COORDINACIN EDUCATIVA Y CULTURAL CENTROAMERICANA

Coleccin Pedaggica Formacin Inicial de Docentes Centroamericanos de Educacin Primaria o Bsica

Qumica BsicaPara la Formacinde Docentes de la

Educacin Primaria

Oscar Meynard Alvarado

VOLUMEN 29

CRDITOSLa elaboracin y publicacin de esta coleccin fueron realizadas con la contribucin econmica del Gobierno Real de los Pases Bajos, en el marco del Proyecto Consolidacin de las Acciones del Mejoramiento de la Formacin Inicial de Docentes de la Educacin Primaria Bsica, CECC/SICA

Mara Eugenia Paniagua Padilla Alberto Alfonso PrezSecretaria General de la CECC/SICA Revisin Tcnica y Cientfica

Juan Manuel Esquivel Alfaro Javier Gonzles ManzanarezDirector del Proyecto Diagramacin y Diseo de Portada

Oscar Meynard Alvarado Arnobio Maya BetancourtAutor del Texto Coordinador y Asesor de la 1 Edicin Final y de la Reimpresin

Guillermo Caldern Vega Impresin LitogrficaRevisin y Asesora del Contenido Editorama, S.A.

Para la impresin de esta 2. edicin, (1. an para el registro del ISBN) se ha respetado el contenido original, la estructura lingstica y el estilo utilizado por el autor, de acuerdo con un contrato firmado para su produc-cin por ste y la Coordinacin Educativa y Cultural Centroamericana, CECC/SICA.

540.71M614q Meynard Alvarado, Oscar Qumica bsica : para la formacin de docentes de la educacin primaria / Oscar Meynard Alvarado. 1a. ed. San Jos, C.R. : Coordinacin Educativa y Cultural Centroamericana, CECC/SICA, 2009. 176 p. : il. ; 28 x 21 cm. (Coleccin Pedaggica Formacin Inicial de Docentes Centroamericanos de Educacin Bsica; n. 29)

ISBN 978-9968-818-76-6

Qumica Estudio y enseanza. 2. Cacitacin de docentes. 1. I. Ttulo.

DE CONFORMIDAD CON LA LEY DE DERECHOS DE AUTOR Y DERECHOS CONEXOS ES PROHIBIDA LA REPRODUCCIN, TRANSMISIN, GRABACIN, FILMACIN TOTAL Y PARCIAL DEL CONTENIDO DE ESTA PUBLICACIN, MEDIANTE LA PUBLICACIN DE CUALQUIER SISTEMA DE REPRODUCCIN, INCLUYENDO EL FOTOCOPIADO. LA VIOLACIN DE ESTA LEY POR PARTE DE CUALQUIER PERSONA FSICA O JURDICA, SER SANCIONADA PENALMENTE.

iiiPRE SEN TA CIN

A finales del ao 2002 y comienzos del 2003, as rezan los respectivos colofones, la CoordinacinEducativa y Cultural Centroamericana, (CECC/SICA), public y entreg treinta y seis interesantesobras que estructuraron la Coleccin Pedaggica Formacin Inicial de Docentes Centroamericanos deEducacin Primaria o Bsica.

Dichas publicaciones se originaron en el marco del Proyecto Apoyo al Mejoramiento de la FormacinInicial de Docentes de la Educacin Primaria o Bsica, el que se gener y se puso en ejecucin, mercedal apoyo que ha brindado la Cooperacin Internacional del Gobierno Real de los Pases Bajos.

Para desarrollar dichas obras, la CECC/SICA realiz una investigacin diagnstica en los pases queforman parte orgnica de la institucin, la cual permiti identificar, con mucha claridad, no slo lastemticas que seran abordadas por los autores y autoras de las obras de la Coleccin, sino tambin lasestrategias que deban seguirse en el proceso de diseo y produccin de la misma, hasta colocar losejemplares asignados en cada uno de los pases, mediante sus respectivos Ministerios o Secretaras deEducacin.

Los mismos materiales trataron de responder a los perfiles investigados de los formadores y de losmaestros y de las maestras, as como a los respectivos planes de estudio.

Como podr visualizarse en la informacin producida en funcin del Proyecto, cuyo inicio se dio enDiciembre de 1999, los programas que se han implementado en el marco del mismo son los siguientes:

1. Desarrollo del perfil marco centroamericano del docente de Educacin Primaria o Bsica para mejorarel currculo de formacin inicial de docentes.

2. Mejoramiento de la formacin de formadores de docentes para la Educacin Primaria o Bsica.

3. Produccin de recursos educativos para el mejoramiento del desarrollo del currculo de formacininicial de docentes de la Educacin Primaria o Bsica.

4. Innovaciones pedaggicas.

5. Investigacin Educativa.

La Coleccin publicada y distribuida, a la que aludimos, pretende ofrecer a los pases obras didcticasactualizadas e innovadoras en los diferentes temas curriculares de la Educacin Primaria o Bsica, quecontribuyan a dotar de herramientas estratgicas, pedaggicas y didcticas a los docentesCentroamericanos para un eficaz ejercicio de su prctica educativa.

Despus de publicada y entregada la Coleccin a los pases destinatarios, la CECC/SICA ha hecho elrespectivo seguimiento, el cual muestra el acierto que, en alta proporcin, ha tenido la organizacin, alasumir el diseo, la elaboracin, la publicacin y su distribucin.

Basada en estos criterios, es como la CECC/SICA y siempre con el apoyo de la Cooperacin Internacionaldel Gobierno Real de los Pases Bajos, ha decidido publicar una segunda edicin de la coleccin (36

ivvolmenes) y a la cual se le suma un nuevo paquete de 14 volmenes adicionales, cuya presentacin de la1 edicin se hace en stos, quedando as constituida por 50 volmenes.

Nuevamente presentamos nuestro agradecimiento especial al Gobierno Real de los Pases Bajos por laoportunidad que nos brinda de contribuir, con esta segunda edicin de la Coleccin, a la calidad de laEducacin Primaria o Bsica de la Regin Centroamericana y Repblica Dominicana.

MARIA EUGENIA PANIAGUASecretaria General de la CECC/SICA

PRE SEN TA CIN DE LA PRIMERA EDICIN

En los l ti mos aos, la Coor di na cin Edu ca ti va y Cul tu ral Cen troa me ri ca na (CECC) ha ve ni do eje cu tan do im por tan tes pro yec tos que, por su im pac to y ma te ria, han com ple men ta do los es fuer zos mi nis te ria les por me jo rar y mo der ni zar la Edu ca cin . Los pro yec tos de ms re cien te apro ba cin, por par te del Con se jo de Mi nis tros, es tn di rec cio na dos a en fren tar gra ves pro ble mas o gran des d fi cits de los sis te mas edu ca tivos de nues tra re gin. Es te es el ca so de Pro yec to Apo yo al Me jo ra mien to de la For ma cin Ini cial de Do cen tes de la Edu ca cin Pri ma ria o B si ca, cu yo de sa rro llo ha con du ci do a una ex haus ti va re vi sin de los di ver sos as pec tos re la cio na dos con la for ma cin de los maes tros. Sus re sul ta dos son evi den tes en ca da pas y con ello la CECC cum ple su fi na li dad de ser vir ca da vez me jor a los pa ses miem bros.

En es te ca so, ha de re cor dar se que es te va lio so pro yec to es el pro duc to de los es tu dios diag ns ti cos so bre la for ma cin ini cial de do cen tes eje cu ta dos en ca da una de las seis re p bli cas cen troa me ri ca nas en el ao 1966, los cua les fue ron fi nan cia dos con fon dos do na dos por el Go bier no de los Pa ses Ba jos. En tre las conclu sio nes y re co men da cio nes for mu la das en el Se mi na rio Cen troa me ri ca no, una de las ac ti vi da des fi na les del es tu dio in di ca do, el cual fue rea li za do en Te gu ci gal pa, Hon du ras, en sep tiem bre de ese mis mo ao, los par ti ci pan tes coin ci die ron ple na men te en po ner es pe cial aten cin a la for ma cin de los for ma do res y en pro mo ver la ter ce ri za cin de la for ma cin de los maes tros don de no exis tie re. Tam bin, hu bo ma yo ra de opi nio nes so bre la ne ce si dad de es ta ble cer per fi les del for ma dor y de los maes tros y res pec to a la actua li za cin de los res pec ti vos pla nes de es tu dio. Por con si guien te, es apro pia do afir mar que el con te ni do de es te pro yec to, orien ta do a me jo rar la for ma cin ini cial de do cen tes, se sus ten ta en los seis diag ns ti cos na cio na les y en el in for me re gio nal que re co ge los prin ci pa les re sul ta dos del Se mi na rio Re gio nal y la infor ma cin ms til de los in for mes na cio na les.

Co mo con se cuen cia del tra ba jo pre vio, ex pli ca do an te rior men te, y de las con ver sa cio nes sos te ni das con los fun cio na rios de la Em ba ja da Real so bre los al can ces y el pre su pues to po si ble pa ra es te pro yec to, fi nalmen te se apro b y dio ini cio al mis mo en di ciem bre de 1999 con los si guien tes pro gra mas:

1. De sa rro llo del per fil mar co cen troa me ri ca no del do cen te de Edu ca cin Pri ma ria o B si ca pa ra me jo rar el cu rr cu lo de for ma cin ini cial de do cen tes. Con ba se en es te per fil se cons tru ye ron los per fi les na cio na les, los que sus ten ta ron ac cio nes de ade cua cin de los cu rr cu los de for ma cin ini cial de do cen tes en ca da pas.

2. Me jo ra mien to de la for ma cin de for ma do res de do cen tes pa ra la Edu ca cin Pri ma ria o B si ca. Con el pro p si to de de fi nir per fi les aca d mi cos de los for ma do res de do cen tes que den lu gar a pla nes de es tu dio de gra do y de post gra do.

3. Pro duc cin de re cur sos edu ca ti vos pa ra el me jo ra mien to del de sa rro llo del cu rr cu lo de for macin ini cial de do cen tes de la Edu ca cin Pri ma ria o B si ca. Di ri gi do a edi tar obras bi blio g fi cas y a pro du cir ma te ria les in te rac ti vos que se em pleen en las au las de for ma cin de maes tros.

4. In no va cio nes pe da g gi cas. Con sis tente en po ner en prc ti ca y eva luar in no va cio nes pe da g gi cas en el cam po de la for ma cin ini cial y en ser vi cio de do cen tes.

5. In ves ti ga cin Edu ca ti va. De sa rro llo de in ves ti ga cio nes so bre te mas den tro de la for ma cin ini cial de los do cen tes del Ni vel Pri ma rio.

