manual química cfi

Elaboró: Ing. Arturo Ojeda Flores

QUÍMICA CFI

MANUAL

NOMBRE___________________________________

GRUPO_____

CIENCIAS BÁSICAS

1 Elaboró: Ing. Arturo Ojeda Flores

ÍNDICE

TEMA 1. LA QUÍMICA: UNA CIENCIA INTERDISCIPLINARIA 2 TEMA 2. MATERIA, ENERGÍA Y CAMBIOS 4 TEMA 3. ESTRUCTURA ATÓMICA 11 TEMA 4. TABLA PERIÓDICA 18 TEMA 5. ENLACE QUÍMICO 24 TEMA 6. NOMENCLATURA EN QUÍMICA INORGÁNICA 28 EJERCICIOS ADICIONALES DE NOMENCLATURA


TEMA 1. LA QUÍMICA: UNA CIENCIA INTERDISCIPLINARIA. A cada momento se interactúa con productos que han sido obtenidos gracias al desarrollo de la química, los cuales se han vuelto indispensables en la vida. Esta ciencia no es lejana y abstracta, al contrario es aplicada y forma parte de la cotidianidad. Si se observa cuidadosamente el mundo es posible ver muchos productos químicos: alimentos enlatados, vitaminas, vacunas, nuevos medicamentos y antibióticos que curan enfermedades que antes costaban la vida, fertilizantes, derivados del petróleo, esmaltes, pinturas, cosméticos, textiles, plásticos, papel, etc. Los automóviles se mueven gracias a las reacciones químicas generadas por la combustión de la gasolina y las calles por donde caminas están pavimentadas con asfalto. La química proporciona productos para proteger los cultivos de plagas y agentes nocivos, así como fertilizantes que permiten multiplicar el rendimiento de las cosechas. Sin la química no podrían fabricarse computadoras en el mundo, ya que ésta suministra los chips de materiales semiconductores como el silicio. La química ha incorporado materiales más elásticos y resistentes como los elastómeros, y cada día se baten nuevos récords debido en gran parte a la evolución de los materiales con que se fabrica el equipamiento que permite que los deportistas obtener mayor rendimiento en su esfuerzo. Contesta las siguientes preguntas. 1. ¿Qué estudia la química? 2. ¿De las siguientes cuáles están compuestas de sustancias químicas? a) Proteínas b) Verduras c) Nylon d) Pintura e) Latón f) Vitaminas g) Algodón h) Ffruta i) Vidrio j) Carbohidratos 3. Menciona por lo menos, tres aplicaciones de la química en nuestra vida cotidiana.


4. Analiza el significado de la expresión siguiente: “Sin sustancias químicas, la vida misma no sería posible”. 5. El café y el té negro contienen sustancias químicas. Describe algunas ventajas de su consumo, menciona algunos problemas. 6. Analiza el concepto de riesgo y beneficio en relación con la ingestión de cafiaspirina para aliviar el dolor de cabeza. 7. Critica el siguiente enunciado: “No necesitas un curso de química a menos que vayas a ser químico o ingeniero químico”. 8. ¿Cuál o cuáles de las actividades siguientes tienen que ver con la química? Explica tu respuesta. a) Estudiar el adelgazamiento de la capa de ozono. b) Analizar los contaminantes del suelo. c) Perfeccionar tintas nuevas. d) Estudiar los efectos de la radiación UV en los materiales. e) Analizar los contaminantes del agua. f) Inventar polímeros nuevos. g) La conservación de alimentos. h) El uso del horno de microondas i) El fechado o datación de fósiles. j) Reciclado de materiales 9. ¿Por qué se afirma que la química es una ciencia interdisciplinaria? 10. Cita cuatro campos profesionales donde la química es necesaria.


11. ¿Tiene algo que ver la química con la preservación de nuestro ambiente? 12. Explica por qué han surgido divisiones de la química y especifica de qué se ocupa cada una de ellas.


TEMA 2. MATERIA, ENERGÍA Y CAMBIOS. Todo lo que existe en el Universo esta constituido de materia, ésta es parte del hombre y constituye el hábitat que lo rodea. De una manera más específica podemos decir que los cuerpos y objetos que nos rodean están formados por materia, como ejemplos, se pueden mencionar el aire, el agua, la tierra, la ventana, el gis, etc., todo está hecho de materia. En la vida cotidiana es común que las sustancias experimenten diferentes transformaciones, algunas son más visibles que otras, pero todas las sustancias se alteran en distintos grados. Algunos ejemplos son la combustión, la oxidación, la efervescencia, la descomposición de los alimentos, los cambios en los estados de agregación. Tales cambios pueden ser físicos, químicos y nucleares. La energía se manifiesta en los cambios físicos, por ejemplo, al elevar un objeto, transportarlo, deformarlo o calentarlo. Está presente en los cambios químicos, como al quemar un trozo de madera o en la descomposición de agua mediante la corriente eléctrica. Contesta las siguientes preguntas. 1.-‐ Describe porqué una muestra de cualquier roca tiene más peso en la Tierra que en la Luna. ¿Cómo es comparativamente la masa de la roca en estos dos ambientes? 2.-‐ ¿Cómo es comparativamente la masa de tu cuerpo en la Tierra, en el espacio y en la Luna? A veces, los términos masa y peso se utilizan indistintamente. ¿Por qué es incorrecto hacerlo? 3.-‐ De lo que sigue, ¿qué contiene materia y qué no? ¿Por qué? • Luz • Bistec de res • Electricidad • Chocolate • Aire • Calor • Pintura • Luz solar • Azúcar • Sonidos musicales • Latón • Vidrio • Helio gaseoso


