios de volumen y presin 649 Efecto de los cambios detemperatura 651 Efecto de los catalizadores 654RESUMEN Y TRMINOS CLAVE 657 HABILIDADES CLAVE 657ECUACIONES CLAVE 658 VISUALIZACIN DE CONCEPTOS 658EJERCICIOS 660 EJERCICIOS ADICIONALES 662EJERCICIOS DE INTEGRACIN 664

L a qu m ica en accin El proceso Haber 631h a qu m ica en accio Control de las emisiones de xido ntrico 656

16 Equilibrios cido-base 66616.1 CIDOS Y BASES: UN REPASO BREVE 668

16 .2 CIDOS Y BASES D E BR0N STED -LO W RY 668El ion H+ en agua 669 Reacciones de transferencia de protones 669 Pares conjugados cido-base 670 Fuerzas relativas de cidos y bases 672

16 .3 LA AUTOIONIZACIN DEL AGUA 673 El producto inico del agua 674

16 .4 LA ESCALA DE PH 675El pOH y otras escalas "p" 678 Medicin del pH 678

16.5 CIDOS Y BASES FUERTES 679 cidos fuertes 679 Bases fuertes 680

16 .6 CIDOS D BILES 681Clculo de Ka a partir del pH 682 Porcentaje de ionizacin 683 Uso de Ka para calcular el pH 684 cidos poliprticos 688

9 (P

xxiv Contenido

16.7 BASES DBILES 690 Tipos de bases dbiles 692

16.8 RELACIN ENTRE Ka Y K b 69316.9 PROPIEDADES CIDO-BASE DE LAS DISOLUCIONES

D ESA LES 695Capacidad de un anin para reaccionar con agua 696 Capacidad de un catin para reaccionar con agua 696 Efecto combinado del catin y el anin en disolucin 697

16.10 COMPORTAMIENTO CIDO-BASE Y ESTRUCTURA QUMICA 699Factores que influyen en la fuerza de los cidos 699 cidos binarios 699 Oxicidos 700 cidos carboxlicos 702

16.11 CIDOS Y BASES DE LEW IS 704Hidrlisis de los iones metlicos 705RESUMEN Y TRMINOS CLAVE 707 HABILIDADES CLAVE 708 ECUACIONES CLAVE 708 VISUALIZACIN DE CONCEPTOS 709 EJERCICIOS 710 EJERCICIOS ADICIONALES 715 EJERCICIOS DE INTEGRACIN 716L a qu m ica en accin Aminas y clorhidratos de amina 694 L a qu m ica y la v id a Comportamiento anftero de los aminocidos 703

V Aspectos adicionales del equilibrio acuoso 718

17.1 EL EFECTO DEL ION COMN 72017.2 DISOLUCIONES AMORTIGUADORAS 723

Composicin y accin de las disoluciones amortiguadoras 723 Clculo del pH de una disolucin amortiguadora 724 Capacidad amortiguadora e intervalos de pH 726 Adicin de cidos o bases fuertes a disoluciones amortiguadoras 727

17.3 TITULACIONES CIDO-BASE 730Titulaciones cido fuerte-base fuerte 730 Titulaciones cido dbil-base fuerte 733 Titulaciones de cidos poliprticos 737

17.4 EQ U ILIBRIO S D E SOLUBILIDAD 737La constante del producto de solubilidad, Kp 738 Solubilidad y Kps 738

17.5 FACTORES QUE INFLUYEN EN LA SOLUBILIDAD 741 Efecto del ion comn 741 Solubilidad y pH 742 Formacin de iones complejos 745 Anfoterismo 748

17.6 PRECIPITACIN Y SEPARACIN DE IONES 750 Precipitacin selectiva de iones 751

17.7 ANLISIS CUALITATIVO D E ELEMENTOS METLICOS 753 RESUMEN Y TRMINOS CLAVE 756 HABILIDADES CLAVE 757 ECUACIONES CLAVE 757 VISUALIZACIN DE CONCEPTOS 757 EJERCICIOS 759 EJERCICIOS ADICIONALES 763 EJERCICIOS DE INTEGRACIN 764L a qu m ica y la v ida La sangre como una disolucin amortiguadora 729 Un p an orna: a d e i Limitaciones de los productos de solubilidad 741L a qu m ica y la v id a Hundimientos 744 L a qu m ica y la v id a Caries dental y fluoradn 74718 Qumica ambiental 766

18.1 LA ATMSFERA TERRESTRE 768Composicin de la atmsfera 769

18.2 REGIONES EXTERNAS DE LA ATMSFERA 770Fotod 'isociac in 770 Foto ionizacin 772

18 .3 OZONO EN LA ATMSFERA SUPERIOR 772Adelgazamiento de la capa de ozono 774

18 .4 QUMICA DE LA TROPOSFERA 775Compuestos del azufre y lluvia cida 776 Monxido de carbono 778 xidos de nitrgeno y esmog fotoqumico 779 Vapor de agua, dixido de carbono y clima 780

18.5 EL OCANO MUNDIAL 783 Agua de mar 783 Desalinizacin 784

18 .6 AGUADULCE 785Oxgeno disuelto y calidad del agua 786 Tratamiento de suministros de agua municipales 786

18 .7 QUMICA VERDE 788Disolventes y reactivos 789 Otros procesos 790 Los retos de la purificacin dd agua 790RESUMEN YTRMINOS CLAVE 792 HABILIDADES CLAVE 793 VISUALIZACIN DE CONCEPTOS 794 EJERCICIOS 794 EJERCIOOS ADICIONALES 797 EJERCICIOS DE INTEGRACIN 798

Otros gases invernadero 782 Lia pan u rian a d i'talL ido Ablandamiento del agua 788

19 Termodinmica qumica 80019.1 PROCESOS ESPONTNEOS 802

Un criterio de espontaneidad 804 Procesos reversibles e irreversibles 804

19 .2 ENTROPA Y LA SEGUNDA LEY DE LA TERMODINMICA 806Cambio de entropa 806 AS en los cambios de fase 807 La segunda ley de la termodinmica 808

19 .3 INTERPRETACIN MOLECULAR D E LA ENTROPA 809Movimientos moleculares y energa 809 Ecuacin de Roltzmann y micro estados 810 Cmo hacer predicciones cualitativas sobre el AS 813 La tercera ley de la termodinmica 816

