Química general, conceptos básicos

1. La química es el estudio de la materia
y los cambios que ocurren en ella. Es
una de las ciencias básicas y además
es la evolución de la ALQUIMIA. Los
alquimistas empezaron con la química
orgánica y continuaron después con
la química inorgánica.

2. • La química orgánica al área de la
química que se encarga del
estudio de sustancias y
compuestos orgánicos, es decir,
aquellos que en su estructura
molecular contienen carbono, y
que se combina con otros
elementos tales como el
hidrógeno, nitrógeno, oxígeno y
azufre.

3. Su origen:
Compuestos naturales: son aquellos que se originan de seres vivos o de sus residuos.
Compuestos artificiales o sintéticos: pueden originarse de forma sintetizada en laboratorios.
Su estructura:
Compuestos alifáticos: son aquellos que se unen y forman cadenas.
Compuestos aromáticos: son aquellos que forman anillos con enlaces dobles intercalados.
Compuestos organometálicos: son aquellos que están conformados por átomos de carbono unidos en covalencia a uno o más átomos
de un elemento metálico.
Compuestos heterocíclicos: son aquellos que forman anillos con otros elementos no orgánicos.
Grupos funcionales:
Alcanos, alquenos y alquinos: su estructura química se basa en carbono e hidrógeno, formando hidrocarburos. Los alcanos se forman
por enlaces químicos simples; los alquenos, por enlaces dobles; y los alquinos, por enlaces triples.
Alcoholes: se trata de hidrocarburos que sustituyen un hidrógeno por un grupo hidroxilo. Si hay varios grupos, se forman
polialcoholes.
Cetonas: son compuestos que tienen un grupo carbonilo enlazado a dos átomos de carbono.
Aldehídos: son compuestos cuya estructura comprende un grupo carbonilo enlazado a un átomo de hidrógeno y a otro de carbono.
Ácidos carboxílicos: compuestos que tienen un grupo carboxilo.
Aminas: compuestos cuya estructura se basa en la sustitución de uno o varios hidrógenos de la molécula de amoníaco.
Su tamaño o peso molecular:
Monómeros: unidades moleculares que se forman a través de enlaces químicos y forman macromoléculas.
Polímeros: son macromoléculas compuestas por monómeros.

4. • La química inorgánica es una rama
de la química que se enfoca en el
estudio de los elementos químicos y
sus compuestos, excluyendo los
compuestos orgánicos que contienen
carbono. Estos incluyen: metales, no
metales, gases nobles, ácidos, bases,
sales y óxidos, entre otros.

5. Propiedades que estudia
la química inorgánica
• Estructura: Se enfoca en el estudio de la estructura de los
elementos y compuestos inorgánicos, lo que implica el análisis de la
disposición de los átomos y enlaces químicos que forman estas
sustancias.
• Propiedades físicas: Estudia las propiedades físicas de los
elementos y compuestos inorgánicos, como la densidad, la
solubilidad, el punto de fusión y ebullición, la conductividad eléctrica,
entre otros.
• Propiedades químicas: Se centra en el estudio de las propiedades
químicas de los elementos y compuestos inorgánicos, como su
reactividad, capacidad de formar enlaces químicos y capacidad de
reaccionar con otros compuestos.
• Síntesis: Estudia la síntesis de nuevos compuestos inorgánicos a
través de diferentes métodos químicos, lo que implica el diseño y
creación de nuevas moléculas.
• Aplicaciones: Tiene una amplia variedad de aplicaciones prácticas,
como la producción de materiales como metales, cerámicas y vidrios,
así como la fabricación de productos químicos, medicamentos y
pigmentos.
• Naturaleza: Se enfoca en el estudio de la naturaleza y el
comportamiento de los elementos y compuestos inorgánicos en la
naturaleza, lo que implica el análisis de su presencia en la Tierra, en la
atmósfera y en otros cuerpos celestes.

6. Compuestos de la química inorgánica
Sales: Los compuestos iónicos que resultan de la combinación de un metal y un no metal se
llaman sales. Estos compuestos tienen una estructura cristalina y son solubles en agua.
Ácidos: Los ácidos son compuestos que pueden donar iones hidrógeno (H+) a una solución
acuosa. Los ácidos más comunes son el ácido sulfúrico, el ácido clorhídrico y el ácido nítrico.
Bases: Las bases son compuestos que pueden aceptar iones hidrógeno (H+) de una solución
acuosa. Algunas de sus bases principales son el hidróxido de sodio, el hidróxido de calcio y el
hidróxido de amonio.
Óxidos: Los óxidos son compuestos que se forman cuando un elemento se combina con oxígeno.
Los óxidos más frecuentes son el dióxido de carbono, el monóxido de carbono y el óxido de
hierro.
Haluros: Los haluros son compuestos que se forman cuando un metal se combina con un
halógeno. Los haluros más usuales son el cloruro de sodio, el yoduro de potasio y el bromuro de
sodio.
Compuestos de coordinación: Los compuestos de coordinación son compuestos que contienen
un ion central rodeado de moléculas o iones que lo rodean y están unidos por enlaces
coordinados. Los ejemplos incluyen la hemoglobina y la clorofila.