• Carbón vegetal • Agua • Rayo láser • Papel 4.-‐ ¿Cuáles de las siguientes son propiedades físicas y cuáles propiedades químicas del cobre? • Se funde a 1284°C. • Su densidad es de 8.96 g/cm3. • Es un buen conductor del calor. • Se torna verdoso cuando se expone al cloro. • Es maleable. 5.-‐ ¿Cuáles de las siguientes son propiedades físicas y cuáles propiedades químicas del vinagre? • Es un líquido incoloro. • Su sabor es agrio. • Tiene un aroma intenso. • Reacciona con los depósitos calcáreos de los grifos. • Produce dióxido de carbono gaseoso cuando se mezcla con soda para hornear. 6.-‐ Clasifica los hechos siguientes como propiedades físicas o químicas. • El líquido para encender carbón se evapora con facilidad. • Se puede quemar alcohol en un motor. • El aluminio metálico reacciona con los ácidos. • La sal se disuelve en el agua. • El líquido para encender carbón es inflamable. • El alcohol se evapora con rapidez. • La plata es buena conductora del calor y la electricidad. • El magnesio metálico reacciona con el ácido sulfúrico, con producción de hidrógeno gaseoso. 7.-‐ Describe varias propiedades físicas y químicas de una vela. 8.-‐ Describe varias propiedades físicas y químicas de un clavo de hierro. 9.-‐ ¿En qué estado de la materia están las partículas en contacto y fluyen unas sobre otras?


10.-‐ ¿En qué estado de la materia están las partículas estrechamente empaquetadas, a veces formando redes cristalinas? 11.-‐ Compara las propiedades de los elementos hidrógeno y oxígeno con las del compuesto agua, que contiene estos mismos elementos. 12.-‐ Compara las propiedades de los elementos carbono, hidrógeno y oxígeno con las del azúcar, que es un compuesto que contiene estos elementos. 13.-‐ Compara las propiedades de la sal común con las de los elementos que se combinan para formar este compuesto. 14.-‐ ¿Cómo se llama la unidad más pequeña de un elemento que posee las propiedades de ese elemento? 15.-‐ ¿Cómo se denomina una sustancia pura que contiene dos o más elementos? 16.-‐ De lo que sigue, ¿cuáles son sustancias puras? • Elementos. • Compuestos. • Agua. • Luz. 17.-‐ Dos o más elementos se combinan químicamente para formar (elige una respuesta) a) Compuestos. b) Mezclas. c) Elementos nuevos.


18.-‐ En cada caso decide si se trata de un elemento, un compuesto, una mezcla homogénea o una mezcla heterogénea. • Alcohol etílico (CH3CH2OH). • Una hamburguesa con queso. • Ácido sulfhídrico (H2S). • Un enjuague bucal. • Oro de 10 kilates. • La sal común. • El yodo. • Una muestra de plata pura. • El uranio. • El azufre. • Un tazón de cereal con azúcar y leche. • Una pizza. • Aserrín y arena. • Palomitas de maíz con sal. • Gasolina. • Azúcar (C12H22O11) 19.-‐ ¿Por qué se puede afirmar que el ácido sulfúrico (H2SO4) es un compuesto? 20.-‐Menciona dos elementos, dos compuestos, dos mezclas homogéneas y dos mezclas heterogéneas. 21.-‐ Menciona 3 ejemplos de suspensiones y 3 ejemplos de coloides. 22.-‐ Describe detalladamente el método o métodos de separación de mezclas que utilizarías para separar una disolución de sal en agua. 23.-‐ ¿Es heterogénea u homogénea una mezcla de sal y arena? Describe de qué forma separarías estos dos materiales.


24.-‐ ¿Cómo separas una mezcla de sal, limaduras de hierro, agua y aserrín? 25.-‐ Indica una aplicación industrial de la destilación, decantación, evaporación y centrifugación. 26.-‐ El aire es una mezcla de muchos gases, principalmente nitrógeno, oxígeno y argón. ¿Se podría utilizar la destilación para separar el aire es sus gases componentes? Explica tu respuesta. 27.-‐ ¿En qué punto tiene más energía potencial un carro de montaña rusa, cuando comienza a ascender por la primera pendiente, o cuando alcanza la cima de ella? 28.-‐ ¿Qué tiene más energía potencial: un clavadista en el trampolín de 1 m, o el mismo clavadista en la plataforma de 10 m? 29.-‐ Explica para qué requiere el cuerpo humano cada uno de los siguientes tipos de energía: a) Energía mecánica. b) Energía química. c) Energía eléctrica. d) Energía térmica. 30.-‐ ¿Cuáles de los cambios siguientes son exotérmicos, y cuáles son endotérmicos? • Una vela que arde. • Fundir la cera de una vela. • Una planta que elabora azúcar por fotosíntesis • El metabolismo del azúcar de un caramelo. • Fundir hielo. • Una corriente eléctrica descompone cloruro de sodio (sal común). • Quemar gas natural. • La explosión de una bomba ordinaria (no nuclear).


31.-‐ Clasifica los hechos o actos siguientes como cambios físicos o químicos. • Prender un encendedor de butano. • La expansión del agua al congelarse. • La evaporación del alcohol. • El enmohecimiento de un clavo de hierro. • El empañamiento de la plata. • Afilar un lápiz. • La digestión de una barra de caramelo. • La fusión de la soldadura. • Quitar una mancha a una tela con blanqueador. • Fundir mantequilla. • Una lata de bebida gaseosa libera un gas al ser abierta. • Decolorarse el cabello con peróxido de hidrógeno. • Disolver la grasa del camino que manchó tu auto, con un disolvente comercial. • Hacerse una permanente para rizar el cabello. 32.-‐ Clasifica los hechos siguientes como propiedad física, propiedad química, cambio físico o cambio químico. • Tu cabello es de color castaño. • Puedes cortarte el cabello. • Un escultor cincela una estatua de mármol. • El mármol se rompe con un martillo. • El mármol reacciona con un ácido con formación de burbujas de dióxido de carbono. • Las bolas de naftalina se funden a 80 0 C. • El ácido de batería que goteó sobre unos pantalones reaccionó con el algodón e hizo agujeros después de que se lavaron. • Un adobo que contenía vinagre ablandó un bistec al descomponer las proteínas de la carne. • El etanol se disuelve en agua. • El etanol arde en el aire para dar dióxido de carbono y vapor de agua. • El alcohol arde con flama azul. • El zinc metálico se funde cuando se calienta a 420 0 C. • Se desprenden burbujas de hidrógeno gaseoso cuando se pone zinc metálico en ácido sulfúrico. • El carbón vegetal arde y deja cenizas de color gris. • Los trozos de carbón vegetal negro se pueden pulverizar. • La lluvia ácida desgastó una estatua de mármol. • Picar un trozo de carne. • La digestión de un bistec. • Hornear un pan. • La combustión de un pedazo de papel. • El choque de un auto contra un árbol.