Es opor tu no des ta car c mo la coo pe ra cin fi nan cie ra y tc ni ca del Go bier no de los Pa ses Ba jos, a tra vs de su Em ba ja da Real en San Jo s, Cos ta Ri ca, ha si do no so lo til a los Mi nis te rios de Edu ca cin del rea, por cen trar se en uno de los fac to res de ter mi nan tes de la ca li dad de la Edu ca cin, si no tam bin por que ha per mi ti do, en dos mo men tos, com ple tar una pro pues ta de tra ba jo que ha im pac ta do y que ha abier to nue vas ver tien tes de an li sis y re fle xin de la for ma cin ini cial de do cen tes pa ra la Edu ca cin Pri ma ria.

Con es ta Pre sen ta cin se quie re exal tar la im por tan cia y tras cen den cia del Pro gra ma 3, en el que se enmar ca la ela bo ra cin de las obras bi blio gr fi cas, orien ta das a sol ven tar, en al gu na me di da, la fal ta de dis po ni bi li dad de tex tos re fe ren cia les de ac tua li dad en el cam po edu ca ti vo, que con tri bu yan a ele var la ca li dad de la for ma cin pro fe sio nal de los maes tros y la de sus for ma do res, don de ello sea una ne ce si dad. Ade ms, la co lec cin que se po ne en ma nos de quie nes for man edu ca do res pa ra la Edu ca cin Pri ma ria y de los es tu dian tes de pe da go ga. To do es to es pro duc to del co no ci mien to y la ex pe rien cia de pro fe sio na les cen troa me ri ca nos que han con sa gra do su vi da a la Edu ca cin y al cul ti vo de los di ver sos sa be res. Lle gar a la de fi ni cin de las obras y sus t tu los fue un lar go y cui da do so pro ce so en el que in ter vi nie ron di ver sos pro fe sio na les de la re gin, de acuer do con el con cur so es ta ble ci do y pu bli ca do pa ra ta les efec tos.

Es im por tan te apun tar que las obras que in te gran es ta co lec cin de va lor in cal cu la ble, cu bren los princi pa les te mas cu rri cu la res y tc ni cos pe da g gi cos que de ben acom pa ar a un ade cua do pro ce so de forma cin ini cial de do cen tes. Por ello, van des de los te mas fun da men ta les de Edu ca cin, el Cu rr cu lo, Ejes Trans ver sa les, la Di dc ti ca, la Eva lua cin, la Su per vi sin y Ad mi nis tra cin Edu ca ti va, has ta te mas me to do l gi cos y es tra t gi cos es pe c fi cos re la cio na dos con el co no ci mien to te ri co y con la en se an za de la Cien cias So cia les, la Ma te m ti ca, las Ar tes, el Len gua je, las Cien cias So cia les y la In ves ti ga cin Edu ca ti va. En su ela bo ra cin se si gui un pro ce so de am plia par ti ci pa cin, den tro del cual se re cu rri a jue ces que ana li za ron las obras y emi tie ron sus co men ta rios y re co men da cio nes en ri que ce do res en al gunos ca sos y co rrec ti vos en otros. En es te pro ce so, los Mi nis te rios de Edu ca cin de la re gin tu vie ron un pa pel fun da men tal al pro mo ver di cha par ti ci pa cin.

Es ta Se cre ta ra Ge ne ral con si de ra que la ri ca co lec cin, por la di ver si dad te m ti ca, vi sin y ac tua lidad, es un apor te sus tan ti vo, muy vi si ble, ma ne ja ble y de lar ga du ra cin, que el Go bier no de los Pa ses Ba jos, a tra vs de la CECC, le en tre ga gra tui ta men te a las ins ti tu cio nes for ma do ras de edu ca do res y a las de pen den cias de los Mi nis te rios de Edu ca cin, en car ga das de es te cam po. Del buen uso que ha gan for ma do res y for ma dos del con te ni do de es ta co lec cin de obras, va a de pen der, en de fi ni ti va, que el es fuer zo de mu chos pro fe sio na les, rea li za do en el mar co de la CECC, ge ne re los re sul ta dos, el im pac to y la mo ti va cio nes hu ma nas y pro fe sio na les de quie nes ten drn en las au las cen troa me ri ca nas el ma yor te so ro, la ms gran de ri que za, de nues tras na cio nes: las ni as y los ni os que cur san y cur sa rn la Educa cin Pri ma ria. El apor te es ob je ti vo. Su buen uso de pen de r de quie nes ten drn ac ce so a la co lec cin. Los re sul ta dos fi na les se ve rn en el tiem po.

Fi nal men te, al ex pre sar su com pla cen cia por la en tre ga a las au to ri da des de Edu ca cin y al Ma gis te rio Cen troa me ri ca no de obras tan va lio sas y es ti mu lan tes, la Se cre ta ra Ge ne ral re sal ta la im por tan cia de las alian zas es tra t gi cas que ha lo gra do es ta ble cer la CECC, con pa ses y agen cias coo pe ran tes con el ni co es p ri tu de ser vir a los pa ses del rea y de ayu dar a im pul sar el me jo ra mien to de la Edu ca cin en los pa ses cen troa me ri ca nos. En es ta oca sin la fe liz alian za se ma te ria li z gra cias a la re co no ci da y so li da ria vo ca cin de coo pe ra cin in ter na cio nal del Go bier no de los Pa ses Ba jos y, par ti cu lar men te, a los fun cio na rios de la Em ba ja da Real, quie nes con su aper tu ra, sen si bi li dad y cla ri dad de sus fun ciones hi cie ron po si ble que la CECC pu die se con cluir con tan to xi to un pro yec to que nos de ja gran des y con cre tas res pues tas a pro ble mas nues tros en la for ma cin de maes tros, mu chas en se an zas y de seos de con ti nuar tra ba jan do en una de las ma te rias de ter mi nan tes pa ra el me jo ra mien to de la ca li dad de la Edu ca cin.

MARVIN HERRERA ARAYASecretario General de la CECC

VII

NDICE Pg. N

PRESENTACIN ............................................................................................. VINTRODUCCIN ............................................................................................. 1UNIDAD I: LA QUMICA EN LA VIDA COTIDIANA ..................... 31. INTRODUCCIN ....................................................................................... 52. QUMICA. CONCEPTO y OBjETO DE ESTUDIO .................... 5

2.1 RAMAS DE LA QuMICA........................................................................ 63. BREVE hISTORIA DE LA QUMICA .............................................. 74. IMPORTANCIA DE LA QUMICA PARA EL SER hUMANO............................................................................................. 9 4.1 LA QuMICA y Su RELACIN CoN LoS SERES VIVoS ................... 9 4.2 LA QuMICA y Su RELACIN CoN LA SALuD, MEDICINA y AGRICuLTuRA ................................................................................................ 105. APLICACIONES DE LA QUMICA EN LA VIDA COTIDIANA ................................................................................................. 116. fENMENOS QUMICOS COTIDIANOS ..................................... 11 6.1 CoMBuSTIN ........................................................................................... 12 6.2 FERMENTACIN....................................................................................... 12 6.3 DESCoMPoSICIN DE LA MATERIA oRGNICA.............................. 13 6.4 EFERVESCENCIA ...................................................................................... 147. EjERCICIOS .................................................................................................... 148. MAPA CONCEPTUAL ............................................................................. 16

UNIDAD II: LA MATERIA y SU ESTRUCTURA INTERNA ...... 191. INTRODUCCIN .......................................................................... 212. CONCEPTO DE MATERIA ......................................................... 213. CARACTERSTICAS y PROPIEDADES DE LA MATERIA.. 214. ESTADO DE AgREgACIN DE LA MATERIA ..................... 22 CARACTERSTICAS .................................................................... 235. CAMBIOS DE ESTADO ................................................................ 236. EL TOMO ..................................................................................... 24 6.1 CARACTERSTICAS ..................................................................... 24 6.2 ESTRuCTuRA ATMICA .............................................................. 25 6.3 MoDELoS ATMICoS .................................................................. 277. LAS MOLCULAS ........................................................................ 30 7.1 CARACTERSTICAS ..................................................................... 30 7.2 TIPoS......................................................................................... .. 308. RESUMEN....................................................................................... 319. EjERCICIOS .................................................................................. 32

VIII

UNIDAD III: SUSTANCIAS QUMICAS ........................................ 351. INTRODUCCIN .......................................................................... 372. CONCEPTO y CLASIfICACIN ............................................... 373. MEzCLAS ....................................................................................... 39 3.1 MEzCLAS HETERoGNEAS ........................................................ 39

3.1.1 Caractersticas ...................................................................... 393.1.2 Coloides y Suspensoides ........................................................ 39

3.2 MEzCLAS HoMoGNEAS .......................................................... 393.3 MToDoS DE SEPARACIN DE MEzCLAS ................................. 40

4. ELEMENTOS QUMICOS ........................................................... 40 4.1 CLASIFICACIN ......................................................................... 41 4.2 ABuNDANCIA ............................................................................. 415. LA TABLA PERIDICA DE LOS ELEMENTOS QUMICOS. 41 5.1 APLICACIoNES DE LoS ELEMENToS QuMICoS ........................ 43

5.1.1 Metalurgia ........................................................................... 435.1.2 Mineraloga .......................................................................... 435.1.3 Bioqumica .......................................................................... 43

5.2 EFECToS DE LoS ELEMENToS RADIACTIVoS EN LA NATuRALEzA ............................................................................. 44

6. ENLACE QUMICO ...................................................................... 46 6.1 ELECTRoNES DE VALENCIA ...................................................... 46 6.2 REGLA DEL oCTETo ................................................................... 47 6.3 TIPoS DE ENLACES .................................................................... 49

6.3.1 Enlace inico ........................................................................ 496.3.2 Enlace covalente ................................................................... 506.3.3 Enlace Metlico .................................................................... 51

7. LEyES PONDERALES DE LAS COMBINACIONES QUMICAS ..................................................................................... 56 7.1 LEy DE LA CoNSERVACIN DE LA MASA ................................... 56 7.2 LEy DE LAS PRoPoRCIoNES DEFINIDAS o CoNSTANTES ........... 57 7.3 LEy DE LAS PRoPoRCIoNES MLTIPLES ......................................... 57 7.4 LEy DE LAS PRoPoRCIoNES RECPRoCAS ...................................... 58 7.5 IMPoRTANCIA DE ESTAS LEyES .......................................................... 598. COMPUESTOS QUMICOS INORgNICOS ............................... 59 8.1 CARACTERSTICAS DE LoS CoMPuESToS QuMICoS INoRGNICoS .......................................................................................... 59 8.2 FoRMuLACIN QuMICA ...................................................................... 60 8.3 VALENCIA DE LoS ELEMENToS .......................................................... 60 8.4 CLASIFICACIN ....................................................................................... 60

