REACCIONES QUIMICAS. BALANCEO

Se llevan a cabo reacciones quimicas en las que una sustancia cambia a otra al romperse unos enlaces y formarse otras, de lo que resultan nuevas agrupaciones de atomos que dan lugar a nuevas moleculas. El rompimiento de los enlaces quimicos que se producen de forma espontanea o provocada.

Estos procesos se denominan reacciones quimicas y se presentan mediante una ecuacion quimica, donde las sustancias iniciales se llamasn reativos y las finales productos, y se separan por una flecha que apunta hacia las sustancias formadas:

            H2 (g) + O2 (g) = H2O (g)

En la ecuacion quimica el hidrogeno reacciona con el oxigeno para obtener agua. Los reactivos y productos se escriben mediante sus formulas respectivas.

Toda reaccion quimica establece una relacion tanto cualitativa  como cuantitativa gobernada por la ley de la conservacion de la materia, postulada por Antoine Laurent Lavoisier, donde afirma que la materia no se crea ni se destruye, solo se transforma.

Para cumplir con la ley de la conservacion de la materia en las dos ecuaciones, tenemos que balancear todos los atomos del lado izquierdo en la ecuacion quimica en las del lado derecho.

REACCIONES DE SINTESIS

Es este tipo de reacciones dos sustancias (elementos o compuestos) se convinan para formar un producto con los reactivos mas cimplejos desde el punto de vista quimico. Su formula general es:

A+B=AB

A y B son elementos o compuestos y AB es un compuesto mas complejo.

REACCIONES DE DESCOMPOSICION

Una sola sustancia se descompone y da origen a productos mas sencillos que el reactivo.

AB= A+B

Generalmente se llevan a cabo en presencia de calor o por la adiccion de energia de algun tipo.

REACCIONES DE SUSTITUCION O DESPLAZAMIENTO SIMPLE

Un elemento actua sobre un compuesto para reemplazar uno de sus elementos y ocupar su lugar con la correspondiente molecula

A+BC=AC+B

REACCIONES DE SUSTITUCION O DESPLAZAMIENTO DOBLE

Conocidas tambien como reacciones de metatesis. Se produce un intercambio o sustitucion mutua de elementos entre dos compuestos para producir dos sustancias distintas.

AB+CD=AD+CB

METODO DE TANTEO

La ecuacion quiimica balanceada es una ecuacion algebraica con los reactivos en el primer miembro y todos los productos en el segundo miembro, pero en este caso el signo igual se reemplaza por una flecha.

Un ejemplo del metodo para balancear o equilibrer ecuaciones quimicas es el metodo de tanteo.

El metodo de tanteo propone los siguientes pasos:

.Contabilizar los atomos de cada elemento en los reactivos y en los productos.

.Equilibrar los atomos, asignando el coeficiente adecuado.

.Una vez asignados los coeficientes se verifica la igualdad.

METODO DE OXIDO-REDUCCION

Se aplica cuando algunos elementos cambian su numero de oxidacion al pasar de reactivos a productos. Se basa en que si un elemento gana electrones es porque simultaneamente otro los a perdido en igual numero al reaccionar quimicamente.

La oxidacion es el termino que designa la perdida de electrones por una especie quimica, la reduccion por el contrario, hace referencia a la ganancia de electrones.

Para saber si un elemento gana o pierde electones se aplica el concepto de numero de oxidacion, la cual dice. La carga aparente que adquiere un elemento quimico cuando forma parte de un compuesto.

Otros conceptos que estan relacionados con la oxidacion y reciccion. Son el agente oxidante y el agente reductor. El agente oxidante es la especie que contiene al elemento que se produce. El agente reductor es la especie que contiene al elemento que se oxida. 

NOMENCLATURA

Existen tres tipos de nomenclatura para los compuestos inorgánicos: la tradicional, la IUPAC (union of pure and applied chemistry) la estequimétrica. En esta reseña se van a exponer las formas de nombrar a las principales familias de compuestos inorgánicos en los tres tipos de nomenclatura.