33.-‐ ¿Hay un cambio químico o un cambio físico durante la combustión de la madera? ¿Se crea energía?, ¿Se destruye energía? Explica tu respuesta. 34.-‐ ¿Cuál de estos incisos NO es válido respecto a las reacciones químicas? a) En algunas reacciones se libera energía. b) En algunas reacciones se absorbe energía. c) A veces se crea energía y a veces se destruye energía. d) Los átomos no se destruyen, pero se forma una nueva sustancia. 35.-‐ Durante el metabolismo del azúcar y de otros alimentos…(Elige ) a) Se absorbe energía. b) Se libera energía. c) Se crea energía. d) Se destruye energía. 36.-‐ Durante la fotosíntesis en las plantas… a) Se absorbe energía. b) Se libera energía. c) Se crea energía. d) Se destruye energía. 37.-‐ Explica como es que la herrumbre (hierro oxidado) puede tener más masa que el hierro puro. 38.-‐ Se consume totalmente un tanque lleno de gasolina de tu automóvil, ¿qué ocurrió con toda esa masa?, ¿se violó la ley de la conservación de la masa? 39.-‐ Una muestra de 28 g de nitrógeno se combina completamente con 6 g de hidrógeno gaseoso para formar amoniaco. ¿Cuál es la masa de amoniaco formado? 40.-‐ El magnesio metálico reacciona explosivamente con el oxígeno para formar óxido de magnesio. Las siguientes características son propias de la reacción, EXCEPTO…. a) La masa producida de óxido de magnesio es igual a la masa del magnesio consumido más la masa del oxígeno consumido. b) La reacción describe la formación de una nueva sustancia. c) El producto de la reacción, el óxido de magnesio, es un compuesto químico. d) El óxido de magnesio tiene propiedades físicas y químicas similares al oxígeno y al magnesio.


41.-‐ Explica como puede ser cierto el siguiente enunciado. Se absorbe energía durante la evaporación del agua, pero no se crea ni se destruye energía. 42.-‐ Explica ¿cómo es posible que se absorba o incorpore energía durante la fotosíntesis, y que al mismo tiempo conserve?


TEMA 3. ESTRUCTURA ATÓMICA. El ser humano ha intentado explicar lo que le rodea de distintas maneras. Las primeras explicaciones que dio a los fenómenos que observaba eran de carácter místico o mitológico, pero conforme ha pasado el tiempo y se han hecho descubrimientos, también han sido modificadas dichas explicaciones. Para justificar los descubrimientos y los fenómenos en las distintas áreas del conocimiento creadas por el hombre, se han diseñado formas de explicación denominadas modelos. A lo largo de la historia, el ser humano ha propuesto diferentes modelos par explicar cómo está constituida la materia: durante la Edad Media y hasta antes del siglo XVIII se considera que se componía de cuatro o incluso cinco elementos y sus combinaciones. Contesta las siguientes preguntas. 1.-‐ Describe el modelo de “budín de pasas” del átomo de Thomson. ¿Por qué era incorrecto? 2.-‐ Cita tres observaciones de Rutherford en el experimento de la laminilla de oro. Describe qué concluyó Rutherford a partir de dichas observaciones y como es el modelo que propuso como resultado de sus conclusiones. 3.-‐ Describe el átomo que propuso Bohr. 4.-‐ Explica las contribuciones de Dalton, Thomson, Rutherford, Bohr y Schrödinger con respecto a la estructura del átomo.


5.-‐ ¿Cuáles son los nombres, cargas eléctricas y números de masa de las tres partículas subatómicas principales? 6.-‐ El número atómico siempre es igual al número de ciertas partículas subatómicas. ¿De qué partículas se trata? 7.-‐ ¿Por qué son neutros los átomos? Indica la ubicación dentro del átomo de las partículas que le confieren neutralidad. 8.-‐ Si se conoce el número de protones, de neutrones y de electrones de un átomo, ¿cómo se calcula el número de masa? 9.-‐ Con ayuda de la tabla periódica, indica el número de protones, y de electrones de los átomos de los siguientes elementos. a) Calcio b) Plomo c) Neón d) Sodio e) Radio f) Nitrógeno g) Flúor 10.-‐ Un determinado átomo neutro de Cloro (Z= 17), tiene un número de masa de 35. a) ¿Cuál es la carga eléctrica del átomo? b) Indica el número de protones, electrones y de neutrones de este átomo.


11.-‐ Un determinado átomo neutro de Cloro (número atómico 17), tiene un número de masa de 37. a) ¿Cuál es la carga eléctrica del átomo? b) Indica el número de protones, electrones y de neutrones de este átomo. 12.-‐ Un determinado átomo neutro de Bromo (número atómico 35), tiene un número de masa de 81. a) ¿Cuál es la carga eléctrica del átomo? b) Indica el número de protones, electrones y de neutrones de este átomo. 13.-‐ Un determinado átomo neutro de Bromo (número atómico 35), tiene un número de masa de 79. a) ¿Cuál es la carga eléctrica del átomo? b) Indica el número de protones, electrones y de neutrones de este átomo. 14.-‐ La tabla siguiente describe cuatro átomos.