19 .4 CAMBIOS DE ENTROPA EN LAS REACCIONES QUMICAS 817Cambios de entropa en el entorno 818

19 .5 ENERGA LIBR E D E G IBBS 819 Energa libre estndar de formacin 822

19 .6 ENERGA LIBR E Y TEMPERATURA 824

19 .7 ENERGA LIBR E Y LA CONSTANTE DE EQ U ILIBRIO 826

RESUMEN YTRMINOS CLAVE 832 HABILIDADES CLAVE 832 ECUACIONES CLAVE 833 VISUALIZACIN DE CONCEPTOS 833 EJERCICIOS 834 EJERCICIOS ADICIONALES 839 EJERCICIOS DE INTEGRACIN 840

El cambio de entropa cuando un gas se expandeisotrmicamente 808

Entropa y probabilidad 812 L a qu m ica y la v id a La entropa y la vida 815

Qu tiene delibre"la energa libre? 822 1m qu m ica y la v id a Como impulsar las reacciones no espontneas 830

o c

xxvi Contenido

20 Electroqumica 84220.1 ESTADOS D E OXIDACIN Y REACCIONES

DE OXIDACIN-REDUCCIN 8442 0 .2 BALANCEO DE ECUACIONES DE OXIDACIN-

REDUCCIN 846Medias-reacciones 846 Balanceo de ecuaciones por el mtodo de las medias-reacciones 846 Balanceo de ecuaciones para las reacciones que se llevan a cabo en una disolucin bsica 849

2 0 .3 CELDAS VOLTAICAS 851Punto de vista molecular de los procesos de electrodos 854

2 0 .4 FEM DE CELDA BAJO CONDICIONES ESTNDAR 855 Potenciales de reduccin estndar (media-celda) 856 Fuerzas de los agentes oxidantes y reductores 860

2 0 .5 ENERGA LIBR E Y REACCIONES DE OXIDACIN-REDUCCIN 862 FEM y AC 863

2 0 .6 FEM DE CELDA BAJO CONDICIONES NO ESTNDAR 865La ecuacin de Nemst 865 Celdas de concentracin 867

2 0 .7 BATERAS Y CELDAS DE CO M BU STIBLE 870Bateras de plomo y cido 871 Batera alcalina 872 Bateras de nquel-cadmio, nquel e hidruro metlico y ion litio 872 Celdas de combustible de hidrgeno 873

20 .8 CORROSIN 874Corrosin del hierro 874 Prevencin de la corrosin del hierro 875

2 0 .9 ELECTR LISIS 876Aspectos cuantitativos de la electrlisis 878 Trabajo elctrico 879 RESUMEN Y TRMINOS CLAVE 881 HABILIDADES CLAVE 882 ECUACIONES CLAVE 883 VISUALIZACIN DE CONCEPTOS 883 EJERCICIOS 884 EJERCICIOS ADICIONALES 889 EJERCICIOS DE INTEGRACIN 890

L a qu m ica y la v id a Latidos cardiacos y electrocardiografa 868 L a qu m ica en

RESUMEN Y TRMINOS CLAVE 923 HABILIDADES CLAVE 924 ECUACIONES CLAVE 924 VISUALIZACIN DE CONCEPTOS 925 EJERCICIOS 925 EJERCICIOS ADICIONALES 92EJERCIOOS DE INTEGRACIN 929La qum ica y la vida Aplicaciones mdicas de los radiotrazadores 910 Un p an oram a A d alid do El amanecer de la era nuclear 915 La qum ica en accin Aplicaciones ambientales de los radioistopos 921 La qum ica y la vida Radioterapia 922

2 2 Qumica de los no metales 93022 .1 CONCEPTOS GENERALES: TENDENCIAS PERIDICAS

Y REACCIONES QUMICAS 932Reacciones qumicas 933

22 .2 E L HIDRGENO 935Istopos del hidrgeno 935 Propiedades del hidrgeno 936 Preparacin de hidrgeno 936 Usos del hidrgeno 937 Compuestos binarios del hidrgeno 937

2 2 .3 GRUPO 8A: LOS GASES NOBLES 938 Compuestos de los gases nobles 939

22 .4 GRUPO 7A: LOS HALGENOS 940Propiedades y preparacin de los halgenos 940 Usos de los halgenos 941 Los halogenuros de hidrgeno 942 Compuestos interhalgenos 943 Oxicidos y oxaniones 943

22 .5 EL OXGENO 944Propiedades del oxgeno 944 Preparacin del oxgeno 944 Usos del oxgeno 945 Ozono 945 xidos 946 Perxidos y superxidos 948

22 .6 LOS DEMS ELEMENTOS DEL GRUPO 6A: S, Se, Te Y Po 948 Caractersticas generales de los elementos del grupo 6A 949 Presencia en la naturaleza y preparacin de S, Se y Te 949 Propiedades y usos del azufre, selenio y telurio 949 Sulfuras 950 xidos, oxicidos y oxianiones de azufre 950

2 2 .7 EL NITRGENO 952Propiedades del nitrgeno 952 Preparacin y usos del nitrgeno 952 Compuestos hidrogenados del nitrgeno 953 xidos y oxicidos de nitrgeno 954

2 2 .8 LOS DEMS ELEMENTOS DEL GRUPO 5A: P, As, Sb Y Bi 956Caractersticas generales de los elementos del grupo 5A 956 Presencia en la naturaleza, obtencin y propiedades del fsforo 957 Halogenuros de fsforo 957 Compuestos oxigenados del fsforo 958

2 2 .9 EL CARBONO 960Formas elementales del carbono 961 xidos de carbono 962 cido carbnico y carbonatos 963 Carburos 964 Otros compuestos inorgnicos del carbono 965

2 2 .10 LOS DEMS ELEMENTOS DEL GRUPO 4A: S i, Ge, Sn Y Pb 965 Caractersticas generales de los elementos del grupo 4A 965Presencia del silicio en la naturaleza y su preparacin 966 Silicatos 966 Vidrio 968 Silicones 969

22 .11 EL BORO 969RESUMEN Y TRMINOS CLAVE 971 HABILIDADES CLAVE 972 VISUALIZACIN DE CONCEPTOS 973 EJERCICIOS 974 EJERCICIOS ADICIONALES 977 EJERCICIOS DE INTEGRACIN 978