IX

8.5 NoMENCLATuRA QuMICA DE LoS PRINCIPALES CoMPuESToS QuMICoS INoRGNICoS ................................... 61

8.5.1 Compuestos inicos ............................................................... 618.5.2 Compuestos Moleculares ........................................................ 638.5.3 cidos .............................................................................................. 638.5.4 Bases ................................................................................................ 658.5.5 Hidratos ............................................................................................ 668.5.6 Aplicaciones de algunos compuestos inrganicos importantes para la vida ........................................................................................ 66

9. AgENTES TxICOS QUE CONTAMINAN EL MEDIO AMBIENTE ................................................................................................... 66 9.1 ELEMENToS .............................................................................................. 66 9.2 CoMPuESToS INoRGNICoS. CAuSAS y EFECToS. MEDIDAS PREVENTIVAS ....................................................................... 6710.RESUMEN ..................................................................................................... 6811. EjERCICIOS ................................................................................................ 69

UNIDAD IV: REACCIONES y ECUACIONES QUMICAS ........ 731. CONCEPTO y REPRESENTACIN .......................................... 75 1.1 EJERCICIoS ............................................................................................... 762. TIPOS DE REACCIONES QUMICAS .............................................. 76 2.1 LAS QuE No VARAN Su NMERo DE oxIDACIN ........................ 76 2.2 LAS QuE VARAN Su NMERo DE oxIDACIN .............................. 77 2.3 ExoTRMICAS y ENDoTRMICAS ..................................................... 813. ECUACIN QUMICA ............................................................................ 82 3.1 CoNCEPTo ................................................................................................ 82 3.2 BALANCEo ................................................................................................ 824. APLICACIONES DE LAS REACCIONES QUMICAS EN LA VIDA COTIDIANA y SU IMPORTANCIA EN LOS CAMBIOS QUMICOS DE LA MATERIA ...................................... 855. RESUMEN ..................................................................................................... 866. EjERCICIOS ................................................................................................ 86

UNIDAD V: CIDOS, BASES y SALES ................................................. 891. EL AgUA, LOS CIDOS y LAS BASES........................................... 912. CIDOS. CONCEPTO .............................................................................. 92 2.1 TIPoS DE CIDoS .................................................................................... 97 2.2 DISoCIACIN ELECTRoLTICA ............................................................ 973. BASES .............................................................................................................. 984. NEUTRALIzACIN ................................................................................. 98

X5. TEORAS DE BRNSTEDLOwRy. ......................................... 986. TEORA DE LEwIS SOBRE LOS CIDOS y LAS BASES .... 997. EL AgUA y SUS PROPIEDADES CIDOBASE ..................... 998. CONCEPTO ELEMENTAL DEL Ph. ......................................... 100 8.1 APLICACIoNES DEL PH EN LA AGRICuLTuRA E INDuSTRIA ....... 1019. RESUMEN ...................................................................................... 10210.EjERCICIOS .................................................................................. 103

UNIDAD VI: COMPUESTOS ORgNICOS ENLA NATURALEzA ............................................................................. 1051. COMPUESTOS ORgNICOS ..................................................... 107 1.1 CoNCEPTo .................................................................................. 107 1.2 FuENTES .................................................................................................... 107

1.2.1 Carbn ................................................................................................. 108 1.2.2 Petrleo ............................................................................................... 108 1.2.3 organismos vegetales y animales ....................................................... 108 1.2.4 Residuos de vegetales y animales ....................................................... 1081.3 PRoDuCToS NATuRALES y SINTTICoS .......................................... 1081.4 CARACTERSTICAS DE LoS CoMPuESToS oRGNICoS .............. 1101.5 DIFERENCIAS ENTRE CoMPuESToS oRGNICoS E INoRGNICoS .......................................................................................... 1111.6 EJERCICIoS ............................................................................................... 111

2. ESTRUCTURA DEL TOMO DEL CARBONO ........................... 111 2.1 CARACTERSTICAS ................................................................................. 111 2.2 ESTADo NATuRAL ................................................................................... 1143. CLASIfICACIN DE LOS COMPUESTOS ORgNICOS ..... 114 3.1. HIDRoCARBuRoS ALIFTICoS .......................................................... 117

3.1.1 Alcanos .............................................................................................. 117 3.1.2 Ejercicios ........................................................................................... 122 3.1.3 Alquenos ........................................................................................... 123 3.1.4 Alquinos ............................................................................................ 1263.2 HIDRoCARBuRoS ARMATICoS........................................................ 128 3.2.1 Benceno y sus derivados ................................................................... 129 3.2.2 Ejercicios ........................................................................................... 133 3.2.3 Compuestos orgnicos halogenados ................................................. 134 3.2.4 Compuestos orgnicos oxigenados ................................................... 137 3.2.5 Compuestos orgnicos nitrogenados ................................................. 146 3.2.6 Ejercicios ........................................................................................... 149

XI

3.3 BIoMoLCuLAS ...................................................................................... 151 3.3.1 Carbohidratos .................................................................... 151

3.3.1.1 Concepto .............................................................. 1513.3.1.2 Caractersticas ...................................................... 1513.3.1.3 Propiedades fsicas y qumicas ............................ 153

3.3.2 Lpidos ............................................................................... 1543.3.2.1 Concepto .............................................................. 1543.3.2.2 Caractersticas ...................................................... 1543.3.2.3 Propiedades qumicas ........................................... 155

3.3.3 Protenas ............................................................................ 156 3.3.4 cidos nucleicos ................................................................ 157 3.3.5 Ejercicios ........................................................................... 158

3.4 RESUMEN .............................................................................................. 159BIBLIOgRAfA ............................................................................................... 161

BLANCA xII

1INTRODUCCIN

El mundo inerte y el vivo estn constituidos por sustancias caractersticas que lo forman.El rpido desarrollo de la Qumica y su gran importancia en el mundo actual nos ha demostrado la necesidad de que la enseanza de la Qumica en la educacin media y superior, debe ser en todo momento, de alto grado cientfico y constructivo.Para poder lograr este propsito es necesario tener presente muchos factores, tales como: la concisin, la claridad, el orden y el mtodo. La concisin es de gran importancia, ya que ser conciso y concreto, permite mantener siempre la atencin y de esta manera facilitar el razonamiento de lo acordado.

El orden es un factor que posibilita obtener el conocimiento de forma automtica, partiendo de lo ms simple a lo ms complejo. El mtodo es vital, pues de l depende en gran parte que lo expuesto sea asimilado por el lector. Un buen mtodo permite exponer con sencillez, lgica y naturalidad los conocimientos, explicar y descubir los fenmenos ocurridos.En este libro se han considerado los factores antes expuestos, explicndolos de tal manera que contribuyan al aprendizaje consciente.Se ha tratado de encauzar al lector en el anlisis de cada captulo expuesto, a travs de preguntas dentro del mismo texto. As mismo, se han introducido al final de cada captulo una serie de ejercicios y problemas escogidos cuidadosamente, con el buen propsito de una autoevaluacin de parte del estudiante y a la vez, que sirva de estmulo al mismo en este curso de Qumica. He intentado presentar los conceptos lo ms claro posible, para romper con aquellos conceptos errneos y formar el correcto.En relacin con la nomenclatura qumica me he atenido a las reglas establecidas por el IUPAC (Unin Internacional de Qumica Pura y Aplicada). En cada uno de los captulos abordados he tratado de relacionarlos con las aplicaciones en el mundo moderno, para despertar el inters en su estudio y el lector establezca relacin de la Qumica con otras ciencias como la Fsica, Biologa, etc.En vista de que en la actualidad, la presentacin de los recursos naturales es una meta a largo plazo, a nivel mundial se hace nfasis en los compuestos orgnicos de mayor importancia en la naturaleza.Si es que esta obra no llena todas las espectativas tenidas, espero que sirva de mucho a quien la tenga en sus manos y desee adquirir y mejorar sus conocimientos de la Qumica.

El Autor

BLANCA 2

UNIDAD I

LA QUMICA EN LA VIDA COTIDIANA.

BLANCA 4

51. INTRODUCCIN

De qu estn formados los cuerpos?Qu es esa cosa llamada Qumica?Es cierto que la Qumica estudia la naturaleza?Por qu es necesario saber Qumica?Es la Qumica una ciencia aislada?

La Qumica es una ciencia activa y en continuo desarrollo; su importancia es obvia tanto en el mbito de la naturaleza como en el de la sociedad. Sus orgenes se remontan a tiempos antiguos, pero a la vez es una ciencia moderna que sirve para la resolucin de muchos problemas y situaciones planteadas en conjunto de otras ciencias.Es a travs del estudio de ella que podemos observar y medir los materiales de los que est formado el universo. En esta unidad estudiaremos el concepto y el objeto de estudio de la Qumica, que nos permitir una mejor visin acerca de su campo de estudio. A continuacin se analizarn las ramas de la misma con el propsito de definir la divisin de la Qumica para su facilidad de estudio. Con el fin de que el estudiante adquiera conciencia del desarrollo paulatino y sistemtico de la Qumica, se presenta una breve historia de ella, tambin se presenta la importancia que tiene en la vida cotidiana y la relacin que tiene con los seres vivos , la salud y la agricultura.Para finalizar, se presentan los conceptos de diversos fenmenos qumicos a travs de ejemplos variados.

2. QUMICA: CONCEPTO Y OBJETO DE ESTUDIO.

La Qumica pertenece a las ciencias naturales al igual que la Biologa, la Mineraloga y la Fsica.Se define como la ciencia que estudia la materia, sus propiedades y los cambios que experimenta. Es decir, tiene por objeto la investigacin de todas las sustancias que forman el universo. No se preocupa de las formas en que aquellas puedan estar dispuestas: cilndricas(botellas), rectangulares(mesas), esfricas(canicas), ellas no importan en Qumica; pero las sustancias de que tales cuerpos u objetos estn constituidos tales como el vidrio, la lana, el hierro, el azufre y la arcilla son estudiados por la Qumica.La Qumica estudia los cambios que experimentan las sustancias al oxidarse, reducirse, pudrirse, fermentarse, quemarse, disgregarse, digerirse, etc. Ella investiga tales cambios, las condiciones en que se producen, los mecanismos por los que tienen lugar, las nuevas sustancias que se originan y la energa que se libera o absorbe durante su desarrollo. Estudia tambin los procedimientos mediante los cuales stos y otros procesos similares, pueden realizarse en el laboratorio o en mayor escala en una planta qumica o industrial.Es pues la Qumica, la ciencia que trata sobre las sustancias y leyes, las cuales se determinara por sus transformaciones; ella estudia los cambios mediante los cuales unas molculas de un compuesto intercambian tomos con molculas de otras sustancias y stos a su vez forman molculas con un nmero menor de tomos y as tambin participan en las reacciones qumicas y como resultado se obtienen nuevas sustancias.