Átomo A Átomo B Átomo C Átomo D

Núm. De Protones 10 11 11 10 Núm. De Neutrones 11 10 11 10 Núm. De electrones 10 11 11 10 a) ¿Son los átomos A y B isótopos del mismo elemento? b) ¿Son los átomos A y D isótopos del mismo elemento? c) ¿Son los átomos A y C isótopos del mismo elemento? d) ¿Son los átomos B y C isótopos del mismo elemento? e) ¿Cuál es el número de masa del átomo A? f) ¿Cuál es el número de masa del átomo B? g) ¿Cuál es el número de masa del átomo C? h) ¿Cuál es el número de masa del átomo D? 15.-‐ Con respecto a un átomo de radón-‐222 radiactivo, presente en la naturaleza, indica el número de protones, neutrones y electrones. 16.-‐ Con respecto a un átomo de estroncio-‐90 radiactivo, presente en la naturaleza, indica el número de protones, neutrones y electrones.


17.-‐ Con respecto a un átomo de hierro-‐59 radiactivo, que se utiliza para medir la duración de la vida de los glóbulos rojos en la sangre, indica el número de protones, neutrones y electrones. 18.-‐ Con respecto a un átomo de yodo-‐127 radiactivo, indica el número de protones, neutrones y electrones. 19.-‐ Completa la tabla siguiente con los datos correctos de cada uno de los isótopos. Número atómico

Número de masa

Símbolo del elemento

Número de protones

Número de neutrones

Número de electrones

8 16 Ni 30 199 80 20.-‐ Completa la tabla siguiente, donde todos los átomos son neutros. Elemento Símbolo Número

atómico

Número de protones

Número de neutrones

Número de electrones

Platino 117 30 P 53 74 36 48 45 34 40 Ca

21.-‐ De acuerdo con los datos de la tabla de la página siguiente, Calcula la masa atómica promedio de los siguientes elementos: a) Cobre b) Magnesio


c) Estroncio d) Carbono e) Bromo

Isótopos naturales de algunos elementos.

Isótopo Masa (uma) Abundancia Natural (%)

H-‐1 1.0078 99.985 H-‐2 2.0140 0.015 B-‐10 10.01 29 20 B-‐11 11.0093 80 C-‐12 12.0000 98.89 C-‐13 13.0033 1.11 Na-‐23 22.9898 100 Mg-‐24 23.9850 78.99 Mg-‐25 24.9858 10 Mg-‐26 25.9826 11.01 Al-‐27 26.9815 100 Cl-‐35 34.9688 75.77 Cl-‐37 36.9659 24.23 Cu-‐63 62.9296 69.20 Cu-‐65 64.9278 30.80 Br-‐79 78.9183 50.69 Br-‐81 80.9163 49.31 Sr-‐84 83.9134 0.50 Sr-‐86 85.9094 9.90 Sr-‐87 86.9089 7.00 Sr-‐88 87.9056 82.60 I-‐127 126.9044 100


22.-‐ ¿Qué es un orbital? 23.-‐ Describe que indican cada uno de los cuatro números cuánticos, respecto a la ubicación de los electrones en los átomos. 24.-‐ Explica que representan las flechas en un diagrama de orbitales. 25.-‐ Calcula los valores de los 4 números cuánticos de los electrones que están en los siguientes orbitales.

a) 3p4

b) 1s2

c) 4d7

d) 5f3

e) 6p6

f) 2s1

g) 4f14

h) 4f8

i) 5d10

j) 4d5


26.-‐ Realiza la configuración electrónica, la configuración electrónica gráfica y gráfica con Kernel de los siguientes elementos, y en cada caso, indica si son paramagnéticos o diamagnéticos, el número de electrones de valencia y encierra el electrón diferencial. Potasio, Magnesio, Manganeso, Rodio, Oro, Cadmio, Aluminio, Germanio, Fósforo, Azufre, Bromo, Kriptón, Uranio y Cerio.


TEMA 4. TABLA PERIÓDICA. A lo largo de la historia el ser humano ha buscado entender la naturaleza y para ello ha ordenado de distintas formas los elementos que la constituyen. Los primeros filósofos griegos pensaban que los elementos de toda la materia estaban constituidos, en dientes proporciones, por agua, tierra fuego y aire. Las estaciones cambian de primavera a verano, a otoño a invierno. Los agricultores saben que pueden plantar cereales en primavera y cosecharlos en verano u otoño. De igual forma, los químicos de la antigüedad buscaban tendencias de repetición regular en propiedades y el comportamiento de los elementos. Con el paso del tiempo, y gracias a la mejora de las técnicas de experimentación física y química, los científicos se dieron cuenta de que la materia es en realidad más compleja de lo que parece. Contesta las siguientes preguntas. 1.-‐ ¿Qué observó Dobereiner en las masas atómicas del Ca, Sr y Ba? 2.-‐ Emplea las masas atómicas del Calcio (40.1) y el Bario (137.3) para calcular en forma aproximada la masa atómica del Estroncio. 3.-‐ ¿Quién es el autor de la ley de las octavas? 4.-‐ ¿Por qué dejó Mendeléiev huecos en su tabla periódica? 5.-‐ Aunque Meyer y Mendeléiev desarrollaron tablas periódicas en forma independiente, menciona dos razones por las que se le asigna a Mendeléiev este descubrimiento.


6.-‐ Enuncia la ley periódica como la describió Mendeléiev, ¿Qué excepciones a esta ley observó? 7.-‐ ¿Por qué se enuncia actualmente la ley periódica en términos de número atómico en vez de masa atómica? 8.-‐ ¿Qué es un grupo de elementos? ¿Cuántos grupos hay en la tabla periódica actual? 9.-‐ ¿Qué es un periodo de elementos? ¿Cuántos periodos de elementos hay? 10.-‐ Compara los términos “familia de elementos” y “grupo de elementos” 11.-‐ Completa la siguiente tabla.

Nombre del Elemento Familia a la que pertenece Potasio Estroncio Galio Silicio Yodo Xenón 12.-‐ Indica los números de grupo correspondientes a los metales alcalinos, los alcalinotérreos y los halógenos. 13.-‐ Enlista a los halógenos.