La economa del hidrgeno 937 La qum ica y la vida Cunto perdonato es demasiado? 944 La qum ica y la vida La nitroglicerina y las enfermedades cardiacas 956 La qum ica y la vida Arsnico en el agua potable 960 La qum ica cu acci Fibras de carbono y materiales compuestos 962

xxviii Contenido

23 Metales y metalurgia 98023 .1 PRESENCIA DE LOS METALES Y SU D ISTRIBU CI N

EN LA NATURALEZA 982Minerales 982 Metalurgia 983

2 3 .2 PIROMETALURGIA 984La pirometalurgia del hierro 985 Formacin de acero 986

2 3 .3 HIDROMETALURGIA 987Hidrometalurgia del oro 987 Hidrometalurgia del aluminio 988

2 3 .4 ELECTROMETALURGIA 988Electrometalurgia del sodio 988 Electrometalurgia del aluminio 989 Electrorrefinacin del cobre 990

2 3 .5 ENLACE METLICO 991Propiedades fsicas de los metales 992 Modelo de mar de electrones del enlace metlico 992 Modelo del orbital molecular para los metales 994

2 3 .6 ALEACIONES 995 Compuestos intermetlicos 997

2 3 .7 METALES D E TRANSICIN 998Propiedades fsicas 999 Configuraciones electrnicas y estados de oxidacin 1000 Magnetismo 1001

23 .8 QUMICA DE METALES DE TRANSICIN SELECTOS 1002 Cromo 1002 Hierro 1003 Cobre 1004RESUMEN Y TRMINOS CLAVE 1005 HABILIDADES CLAVE 1006 VISUALIZACIN DE CONCEPTOS 1007 EJERCICIOS 1008 EJERCICIOS ADICIONALES 1010 EJERCICIOS DE INTEGRACIN 1012

Charles M. Hall 990Aleaciones con memoria de forma 998

2 , 4 Qumica de los compuestos de coordinacin 1012

24.1 COM PLEJOS METLICOS 1014El desarrollo de la qumica de coordinacin: teora de Wemer 1014 Enlace metal-ligando 1016 Cargas, nmeros de coordinacin y geometras 1016

24.2 LIGANDOS CON MS D E UN TOMO DONADOR 1019 Metales y quelatos en los sistemas vivos 1021

24.3 NOMENCLATURA DE LA QUMICA DE COORDINACIN 1025

24.4 ISOMERA 1026Isomera estructural 1027 Este reo somera 1027

24.5 COLOR Y MAGNETISMO 1031 Color 1031 Magnetismo 1033

24.6 TEORA DEL CAMPO CRISTALINO 1033 Configuraciones electrnicas en complejos octadricos 1037 Complejos tetradricos y cuadrados planos 1038RESUMEN Y TRMINOS CLAVE 1042 HABILIDADES CLAVE 1043 VISUALIZACIN DE CONCEPTOS 1043 EJERCICIOS 1044 EJERCICIOS ADICIONALES 1046 EJERCICIOS DE INTEGRACIN 1048

La entropa y el efecto quelato 1021 L a qu m ica y la v id a La batalla por el hierro en los sistemas vivos 1024

Color por transferencia de carga 1040

2 S La qumica de la vida: qumica orgnica y biolgica 1050

25 .1 ALGUNAS CARACTERSTICAS GENERALES DE LAS MOLCULAS ORGNICAS 1052Estructura de las molculas orgnicas 1052 Estabilidad de las sustancias orgnicas 1053 Solubilidad y propiedades cido-base de sustancias orgnicas 1054

25 .2 INTRODUCCIN A LOS HIDROCARBUROS 1054

2 5 .3 ALCANOS, ALQUENOS Y ALQUINOS 1055 Estructura de los alcanos 1056 Ismeros estructurales 1057 Nomenclatura de los alcanos 1058 Cidoalcanos 1060 Reacciones de los alcanos 1061 Alquenos 1062 Alquinos 1064 Reacciones de adicin de alquenos y alquinos 1065 Mecanismo de las reacciones de adicin 1066 Hidrocarburos aromticos 1068

25 .4 GRUPOS ORGNICOS FUNCIONALES 1070 Alcoholes 1072 teres 1073 Aldehidos y ceto as 1073 cidos carboxlicos y steres 1074 Aminas y amidas 1077

25 .5 QUIRALIDAD EN QUM ICA ORGNICA 1078

2 5 .6 INTRODUCCIN A LA BIOQ U M ICA 1080

2 5 .7 PROTENAS 1080Aminocidos 1080 Polipptidos y protenas 1082 Estructura de las protenas 1084

25 .8 CARBOHIDRATOS 1086 Disacridos 1087 Polisacridos 1088

25 .9 LPID O S 1089

25 .1 0 CIDOS NUCLEICOS 1090RESUMEN YTRMINOS CLAVE 1095 CONCEPTOS CLAVE 1096 VISUALIZACIN DE CONCEPTOS 1096 EJERCICIOS 1097 EJERCIOOS ADICIONALES 1102 EJERCICIOS DE INTEGRACIN 1103

La qum ica en acci Gasolina 1061La qum ica y la vida Hidrocarburos aromticos poli cclicos (HAP) 1070 l a quii ica en acci Retrato de un producto qumico orgnico 1076 La qum ica y la vida Los orgenes de la quiralidad en los sistemas vivos 1085 E strateg ias en qu m ica Y ahora qu sigue? 1094

ApndicesA Operaciones matemticas 1104 B Propiedades del agua 1111

C Cantidades termodinmicas de sustancias seleccionadas a 298.15 K (25 C) 1112

D Constantes de equilibrio en disoluciones acuosas 1115

E Potenciales estndar de reduccin a 25 C 1117

Respuestas a ejercicios seleccionados R -l

Respuestas a Pinselo un poco R-39 Glosario G -l

ndice 1 - 1

Contenido xxix

Aplicaciones qumicas y ensayos

Estrategias en aumicaEstimacin de respuestas 26

La importancia de la prctica 28 Reconocimiento de patrones 58

Resolucin de problemas 89

Como hacer un examen 106

Anlisis de reacciones qumicas 143

Uso de la entalpia como una gua 180

Clculos que involucran muchas variables 404 Y ahora qu sigue? 1094

La qumica v la vidaElementos necesarios paia los organismos vivos 57

Monitoreo de la glucosa 1 0 2 Beber demasiada agua puede matarlo 147

Regulacin de la temperatura del cuerpo humano 185

Espn nuclear e imgenes por resonancia magntica 236

El tamao inico marca la diferencia 265

El increble desarrollo de los frmacos con litio 280

La qumica de la vista 367 Presin arterial 398

Vitaminas solubles en grasas y en agua 538

Gases de la sangre y buceo en aguas profundas 540

Anemia drepanoctica 559

fijacin del nitrgeno y nitrogenasa 610

Comportamiento anftero de los aminocidos 703La sangre como una disolucin amortiguadora 729