62.1. RAMAS DE LA QUMICA

La Qumica moderna ocupa un espacio principal del conocimiento humano y juega un gran papel en la produccin agrcola.Los objetivos y mtodos de investigacin de la Qumica son variados y hacen de ella una disciplina cientfica independiente. Para facilidad de su estudio ha sido dividida en seis ramas: Qumica Inorgnica, Qumica Orgnica, Qumica General, Qumica-Fsica, Qumica Analtica y Qumica de los Compuestos Macromoleculares.

Qumica Inorgnica: Estudia los elementos qumicos y sus compuestos.Se utiliza grandemente como materia prima para todas las ramas de la Industria, en la construccin, energtica, agricultura y transporte, incluyendo la tcnica csmica(metales, aleaciones, cemento, vidrio, cermica), como fertilizantes y alimentos, combustibles nucleares y espaciales, as tambin en medicamentos.

Qumica General: Se ocupa del estudio de los principios fundamentales relativos a la constitucin y propiedades de las sustancias.

Qumica Orgnica: Conocida tambin como Qumica del carbono y sus derivados. Es una de las ramas ms extensas de la Qumica. Ella tiene posibilidades ilimitadas de sntesis y el establecimiento de estructura de sustancias orgnicas, la distribucin en ellas de la densidad electrnica, la disposicin espacial de tomos y la disposicin de los mecanismos de reaccin.Actualmente se conocen ms de cinco mil sustancias inorgnicas y ms de 13 millones de compuestos orgnicos sintticos y naturales.

Fsico-Qumica: Explica los fenmenos qumicos y establece sus leyes generales sobre la base de los principios de la qumica y con el uso de mtodos experimentales.La Fsico-Qumica, incluye la Qumica cuntica, Termodinmica Qumica, Cintica Qumica, estudio de la Catlisis, Qumica Coloidal, Mecnica Fsico-Qumica, Electroqumica, Fotoqumica, Qumica Radiactiva, entre otras.Esta rama de la Qumica tiene gran significado en el desarrollo de la Biologa y de la Medicina; ella es la base terica o sinttica de la tecnologa.

Qumica Analtica: Rama de la Qumica que estudia los mtodos de reconocimientos e identificacin de las sustancias y los procedimientos seguidos para conseguir estos fines: as determinar la cantidad relativa de los componentes de una sustancia o de una mezcla.Esta parte de la Qumica se divide en: Qumica Analtica Cualitativa y Qumica Analtica Cuantitativa.

La primera se ocupa del anlisis cualitativo, que consiste en reconocer e identificar las sustancias mediante diversos mtodos.

La Qumica Analtica cuantitativa realiza anlisis cuantitativo mediante el cual se determina la cantidad relativa de los componentes de una sustancia.

7La dependencia de qu componente se necesita descubrir o identificar, determina los siguientes mtodos: Anlisis Isotpico, Anlisis Elemental, Anlisis Funcional, Anlisis Molecular y Anlisis de Fases.

En la Qumica Analtica sobresalen tres grupos fundamentales de mtodos: Mtodo de Separacin y Concentracin, Mtodo de Determinacin y Mtodo Hbrido de Anlisis. Para la determinacin de los componentes, se utilizan mtodos qumicos de anlisis, mtodos de anlisis fsico-qumico y mtodos fsicos de anlisis.

Todos estos mtodos estn basados en las dependencias de medidas cualitativas de las propiedades de las sustancias, con respecto a su composicin.Los mtodos qumicos de anlisis se utilizan para el control de muchos procesos tecnolgicos, fundamentalmente en la industria qumica, metalrgica, farmacutica y alimenticia.

Qumica de los Compuestos Macromoleculares: Estudia aquellos compuestos que se caracterizan por tener una masa molecular de unos cuantos miles a muchos millones. Entre ellos estn los polmeros, que son macromolculas formadas por gran cantidad de grupos repetitivos o monmeros unidos entre s, mediante enlaces qumicos.

La Qumica se integra con otras ciencias. Como resultado de este proceso surgieron la Bioqumica, Qumica Bio-Orgnica y Biologa Molecular, que estudian los procesos qumicos en los organismos vivos. En la frontera de la Qumica y la Geologa se desarrolla la Geoqumica, la cual investiga las leyes del comportamiento de los elementos qumicos en la corteza terrestre. Las tareas de la Qumica Csmica consiste en el estudio de la composicin elemental particular de los cuerpos csmicos(planeta y meteoritos) y diferentes compuestos que se encuentran en estos objetos.

3. BREVE HISTORIA DE LA QUMICA

Cmo surge la Qumica?Desde hace cuanto tiempo se sabe de la Qumica?Quines sobresalen en la Qumica?

La Qumica tuvo sus orgenes en el pas de las pirmides(Egipto), el ms avanzado tcnicamente del mundo antiguo. Son los egipcios quienes desarrollaron la perfumera, la metalurgia, la tintorera, la cermica, la produccin de vidrio y la obtencin de cosmticos. Desafortunadamente la Qumica era considerada una ciencia divina y por ello estaba en manos de los sacerdotes, quienes la ocultaban.

Fueron posteriormente los rabes los que denominaron a la Qumica como alquimia, surgiendo as los alquimistas. Ellos tenan como meta encontrar la piedra filosofal, la cual segn ellos poda trasmutar en oro cualquier metal, lo cual solamente lo tenan tericamente pero sin probar dichos conceptos tericos experimentalmente. Es decir, ellos tenan conceptos Aristotlicos que les permitan avanzar en los conceptos tericos, ms sin embargo aadieron los principios y elementos de solubilidad (con sales), combustibilidad

8(con el azufre) y metalinidad (con el mercurio), as tambin descubrieron muchas sustancias y disearon mtodos para la purificacin de dichas sales.

En este perodo de la historia de la Qumica, sta estaba oculta, en secreto.

En el siglo XVI surgieron muchos reformadores de la alquimia, sobresaliendo Paracelso y Agrcola. Segn Paracelso, la meta ya no era obtener oro, sino preparar remedios curativos. Mientras Agrcola se dedic a desarrollar la Qumica en el campo de la minera y la metalurgia.

El resultado inmediato de los trabajos realizados por Agrcola y sus discpulos, fue asimilado por la industria europea en todos sus mtodos productivos.

All por el siglo XVII, se dio un hecho interesante, la teora se rezag y se le adelant bastante la prctica, existiendo de tal modo divergencias entre ellas, por ello fue necesario el desarrollo terico representado por los trabajos de Boyle (1661), quien estableci la Ley de Boyle, pero sin presentar una nueva teora, no fue sino hasta 1700 cuando surge la nueva teora general de la Qumica por Establo. Esta teora, establece que todos los cuerpos susceptibles de combustin y oxidacin contienen el flogisto(sustancia especial), que se libera de los mismos, durante el proceso de combustin o de oxidacin. La teora del flogisto no respondi a muchos nuevos problemas planteados. A pesar de todo, ella permiti liberarse totalmente de las concepciones Aristotlicas.

Se hicieron varios intentos por separar el tal flogisto y estudiarlo, pero nunca se pudo, lo que obstaculiz el ulterior desarrollo de la misma.

El nacimiento de la Qumica, como ciencia exacta, se dio en el pleno dominio de la teora del flogisto a mediados del siglo XVIII.

Fue Lavoisier quien rebati definitivamente la teora flogista y propuso sustituirla por concepciones nuevas.

l demostr que la combustin no es una reaccin de descomposicin durante la cual se libera flogisto, sino que es una reaccin de combustin de la sustancia que se quema con el oxgeno del aire.

Otros aportes fueron los de Berthollet y Proust. Proust estableci la segunda Ley Fundamental de la Qumica, la Ley de Proporciones constantes (o definidas), segn ella, cada uno de los compuestos qumicos poseen una composicin fija. Esto nos indica que la composicin de una combinacin qumica no depende del procedimiento usado para la obtencin de la misma.

En 1803 John Dalton, introdujo el concepto de peso equivalente, o equivalente qumico, que establece que los elementos siempre se combinan entre s en cantidades ponderadas constantes que corresponde a su equivalente qumico. Adems Dalton descubri la Ley de proporciones mltiples que en resumen establece que los elementos entran en los compuestos en distintas proporciones definidas. Tambin Dalton dio su aporte acerca de la Teora Atmica e introdujo que todas las sustancias estn constituidas por partculas pequesimas llamadas tomos y que la combinacin de diferentes tomos da como resultado una sustancia compuesta.

9El qumico sueco John Jacob Berzelius introdujo una notacin sencilla de los elementos qumicos, la cual consista en representar los elementos qumicos por las letras iniciales de sus denominaciones latinas.

La teora atmica recibi un nuevo impulso con los trabajos de Gay-Lussac, quien estableci la Ley de Dilatacin Trmica de los gases y la Ley de las Proporciones Volumtricas: en iguales volmenes de gases elementales se hallan igual nmero de tomos contenidos en ellos. Esto no correspondi con la prctica, por lo cual en 1811, Avogradro estableci que iguales volmenes de gases, en condiciones externas iguales, contienen igual nmero de molculas. Esta teora no fue aceptada inmediatamente sino hasta 1860. Es a partir del aporte de Avogadro cuando en la ciencia se introduce el concepto de molcula, definida como la partcula ms pequea de una sustancia, la cual existe independientemente.

4. IMPORTANCIA DE LA QUMICA EN EL SER HUMANO

Todos los seres vivos estamos constituidos por sustancias diversas, tanto sencillas como complejas. Nuestro organismo es una fbrica permanente mientras vivimos y un recipiente de constantes reacciones qumicas. Por ello y por mucho ms, la Qumica es una ciencia activa y en constante crecimiento.

4.1. LA QUMICA Y SU RELACIN CON LOS SERES VIVOS

Una de las ciencias con que est estrechamente relacionada con la Qumica es la Biologa, que en conjunto con la Qumica estudia la composicin qumica de las sustancias, y el lugar de localizacin, a travs de la formacin y transformacin denominada Bioqumica.