Hidrácidos:
Fórmula general: Nm H (Nm: no metal)
Ejemplos: ClH, BrH, SH2

Nomenclatura tradicional:
Ácido Nm Hídrico. Ejemplos: ClH (ácido clorhídrico), H2S (ácido sulfhídrico), FH (ácido fluorhídrico).

Nomenclatura IUPAC:
Nm uro de hidrógeno. Ejemplos: BrH (bromuro de hidrógeno), SH2 (sulfuro de hidrógeno).

Nomenclatura estequiométrica:
Ídem IUPAC.

Sales de los hidrácidos
Surgen de reemplazar el hidrógeno por un metal.
Fórmula general: Nm M (Nm, no metal; M, metal)
Ejemplos: ClNa, BrK, Na2S, Cl2Fe, Br3Fe.

Nomenclatura tradicional:
Nm uro del metal. (Si el metal posee mas de un estado de oxidación posible, se utilizará oso para el menor estado de oxidación, e ico para el mayor estado de oxidación)
Ejemplos: ClNa (cloruro de sodio), BrK (bromuro de potasio), Na2S (sulfuro de sodio), Cl3Fe (cloruro ferico), Br2Fe (bromuro ferroso).

Nomenclatura IUPAC:
Nm uro del metal con numeral de stock indicando el estado de oxidación del metal cuando este posee mas de un estado de oxidación posible.
Ejemplos: I2Cu (yoduro de cobre (II) ), Cl3Fe (cloruro de hierro (III) ), Br2Fe, (bromuro de hierro (II)).

Nomenclatura Estequimétrica:
Prefijos indicando el número de átomos del metal y del no metal.
Ejemplos: CaS (monosulfuro de monocalcio), Hg2Cl2 (bicloruro de bimercurio), Cl3Fe (tricloruro de monohierro).

2. Hidróxidos.

Formula General:
M (OH)n Donde M: metal, y n corresponde al número de iones oxidrilo (OH), que corresponde al estado de oxidación del metal.
Ejemplos: NaOH, Ca(OH)2, Fe(OH)2, FE(OH)3, Mg(OH)2.

Nomenclatura Tradicional:
Hidróxido del metal, utilizando los prefijos oso e ico cuando el metal presenta mas de un estado de oxidación posible.
Ejemplos: NaOH (hidróxido de sodio), Ca(OH)2 (Hidróxido de calcio), Fe(OH)2 (dióxido ferroso), CuOH (hidróxido cuproso), Fe(OH)3 (hidróxido ferrico), Cu(OH)2 (hidróxido cùprico).

Nomenclatura IUPAC:
Hidróxido del metal utilizando numeral de stock cuando el metal presenta mas de un estado de oxidación posible.
Ejemplos: Ca(OH)2 (hidróxido de calcio), Fe(OH)3 (hidróxido de hierro (III) ), CuOH (hidróxido de cobre (I) ).

Nomenclatura estequiométrica:
Prefijos indicando la cantidad de iones oxidrilo presentes en el compuesto.
Ejemplos: Cu(OH)2 (dihidròxido de cobre), NaOH (monohidròxido de sodio), Fe(OH)3 Trihidròxido de hierro).

3. Hidruros

Fórmula general:
M Hn donde n corresponde a la cantidad de iones hidruro (H-) que coinciden con el estado de oxidación del metal.
Nomenclatura tradicional:
Hidruro del metal (si el metal posee mas de un estado de oxidación posible se utilizará oso para el menor estado de oxidación e ico para el mayor).
Ejemplos: NaH (hidruro de sodio), CuH (hidruro cuproso), CuH2 (hidruro cùprico), FeH2 (hidruro ferroso), FeH3 (hidruro ferrico).

Nomenclatura IUPAC:
Hidruro del metal utilizando numeral de stock para indicar el estado de oxidación del metal si este posee mas de un estado de oxidación posible.
Ejemplos: LiH (hidruro de litio), FeH3 (hidruro de hierro (III) ), CuH (hidruro de cobre (I) ).