Hundimientos 744

Caries dental y fluoracin 747

La entropa y la vida 815

Como impulsar las reacciones no espontneas 830

Latidos cardiacos y electrocardiografa 8 6 8 Aplicaciones mdicas de los radiotrazadores 910

Radioterapia 922

Cunto perclorato es demasiado? 944

La nitroglicerina y las enfermedades cardiacas 956

Arsnico en el agua potable 960

La batalla por el hierro en los sistemas vivos 1024

Hidrocarburos aromticos policclicos (HAP) 1070 Los orgenes de la quiralidad en los sistemas vivos 1085

La qumica en accinLa qumica y la industria qumica 4

La qumica en las noticias 18

Anticidos 135

El automvil hbrido 196Los explosivos y Alfred Nobel 328

Orbitales y energa 380'Diberas de gas 409

Separaciones de gases 420

Extraccin mediante fluidos supercrticos 453

Alcance de las torres para telefona celular 498

Reciclaje de plsticos 501

Hacia el automvil de plstico 506Entallas de cristal lquido 513Bromuro de metilo en la atmsfera 590

Convertidores catalticos 608

El proceso Haber 631

Control de las emisiones de xido ntrico 656

Aminas y clorhidratos de amina 694 Celdas de combustible de metanol directo 874

Aplicaciones ambientales de los radioistopos 921

fibras de carbono y materiales compuestos 962

Gasolina 1061

Retrato de un producto qumico orgnico 1076

El mtodo cientfico 13

Fuerzas bsicas 45 El espectrmetro de masas 48 Q enn Seaborg y el seaborgio 51

El aura del oro 143

Energa, entalpia y trabajo P -V 176

Aplicaciones qumicas y ensayos xxxi

La velocidad de la luz 214Medicin y el principio de incertidumbre 225Densidad de probabilidad y funciones de probabilidad

radial 230Evidencia experimental del espn electrnico 234 Carga nuclear efectiva 260Calculo de energas de red: ciclo de Bom -H aber 304Nmeros de oxidacin, cargas formales y cargas parciales

reales 318Fases de orbitales atmicos y moleculares 373La ecuacin del gas ideal 416La ecuacin de Clausius-Clapeyron 456Difraccin de rayos X por medio de cristales 465

La tercera forma del carbono 468Los transistores 490Hidratos 533Disoluciones ideales con dos o ms componentes

voltiles 548

Propiedades coligativas de las disoluciones de electrlitos 554

Uso de mtodos espectroscpicos para medir velocidades de reaccin 580

Limitaciones de los productos de solubilidad 741

Otros gases invernadero 782

Ablandamiento del agua 788

El cambio de entropa cuando un gas se expande isotrmicamente 808

Entropa y probabilidad 812

Qu tiene de"libre"la energa libre? 822

El amanecer de la era nuclear 915

La economa del hidrgeno 937

Charles M. Hall 990

Aleaciones con memoria de forma 998

La entropa y el efecto quelato 1021

Color por transferencia de carga 1040

Prefacio

PARA EL PROFESOR

Filosofasta es la decimoprimera edicin de un libro que ha gozado de un xito sin precedentes a lo largo de sus muchas ediciones. Sera justo preguntar por qu es necesaria otra edicin. La respuesta radica, en parte, en la naturaleza misma de la qumica: una ciencia dinmica, en proceso de descubrimiento continuo. Nuevas investigaciones ofrecen nuevas aplicaciones de la qumica en otros campos de la ciencia y la tecnologa. Adems, los problemas ambientales y econmicos han dado como resultado la modificacin del papel de la qumica en la sociedad. Queremos que nuestro libro refleje ese carcter dinmico y cambiante. Tambin queremos transmitir la emocin que experimentan los cientficos cuando realizan nuevos descubrimientos y contribuyen a la explicacin del mundo fsico.

Adems, en la actualidad los maestros de qumica tienen nuevas ideas con respecto a la forma de presentar la qumica, y muchas de esas nuevas ideas se reflejan en la forma en que est organizado el libro y cmo se presenta cada uno de los temas. Las nuevas tecnologas y los nuevos dispositivos para apoyar a los estudiantes durante su aprendizaje originan nuevas formas de presentar los materiales de enseanza: Internet, las herramientas de proyeccin basadas en computadoras y medios de evaluacin ms efectivos, por nombrar solamente algunos. Todos estos factores tienen efecto sobre la manera en que se modifican los textos y cmo se elabora el material adicional de una edicin a otra.

Al revisar el texto nos aseguramos de que se mantenga como una herramienta central, indispensable para el estudiante. Que sea material que pueda llevar a cualquier lugar y utilizarlo en cualquier momento; y como tal, sea un punto de parada obligatoria, y que contenga toda la informacin que el estudiante pudiera necesitar durante su aprendizaje, en el desarrollo de sus habilidades, como referencia, y para prepararse para un examen.

Creemos que los estudiantes son ms entusiastas respecto al aprendizaje de la qumica cuando ven lo importante que resulta para lograr sus propias metas e intereses. Con esto en mente, resaltamos muchas aplicaciones importantes de la qumica en la vida cotidiana. Al mismo tiempo, el libro proporciona las bases de la qumica moderna que todo estudiante necesita para su desarrollo profesional y, de manera conveniente, como preparacin para cursos de qumica ms complejos.

Si el texto es para apoyarlo de manera efectiva en su rol de maestro, es importante que lo ponga como referencia a sus estudiantes. Hemos hecho lo mejor para mantener nuestra forma de escribir clara e interesante, y al libro atractivo y bien ilustrado. Ms an, en el texto proporcionamos numerosas ayudas para los estudiantes, esto incluye descripciones cuidadosamente ubicadas acerca de las estrategias para solucionar problemas. Juntos, tenemos muchos aos de experiencia en la enseanza. Esperamos que esto sea evidente en nuestras explicaciones y en la eleccin de los ejemplos.