14.-‐ ¿Cuáles son los elementos representativos? 15.-‐ Con ayuda de tu tabla periódica, indica a que elementos pertenecen las siguientes configuraciones electrónicas y en cada caso indica el número de electrones de valencia. a) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 b) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5 c) 1s2 2s2 2p6 3s1 16.-‐ ¿Qué subnivel (s, p, d o f) se está llenando, en el caso de los elementos de transición interna? 17.-‐ Indica los símbolos correctos de los elementos siguientes. a) Potasio b) Magnesio c) Cromo d) Oro e) Fósforo f) Flúor g) Sodio h) Manganeso i) Cromo j) Hierro k) Mercurio l) Plata 18.-‐ Indica los nombres de los elementos que estos símbolos representan. a) As b) Ba c) Sb d) Si e) Pt f) N g) Sr h) Br i) Cl j) Sn k) W l) Pb 19.-‐ Clasifica los elementos siguientes como metales, no metales o semimetales (metaloides). a) Boro b) Berilio c) Cloro d) Sodio e) Azufre f) Flúor g) Potasio h) Bromo i) Calcio j) Silicio k) Fósforo l) Germanio


20.-‐ ¿Cuáles de las siguientes son fórmulas de elementos incorrectas? Explica. a) H2 b) Br2 c) He2 d) Cr2 e) F2 f) Ar2 g) Fe h) Cu2 i) I2 j) O2 21.-‐ Enlista los elementos diatómicos. 22.-‐ Enlista todos los elementos que son gases a temperatura ambiente (además de los gases nobles). Clasifícalos como metales, no metales y metaloides. 23.-‐ ¿Cuáles de los elementos siguientes NO son buenos conductores? a) Aluminio b) Azufre c) Cobre d) Oro e) Fósforo f) Sodio 24.-‐ ¿Cuál de estos elementos es el que presenta menos lustre? a) Aluminio b) Fósforo c) Cromo d) Plata e) Platino 25.-‐ ¿Cuáles de los elementos siguientes NO son dúctiles? a) Carbono b) Plata c) Cobre d) Azufre e) Hierro 26.-‐ Indica si el hidrógeno es metal o no metal.


27.-‐ Completa la siguiente tabla. Ejemplo Grupo Electrones de

valencia Número de electrones que tiende a ganar o perder

Valencia principal

Sodio 1 Magnesio Pierde 2 electrones 2+ Aluminio Carbono Fósforo Oxígeno Bromo Argón 28.-‐ Indica el número de grupo y el número de electrones de valencia en cada inciso. a) Flúor y Bromo b) He y Ar c) Cloro y Flúor d) Mg y Ca e) Litio y potasio f) Al y B g) C y Si h) Nitrógeno y P i) Oxígeno y Azufre 29.-‐ Indica la tendencia de los metales en cuanto a perder o ganar electrones. 30.-‐ ¿Qué grupo de elementos de la tabla periódica presenta el mayor tamaño atómico? 31.-‐ ¿Qué grupo de elementos de la tabla presenta el menor tamaño atómico? 32.-‐ ¿Cuál es la tendencia del tamaño de los átomos, de izquierda a derecha en el periodo 2? Explica tu respuesta. 33.-‐ ¿Quién es mayor? Subraya la respuesta correcta a) Aluminio, galio o boro b) Ag, Cd, Pd c) Cu, Au, Ag d) Co, Fe, Mn e) Nb, V, Ta


34.-‐ Indica el número de protones y de electrones de: a) Un átomo de potasio y un ión de potasio. b) Un átomo de cloro y un ión cloruro. c) Un átomo de sodio y un ión sodio. d) Un átomo de bromo y un ión bromuro. 35.-‐ Compara el tamaño de: a) Un átomo de potasio y su ión. b) Un átomo de cloro y su ión. c) Un átomo de sodio y el ión que forma. d) Un átomo de bromo y el anión que forma. 36.-‐ Compara el tamaño de un ión sulfuro y un ión cloruro. 37.-‐ Compara el tamaño de un ión sodio y un ión magnesio.

38.-‐ Compara el tamaño de un ión de fluoruro F-‐ y un ión de sodio Na

+ ¿Son

isoelectrónicos estos iones?

39.-‐ Compara el tamaño de un ión de potasio K+ y un ión de cloruro Cl

-‐ ¿Son

isoeléctrónicos? 40.-‐ ¿Cuál es el grupo de elementos que representa las energías de ionización más bajas? ¿Los elementos de este grupo tienden a perder o ganar electrones en condiciones normales?


41.-‐ ¿Cuál elemento de cada par se podría suponer que tiene la energía de ionización más baja? ¿Qué elemento de cada par muestra la mayor tendencia a formar ión positivo? Explica tu razonamiento. a) Na, Cs, K b) Na, Si, Al c) Si, Cl, P d) Mn, Tc, Re e) Ag, Mo, Y 42.-‐ ¿Cuál elemento de cada se podría suponer que tiene la energía de ionización más baja? ¿Qué elemento de cada par muestra la mayor tendencia a formar un ión positivo? a) Mg, S b) Na, Cs c) F , Li d) Na, Si e) Ba, Mg f) At , Cl g) Tl, Ga h) Po, Ba, Bi 43.-‐ Excluyendo a los gases nobles, ¿qué grupo de elementos tiene las energías de ionización más grandes? ¿Los elementos de este grupo tienden a ganar o a perder electrones? 44.-‐ ¿Cuál es el grupo de elementos que representa las electronegatividades más bajas? ¿Los elementos de este grupo tienden a perder o ganar electrones en condiciones normales? 45.-‐ ¿Cuál elemento de cada par se podría suponer que tiene mayor electronegatividad? ¿Qué elemento de cada par muestra la mayor tendencia a formar ión negativo? Explica tu razonamiento. a) Na, Cs, K b) Na, Si, Al c) Si, Cl, P d) Mn, Tc, Re e) Ag, Mo, Y 46.-‐ ¿Cuál elemento de cada par se podría suponer que tiene la menor electronegatividad? ¿Qué elemento de cada par muestra la mayor tendencia a formar un ión positivo? a) Mg, S b) Na, Cs c) F, Li d) Na, Si e) Ba, Mg f) At, Cl g) Tl, Ga h) Po, Ba, Bi


47.-‐ Excluyendo a los gases nobles, ¿qué grupo de elementos tiene los valores de electronegatividad más altos?, ¿los elementos de este grupo tienden a ganar o a perder electrones?