Nomenclatura estequiométrica:
Prefijos indicando la cantidad de átomos del metal y de hidrógeno que existen en la molécula.
Ejemplos: AlH3 (trihidruro de aluminio), CaH2 (dihidruro de calcio).

4. Óxidos ácidos

Fórmula general:
Nm O con los respectivos coeficientes estequimétricos indicando la cantidad de átomos de cada elemento.

Nomenclatura tradicional:
Óxido del no metal (si el no metal posee mas de un estado de oxidación posible se utilizará oso para el menor estado de oxidación e ico para el mayor).
Ejemplos: Cl2O (óxido de cloro), SO2 (óxido sulfuroso), SO3 (óxido sulfúrico). CO (óxido carbonoso), CO2 (óxido carbónico).

Nomenclatura IUPAC:
Óxido del no metal utilizando numeral de stock indicando el estado de oxidación del no metal cuando este presenta más de un estado de oxidación posible.
Ejemplos: Cl2O (óxido de cloro), SO2 (óxido de azufre (IV) ), SO3 (óxido de azufre (VI) ), CO (óxido de carbono (II) ), CO2 (óxido de carbono (IV) ).

Nomenclatura estequimétrica:
Óxido del no metal utilizando prefijos que indiquen la cantidad de átomos de cada elemento.
Para el caso de los óxidos, este tipo de nomenclatura es la mas utilizada, dado que para un no-metal pueden existir varios tipos de óxidos, para los cuales el utilizar los otros tipos de nomenclatura lleva a confusiones.
Ejemplos: CO2 (dióxido de carbono), CO (monóxido de carbono), SO2 (dióxido de azufre), SO3 (trióxido de azufre.

Óxidos básicos:

Fórmula general:
M O con los respectivos coeficientes estequimétricos indicando el número de átomos de cada elemento.

Nomenclatura tradicional:
Óxido del metal utilizando los prefijos oso e ico cuando el metal presenta más de un estado de oxidación posible.
Ejemplos: CuO (óxido cúprico), Cu2O (óxido cuproso), FeO (óxido ferroso), Fe2O3 (óxido férrico).

Nomenclatura IUPAC:
Óxido del metal utilizando numeral de stock cuado el metal presenta más de un estado de oxidación posible.
Ejemplos: CaO (óxido de calcio), FeO (óxido de hierro (II) ), Fe2O3 (óxido de hierro (III) ), CuO (óxido de cobre (II) ), Cu2O (óxido de cobre (I) ).

Nomenclatura estequimétrica:
Óxido del metal utilizando prefijos que indiquen la cantidad de átomos de cada elemento.
Ejemplos: Fe2O3 (trióxido de dihierro), Cu2O (monóxido de dicobre), CuO (monóxido de monocobre).

5. Oxoácidos

Fórmula general:
H Nm O con los respectivos coeficientes estequiométricos indicando el número de átomos de cada elemento.

Nomenclatura tradicional:
Ácido no metal (hipo-oso, oso, ico, per-ico). Los prefijos y sufijos indicados corresponden al estado de oxidación del no metal, y se utilizarán cuando el no metal tenga tres o más estados de oxidación posibles. Si el no metal posee sólo dos estados de oxidación posibles, se utilizará oso para el menor e ico para el mayor; si el no metal posee tres estados de oxidación posibles se utilizará hipo-oso para el menor, oso para el siguiente e ico para el mayor.
Ejemplos: HNO3 (ácido nítrico), HNO2 (ácido nitroso), H2SO4 (ácido sulfúrico), H2SO3 (ácido sulfuroso), H2SO2 (ácido hiposulfuroso), HClO (ácido hipocloroso), HClO2 (ácido cloroso), HClO3 (ácido clórico), HClO4 (ácido perclórico).