Los seres vivos poseen caractersticas biolgicas y qumicas. Entre las biolgicas estn: la nutricin, la reproduccin, el movimiento, la relacin y crecimiento. Las caractersticas qumicas son: catlisis, almacenamiento de la energa e informacin y la motilidad.

Para explicar estas caractersticas, la biologa se apoya en la qumica con el propsito de investigar el intercambio de sustancias (metabolismo) y su regulacin, los procesos energticos de la clula (bioenerga), el conocimiento de la naturaleza, de la accin de los fermentos (enzimaloga) y la determinacin de la evolucin de los organismos vivos.

Con el desarrollo de la Qumica se ha logrado explicar muchos fenmenos ocurridos en los seres vivos. Por ejemplo, con el descubrimiento del O2 y H2, se condicion el desarrollo de la investigacin de los procesos oxidantes y fotosintticos, entre otros.La Qumica, adems de contribuir en el conocimiento de la composicin qumica de los seres vivos, explica los cambios qumicos que en ellos ocurre y proporciona respuesta a problemas externos que les afecta.

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4.2. LA SALUD, MEDICINA Y AGRICULTURA.

LA SALUD Y MEDICINA.

Es obvia la importancia que tiene la Qumica en el campo de la salud y de la medicina, pues ha permitido logros en dos direcciones: en la prevencin de las enfermedades y en la curacin de las mismas. Los sistemas de salud hacen uso de la medicina preventiva, utilizando los diversos frmacos como vacunas y antibiticos, para proteger a la sociedad de enfermedades infectocontagiosas.

Los cirujanos usan mucho la anestesia para realizar operaciones en casos difciles como la apendicitis, clculos renales, clculo en la vescula, lesin cerebral, etc. Actualmente se est desarrollando la terapia gentica que consiste en introducir un gen sano a la clula del paciente afectado, en enfermedades como cncer, SIDA, artritis, entre otras y as reponer al gen o genes que estn deteriorados y que estn implicados en las defensas del cuerpo. Para realizar todos estos procedimientos, el mdico debe tener conocimiento sobre las propiedades qumicas de cada uno de los componentes moleculares implicados en el tipo de terapia.

Indudablemente que en la industria farmacutica es de vital importancia la qumica, pues los qumicos farmacuticos investigan medicamentos que tengan pocos o nulos efectos colaterales para tratar diferentes enfermedades como el SIDA, frmacos que garanticen aumentar exitosamente el nmero de transplantes de rganos.

En resumen, la importancia de la Qumica en la salud y en la medicina, es llevar junto con otras ciencias una vida ms saludable a la humanidad entera.

AGRICULTURA.

De qu manera es posible garantizar alimentos a la poblacin mundial que crece rpidamente?En los pases tercermundistas, la agricultura ocupa un lugar primordial, ya que ocupa cerca del 80% de la fuerza laboral y la mayor parte del presupuesto familiar es destinado a la alimentacin.

La produccin agrcola es afectada por diversos factores, tales como la riqueza del suelo, la maleza que compite por los nutrientes, los insectos y las enfermedades que perjudican a los cultivos. Para mejorar la produccin, los agricultores hacen uso de fertilizantes, herbicidas e insecticidas. Con el uso de estos productos qumicos han contaminado la tierra, el agua y el aire.

Con el propsito de satisfacer las demandas alimenticias de este siglo, se estn desarrollando nuevas estrategias para la agricultura. La Biotecnologa ha demostrado que puede lograr mejores cultivos y ms extensos. Estas tcnicas permiten mejorar la produccin y aumentar las cosechas. Por ejemplo, los cientficos han encontrado la forma de prevenir la reproduccin de la plaga de los insectos, ya que stos se comunican entre s al producir o reaccionar a molculas especiales llamadas feromonas, identificando y sintetizando las feromonas implicadas en el apareamiento de los insectos o bien engaando a las hembras para que stas se apareen con machos estriles.

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5. APLICACIONES DE LA QUMICA EN LA VIDA COTIDIANA EN BENEFICIO DE LA HUMANIDAD.

En la vida actual, particularmente en las actividades productivas del hombre, la Qumica juega un papel importante y exclusivo. No hay tan solo una rea de la produccin que no est relacionada con la Qumica. La naturaleza nos proporciona la materia prima: madera, minerales, petrleo y otros. Sometiendo estos materiales naturales a un tratamiento qumico, se obtienen diversas sustancias, necesaria para la produccin agrcola, para la preparacin de artculos industriales y para el acondicionamiento de nuestras casa: abonos, fertilizantes, metales, plsticos, pintura, medicamentos, jabn, soda, etc.

Para el tratamiento qumico de la materia prima, es necesario saber las leyes generales de la transformacin de las sustancias y estos conocimientos slo la Qumica nos los proporciona.

Se hace qumica al cocinar y el cocinero sabe que el agua se evapora al calentarse. El bicarbonato de sodio es usado para hornear el pan, la olla de presin es utilizada para cocer ms rpido los alimentos, para quitar el olor del pescado se usa jugo de limn. Todo esto ocurre diariamente sin pensar en la naturaleza qumica.

6. FENMENOS QUMICOS COTIDIANOS.

La materia se encuentra en constante movimiento y sufre consecuentemente cambios en su estructura. Estos cambios se denominan fenmenos. Existen fundamentalmente dos clases de fenmenos: fsicos y qumicos.

Un fenmeno es fsico: cuando el cambio que experimenta la sustancia altera su forma o su estado fsico, pero no vara su composicin qumica. Son fenmenos qumicos: el hielo al fundirse se convierte en agua lquida, cuando un vapor se condensa tambin se convierte en agua. Al romper un pedazo de papel se cambia la forma del mismo y el tamao, pero no su composicin qumica.

Se llama fenmeno qumico, a todo cambio que altera la composicin de una sustancia, formndose una o ms nuevas sustancias. Por ejemplo: el sodio (Na), que es un metal muy activo y el cloro (Cl), que es un gas txico, al combinarse forman un compuesto llamado cloruro de sodio (NaCl), sustancia con propiedades diferentes a las del sodio y el cloro, ya que es de color blanco, no es txico, no presenta la marcada actividad del sodio y se usa para aderezar los alimentos. Otros ejemplos de fenmenos qumicos son: la absorcin del abono por la tierra, el cual es transformado por la planta en madera, goma, azcar, etc., y los que se ocasionan en nuestro organismo una vez que ingerimos los alimentos. Entre los fenmenos qumicos se destacan: la combustin, las fermentacin, descomposicin de la materia orgnica y la efervescencia.

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6.1. COMBUSTIN.

En la naturaleza se producen, con gran profusin, distintos procesos de oxidacin. Se entiende por oxidacin, en sentido muy estricto de la palabra, la combinacin de determinada sustancia con el oxgeno. Este es un proceso lento y el calor desarrollado durante el mismo, se disipa sin aumentar apreciablemente la temperatura. Ejemplo: al poner en contacto un clavo con el agua o con la humedad, ste se llena de herrumbre y se dice que el clavo se oxid.

Cuando la oxidacin est acompaada de un gran desprendimiento de luz y calor, el proceso se denomina combustin.

En el fenmeno de la combustin, la sustancia que se quema (arde) se le conoce como combustible. En un inicio, los qumicos creyeron que solamente haban combustiones a favor del oxgeno, considerndolo el nico comburente capaz de quemar las sustancias combustibles, pero posteriormente descubrieron que otros elementos pueden, en determinados condiciones, hacer el mismo efecto que el oxgeno. As, por ejemplo, el Antimonio (Sb) y el Arsnico (As) arden en atmsfera de cloro. Son combustibles, todas aquellas sustancias que arden con facilidad, como hidrgeno, azufre, carbono, magnesio, fsforo, etc. El fenmeno de la combustin lo observamos en nuestra vida diaria al encender un fsforo, quemar basura, al cocinar con lea, al encender la hornilla de una cocina de gas, en una vela encendida o en un candil. En un laboratorio qumico el fenmeno de la combustin est presente siempre que usamos el mechero de Bunsen, Tirell o Merkel. No obstante, la combustin tambin ocurre en diversos procesos biolgicos como la respiracin.

6.2. FERMENTACIN

Es un fenmeno qumico que ocurre mediante la accin de unas sustancias llamadas fermentos. Estos fermentos son enzimas, las cuales son sustancias catalizadoras que aceleran una reaccin qumica y al final de ellas no sufren alteracin qumica. A este proceso se le conoce como catlisis.

La catlisis desempea un gran papel en los sistemas biolgicos. La mayora de las reacciones qumicas que ocurren en el sistema digestivo, en la sangre y en las clulas de los animales y del ser humano, son reacciones catalticas. En este caso, los catalizadores son conocidos como fermentos, los cuales son protenas sencillas o complejas. As, la saliva contiene ptialina(fermento), la cual cataliza la transformacin de almidn a azcar. El fermento contenido en el estmago, la pepsina, cataliza la separacin de las protenas. En el organismo humano se encuentran cerca de 30,000 diferentes fermentos; cada uno de ellos sirve como catalizador efectivo en determinadas reacciones especficas.Los microorganismos son muy usados en la sntesis microbiolgica para la obtencin de aminocidos, vitaminas, nucletidos, etc. Estos microorganismos se caracterizan por liberar fermentos, los cuales catalizan las reacciones qumicas. Dichos microorganismos pueden ser formados en fuentes naturales(hongos y bacterias) u obtenidos artificialmente, por ejemplo, los hongos mutantes usados en la obtencin de la penicilina.

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En la fermentacin del azcar se usa como fermento de la levadura(catalizador), usada enormemente en las panaderas y reposteras, la cual ocurre liberando dixido de carbono(CO2) y formando etanol.

Los animales a travs de la alimentacin consumen glcidos(carbohidratos) y otras molculas complejas, durante el metabolismo a travs de la respiracin eliminan el dixido de carbono (CO2)

La fermentacin se usa tambin en las queseras para obtener queso, leche agria, etc. Tambin se produce vinagre por fermentacin.

Por accin de muchos microorganismos, la glucosa fermenta frutas y vegetales cuando se pudren, producindose as la fermentacin con la consiguiente destruccin de la glucosa, entre otras sustancias; en determinas condiciones la fermentacin de estos vegetales y frutas se aprovecha para producir alcoholes y otros compuestos.