TEMA 5. ENLACE QUÍMICO. Al observar las sustancias con las que interactuamos cotidianamente, podemos constatar que algunas son sólidas, otras líquidas y otras se encuentran en estado gaseoso. Unas son duras, otras quebradizas. Estas pueden disolverse en agua, algunas reaccionan químicamente a velocidades muy altas, mientras que otras lo hacen de forma extremadamente lenta ¿Cuál es la explicación, a nivel atómico o molecular, de tales comportamientos? La respuesta se encuentra en el tipo de enlace químico o en la clase de interacciones intermoleculares que dan origen a las sustancias. Una vez estructuradas las moléculas, entre ellas se presentan ciertas fuerzas de enlace físico llamadas Fuerzas Intermoleculares. Estas fuerzas de atracción son las responsables de ciertas propiedades físicas como son el punto de fusión, la vaporización y la ebullición. Ello significa que para producir un cambio de estado será necesario un soporte energético que logre vencer dichas fuerzas de atracción. Podemos considerar que la existencia de compuestos químicos líquidos, gaseosos o sólidos, depende del tipo de fuerzas intermoleculares que se presentan en las partículas. Estas interacciones pueden clasificarse de la siguiente manera: * Iónicas * De moléculas polares * De moléculas polares inducidas * Por puente de hidrógeno * Por fuerza de Van Der Waals. Contesta las siguientes preguntas. 1.-‐ Escribe los símbolos de Lewis de los siguientes elementos. a) Potasio b) Cloro c) Nitrógeno d) Boro e) Azufre f) Fósforo g) Bromo h) Aluminio i) Oxígeno j) Argón 2.-‐ Con base en la tabla periódica, escribe los símbolos de Lewis de los iones siguientes. a) Fluoruro b) Ion Calcio. c) Sulfuro d) Yoduro e) Ion Magnesio e) Óxido


3.-‐ Empleando símbolos de Lewis, escribe una ecuación química que represente la ionización de un átomo de calcio. ¿Se trata de una oxidación o de una reducción? Explica tu respuesta. 4.-‐ Empleando símbolos de Lewis, escribe una ecuación química que represente la ionización de un átomo de Nitrógeno para formar al nitruro. ¿Se trata de una oxidación o de una reducción? Explica tu respuesta. 5.-‐ Indica en cada caso si se trata de una oxidación o una reducción. Explica tu respuesta. a) Un átomo de Rb forma un ión Rb+. b) Un átomo de bromo forma el ión bromuro. c) Un átomo de Fósforo forma P3-‐. d) Un átomo de Sc forma Sc3+. 6.-‐ ¿Qué es un electrolito? ¿La sal común es un electrolito? Explica. 7.-‐ Predice el tipo de enlace (iónico, covalente polar o covalente no polar) entre los átomos de las siguientes sustancias. a) Cl2 gaseoso b) KCl c) CO2 gaseoso d) HBr gaseoso e) Un collar de plata f) Una pulsera de oro g) H2 h) CCl4 i) Una lata de soda j) HF k) Brl l) LiI m) HI gaseoso n) SO2 o) PH3 gaseoso p) CaCl2 q) CO r) I2 s) Un clip t) Al2S3 u) MgBr2 v) O2 w) CH4 x) NH3 y) Alambre de cobre


8.-‐ ¿Cuál esperarías que se disuelva en agua? a) H2 gaseoso b) CaCl2 c) CH3CH2OH d) NaBr 9.-‐ ¿Cuáles de los siguientes compuestos son electrolitos? ¿Por qué? a) N2 gaseoso b) CaCl2 c) CH3CH2OH d) NaBr e) CHCl3 (cloroformo) f) HCl 10.-‐ La sustancia A es un líquido que no conduce una corriente eléctrica, es inmiscible con agua y tiene un punto de ebullición de 115 o C. Indica el tipo de enlace de la sustancia A. 11.-‐ La sustancia B es un líquido que no conduce una corriente eléctrica en estado de fusión. Se disuelve en agua, pero la solución resultante no conduce la corriente eléctrica. Indica si el enlace es iónico, covalente polar, covalente no polar o metálico. 12.-‐ La sustancia C es un sólido de brillo plateado que conduce una corriente eléctrica, no se funde a la temperatura del mechero de Bunsen de laboratorio, no se disuelve en agua ni en líquido para encender carbón, pero reacciona con un ácido. Indica el tipo de enlace que está presente. 13.-‐ La sustancia D es un sólido cristalino blanco a temperatura ambiente y se disuelve en agua para dar una solución que conduce la electricidad. Indica si el enlace es iónico, covalente polar, covalente no polar o metálico.


14.-‐ El ácido de acumulador es una solución de H2SO4 en agua, ¿qué nos dice esto acerca de los enlaces del H2SO4? 15.-‐ La cera de vela funde a baja temperatura, pero no es conductora de la electricidad, la cera no se disuelve en agua, pero es parcialmente soluble si se deja en disolventes no polares como la gasolina y el líquido para encender carbón. Indica si el enlace es iónico, covalente polar, covalente no polar o metálico. 16.-‐ Predice el tipo de enlaces presentes en una sustancia que es un líquido que hierve a 78 o C y se disuelve en agua, pero no conduce la electricidad. 17.-‐ Predice el tipo de enlaces presentes en una sustancia que es un líquido inflamable, inmiscible con agua y que no conduce la electricidad. 18.-‐ Dibuja fórmulas de puntos de las moléculas o iones siguientes: a) NH3 b) NH4 c) CHCl3 d) CH3OH e) NO3 f) NO2 g) C2H2 h) CH3CH2OH 19.-‐ Dibuja estructuras de Lewis e ilustra las estructuras de resonancia que se presenten en cada caso. a) H2SO4 b) Sulfato c) H2SO3 d) Sulfito e) SO2 f) Ión carbonato g) NH3 (amoniaco) h) Agua i) Ión fosfato j) Ión carbonato k) K2SO4 l) Mg (NO3)2


20.-‐ Dibuja estructuras de Lewis para demostrar que tanto C2H6 como C2H4 son posibles.