Nomenclatura IUPAC:
No metal ato de hidrógeno utilizando numeral de stock indicando el estado de oxidación del no metal cuando este posea más de un estado de oxidación posible.
Ejemplos: HNO3 (nitrato de hidrógeno (V) ), HNO2 (nitrato de hidrógeno (III) ), H2SO4 (sulfato de hidrógeno (VI) ), H2SO3 (sulfato de hidrógeno (IV) ), HClO4 (clorato de hidrógeno (VII) ).

Nomenclatura estequimétrica:
No se aplica en estos casos.

Sales del los oxoácidos:
Surgen de reemplazar el o los hidrógenos por un metal.
Fórmula general: Me Nm O, con los respectivos coeficientes estequiométricos indicando la cantidad de átomos de cada elemento.

Nomenclatura tradicional:
No metal (hipo-ito, ito, ato, per-ato) del metal (oso, ico); donde los prefijos y sufijos indican los estados de oxidación del metal y del no metal.
Ejemplos: Fe2(SO4)3 (sulfato férrico), FeSO3 (sulfito Ferroso), Na2SO2 (hiposulfito de sodio), CuClO2 (clorito cuproso), Cu(ClO3)2 (clorato cúprico), ClO4K (perclorato de potasio).

Nomenclatura IUPAC:
No metal ato del metal con numeral de stock indicando el estado de oxidación del metal y del no metal respectivamente (cuando el metal presenta un solo estado de oxidación posible se coloca sólo el numeral de stock correspondiente al no metal).
Ejemplos: FeSO4 (sulfato (VI) de hierro (II) ), Fe2(SO3)3 (sulfato (IV) de hierro (III) ), BrO4K (bromato de potasio (VII) ), BrO3K (bromato de sodio (V) ). Observar que en los dos últimos casos el numeral de stock corresponde al no metal dado que el estado de oxidación del metal es inequívoco.

Nomenclatura estequimétrica:
No se aplica en estos casos.

Sales ácidas de los oxoácidos:
Son aquellas sales de los oxoácidos en las cuáles no se encuentran reemplazados todos los hidrógenos y existen hidrógenos en la molécula.

Nomenclatura tradicional:
No metal hipo-ito, ito, ato y per-ato ácido del metal (oso, ico) utilizando un prefijo que indique la cantidad de hidrógenos presentes en la molécula, cuando en ésta pueden haber varios. Los prefijos y sufijos hipo-ito, ito, ato y per-ato indican el estado de oxidación del no metal y se utilizan ito y ato cuando el no metal presenta dos estados de oxidación, hipo-ito, ito y ato cuando el no metal presenta tres estados de oxidación posibles y los cuatro cuando el no metal presenta cuatro estados de oxidación posibles. Los sufijos oso e ico se utilizan sólo cuando el metal presenta más de un estado de oxidación posible e indican el estado de oxidación de éste siendo oso el correspondiente al no menor e ico el correspondiente al mayor. Existe un tipo de nomenclatura especial para este tipo de sales y que sólo se aplica a sales que provienen de ácidos que poseen dos hidrógenos (ej: H2SO4, H2CO3, H2SiO3) y se encuentran con un solo hidrógeno sustituido en las cuáles se utiliza la siguiente fórmula: Bi no metal hipo-ito, ito, ato y per-ato del metal (oso, ico) siendo el prefijo bi el que indica la presencia de un hidrógeno en la molécula.
Ejemplos: NaHCO3 (carbonato ácido de sodio o bicarbonato de sodio), Ca(HSO3)2 (sulfito ácido de calcio o bisulfito de calcio), KH2PO4 (fosfato diácido de potasio), K2HPO4 (fosfato monoácido de potasio), LiHSiO3 (silicato ácido de litio o bisilicato de litio).

Nomenclatura IUPAC:

Hidrógeno (o dihidrógeno) no metal ato del metal con numeral de stock indicando el estado de oxidación del no metal y del metal respectivamente (cuando el metal presenta un solo estado de oxidación posible se coloca sólo el numeral de stock correspondiente al no metal).
Ejemplos: KHCO3 (hidrógeno carbonato (IV) de potasio), Fe(HSO4)2 (hidrógeno sulfato (VI) de hierro(II) ), Cu(H2PO4)2 (dihidrógeno fosfato (V) de cobre (I) ).