Un libro de texto slo es til para los estudiantes, si el profesor lo permite. Este libro contiene muchas caractersticas que le pueden ayudar a los estudiantes a aprender, y que los puede guiar mientras adquieren una compresin conceptual y habilidades para solucionar problemas. Pero el texto y todo el material complementario de apoyo deben ser coordinados por el profesor. Usted, como profesor, es la gua para que el libro se utilice adecuadamente. Por supuesto, slo con su ayuda activa los estudiantes sern capaces de aprovechar de manera eficaz todo lo que el texto ofrece; aunque con algo de esfuerzo, ellos pueden centrar su aprendizaje en un tema, simplemente porque es interesante. Tome en cuenta las caractersticas del libro que pudieran elevar el aprecio de los estudiantes por la qumica, tales como los cuadros La qumica en accin y La qumica y la vida que muestran la manera como la qumica influye en la vida moderna y su relacin con los procesos de la salud y de la vida.

xxxii

Prefacio xxxiii

Ponga mayor nfasis en la compresin de los conceptos, y menos en la resolucin de problemas algortmicos y de resoluciones sencillas. Por ejemplo, invertir menos tiempo en la solucin de problemas relacionados con la ley de los gases puede abrir la oportunidad para hablar de la qumica y el medio ambiente.

Organizacin y contenidoLos primeros cinco captulos ofrecen una visin macroscpica y fenomenolgica de la qumica. Los conceptos bsicos que introdujimos como nomenclatura, estequio- metra y termoqumica, proporcionan una base para muchos de los experimentos de laboratorio que por lo general se realizan en qumica. Creemos que una temprana introduccin a la termoqumica es ideal, debido a que mucha de nuestra comprensin de los procesos qumicos se basa en consideraciones relacionadas con el cambio de energa. Adems, la termoqumica es importante cuando explicamos el tema de las entalpias de enlace. Creemos tener un mtodo efectivo y equilibrado para ensear termodinmica dentro de la qumica general. No es fcil caminar por la delgada lnea entre (por un lado) tratar de ensear mucho a un alto nivel y (por el otro lado) hacer demasiadas simplificaciones. Como en todo el libro, nos hemos enfocado en promover una compresin conceptual, en lugar de presentar ecuaciones en las que el lector tenga que colocar nmeros.

Los siguientes cuatro captulos (captulos 6 a 9) manejan la estructura atmica y los enlaces. Hemos conservado nuestra larga presentacin de los orbitales atmicos. Para los estudiantes ms avanzados, los cuadros llamados Un panorama detallado manejan funciones radiales de probabilidad y la naturaleza de los orbitales de antienlace. En el captulo 7 mejoramos nuestra exposicin sobre los radios atmicos y inicos. As, el enfoque del texto cambia al siguiente nivel de la organizacin de la materia: los estados de la materia (captulos 10 y 11) y disoluciones (captulo 13). Adems, en esta seccin incluimos un captulo de aplicaciones sobre la qumica de materiales modernos (captulo 1 2 ), el cual est construido sobre la comprensin del estudiante sobre los enlaces y las interacciones moleculares. Este captulo fue revisado minuciosamente para que se mantuviera de acuerdo con los cambios en la tecnologa, y se reorganiz para enfatizar una clasificacin de materiales basados en las caractersticas de sus enlaces electrnicos. Este captulo proporciona una oportunidad para mostrar cmo en ocasiones el concepto abstracto de los enlaces qumicos tiene efectos sobre aplicaciones en el mundo real. La organizacin modular del captulo le permitir elaborar su plan de estudio para enfocarse en dichos materiales (semiconductores, polmeros, biomateriales, nanotecnologa, etc.), los que sean ms relevantes para sus estudiantes.

En los siguientes captulos analizamos los factores que determinan la velocidad y el avance de las reacciones qumicas: cintica (captulo 14), equilibrio (captulos 15 a 17), termodinmica (captulo 19) y electroqumica (captulo 20). Adems, en esta seccin existe un captulo sobre qumica ambiental (captulo 18), en el cual se aplican los conceptos explicados en los captulos anteriores para analizar la atmsfera y la hidrosfera.

Despus de una explicacin sobre la qumica nuclear (captulo 21), los captulos finales repasan la qumica de los no metales, metales, qumica orgnica y bioqumica (captulos 22 a 25). El captulo 22 se acort un poco y el captulo 23 contiene un moderno tratamiento de la estructura y enlace de los metales. Al captulo 25 se le agreg una breve explicacin sobre los lpidos. Estos captulos finales se desarrollaron de manera paralela y se pueden estudiar en cualquier orden.

La secuencia de captulos proporciona una organizacin bastante estandarizada, aunque reconocemos que no todo el mundo expone los temas en el orden en el que lo presentamos aqu; por lo tanto, nos hemos asegurado de que los profesores puedan hacer cambios en la secuencia de enseanza sin perder la comprensin del estudiante. En especial, muchos profesores prefieren ver los gases (captulo 10) despus de estequiometra o despus de termoqumica en lugar de estados de la materia. El captulo sobre gases est escrito para permitir este cambio sin interrumpir el flujo del material. Tambin es posible tratar antes el balanceo de ecuaciones redox (secciones 2 0 . 1 y 2 0 .2 ), posterior a la introduccin de las reacciones redox de la seccin 4.4. Por ltimo, a algunos instructores les gusta cubrir la qumica orgnica (captulo 25) justo despus de los enlaces (captulo 9). Un movimiento muy comn.

Introduciremos a los estudiantes a la qumica orgnica e inorgnica descriptivas mediante la integracin de ejemplos a travs del texto. Encontrar ejemplos importantes y apropiados de qumica "real" insertados a lo largo de todos los captulos, como medio para explicar los fundamentos y las aplicaciones. Por supuesto, algunos captulos explican de manera ms directa las propiedades de los elementos y sus componentes, especialmente los captulos 4 ,7 ,1 2 ,1 8 y 22 a 25. Tambin incorporamos ejercicios de qumica orgnica e inorgnica descriptiva el final del captulo.