6.3. DESCOMPOSICIN DE LA MATERIA ORGNICA.

La materia orgnica se descompone por la accin de sustancias qumicas como comburentes que permiten la combustin y le descomposicin final en dixido de carbono(CO2) y agua(H2O)

La materia orgnica en la naturaleza se descompone principalmente por accin de microorganismos como bacterias protozoarias y ciertos hongos. Existen cadenas alimenticias entre los organismos del suelo, de tal manera que se alimentan de lo que dejan otros sin aprovechar, hasta dejar finalmente pulverizada la materia orgnica, reintegrando a la fase inorgnica del suelo los elementos que la componen. Dentro de estas cadenas, estn los carroeros que se alimentan de cadveres y los descomponedores que desintegran la materia orgnica. Estos animales contribuyen a la estabilizacin

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y aireacin del suelo, por ejemplo los caros y las lombrices de tierra. Las bacterias y hongos destruyen y se alimentan de la pared de celulosa de las clulas vegetales muertas, destruyendo as las partes insolubles y duras de la materia orgnica.

Las bacterias y algas, contribuyen a la transformacin del nitrgeno atmosfrico en compuestos nitrogenados, necesarios para el crecimiento de vegetales.

6.4. EFERVESCENCIA

Qumicamente es el proceso mediante el cual hay un desprendimiento de gas a travs de un lquido, producto de una reaccin qumica. Una reaccin efervescente es la que ocurre al disolver alkaseltzer o Sal Andrews en agua, en la cual se libera dixido de carbono y agua. Esto se debe a que en dichas sustancias estn presentes iones de hidrocarbonato. Lo mismo ocurre en las gaseosas(coca cola, pepsi cola)

7. EJERCICIOS

1. Mencione las ramas de la Qumica2. Dadas las siguientes situaciones, escriba a la par la rama de la Qumica que las estudia.

a) Anlisis de la composicin del acero.b) Estudio de los gases nobles.c) La combustin del carbn.d) La obtencin del naftaleno.e) Identificacin de las propiedades de un compuesto.f) Elaboracin del carbn.

3. Qu relacin tiene la Qumica con otras ciencias? Explquelo.4. Qu entiende usted por compuestos macromoleculares?5. Es la Qumica una ciencia nueva?6. Cmo surge la Qumica?7. Mencione los aportes ms significativos que permitieron el desarrollo de la Qumica.8. Es la Qumica una ciencia aislada?9. Mencione los factores por los cuales la teora del flogismo no prevaleci hasta nuestros das.10. Qu importancia tuvo la teora del flogismo en el desarrollo de la Qumica?11. Muchos consideran que la Qumica es una ciencia destructiva por la fabricacin de bombas,

armas nucleares, etc. Qu opina usted al respecto?12. De qu manera puede la Qumica colaborar con la preservacin del Medio Ambiente?13. Es la Qumica una ciencia de futuro o ya pas a la historia?14. Qu relacin tiene la Qumica con las diversas actividades productivas de la humanidad?

HCO3 + H2O CO2 + H2O

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15. Explique el papel que juega la Qumica en la salud de la humanidad entera.16. Cmo se podra mejorar la produccin mundial de alimentos?Existe alguna forma?17. Es la Qumica una ciencia bella? Por qu?18. Con sus propias palabras, exprese de qu se ocupa la Qumica?19. Podramos decir que la Qumica se empea en determinar la forma propia de la sustancia?20. Si alguien le preguntara: En qu consiste la transformacin de una sustancia, qu

respondera?21. Investigue los conceptos de sustancia, molcula, tomo, energa y reaccin qumica.22. Establezca la diferencia entre fenmeno fsico y qumico.23. Escriba 5 ejemplos de fenmenos qumicos que usted conozca.24. Cul es la importancia del fenmeno de combustin?25. Qu es la fermentacin?26. Mencione 3 ejemplos de fermentacin.27. Con qu ejemplos prcticos de efervescencia usted se ha relacionado?28. Explique como ocurre la descomposicin de la materia orgnica.

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Abonos

Ciruga

Frmacos

Prevencin de

Productos

Productos

Insecticidas

Herbicidas

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Polmer

Perfumera

Alquimistas

Metalurgia

Tintorera

Cermica

Fenmenos

Macromolcula

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UNIDAD II

LA MATERIA Y SU ESTRUCTURA INTERNA

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1. INTRODUCCIN

El ser humano, desde tiempos muy antiguos, se ha interesado por conocer la naturaleza de la materia. A travs de su historia ha venido mejorando sus conocimientos y por tanto, variando el concepto de materia. Las ideas que predominaron en la poca moderna acerca de la estructura de la materia, estn basadas en la teora atmica de Dalton. En la actualidad, es sabido que la materia est formada por diversas partculas atmicas: tomos, molculas y iones.

2. CONCEPTO DE MATERIA

Es la luz Materia?Qu es mayor una molcula o un tomo?Cundo ocurre un cambio de fase?Por qu no se ven las molculas y los tomos?Qu modelos atmicos han sido propuestos?. Estas y otras preguntas sern despejadas en esta unidad?

La qumica es una de las ciencias que estudia la materia, por tanto es indispensable tener un claro concepto de ella.

Todo lo existente en la naturaleza es materia, es decir, la materia est en todo, aunque algunas veces nos sea difcil aceptarlo, como en el caso de los gases presentes en la atmsfera, los rayos diversos, la electricidad, etc.

La materia se presenta de diversas formas y est en continuo movimiento, es decir, en cambio o transformacin en general. Qu es esa cosa llamada materia? Materia es todo aquello que posee masa y ocupa un espacio.

El diccionario de la Real Academia Espaola la define como sustancia extensa, divisible e impenetrable, susceptible de toda clase de formas.Materia es todo la que nos rodea: rboles, rocas, oro, agua, aire, sol, madera, hierro, los planetas, etc.

3. CARACTERSTICAS Y PROPIEDADES DE LA MATERIA

La materia se caracteriza por presentarse en diversas formas, una de ellas es la energa. El principio de conservacin de la materia establece que la materia no se crea ni se destruye solamente se transforma, es decir, la materia se conserva, se presenta en una cantidad constante y requiere una fuerza para variar su estado de movimiento o reposo.

Otra forma en que se presenta la materia es la sustancia, la cual tiene composicin definida y distintas propiedades.

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Ests propiedades pueden ser fsicas y qumicas. Una propiedad es fsica cuando esta puede observarse o medirse sin que ocurra cambio alguno en la composicin qumica de la sustancia, es decir, se mantiene su identidad. Ejemplo: podemos con un mortero de porcelana y pistilo triturar o pulverizar carbn, se obtienen partculas de carbn con mayor superficie de contacto, pero contina siendo el mismo carbn.

En cambio, al dejar a la intemperie un pedazo de hierro, ste reacciona con el oxgeno del aire, oxidndose y formando una herrumbre conocida comnmente como sarro, sta es una propiedad qumica, pues hubo cambio en la composicin de la sustancia ,es decir, ocurri un cambio qumico.

Otras propiedades generales de la materia son: masa, peso, inercia, impenetrabilidad, extensin, etc.

La masa se define como la cantidad de materia que posee un cuerpo. Se mide con balanzas, que pueden ser: tradicionales, romanas, digitales y electrnicas. Ejemplo: 200g de hierro, 1000 g de hidrxido de sodio.

El peso es la fuerza con que la tierra atrae a un cuerpo. Se mide en newton (N) con un aparato llamado dinammetro. ste siempre est dirigido hacia el centro de la tierra. Ejemplo: un cuerpo de masa de 10 Kg, ejerce une fuerza de 98 N sobre la superficie de una mesa.

La inercia es la propiedad que tiene la materia de mantenerse en reposo o en movimiento con velocidad constante, mientras sobre ella no acte una fuerza externa. Ejemplo: un libro permanece en estado de reposo, mientras sobre l no acte una fuerza no variar su estado.

La impenetrabilidad es la resistencia que ofrece un cuerpo a ser penetrado por otro cuerpo. Ejemplo: el agua es penetrable, pero el mercurio es ms difcil de ser penetrado.Extensin: es la propiedad que posee la materia de extenderse.

4. ESTADO DE AGREGACIN DE LA MATERIA

Cul es la cosa ms pequea que conoces?Tiene hueco el agua?

Las sustancias simples biatmicas y triatmicas, as como los compuestos, estn formados por molculas y las molculas a su vez por tomos.

Las molculas que forman las diferentes sustancias se encuentran en constante movimiento, existiendo entre ellas fuerzas de atraccin (cohesin) que permiten mantenerlas unidas y fuerzas de repulsin que las separa, lo cual permite que entre ellas haya espacios llamados intermoleculares. Con base, en estos espacios intermoleculares se explican los estados en que se presenta la materia, que son fundamentalmente tres: slido, lquido y gaseoso, a los que se pueden agregar dos estados ms que son el estado coloidal y el plasma. Ver fig. siguiente:

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CARACTERSTICAS

En el estado slido, las molculas se mantienen unidas entre s de forma organizada y con poca libertad de movimiento (apenas vibran), es decir, los espacios intermoleculares son muy pequesimos, por ello son impenetrables, tienen dureza, etc. En el lquido, los espacios intermoleculares son mayores que en los slidos, lo que permite mayor libertad de movimiento de las molculas, estando unidas a una posicin no tan rgida; por ello ellas pueden fluir y no poseen un volumen fijo, ni forma fija.El estado gaseoso se caracteriza porque sus molculas estn separadas grandemente, en comparacin con el tamao de sus molculas, lo que le confiere propiedades particulares como ocupar todo el volumen que se le ofrece y tener una mayor velocidad de difusin.El estado coloidal: es un estado en el cual las partculas estn dispersas en un lquido, estos tienen un tamao superior a las partculas de dimensiones moleculares o inicas que constituyen las disoluciones. El coloide est formado por un medio dispersante en el cual estn dispersas las micelas (partculas multimoleculares). Estas micelas estn integradas por tomos que varan entre 103 y 109.El plasma es una combinacin de cargas (+ y -), de tomos y molculas, con caractersticas y propiedades similares a las del estado gaseoso y de carga elctrica neutra. De forma general, el plasma es toda masa gaseosa de molculas ionizadas. Ejemplo: las estrellas activas estn integradas por plasma.

5. CAMBIOS DE ESTADO

Las sustancias pueden cambiar de estado o fase, al recibir cierta cantidad de calor emanado de alguna fuente, a presin constante. Esto se comprende fcilmente en funcin de la teora molecular, la cual explica que al aumentar la temperatura de una sustancia, aumenta la energa cintica de las molculas, hasta cuando se logren romper los enlaces qumicos y a pesar de la siguiente fase (estado).

Todo esto ocurre sin que cambie la composicin de la sustancia. Durante el cambio de fase, la temperatura no vara, permanece constante, esto se debe a que parte de la energa calorfica suministrada se utiliza en la separacin de las molculas o tomos, mediante el rompimiento de los enlaces qumicos anteriores. As, por ejemplo: el agua pura cambia de fase (de slido a lquido) a 0 0 C y de lquido a gas a 100 0C a una presin de 1 Atm.