Nomenclatura estequiométrica:
No se aplica en estos casos.

ESTRUCTURA DE LEWIS

 

 

    

 

La Estructura de Lewis, o puede ser llamada diagrama de punto, modelo de Lewis o ALDA representación de Lewis, es una representación gráfica que muestra los enlaces entre los átomos de una molécula y los pares de electrones solitarios que puedan existir. Diagrama de Lewis se puede usar tanto para representar moléculas formadas por la unión de sus átomos mediante enlace covalente como complejos de coordinación. La estructura de Lewis fue propuesta por Gilbert Lewis, quien lo introdujo por primera vez en 1915 en su artículo La molécula y el átomo y al aportar electrones quedan cationes o aniones.
Las estructuras de Lewis muestran los diferentes átomos de una determinada molécula usando su símbolo químico y líneas que se trazan entre los átomos que se unen entre sí. En ocasiones, para representar cada enlace, se usan pares de puntos en vez de líneas. Los electrones desapartados (los que no participan en los enlaces) se representan mediante una línea o con un par de puntos, y se colocan alrededor de los átomos a los que pertenece.
Electrones
Cuando la estructura de Lewis es molecular hay que utilizar formulas adecuadas. El número total de electrones representados en un diagrama de Lewis es igual a la suma de los electrones de valencia de cada átomo. Los electrones que no se encuentran en la capa de valencia de un determinado átomo no se representan.
Cuando los electrones de valencia han sido determinados, deben ubicarse en la estructura. Ellos deben ser ubicados inicialmente como pares solitarios: un par de puntos por cada par de electrones disponible. Los pares solitarios se deben poner inicialmente en los átomos externos (con excepción del hidrógeno) hasta que cada átomo externo tiene ocho electrones en pares de vinculación y pares solitarios; los pares solitarios extra deben ser ubicados en el átomo central. Cuando hay dudas, los pares solitarios deben ser ubicados en los átomos más electronegativos primero.
Una vez que todos los pares solitarios han sido ubicados, los átomos, especialmente los centrales, pueden no tener un octeto de electrones. En ese caso, los átomos deben formar un enlace doble; un par solitario de electrones es movido para formar un segundo enlace entre los dos átomos. Así como el par del enlace es compartido entre los dos átomos, el átomo que originalmente tenía el par solitario sigue teniendo un octeto; y el otro átomo ahora tiene dos electrones más en su última capa.
Fuera de los compuestos orgánicos, solo una minoría de los compuestos tiene un octeto de electrones en su última capa. Octetos incompletos son comunes para los compuestos de los grupos 2 y 13 tales como el berilio, boro, y aluminio. Compuestos con más de ocho electrones en la representación de la estructura de Lewis de la última capa del átomo, son llamados hipervalentes, y son comunes en los elementos de los grupos 15 al 18, tales como el fósforo, azufre, yodo y xenón.
Las estructuras de Lewis para iones poli-atómicos deben ser dibujadas mediante el mismo método. Cuando se cuentan los electrones, los iones negativos deben tener electrones extra ubicados en sus estructuras de Lewis; los iones positivos deben tener menos electrones que una molécula neutra.
Cuando se escribe la estructura de Lewis de un ion, la estructura entera es ubicada entre corchetes, y la carga se escribe como un exponente en el rincón derecho superior, fuera de los corchetes.
Un método más simple ha sido propuesto para construir estructuras de Lewis eliminando la necesidad de contar los electrones: los átomos son dibujados mostrando los electrones de valencia, los enlaces son formados, entonces, formando parejas de electrones de valencia de los átomos involucrados en el proceso de crear enlaces, aniones y cationes son formados añadiendo o removiendo electrones de los átomos apropiados.