7. El método científico es uno de los procesos de investigación
que, a través de una serie de pasos ordenados, permite llevar
adelante un estudio, adquirir nuevos conocimientos o
corroborar la veracidad de determinados fenómenos.

8. LA
MATERIA
• La materia es todo lo que
existe en el Universo y está
compuesto por partículas
elementales. Es todo lo que
ocupa espacio y tiene masa.

9. ESTADOS DE AGREGACION
DE LA MATERIA
Comúnmente la materia se presenta en uno de cuatro
estados de agregación molecular: sólido, líquido, gaseoso Y
plasma.
Estos sólo se diferencian en la disposición de las partículas
que lo constituyen.

10. Una sustancia pura es aquella cuya composición no varía,
aunque cambien las condiciones físicas en que se encuentre.
Por ejemplo, el agua tiene una fórmula que es H2O y es
siempre la misma, lo que indica que está formada por
moléculas en las que hay 2 átomos de hidrógeno y 1 átomo de
oxígeno. Si cambiara esa fórmula, sería otra sustancia
diferente.
Dentro de las sustancias puras se distinguen 2 tipos: Elementos y compuestos.
Un compuesto químico es cualquier sustancia
formada por la unión de dos o más tipos de
elementos químicos, o sea, por átomos de dos
o más tipos diferentes de elementos químicos,
unidos entre sí por enlaces químicos de alguna
clase.
Los elementos químicos son un tipo de
materia formada por átomos de la misma
clase.

11. Propiedades generales Propiedades especificas
La masa
El volumen
La temperatura
Densidad
Punto de ebullición
Punto de fusión
Conductividad eléctrica
Conductividad térmica
Tiene
LA MATERIA

12. PROPIEDADES GENERALES
DE LA MATERIA
• MASA: es una propiedad general
de la materia que se define como
la cantidad de materia que tiene
un cuerpo.
• La unidad de masa en el S.I. es el
kilogramo (Kg).

13. RELACION ENTRE PESO Y
MASA
• El peso es la fuerza que ejerce la gravedad sobre
una masa y ambas magnitudes son proporcionales
entre sí, pero no iguales, pues están vinculadas por
el factor aceleración de la gravedad y su unidad de
medida es el Newton (N) .
P = m • g
Donde
P = peso, en Newtons (N)
m = masa, en kilogramos (kg)
g = constante gravitacional, que es 9,8 en la Tierra (m/s 2 ).

14. Saturno/Gravedad
10.44 m/s²
Júpiter/Gravedad
24.79 m/s²
Sol/Gravedad
274 m/s²
Luna/Gravedad
1.62 m/s
Plutón/Gravedad
0.62 m/s
• Calcular su peso con las siguientes
gravedades
• Calcular el peso de una persona de 60 kg
con las siguientes gravedades
Tierra/Gravedad
9.807 m/s²
Ejercicios
• Calcular el peso de una persona de 200 kg con las
siguientes gravedades

15. VOLUMEN
• Se relaciona con el espacio que ocupa el material,
sea sólido, líquido o gas.
• La unidad para medir volúmenes en el Sistema
Internacional es el metro cúbico (m3) que corresponde
al espacio que hay en el interior de un cubo de 1 m de
lado. Sin embargo, se utilizan más sus submúltiplos, el
decímetro cúbico (dm3) y el centímetro cúbico (cm3).
Sus equivalencias con el metro cúbico son:
• 1 m3 = 1 000 dm3
• 1 m3 = 1 000 000 cm3

16. Temperatura
Actualmente se utilizan tres escalas para medir al temperatura,
la escala Celsius es la que todos estamos acostumbrados a
usar, la Fahrenheit se usa en los países anglosajones y la escala
Kelvin de uso científico.
La Temperatura es una propiedad de la materia que está relacionada con la
sensación de calor o frío que se siente en contacto con ella. Cuando tocamos un
cuerpo que está a menos temperatura que el nuestro sentimos una sensación de
frío, y al revés de calor. Sin embargo, aunque tengan una estrecha relación, no
debemos confundir la temperatura con el calor.
Cuando dos cuerpos, que se encuentran a distinta temperatura, se ponen en
contacto, se produce una transferencia de energía, en forma de calor, desde el
cuerpo caliente al frío, esto ocurre hasta que las temperaturas de ambos cuerpos
se igualan. En este sentido, la temperatura es un indicador de la dirección que
toma la energía en su tránsito de unos cuerpos a otros.