SLIDO LQUIDO GASEOSO

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Existen los cambios de fases que son:

1. Fusin: Paso de slido a lquido, por ejemplo, al derretirse el hielo y pasar luego a agua lquida.

2. Vaporizacin: Paso de un lquido a vapor o gas, como la evaporizacin del agua que se da en ros y mares.

3. Condensacin: Cambio de fase contraria a la vaporizacin, ejemplo: el enfriamiento de un gas o vapor(condensacin del vapor de agua).

4. Solidificacin: Cambio de fase que es contrario a la fusin, ejemplo: la congelacin del agua en un congelador.

5. Sublimacin: Paso de un slido a gas, sin pasar por el estado lquido previamente, por ejemplo: la sublimacin del yodo o las bolas antipolillas de naftaleno.

La temperatura constante, mediante la cual ocurre la fusin, se llama punto de fusin y la de la vaporizacin es denominada punto de ebullicin. As, el punto de fusin del agua pura es de 00c y su punto de ebullicin es de 1000c.

6. EL TOMO.

Es la partcula ms pequea de un elemento qumico, la cual es responsable de sus propiedades. Es elctricamente neutra y est regida por las leyes cunticas.

Los filsofos griegos de la antigedad especularon acerca de la materia, si es contina o discontina. La escuela de Aristteles (322-384 a .c.), crea que la materia era contina, mientras que la escuela de Leucipo y Demcrito (460-462 a. c.), crea que la materia est compuesta por partculas elementales denominadas tomos, los cuales eran indivisibles, indestructibles e inmutables a travs del tiempo. Ninguna de las dos escuelas tuvo la suficiente base que respaldara su teora.

El principio de la teora atmica moderna fue marcado por los trabajos del maestro de Manchester John Dalton, quien retom la teora atomstica de Leucipo y Demcrito, adems escribi sus postulados, hoy conocidos como postulados de Dalton, resumidos as:

6.1. CARACTERSTICAS

1. Todos los elementos qumicos estn formados por partculas pequeas indivisibles llamadas tomos. Los tomos de un mismo elemento son iguales e idnticos entre s. Los tomos de un elemento son distintos a los tomos de otro elemento.

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2. Los compuestos se obtienen de la combinacin de dos o ms elementos, es decir, se forman de tomos de dos o ms elementos donde la relacin del nmero de tomos de los elementos combinados, es siempre un nmero entero y una relacin simple.

3. Los tomos son inmutables, es decir, no se pueden transformar en otro tipo.

4. Los tomos no se crean, ni tampoco se destruyen en las reacciones qumicas. En el transcurso del tiempo la Qumica ha avanzado y los postulados de Dalton han sido modificados sobre todo por la aceptacin plena de la teora corpuscular sobre la constitucin de la materia en el siglo XX, gracias a los aportes de los cientficos del siglo XIX, Faraday y muchos otros investigadores, cuyos trabajos estaban orientados al establecimiento de la naturaleza y caractersticas elctricas de la materia, lo que permiti plantear diversos modelos atmicos.

6.2. ESTRUCTURA ATMICA.

Actualmente se sabe que el tomo es la partcula ms pequea de un elemento qumico que conserva sus propiedades. Dalton crey que el tomo era indivisible, pero las investigaciones posteriores revelaron que los tomos tienen una estructura propia en su interior y estn formados por partculas pequesimas conocidas como partculas sub-atmicas, siendo las fundamentales: el electrn, protn y neutrn.

Descubrimiento del Electrn (e-):

Fue la primera partcula sub-atmica descubierta por Jos Juan Thompson, quien realiz experimentos en tubos croques con gases enrarecidos, es decir, gases con una presin muy baja en los que se hizo pasar una descarga elctrica, producindose en el ctodo unos rayos conocidos como catdicos, los cuales resultaron ser un conjunto de partculas con carga negativa a las que se les dio el nombre de electrones.Los trabajos efectuados por J.J. Thompson, Millican y otros investigadores posibilitaron la determinacin de la carga, cuyo valor es: -1.6021 x 10-19C y la masa del electrn igual a 9.11 x 10-28g.

Descubrimiento del Protn (p+):

Fue descubierto en 1886 por el fsico alemn Goldstein, el cual utiliz un tubo con un ctodo perforado por un agujero cilndrico, a travs del cual pudiera pasar fcilmente cualquier chorro de partculas cargadas positivamente, que se movieran con rapidez hacia este electrodo negativo. Estas partculas resultaron ser tomos de cualquier gas residual en el tubo. El protn quiere decir primero y forma parte del ncleo de todos los tomos; la carga positiva de un protn es exactamente igual, pero de signo contrario a la de un electrn.

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Descubrimiento del Neutrn (n)

En 1932 James Chadwick, descubri el neutrn, el cual es elctricamente neutro y tiene una masa prcticamente igual a la del protn. Se encuentra en los tomos de todos los elementos, excepto en el hidrgeno. Est ubicado en el ncleo atmico. La estructura interna de un tomo es la siguiente: en su centro existe un ncleo cargado positivamente, ya que en su interior aloja protones con cargas positivas y neutrones, elctricamente neutros. Alrededor del ncleo hay una regin llamada envoltura o corteza atmica, formada por una nube de electrones cargada negativamente. El dimetro de nube de electrones es casi cien mil veces superior al dimetro del ncleo. El ncleo es ms pesado que la corteza, esto se debe a que la masa del protn es aproximadamente 2,000 veces mayor que la masa del electrn, adems la carga del protn es igual a la carga del electrn pero de signo contrario en lo cual se observa que la masa del tomo est prcticamente concentrada en su ncleo.Los electrones no se desplazan describiendo rbitas, sino que se mueven dentro de zonas llamadas orbitales, en cada uno de los cuales no puede haber ms de dos electrones. Los orbitales son s, p, d y f, con gran importancia en la explicacin del enlace qumico.

El factor ms determinante del comportamiento qumico de los tomos es el nmero y disposicin de los electrones en su envoltura.

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6.3. MODELOS ATMICOS.

El primer modelo fue establecido por J.J. Thompson en 1897, quien sugiri que la carga positiva se reparta uniformemente por todo el volumen del tomo y sta se encuentra neutralizada por los electrones que estn incrustrados en ese volumen. Este modelo no prevaleci por mucho tiempo, ya que no explicaba ciertos fenmenos como la dispersin de partculas cargadas, las cuales creaban una contradiccin con el planteamiento de Thompson. En 1910, Ernest Rutherford despus de realizar diversos experimentos, sugiri un nuevo modelo conocido como modelo atmico nuclear o planetario.

Ver figura.

Uno de los experimentos consista en enviar un haz de partculas alfa (), cuya masa es igual a cuatro unidades de peso atmico, a una plaquita delgada de metal en ngulos diferentes; como resultado obtuvo que la mayora de las partculas atraviesa la placa sin desviarse, empero una parte de ellas lo hace a diferentes ngulos y un nmero pequesimo de ellas, rebota en direccin casi de retroceso.Estas partculas que se desviaban en sentido contrario (de retroceso) no se podan explicar, usando el modelo de Thompson si se pueden explicar de la manera siguiente: la partcula tiene gran velocidad, masa relativamente grande y dos cargas positivas, que nicamente puede ser desviada tan bruscamente hacia atrs por un obstculo que se atraviesa en su recorrido, el cual tenga concentrado en un punto, una carga positiva considerable.

Como el fenmeno de las desviaciones bruscas ocurre raramente, entonces se supone que las cargas positivas en el tomo no estn distribuidas por todo el espacio. Esta es la idea a Rutherford de pensar que en el centro del tomo hay un ncleo pequesimo comparado con el tamao del tomo. Y por eso la mayora de las partculas no sufran desviacin, otras, las que pasaban cerca del ncleo se desviaban y raramente las que chocaban si variaban totalmente su direccin en un ngulo de 1800. De aqu que Rutherford propuso su modelo planetario semejante al sistema solar. En el centro atmico ubic un pequeo ncleo cargado positivamente y que posea en s casi toda la masa del tomo. En torno al ncleo, localiz los electrones, cuyo nmero corresponda a la carga positiva nuclear y estaban en movimiento continuo como los planetas alrededor del sol. Este modelo fue confirmado por experimentos posteriores con partculas y . Los trabajos realizados por Moseley permitieron representar la estructura de todo ncleo atmico a travs de la ecuacin siguiente:n = A z Donde n: es el N mero de neutronesA = z + n A: nmero msico (masa atmica) Z: nmero atmico.

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Por ejemplo, el ncleo del tomo de oxgeno (z = 8 y A = 16) est constituido por 8 protones y 8 neutrones. Este modelo present dificultad, pues no pudo explicar cmo los electrones se mantenan girando alrededor de un ncleo cargado que los atrae hacia su centro y por lo tanto el electrn del modelo de Rutherford perdera energa constantemente hasta caer en la masa nuclear.

El dans Nils Bohr, en 1913, public su modelo haciendo un replanteamiento en las teoras de estructura atmica existentes, manteniendo as las leyes de la mecnica clsica e introduciendo el concepto de la cuantificacin desarrollado por Plank en 1900. Bohr estableci los postulados:

1. El electrn puede girar alrededor del ncleo, solamente en rbitas circulares estacionarias.

2. Movindose en rbitas estacionarias, el electrn no emite energa electromagntica.

3. La emisin de energa ocurre mediante el paso del electrn de una rbita estacionaria a otra. Esto permite que se libere o absorba cuantos de emisin electromagntica, energa que es igual a la diferencia de energa atmica en las condiciones finales e iniciales.

Los postulados de Bohr encontraron contradicciones con las posiciones de la fsica clsica. Desde el punto de vista de la mecnica clsica, el electrn puede girar en cualquier rbita y la electrodinmica clsica no admite el movimiento de las partculas cargadas, en rbitas circulares, sin emisin de energa. Pero estos postulados fueron aceptados en los excelentes resultados que obtuvo Bohr, mediante el clculo del espectro del tomo de Hidrgeno.

La teora de Bohr no slo explic la naturaleza fsica de los espectros atmicos, como el resultado del paso de los electrones de una rbita a otra, sino que permiti, por primera vez, realizar clculos de los espectros.

Usando la tcnica de la V de Gowin, es posible relacionar el marco procedimental con el conceptual.

MODELO ACTUAL

En 1926, Erwin Shrodinger postul que los electrones se podan considerar como ondas cuya trayectoria alrededor del ncleo no es posible conocer. Se debe hablar entonces de probabilidad de encontrar el electrn, tal como se podra hablar de la probabilidad mayor de encontrar un pjaro cerca de su nido, que lejos de l.