Cambios en esta edicinYa hemos mencionado algunos cambios realizados en captulos individuales en la presente edicin. De manera ms amplia, hemos introducido varias caractersticas que son generales a lo largo del texto. Tradicionalmente Qumica, la ciencia central ha sido identificada por su claridad en la escritura, su precisin y extensin cientfica, sus ejercicios al final de cada captulo y su consistencia con respecto al nivel de cobertura. Al hacer modificaciones, nos hemos asegurado de no comprometer esas caractersticas y al mismo tiempo respondimos a la retroalimentacin recibida de los estudiantes con respecto a las ediciones anteriores. Para hacer el texto ms fcil de utilizar, continuamos con el uso de un diseo abierto y limpio. Se revisaron e introdujeron las ilustraciones de ediciones anteriores que permiten una presentacin ms esquemtica y amplia de los principios que se presentan. En general, se fortaleci el diseo grfico con la finalidad de transmitir mejor la belleza, la emocin, y los conceptos de la qumica. Las fotografas al inicio de cada captulo se integraron a la introduccin con la finalidad de dar mayor relevancia al contenido del captulo.

Seguimos presentando la seccin A continuacin al principio de cada captulo (la cual tomamos de la novena edicin), pero modificamos su formato para que el material sea ms didctico para los estudiantes. Los conceptos de referencia (qo) continuarn proporcionando referencias de fcil identificacin para el material cubierto con anterioridad en el libro. Los ensayos titulados Estrategias en qumica, que ofrecen consejos a los estudiantes respecto a la solucin de problemas y a "pensar como un qumico", continuarn siendo una caracterstica importante. Los ejercicios Pinselo un poco introducidos en la dcima edicin han probado ser muy populares, por ello incrementamos su nmero; son preguntas informales, ms que preguntas especficas, que dan la oportunidad a los estudiantes de verificar si efectivamente comprenden el concepto mientras hacen su lectura. Continuamos con los ejercicios de la categora Visualizacin de conceptos: ejercicios diseados para facilitar la compresin de conceptos a travs del uso de modelos, grficos y otros materiales visuales. Anteceden a los ejercicios de final de captulo y cada uno ofrece la seccin de referencia. Seguimos con el uso de grficos de enfoque mltiple con el fin retratar representaciones conceptuales microscpicas, macroscpicas y simblicas, de manera que los estudiantes puedan aprender a ver la qumica de la forma en que lo hacen los cientficos, desde una variedad de perspectivas. Los ejercicios de integracin dan a los estudiantes la oportunidad de resolver problemas ms desafiantes que integren conceptos del presente captulo con los de anteriores; tambin incrementamos su nmero.

Los nuevos ensayos de nuestras bien recibidas series La qumica en accin y La qumica y la vida enfatizan eventos mundiales, descubrimientos cientficos y sucesos mdicos que han ocurrido desde la publicacin de la pasada edicin. Mantenemos el nfasis en los aspectos positivos de la qumica sin ocultar los problemas que surgen en nuestro mundo cada vez ms tecnolgico. Nuestra meta es ayudar a los estudiantes a apreciar la perspectiva de la qumica en el mundo real y las formas en las cuales la qumica afecta nuestras vidas.

Otra de las modificaciones ms importantes que ver a lo largo del texto es el uso de frmulas estructurales condensadas para los cidos carboxflicos. Por ejemplo, ahora escribimos CH3COOH para el cido actico en lugar de HC2H3O2.

Prefacio xxxv

Tambin descubrir que... Revisamos o remplazamos muchos de los ejercicios finales de cada captulo, en

especial, los ejercicios numerados con negro (aquellos que no tienen respuesta en el apndice).

Integramos ms preguntas conceptuales dentro del material final de los captulos.

Agregamos los pasos Anlisis, Estrategia, Resolucin y Comprobacin como mtodo para resolver problemas a casi todos los ejercicios resueltos del libro para proporcionar una gua adicional a la solucin de problemas.

Ampliamos el uso de estrategias de doble columna para la solucin de problemas en muchos de los ejercicios resueltos para delinear con mayor claridad el proceso de clculos matemticos, y as ayudar a los estudiantes a realizar mejor los clculos matemticos.

Agregamos tanto la seccin Habilidades clave como Ecuaciones clave al final del texto de cada captulo para ayudar a los estudiantes a centrarse en sus estudios.

PARA E L E S T U D IA N T E ______________________________________

Qumica. La ciencia central, decimoprimera edicin, fue escrito para introducirlo en el mundo de la qumica moderna. En efecto, como autores estamos comprometidos con cada profesor para ayudarle a usted a aprender qumica. Con base en los comentarios de los estudiantes y de los profesores que han utilizado ediciones anteriores de este libro, creemos que hemos hecho un buen trabajo. Por supuesto, esperamos que el contenido evolucione a travs de futuras ediciones. Le invitamos a que nos escriba y nos diga qu le gusta, as sabremos en dnde le fuimos de mayor ayuda; y qu le gustara que mejorramos, de modo que podamos mejorar el libro en ediciones posteriores. Nuestras direcciones electrnicas aparecen al final del prefacio.

Consejo para estudiar y aprender qumicaAprender qumica requiere tanto la asimilacin de muchos conceptos nuevos como del desarrollo de habilidades analticas. En el libro proporcionamos numerosas herramientas para ayudarlo a triunfar en ambas. Si usted quiere tener xito en su curso de qumica, tendr que desarrollar buenos hbitos de estudio. Los cursos de ciencias, y en especial de qumica, demandan estrategias distintas a las de otros cursos. Le ofrecemos los siguientes consejos para que tenga xito en su curso de qumica:

No se quede atrs! Mientras su curso de qumica avanza, los nuevos temas estarn elaborados sobre la base del material ya explicado. Si usted no revisa sus lecturas y la solucin de problemas, tendr muchas dificultades para seguir las lecturas y explicaciones de los temas nuevos. Se ha demostrado que estudiar justo antes de un examen es una manera poco efectiva de aprender cualquier tema, incluida la qumica.

Delimite el material de estudio. En ocasiones la cantidad de informacin que debe aprender parece ser abrumadora. Es necesario reconocer aquellos conceptos y habilidades que son especialmente importantes. Ponga atencin en lo que su profesor considera ms importante. Mientras avanza a travs de los ejercicios resueltos y las asignaciones extra escola res, intente reconocer los principios y habilidades con los que tendr que lidiar. Utilice la caracterstica "A continuacin..." al principio de cada captulo para orientarse respecto a lo que es ms importante. Una simple lectura del captulo no ser suficiente para un aprendizaje exitoso de los conceptos presentados y para las actividades de solucin de problemas. Tendr que estu-

xxxvi Prefacio

diar los materiales asignados ms de una vez. No ignore las secciones Pinselo un poco, Ejercicios resueltos y Ejercicios de prctica. Son las guas de lo que realmente estudiar. Las Habilidades clave y las Ecuaciones clave, al final de cada captulo, le ayudarn a delimitar su estudio.