17. • Transformar 273K a grados Celsius
• Transformar 25°C a grados Fahrenheit
• Transformar 414°F a grados Celsius
• En una de las regiones más frías del mundo, un
termómetro registra -58°F. ¿Qué valor de
temperatura es, en las escalas de Celsius y Kelvin?
Ejercicios

18. PROPIEDADES ESPECIFICAS DE LA
MATERIA
La densidad de una sustancia es el cociente entre la masa y el
volumen:
Densidad = Masa/Volumen d = m/V
El término “densidad” proviene del campo de la física y la
química y alude a la relación que existe entre la masa de una
sustancia (o de un cuerpo) y su volumen. Se trata de una
propiedad intrínseca de la materia, ya que no depende de la
cantidad de sustancia que se considere. La densidad,
propiedad que habitualmente se expresa en kilogramo por
metro cúbico (kg/m3) o gramo por centímetro cúbico (g/cm3),
varía en mayor o menor medida en función de la presión y
la temperatura, y también con los cambios de estado.
Densidad

19. • Una pieza de platino metalico con una densidad de 21.5
gcm3 tiene un volumen de 4.49 cm3. Cual es su masa?
• El bromo es un líquido pardo rojizo. Calcule su densidad (en
g/mL) si 586 g de la sustancia ocupan 188 mL.
• La densidad del metanol, un líquido orgánico incoloro que
se usa como solvente, es de 0.7918 g/mL. Calcule la masa
de 89.9 mL del líquido.
• El alcohol tiene una densidad de 0.789 g/mL. ¿Cuál es el
volumen en mililitros de 650 g de alcohol?
Ejercicios

21. Energía
• La energía es la capacidad de los cuerpos
para realizar un trabajo y producir cambios en
ellos mismos o en otros cuerpos. Es decir, el
concepto de energía se define como la
capacidad de hacer funcionar las cosas.
• La unidad de medida que utilizamos para
cuantificar la energía es el joule (J), en honor al
físico inglés James Prescott Joule.

22. Tipos de energía
La energía mecánica es aquella relacionada tanto con la
posición como con el movimiento de los cuerpos y, por tanto,
involucra a las distintas energías que tiene un objetivo en
movimiento, como son la energía cinética y la potencial.
• La energía potencial hace referencia a la posición que ocupa
una masa en el espacio.
• La energía cinética por su parte se manifiesta cuando los
cuerpos se mueven y está asociada a la velocidad.
Ep = m · g · h (J = Kg · m ^ 2/s ^ 2 ).
Ec = ½ m · v^2 (J = Kg · m ^ 2/s ^ 2 ).

23. • Energía interna
La energía interna se manifiesta a partir de la temperatura. Cuanto
más caliente esté un cuerpo, más energía interna tendrá.
• Energía eléctrica
Cuando dos puntos tienen una diferencia de potencial y se
conectan a través de un conductor eléctrico se genera lo que
conocemos como energía eléctrica, relacionada con la corriente
eléctrica.
• Energía térmica
Se asocia con la cantidad de energía que pasa de un cuerpo
caliente a otro más frío manifestándose mediante el calor.
• Energía electromagnética
Esta energía se atribuye a la presencia de un campo
electromagnético, generado a partir del movimiento de partículas
eléctricas y magnéticas moviéndose y oscilando a la vez. Son lo
que conocemos como ondas electromagnéticas, que se propagan
a través del espacio y se trasladan a la velocidad de la luz.

24. • Energía química
• La energía química se manifiesta en
determinadas reacciones químicas en las que se
forman o rompen enlaces químicos. El carbón,
el gas natural o el funcionamiento de las
baterías son algunos ejemplos del uso de esta
energía.
• La energía nuclear
• La energía nuclear es la que se genera al
interactuar los átomos entre sí. Puede liberarse
a través de su rotura, lo que se conoce como
fisión, o de su unión, lo que se denomina
fusión.

25. • Propiedades de la energía
• La energía tiene 4 propiedades básicas:
• Se transforma. La energía no se crea, sino que se
transforma y es durante esta transformación cuando
se manifiestan las diferentes formas de energía.
• Se conserva. Al final de cualquier proceso de
transformación energética nunca puede haber más o
menos energía que la que había al principio, siempre
se mantiene. La energía no se destruye.
• Se transfiere. La energía pasa de un cuerpo a otro
en forma de calor, ondas o trabajo.
• Se degrada. Solo una parte de la energía
transformada es capaz de producir trabajo y la otra se
pierde en forma de calor o ruido (vibraciones
mecánicas no deseadas).