TEMA 6. NOMENCLATURA EN QUÍMICA INORGÁNICA. Como has visto a lo largo del curso de química I, la Química representa los fenómenos de la naturaleza para entenderlos y explicarlos mediante modelos. Con éstos se representa al átomo y las partículas que lo forman, así como los enlaces entre los átomos. Además de los modelos, la química necesita un lenguaje especializado que la distingue de cualquier otra área del conocimiento. Por lo que la química ha construido con el paso de los siglos, y mediante un esfuerzo considerable, su propia simbología. Esto permite que un químico en Japón pueda enviarle la fórmula química a un colega de México con el objeto de obtener determinado compuesto industrial; ambos pueden entenderse cabalmente dado que manejan los mismos códigos, aunque uno hable japonés y el otro español. El conocimiento del lenguaje de la química es una herramienta necesaria para avanzaren la comprensión de códigos que permiten acercarse a las características y propiedades de las sustancias, con las que tiene contacto en forma cotidiana cualquier persona. Este lenguaje consiste en un conjunto de letras que describen a los diferentes elementos y todo un sistema para nombrar y clasificar los compuestos químicos. A este sistema se le denomina como Nomenclatura. 1.-‐ Completa correctamente. Metal + Hidrógeno:____________________ Metal + Oxígeno:______________________ Óxido + Agua:_________________________ No metal + Hidrógeno:__________________ No metal + Oxígeno:____________________ Anhídrido + Agua:______________________ El reemplazo total de hidrógenos en los ácidos binarios (hidrácidos) o en los oxiácidos genera_____________________________ El reemplazo parcial de hidrógenos en los ácidos binarios o en los oxiácidos genera_____________________________ 2.-‐ Determina el número o estado de oxidación de cada uno de los elementos, en cada caso. HCO3 -‐ HSO4

-‐ K2MnO4 LiMnO4 MnO HNO3 Pb(NO3)2 Cr2O3 Fe2(SO4)3 HgS Cu(OH)2 H3PO4 Mg(HSO4)2 NaHSO3


HF (NH4)2SO4 Ca(NO3)2 ClO4 -‐ Cr2O7 -‐2 PO4

-‐3

3.-‐ Escribe la fórmula correcta de los siguientes compuestos (Utiliza la parte posterior de la hoja). Hidruro de hierro (II) Óxido estánnico Hidróxido mangánico Hidruro de litio Óxido plúmbico Hidróxido niqueloso Hidruro de potasio Óxido de plata Hidróxido de calcio Hidruro de calcio Óxido de amonio Hidróxido de amonio Hidruro de magnesio Óxido de calcio Hidróxido de mercurio (II) Hidruro de aluminio Óxido de aluminio Hidróxido de aluminio Hidruro crómico Óxido de sodio Hidróxido de plomo (IV) Hidruro ferroso Óxido de plomo (II) Hidróxido de oro (III) Hidruro de cobre (I) Óxido mercuroso Hidróxido de zinc Hidruro cúprico Óxido auroso Hidróxido de potasio Ácido bromhídrico Anhídrido carbonoso Ácido hipocloroso Ácido clorhídrico Dióxido de carbono Ácido sulfúrico Ácido fluorhídrico Anhídrido nítrico Ácido nitroso Ácido yodhídrico Anhídrido sulfuroso Ácido fosfórico Ácido sulfhíhrico Anhídrido fosfórico Ácido carbonoso Ácido selenhídrico Pentóxido de dinitrógeno Ácido peryódico Ácido telurhídrico Trióxido de azufre Ácido permangánico

Anhídrido perbrómico Ácido crómico Anhídrido carbónico Ácido carbónico Anhídrido hipocloroso Ácido fosforoso

4.-‐ Determina el estado de oxidación de cada elemento y escribe el nombre correcto (IUPAC) que corresponda a las siguientes fórmulas químicas (Utiliza la parte posterior de la hoja). KH Au2O3 Sn(OH)2 HF CO H3PO4

CuH HgO Pb(OH)4 HCl CO2 H2SO4

CrH3 Cu2O Zn(OH)2 HBr N2O H2CO3


MnH3 MgO Hg(OH)2 HI N2O5 HBrO PbH2 Mn2O3 CuOH H2S SO3 HNO3

CaH2 Al2O3 Ni(OH)3 H2Se Cl2O7 HClO4

AgH SnO Fe(OH)2 H2Te SO2 HMnO4

FeH2 PbO2 AgOH I2O3 H3PO3 MgH2 PbO Au(OH)3 P2O5 H2SO3 AlH3 CaO Fe(OH)3 Br2O5 HIO3

5.-‐ Indica si se trata de una sal binaria (haloidea), oxisal, sal ácida u oxisal ácida y escribe el nombre correcto de cada una, en la nomenclatura que se solicita. Fórmula Tipo de sal IUPAC STOCK CaCl2

FeSO4

CuHSe

Cr(H2PO4)3

PbC

Ni(HSO3)2

Sn3N2

AlPO4

Co(HS)3

KBr


6.-‐ Identifica el tipo de sal y escribe la fórmula química correcta. Nombre Fórmula Tipo de sal Carbonato de magnesio

Bicarbonato de amonio

Fluoruro de aluminio

Sulfuro ácido niquélico

Bisulfuro crómico

Fosfito de cromo (II)

Fosfato dihidrógeno de oro (III)

Yoduro de calcio

Nitruro de amonio

Nitrato plúmbico

Sulfato de potasio

Sulfito férrico

Nitruro de amonio

7.-‐ En cada cruce de catión y anión, forma un compuesto eléctricamente neutro y escribe su nombre correcto en la nomenclatura que elijas. SO4 -‐2 HCO3 -‐ O-‐2 PO3 -‐3

H+

Cu+2

Ni+2

Fe+3

Pb+4


8.-‐Escribe el nombre correcto en la nomenclatura que se pide. Fórmula IUPAC STOCK

NiH3

Ag2O

Sb(OH)4

H2S

P2O3

H2CrO4

Cd3P2

Co(BrO3)2

Ca(HSe)2

AgHSO4

9.-‐ Completa la tabla siguiente.