Mantenga en orden los apuntes de sus lecturas. Sus apuntes le proporcionarn un registro claro y conciso de lo que su profesor considera material importante para aprender. Utilice sus apuntes junto con el texto; es la mejor manera de determinar qu material estudiar.

D una hojeada al texto antes de que sea cubierto en clase. Revisar un tema antes de verlo en clase le har ms fcil tomar buenas notas. Primero lea la introduccin y el resumen, luego lea rpidamente el texto del captulo, ignore los ejercicios resueltos y las secciones suplementarias. Ponga atencin a los ttulos de las secciones y subsecciones, los cuales le darn una idea del alcance de los temas. Trate de no pensar que debe aprender y comprender todo rpidamente.

Despus de su lectura en clase, lea cuidadosamente los temas cubiertos. IXirante la clase, ponga atencin en los conceptos presentados y en la aplicacin de dichos conceptos en los ejercicios resueltos. Una vez que comprenda los ejercicios resueltos, pruebe sus aptitudes con los ejercicios de prctica.

Aprenda el lenguaje de la qumica. Durante su estudio de la qumica, encontrar muchas palabras nuevas. Es importante poner atencin a ellas y entender su significado o el de las entidades a las cuales hace referencia. Saber cmo identificar sustancias qumicas a partir de sus nombres es una habilidad importante: puede evitarle dolorosas equivocaciones durante las evaluaciones. Por ejemplo, "cloro" y "cloruro" hacen referencia a cosas muy diferentes.

Resuelva los ejercicios asignados en la parte final de cada captulo. Resolver los ejercicios asignados por su profesor proporciona la prctica necesaria para recordar y aplicar las ideas fundamentales del captulo. No es posible aprender solamente observando: debe ser un participante. Haga un esfuerzo sincero por resolver cada ejercicio por s mismo; sin embargo, si queda atorado en alguno, pida ayuda a su profesor, a su asesor o a algn otro estudiante. Invertir ms de 20 minutos en un solo ejercicio pocas veces es efectivo, a menos que el ejercicio sea particularmente desafiante.

Algunas cosas se aprenden fcilmente mediante el descubrimiento, mientras otras deben verse en tres dimensiones.

Lo ms importante es trabajar duro, estudiar de manera efectiva y utilizar las herramientas que tiene a su disposicin, sobre todo este libro. Queremos ayudarle a aprender ms sobre el mundo de la qumica y que entienda por qu la qumica es la ciencia central. Si usted aprende qumica bien, puede ser el alma de la fiesta, impresionar a sus amigos y, desde luego pasar el curso con una buena calificacin.

RECONOCIM IENTOS__________________________________________________________La produccin de un libro de texto es un esfuerzo que involucra a mucha gente, adems de los autores. Muchas personas contribuyeron con trabajo duro y talento para la publicacin de esta edicin. Auque sus nombres no aparecen en la portada del libro, su creatividad, tiempo y apoyo ha sido fundamental en todas las etapas de su desarrollo y produccin.

Cada uno de nosotros se benefici enormemente de las conversaciones con los colegas y con la correspondencia tanto de los profesores como de los estudiantes. Nuestros colegas nos ayudaron enormemente al revisar el material, compartir sus puntos de vista y proporcionar sugerencias para mejorar el texto. En esta edicin, adems de los revisores tcnicos, fuimos particularmente bendecidos con un excepcional grupo de revisores (verificadores) muy preparados que leyeron todo el material en busca de inconsistencias y errores tanto tcnicos como tipogrficos.

Prefacio xxxvii

Revisores tcnicos de la decimoprimera edicinPatricia Amatis Virginia Polytechnic Institute and State Pamela Marks Arizona State University

University Shelley Minteer Saint Louis UniversityTodd L. Austell University of North Carolina, Chapel Hill Jessica Orvis Georgia Southern UniversityMeKta Balch University of Illinois at Chicago Jason Overby College of CharlestonDavid L. Cedeo Illinois State University Amy L. Rogers College of CharlestonElzbieta Cook Louisiana State University Mark Schraf West Virginia UniversityEnriqueta Cortez South Texas College Susan M. Shih College of DuPageStephen Drucker University of Wisconsin-Eau Claire David Soriano University of Pittsburgh-BradfordJames M. Farrar University of Rochester Domenic J. Tlani University of North Carolina, Chapel HillGregory M. Ferrence Illinois State University John B. Vincent University of AlabamaPaul A. Flowers University of North Carolina at Pembroke Michael J. Van Stipdonk Wichita State UniversityCheryl B. Freeh University of Central Oklahoma Thomas R Webb Auburn UniversityKenneth A. French Blinn College Paul G. Wenthold Purdue UniversityB*ic Goll Brookdale Community College Wayne Wesolowski University Of ArizonaCarl A. Hoeger University of California, San Diego Charles A. Wilkie Marquette UniversityMichael O. Hurst Georgia Southern University Troy Wood SUNY BuffaloMilton D. Johnston, Jr. University of South Florida Dr. Susan M. Zirpoli Slippery Rock UniversityRobley J. Light Florida State University

Revisores verificadores de la decimoprimera edicinMargaret Asirvatham University of Colorado Barbara Mowery York CollegeLouis J. Kirschenbaum University of Rhode Island Richard Perkins University of Southwest LouisianaRichard Langley Stephen F. Austin State University Kathy Thrush Shaginaw Villanova UniversityAlbert Martin Moravian College Maria Vogt Bloomfield CollegeStephen Mezyk California State University, Long Beach

Participantes en el foro MasteringChemistryPhil Bennett Santa Fe Community College Bob Pribush Butler UniversityJo Blackburn Richland College A1 Rives Wake Forest UniversityJohn Bookstaver St. Charles Community College Joel Russell Oakland UniversityDavid Carter Angelo State University Greg Szulczewski University of Alabama, TuscaloosaDoug Cody Nassau Community College MattTarr University of New OrleansTom Dowd Harper College Dennis Taylor Clemson UniversityPalmer Graves Florida International University Harold Trimm Broome Community CollegeMargie Haak Oregon State University Emanuel Waddell University of Alabama, HuntsvilleBrad Herrick Colorado School of Mines Kurt Winklemann Florida Institute of TechnologyJeff Jenson University of Findlay Klaus Woelk University of Missouri, RollaJeffMcVey Texas State University Steve Wood Brigham Young UniversityGary Michels Creighton University