Si bien no se puede conocer el recorrido de los electrones, si se puede determinar, mediante la ecuacin de Schrodinger, regiones espaciales donde la probabilidad de encontrar el electrn es alta.

El modelo actual del tomo propuesto por Schrodinger, es el resumen de las conclusiones de Bohr, de Broglie y Heinsenberg. El primero propuso la cuantizacin de la energa de los electrones; el segundo demostr que a toda partcula va asociada una onda, cuya longitud () se calcula por la ecuacin = h/mv;m es la masa de la partcula, v su velocidad y h la constante de Planck (6.62 x 10-27 erg. seg). El tercero propuso el principio de incertidumbre que establece: no es posible conocer al mismo tiempo la velocidad y la posicin del e con la suficiente precisin para describir su trayectoria.

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7. LAS MOLCULAS.

Una molcula es la parte ms pequea de una sustancia que posee sus propiedades qumicas. Las molculas estn constituidas por tomos.

7.1. CARACTERSTICAS

En su composicin pueden entrar distintos nmeros de tomos. As, las molculas de los gases nobles son monoatmicas, el smbolo representa tanto al tomo como a la molcula( Ne, Ar, He, etc. ); las molculas como flor, cloro, bromo, yodo, oxgeno e hidrgeno son diatmicas y siempre se representan con un subndice en la parte inferior derecha del smbolo(O2); las molculas de ozono son triatmicas (O3), al igual que las del agua y as sucesivamente. Las molculas de sustancias ms complejas como las protenas de cidos nucleicos estn constituidos por centenares de miles de molculas y se llaman macromolculas. De esta manera los tomos pueden unirse uno con otro, no solamente en interrelaciones sino tambin en distintas formas.

No en todos los casos las partculas que forman una sustancia representan una molcula. Muchas sustancias en estado slido y lquido, por ejemplo, la mayora de las sales, tienen estructura inica. Algunas sustancias tienen estructura atmica.

7.2. TIPOS

Segn el tipo de tomos que las constituyen, las molculas pueden ser: homogneas y heterogneas.

Son homogneas, cuando estn formadas por tomos iguales, ejemplo: la molcula de oxgeno(O2) y la de ozono(O3). Las sustancias heterogneas estn constituidas por tomos diferentes como la molcula de agua(H2O), formada por 2 tomos de hidrgeno y 1 de oxgeno.

Por su geometra, las molculas se clasifican en: lineales, angulares, ramificadas y cclicas. Las molculas lineales son como las del cloruro de magnesio Cl Mg Cl, las angulares como por ejemplo la del agua

Estas molculas angulares suelen ser planas, trigonales, tetradricases, piramidales, bipiramidales y octadricas; tetradrica como el metano, octadrica como la del fluoruro de azufre. Las molculas ramificadas generalmente son molculas orgnicas, por ejemplo: el OD To(2,2,2 tricloro 1,1 bis(n Clorofenil Etano))

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Las cclicas estn representadas principalmente por los ciclos alcanos, el benceno y sus derivados. Ejemplo: el ciclohexano y el benceno .

Segn sus propiedades elctricas, las molculas pueden ser: apolares y polares. Las apolares no poseen polaridad como es el caso de las molculas homogneas, las polares se caracterizan por presentar cargas parciales debido a que los electrones duran ms tiempo en la vecindad de un tomo que en la del otro, ejemplo: el cido clorhdrico( H+Cl- ). Por las propiedades magnticas que poseen se clasifican en: diamagnticas y paramagnticas. Las molculas paramagnticas son atradas por un imn y las diamagnticas no, esto se relaciona con la distribucin electrnica de los tomos.

8. RESUMEN

Materia es todo aquello que posee masa y ocupa un espacio. Tiene diversas formas y est en continuo movimiento.

La materia es todo lo que nos rodea.

Una de las caractersticas de la materia es que ella se conserva.

Son propiedades generales de la materia, como atrs lo explicamos: la masa, el peso, la inercia, la impenetrabilidad, la extensin, entre otras.

Se presenta fundamentalmente en tres estados: slido, lquido y gaseoso, empero, hay dos estados ms ya mencionados: el coloidal y el plasma.

La materia puede pasar de un estado a otro al recibir cierta cantidad de calor de una fuente calorfica a presin constante. Los cambios de fase pueden ser:

Fusin(paso de slido a lquido). Vaporizacin(paso de lquido a gas). Condensacin(paso de gas a lquido). Solidificacin(paso de lquido a slido).

Sublimacin(paso de slido a gas sin pasar por lquido).

El tomo es la partcula ms pequea de un elemento qumico.

Este consta de muchas partculas, siendo las fundamentales, el protn (p+), neutrn (n) y electrn (e-).

En el centro del tomo hay un ncleo atmico y alrededor de l una corteza atmica.

En el ncleo se localizan los electrones y los protones.

En la corteza se mueven los electrones.

Un electrn tiene igual carga que un protn pero de signo contrario.

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El electrn tiene una masa aproximadamente 2,000 veces menor que la de un protn.

La masa de un protn y un neutrn son iguales.El neutrn es neutro, el protn tiene carga positiva y el electrn negativa.

En el estudio del tomo han surgido varios modelos (de Thompson, Rutherford, Borh y Schedringer).

La unin de dos o ms tomos forman una molcula.

La molcula se define como la parte ms pequea de una sustancia que posee sus propiedades qumicas. Esta puede ser: homognea (formada por tomos iguales) y heterognea (formada por tomos diferentes).

Por su forma las molculas pueden ser: planas, trigonales, tetradricas, piramidales, bipiramidales y octadricas.

Por sus propiedades, las molculas se clasifican en apolares y polares.

9. EJERCICIOS

1. Qu se entiende por materia?.2. Escriba 10 ejemplos de materia.3. Tiene la materia una forma determinada? Explquelo.4. Mencione las propiedades de la materia.5. Cmo se explican las propiedades de las sustancias en estados de agregacin diferentes?.6. Cundo ocurren los cambios de fase?.7. A qu llamamos punto de fusin?.8. En qu momento la temperatura permanece constante al aplicar calor a una sustancia que

deseamos pase de una fase a otra?.9. Cmo se puede explicar que los gases ocupen todo el volumen que se les ofrece y los

lquidos no?.10. Qu significa el trmino tomo?.11. Elabore un mapa conceptual acerca del tomo.12. Explique los aciertos y desaciertos del modelo atmico de Thompson.13. En qu se basaba el modelo atmico de Rutherford?.14. Por qu no fue aceptado totalmente el modelo de Rutherford?.15. Establezca diferencias entre el modelo de Rutherford y el de Bohr.16. Escriba dos ejemplos de molculas sencillas y dos de molculas complejas.17. Realice un cuadro sinptico sobre las molculas.18. Calcule el nmero de neutrones de los tomos siguientes: K, As, I, Ra, Cd, Au y Cl.

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19. Clasifique las siguientes molculas segn al tipo que pertenezcan:a. N2 f. HCl b. HNO3 g. H2SO4 c. C4H10 h. NaHCO3 j.d. H2O e. CO2 i.

20. A qu se debe la polaridad de una molcula?.21. En qu se diferencia una molcula diamagntica de una paramagntica?.22. Qu descubrimiento atribuyeron al establecimiento del modelo actual?.23. Qu forma tienen las molculas lineales, plana, triangulares, octadricas, bipiramidales y

tetradricas?.24. Qu es ms pequeo el tomo o la molcula? Por qu?.25. Cundo un electrn es capaz de emitir energa, segn la teora de Bohr?.26.Cules son las teoras que tom en cuenta Bohr al establecer sus modelos?.

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UNIDAD III

SUSTANCIAS QUMICAS

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1. INTRODUCCIN

En el lenguaje comn se emplea mucho la palabra sustancia, por tanto el estudiante posee una idea previa incorrecta acerca de ese trmino, pues se usa cuando se refiere a la preparacin de un caldo concentrado, le llaman sustancias de pollo, de garrobo, de res o de cusuco(armadillo),etc.

En el concepto de la qumica, se deca que su objeto es el estudio de la sustancia; por tanto, es determinante saber el concepto de sustancia, la cual estudiaremos en este captulo, as como su clasificacin. Se establecer diferencias entre mezclas homogneas y heterogneas. El estudio de las sustancias elementales es significativo, ya que es la materia prima para la formacin de las sustancias compuestas; se refiere especficamente a los elementos qumicos, sus caractersticas, ubicacin en la tabla peridica de los elementos qumicos, sus propiedades e importancia. As mismo, se abordarn los compuestos qumicos inorgnicos, sus caracterstica, notacin y nomenclatura qumica para tener una mejor visin del mundo que nos rodea. Explicar cmo es posible que esos elementos qumicos se usan para formar compuestos. Qu es lo que los mantiene unidos? Y tambin las leyes por las cuales se realizan esas combinaciones qumicas.

En nuestros das se ha declarado una lucha por la conservacin del medio ambiente y al qumico tambin le interesa el medio donde vive, por lo cual al final del estudio de este captulo, se presentan los agentes txicos contaminantes, tanto elementales como compuestos inorgnicos.

2. CONCEPTO Y CLASIFICACIN

Cul es la diferencia entre sustancia simple y elemento qumico?Cuntos elementos qumicos crees t que hay?Qu diferencias hay entre mezclas homogneas y heterogneas?

Se ha definido la sustancia como una de las formas fundamentales en que se presenta la materia. Son sustancias: la sal comn, el agua, el azcar, el oro, la leche, el cemento, el oxgeno que respiramos, el dixido de carbono que exhalamos, etc.

Las sustancias entre s difieren fundamentalmente en su composicin y ellas se pueden identificar por su sabor, olor, apariencias y otras propiedades sobresalientes.

Los tomos son las sustancias ms elementales, las cuales al unirse forman una sustancia diferente.

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CLASIFICACIN DE LAS SUSTANCIAS

Con base, en el cuadro sinptico presentado, se puede observar que la diferencia principal entre una sustancia pura e impura consiste en que en la sustancia pura la composicin es fija e invariable y en la impura la composicin no es fija y esta puede variar. Las puras se dividen en simples y compuestas, las cuales se diferencian en que las simples estn formadas por elementos de una sola clase y las compuestas por elementos de diferentes clases. Las sustancias impuras se clasifican en: disoluciones y mezclas de composicin no uniformes cuya diferencia fundamental radica en que las disoluciones mantienen composicin uniforme y las mezclas mecnicas tienen