Nombre Fórmula Tipo de compuesto Nitrato de calcio

Sulfato niquélico

Cianuro de plomo (II)

Carbonato de cromo (III)

Fosfito aúrico

Bisulfuro de plata

Hipoclorito de aluminio

Bicarbonato de Cobre (I)

Hidruro manganoso

Hidróxido de magnesio


Anhídrido hipobromoso

Heptóxido de dinitrógeno

Ácido telurhídrico

Ácido brómico

Ácido bromhídrico

Ácido nítrico

Óxido de magnesio

10.-‐ “Construye” veinte compuestos químicos (trata de abarcar de todos los tipos), asígnales nombre correcto en nomenclatura IUPAC e identifica el tipo de compuesto.


EJERCICIOS ADICIONALES DE NOMENCLATURA

ESCRIBE LA FÓRMULA DE LOS COMPUESTOS SIGUIENTES.

NOMBRE FÓRMULA TIPO DE COMPUESTO

Hidróxido de calcio

hidróxido de hierro (III)

Bromuro de cobalto (II)

Hidróxido de potasio

Sulfato de calcio

Cloruro de potasio

Sulfuro de zinc

Hipoyodito de potasio

Fosfato de calcio

Carbonato ácido de potasio

Sulfato ácido de litio

Carbonato de sodio

Nitrito de litio

Cloruro de cobalto(III)

Hidróxido de aluminio

Ácido nitroso

Ácido silícico

Hidruro de magnesio

Ácido hipoyodoso

Ácido sulfúrico

Ácido sulfhídrico

Ácido fosfórico

Ácido perclórico

Ácido carbónico

Ácido nítrico


Sulfuro de hierro(II)

Sulfuro de bario

Bromuro de potasio

Yoduro de plomo(II)

Fluoruro de calcio

Cloruro de sodio

Ácido clorhídrico

Óxido de estroncio

Hidruro de calcio

Peróxido de bario

Permanganato mercuroso

Bisulfato de sodio

Cloruro de aluminio

Sulfato de amonio

Sulfuro de antimonio(III)

Fluoruro estannoso

Carbonato de calcio

Nitrato de cobalto (III)

Permanganato de potasio

Acetato de calcio

Fosfato ferroso

Fosfato de amonio

Hipoclorito de calcio

Óxido férrico

Sulfato de cromo(III)

Carbonato de potasio

Ácido fluorhídrico

Carbonato de aluminio


Carbonato estánnico

Hidróxido estánnico

Fosfito de estaño(IV)

Hipoclorito de aluminio

Óxido de magnesio

Fosfito de sodio

Carbonato de plomo(IV)

Fosfito de aluminio

Fosfito de magnesio

Ácido bromhídrico

Ácido hipocloroso

Nitrato de plata

Ácido yodhídrico

Clorato de potasio

Manganato de sodio

Cromato de estroncio

Clorito de aluminio

Bisulfato de calcio

Cloruro de cesio

Cianuro de bario

Sulfato de zinc

Dióxido de azufre

Hidróxido de zinc

Hidróxido de plomo(IV)

Acetato de plomo(II)

Ácido acético

Bisulfito de talio(I)

Bromuro de amonio


Nitrato cobáltico

Ácido bromhídrico

Hidruro de plata

Cloruro de cobalto(III)

Hidruro de litio

Anhídrido nitroso

Anhídrido nítrico

Óxido de níquel(III)

Óxido de aluminio

Óxido de plata

Anhídrido sulfuroso

Óxido de sodio

Óxido estannoso

Anhídrido carbonoso

Óxido de estaño(II)

Óxido mercúrico


Monóxido de dicloro

Carburo de silicio

Sulfuro de magnesio

Cloruro mercúrico

Cromato de potasio

Permanganato de potasio

Anhídrido fosfórico

Bromuro de cromo (III)

Sulfuro de hierro(III)

Cloruro cuproso

Ioduro de potasio


Ácido sulfuroso

Carburo de calcio

Selenuro de níquel(III)

Bromato de berilio

Hidrógeno fosfato de bario

Óxido de cobre(II)

Óxido de rubidio


Yoduro de vanadio(V)

Selenuro de berilio

Nitrito auroso

Óxido cobaltoso


Hidróxido de oro (III)

Permanganato férrico

Ácido yodoso

Hipoyodito de estroncio

Fluoruro de manganeso(III)

Selenuro de paladio(II)

Anhídrido hipocloroso

Sulfito de estroncio

Permanganato de sodio

Sulfuro de amonio

Bisulfuro de carbono

Acido cianhídrico

Cromato de magnesio

Sulfato acido de potasio

Pentóxido de difosforo


Óxido de manganeso(II)

Nitrito de bario

Óxido de mercurio(I)

Óxido de bario

Óxido de potasio

Sulfuro de molibdeno(IV)

Cianuro de níquel(II)

Anhídrido yodoso


Ácido perbrómico

Cianuro de aluminio


EJERCICIOS ADICIONALES DE NOMENCLATURA ESCRIBE EL NOMBRE DE LOS SIGUIENTES COMPUESTOS

COMPUESTO IUPAC STOCK

Mg3(PO4)2


Cr2(SO4)3

Ca3(PO4)2

Mg(ClO3)2

Hg(BrO3)2

Fe(NO3)2


Cr(HSO4)3

Pb(HSO3)4


Ca3(PO4)2

Al2(SiO3)3


"No hay secretos para el éxito. Éste se alcanza preparándose, trabajando

arduamente y aprendiendo del fracaso “ Colin Powell

manual química cfi

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