La regla del octeto

Según la regla del octeto, los átomos son más estables cuando consiguen ocho electrones en la capa de su estado de oxido, sean pares solitarios o compartidos mediante enlace covalente. Considerando que cada enlace covalente simple aporta dos electrones a cada átomo de la unión, al dibujar un diagrama o estructura de Lewis, hay que evitar asignar más de ocho electrones a cada átomo.
Sin embargo, hay algunas excepciones. Por ejemplo, el hidrógeno tiene un sólo orbital en su capa de valencia, la cual puede aceptar como máximo dos electrones; por eso, solo puede compartir su orbital con sólo un átomo formando un sólo enlace. Por otra parte, los átomos no metálicos a partir del tercer período pueden formar "octetos expandidos" es decir, pueden contener más que ocho orbitales en su capa de valencia, por lo general colocando los orbitales extra en subniveles.

Regla de los 18 electrones y de los 32 electrones

La regla de los 18 electrones se aplica para átomos a partir del cuarto período de la tabla periódica, los cuales pueden completar 18 electrones para llenar sus orbitales y conseguir una configuración de elemento químico conocido como [Ar] gas noble. De forma similar, a partir del sexto período los átomos pueden completar 32 electrones para llenar sus orbitales.

 Carga Formal

En términos de las estructuras de Lewis, la carga formal es utilizada en la descripción, la comparación y el gravamen de las probables estructuras topológicas y de las estructuras de resonancia determinando la carga electrónica evidente de cada átomo dentro, basado sobre su covalencia exclusiva asumida de la estructura del punto del electrón o el enlace covalente no polar. Esto tiene usos determinando la posible re-configuración de los electrones cuando se refiere a los mecanismos de reacción, y generalmente resulta el mismo signo que la carga parcial del átomo, con excepciones. En general, la carga formal de un átomo puede ser calculada usando la siguiente fórmula, las definiciones no estándar asumidas para el margen de beneficio utilizaron:
C_f = N_v - U_e - B_n , donde:

• C_f es la carga formal.
• N_v representa el número de electrones de valencia en un átomo libre.
• U_e representa el número de electrones no enlazados.
• B_n representa el número total de electrones de enlace, esto dividido entre dos.

La carga formal del átomo es calculada como la diferencia entre el número de electrones de valencia que un átomo neutro podría tener y el número de electrones que pertenecen a él en la estructura de Lewis. Los electrones en los enlaces covalentes son divididos equitativamente entre los átomos involucrados en el enlace. El total de las cargas formales en un ion debe ser igual a la carga del ion, y el total de las cargas formales en una molécula neutra debe ser igual a cero.

ENLACES QUIMICOS

Un enlace químico es el proceso físico responsable de las interacciones atractivas entre átomos y moléculas, y que confiere estabilidad a los compuestos químicos diatómicos y poliatómicos. La explicación de tales fuerzas atractivas es un área compleja que está descrita por las leyes de la electrodinámica cuántica. Sin embargo, en la práctica, los químicos suelen apoyarse en la mecánica cuántica o en descripciones cualitativas que son menos rigurosas, pero más sencillas en su descripción del enlace químico. En general, el enlace químico fuerte está asociado con la compartición o transferencia de electrones entre los átomos participantes. Las moléculas, cristales, y gases diatómicos -o sea la mayor parte del ambiente físico que nos rodea- está unido por enlaces químicos, que determinan la estructura de la materia.
Los enlaces varían ampliamente en su fuerza. Generalmente, el enlace covalente y el enlace iónico suelen ser descritos como "fuertes", mientras que el enlace de hidrógeno y las fuerzas de Van der Waals son consideradas como "débiles".