Revisores tcnicos de las ediciones previas de Qumica, la ciencia centralS.K. Airee University of Tennessee Leon Borowski Diablo Valley CollegeJohn J. Alexander University of Cincinnati Simon Bott University of HoustonRobert Allendoerfer SUNY Buffalo Kevin L. Bray Washington State UniversityPatricia Amatis Virginia Polytechnic Institute and State Daeg Scott Brenner Clark University

University Gregory Alan Brewer Catholic University of AmericaSandra Anderson University of Wisconsin Karen Brewer Virginia Polytechnic Institute and StateJohn Arnold University of California UniversitySocorro Arteaga El Paso Community College Edward Brown Lee UniversityRosemary Bartoszek-Loza The Ohio State University Gary Buckley Cameron UniversityBoyd Beck Snow College Carmela Byrnes Texas A&M UniversityAmy Beilstein Centre College B. Edward Cain Rochester Institute of TechnologyVictor Berner New Mexico Junior College Kim Calvo University of AkronNarayan Bhat University of Texas, Pan American Donald L. Campbell University of WisconsinMerrill Blackman United States Military Academy Gene O. Carlisle Texas A&M UniversitySalah M. Blaih Kent State University Elaine Carter Los Angeles City CollegeJames A. Boiani SUNY Geneseo Robert Carter University of Massachusetts

xxxviii Prefacio

Ann Cartwright San Jacinto Central College Siam Kahmis University of PittsburghDana Chatellier University of Delaware Steven Keller University of MissouriStanton Ching Connecticut College John W. Kenney Eastern New Mexico UniversityPaul Chirik Cornell University Neil Kestner Louisiana State UniversityWilliam Cleaver University of Vermont Leslie Kinsland University of LouisianaBeverly Clement Blinn College Donald Kleinfelter University of Tennessee, KnoxvilleRobert D. Cloney Fordham University David Kort George Mason UniversityJohn Collins Broward Community College George P. Kreishman University of CincinnatiEdward Werner Cook Tunxis Community Technical College Paul Kreiss Anne Arundel Community CollegeElzbieta Cool University of Calgary Manickham Krishnamurthy Howard UniversityThomas Edgar Crumm Indiana University of Pennsylvania Brian D. Kybett University of ReginaDwaine Davis Forsyth Tech Community College Wiliam R. Lammela Nazareth CollegeRamn Lpez de la Vega Florida International University John T. Landrum Horida International UniversityNancy De Luca University of Massachusetts, Lowell Richard Langley Stephen F. Austin State University

North Campus N. Dale Ledford University of South AlabamaAngel de Dios Georgetown University Ernestine Lee Utah State UniversityJohn M. DeKorte Glendale Community College David Lehmpuhl University of Southern ColoradoDaniel Domin Tennessee State University Donald E. Linn, Jr. Indiana University-Purdue UniversityJames Donaldson University of Toronto IndianapolisBill Donovan University of Akron David Lippmann Southwest Texas StateRonald Ducho vie Indiana University-Purdue University at Patrick Lloyd Kingsborough Community College

Fort Wayne Encamacin Lopez Miami Dade College, WolfsonDavid Easter Southwest Texas State University Arthur Low Tarleton State UniversityJoseph Ellison United States Military Academy Gary L. Lyon Louisiana State UniversityGeorge O. Evans II East Carolina University Preston J. MacDougall Middle Tennessee State UniversityClark L. Fields University of Northern Colorado Jeffrey Madura Duquesne UniversityJennifer Firestine Lindenwood University Larry Marino Triton CollegeJan M. Fleischner College of New Jersey Asoka Marasinghe Moorhead State UniversityMichelle Fossum Laney College Earl L. Mark ITT Technical InstituteRoger Frampton Tidewater Community College Albert H. Martin Moravian CollegeJoe Franek University of Minnesota Przemyslaw Maslak Pennsylvania State UniversityDavid Frank California State University Hilary L. Maybaum ThinkQuest, Inc.Ewa Fredette Moraine Valley College Armin Mayr El Paso Community CollegeKaren Frindell Santa Rosa Junior College Marcus T. McEllistrem University of WisconsinJohn I. Gelder Oklahoma State University Craig McLauchlan Dlinois State UniversityPaulGilletti Mesa Community College Wiliam A. Meena Valley CollegePeter Gold Pennsylvania State University Joseph Merola Virginia Polytechnic Institute andJames Gordon Central Methodist College State UniversityThomas J. Greenbowe Iowa State University Stephen Mezyk California State UniversityMichael Greenlief University of Missouri Eric Miller San Juan CollegeEric P. Grimsrud Montana State University Gordon Miller Iowa State UniversityJohn Hagadom University of Colorado Massoud (Matt) Miri Rochester Institute of TechnologyRandy Hall Louisiana State University Mohammad Moharerrzadeh Bowie State UniversityJohn M. Halpin New York University Tracy Morkin Emory UniversityMarie Hankins University of Southern Indiana Barbara Mowery Yorktown, VARobert M. Hanson St. Olaf College Kathleen E. Murphy Daemen CollegeDaniel Haworth Marquette University Kathy Nabona Austin Community CollegeInna Hefley Blinn College Robert Nelson Georgia Southern UniversityDavid Henderson Trinity College A1 Nichols Jacksonville State UniversityPaul Higgs Barry University Ross Nord Eastern Michigan UniversityGary G. Hoffman Rorida International University Mark Ott Jackson Community CollegeDeborah Hokien Marywood University Robert H. Paine Rochester Institute of TechnologyRobin Homer Fayetteville Tech Community College Robert T. Paine University of New MexicoRoger K. House Moraine Valley College Sandra Patrick Malaspina University CollegeWilli am Jensen South Dakota State University Mary Jane Patterson Brazosport CollegeJanet Johannessen County College of Morris Tammi Pavelec Lindenwood UniversityAndrew Jones Southern Alberta Institute of Technology Albert Payton Broward Community CollegeBooker Juma Fayetteville State University Christopher J. Peeples University of TulsaIsmail Kady East Tennessee State University Kim Percell Cape Fear Community College

Prefacio xxxix

Qta Perkins Estrella Mountain Community CollegeRicha