Teniendo en cuenta que las cargas opuestas se atraen, y que los electrones que orbitan el núcleo están cargados negativamente, y que los protones en el núcleo lo están positivamente, la configuración más estable del núcleo y los electrones es una en la que los electrones pasan la mayor parte del tiempo entre los núcleos, que en otro lugar del espacio. Estos electrones hacen que los núcleos se atraigan mutuamente.
En la visión simplificada del denominado enlace covalente, uno o más electrones (frecuentemente un par de electrones) son llevados al espacio entre los dos núcleos atómicos. Ahí, los electrones negativamente cargados son atraídos a las cargas positivas de ambos núcleos, en vez de sólo su propio núcleo. Esto vence a la repulsión entre los dos núcleos positivamente cargados de los dos átomos, y esta atracción tan grande mantiene a los dos núcleos en una configuración de equilibrio relativamente fija, aunque aún vibrarán en la posición de equilibrio. En resumen, el enlace covalente involucra la compartición de electrones en los que los núcleos positivamente cargados de dos o más átomos atraen simultáneamente a los electrones negativamente cargados que están siendo compartidos. En un enlace covalente polar, uno o más electrones son compartidos inequitativamente entre dos núcleos.
En una visión simplificada de un enlace iónico, el electrón de enlace no es compartido, sino que es transferido. En este tipo de enlace, el orbital atómico más externo de un átomo tiene un lugar libre que permite la adición de uno o más electrones. Estos electrones recientemente agregados ocupan potencialmente un estado de menor energía (más cerca al núcleo debido a la alta carga nuclear efectiva) de lo que experimentan en un tipo diferente de átomo. En consecuencia, un núcleo ofrece una posición de más fuerte unión a un electrón de lo que lo hace el otro núcleo. Esta transferencia ocasiona que un átomo asuma una carga neta positiva, y que el otro asuma una carga neta negativa. Entonces, el enlace resulta de la atracción electrostática entre los átomos, y los átomos se constituyen en ((iones)) de carga positiva o negativa

Enlace covalente

El enlace covalente polar es intermediado en su carácter entre un enlace covalente y un enlace iónico. Los átomos enlazados de esta forma tienen carga eléctrica neutra.
Los enlaces covalentes pueden ser simples cuando se comparte un solo par de electrones, dobles al compartir dos pares de electrones, triples cuando comparten tres pares de electrones, o cuádruples cuando comparten cuatro pares de electrones.
Los enlaces covalentes no polares se forman entre átomos iguales, no hay variación en el número de oxidación. Los enlaces covalentes polares se forman con átomos distintos con gran diferencia de electronegatividades. La molécula es eléctricamente neutra, pero no existe simetría entre las cargas eléctricas originando la polaridad, un extremo se caracteriza por ser electropositivo y el otro electronegativo.
En otras palabras, el enlace covalente es la unión entre átomos en donde se da un compartimiento de electrones, los átomos que forman este tipo de enlace son de carácter no metálico. Las moléculas que se forman con átomos iguales (mononucleares) presentan un enlace covalente pero en donde la diferencia de electronegatividades es nula.
Se presenta entre los elementos con poca diferencia de electronegatividad (< 1.7), es decir cercanos en la tabla periódica o bien, entre el mismo elemento para formar moleculas diatomicas.

 Enlace iónico o Electrovalente

El enlace iónico es un tipo de interacción electrostática entre átomos que tienen una gran diferencia de electronegatividad. No hay un valor preciso que distinga la ionicidad a partir de la diferencia de electronegatividad, pero una diferencia sobre 2.0 suele ser iónica, y una diferencia menor a 1.5 suele ser covalente. En palabras más sencillas, un enlace iónico es aquel en el que los elementos involucrados aceptan o pierden electrones (se da entre un catión y un anión) o dicho de otra forma, es aquel en el que un elemento más electronegativo atrae a los electrones de otro menos electronegativo. El enlace iónico implica la separación en iones positivos y negativos. Las cargas iónicas suelen estar entre -3e a +3e.
1) Se presenta entre los elementos con gran diferencia de electronegatividad (>1.7), es decir alejados de la tabla periódica: entre metales y no metales. 2) Los compuestos que se forman son solidos cristalinos con puntos de fusión elevados. 3) Se da por TRANSFERENCIA de electrones: un atomo PIERDE y el otro 'GANA' 4) Se forman iones (cationes y aniones)

Enlace covalente coordinado

El enlace covalente coordinado, algunas veces referido como enlace dativo, es un tipo de enlace covalente, en el que los electrones de enlace se originan sólo en uno de los átomos, el donante de pares de electrones, o base de Lewis, pero son compartidos aproximadamente por igual en la formación del enlace covalente. Este concepto está cayendo en desuso a medida que los químicos se pliegan a la teoría de orbitales moleculares. Algunos ejemplos de enlace covalente coordinado existen en nitronas y el borazano. El arreglo resultante es diferente de un enlace iónico en que la diferencia de electronegatividad es pequeña, resultando en una covalencia. Se suelen representar por flechas, para diferenciarlos de otros enlaces. La flecha muestra su cabeza dirigida al aceptor de electrones o ácido de Lewis, y la cola a la base de Lewis. Este tipo de enlace se ve en el ion amonio.

RADIO ATOMICO

El radio atómico identifica la distancia que existe entre el núcleo y el orbital más externo de un átomo. Por medio del radio atómico es posible determinar el tamaño del átomo. Dependiendo del tipo de elemento, existen diferentes técnicas para su determinación como la difracción de neutrones, de electrones o de rayos X. En cualquier caso no es una propiedad fácil de medir ya que depende, entre otras cosas, de la especie química en la que se encuentre el elemento en cuestión.

En un grupo cualquiera, el radio atómico aumenta desde arriba hacia abajo debido al aumento en el nº de niveles de E.

En los períodos, el radio atómico disminuye al aumentar el número atómico (Z), hacia la derecha, debido a la atracción que ejerce el núcleo sobre los electrones de los orbitales más externos, disminuyendo así la distancia núcleo-electrón.

El radio atómico puede ser o covalente o metálico. La distancia entre núcleos de átomos "vecinos" en unas moléculas es la suma de sus radios covalentes, mientras que el radio metálico es la mitad de la distancia entre núcleos de átomos "vecinos" en cristales metálicos. Usualmente, cuando se habla de radio atómico, se refiere a radio covalente.

CONFIGURACION ELECTRONICA

La configuración electrónica es la manera en la cual los electrones se estructuran o se modifican en un átomo, molécula o en otra estructura física, de acuerdo con el modelo de capas electrónico, en el cual la función de onda del sistema se expresa como un producto de orbitales antisimetrizado. Cualquier conjunto de electrones en un mismo estado cuántico deben cumplir el principio de exclusión de Pauli al ser partículas idénticas. Por ser fermiones (partículas de espín semientero) el principio de exclusión de Pauli nos dice que la función de onda total (conjunto de electrones) debe ser antisimétrica. Por lo tanto, en el momento en que un estado cuántico es ocupado por un electrón, el siguiente electrón debe ocupar un estado cuántico diferente.
En los átomos, los estados estacionarios de la función de onda de un electrón en una aproximación no relativista (los estados que son función propia de la ecuación de Schrödinger en donde es el hamiltoniano monoelectrónico correspondiente; para el caso general hay que recurrir a la ecuación de Dirac de la mecánica cuántica de campos) se denominan orbitales atómicos, por analogía con la imagen clásica de los electrones orbitando alrededor del núcleo. Estos estados, en su expresión más básica, se pueden describir mediante cuatro números cuánticos: n, l, m y m_s, y, en resumen, el principio de exclusión de Pauli implica que no puede haber dos electrones en un mismo átomo con los cuatro valores de los números cuánticos iguales.
De acuerdo con este modelo, los electrones pueden pasar de un nivel de energía orbital a otro ya sea emitiendo o absorbiendo un cuanto de energía, en forma de fotón. Debido al principio de exclusión de Pauli, no más de dos electrones pueden ocupar el mismo orbital y, por tanto, la transición se produce a un orbital en el cual hay una vacante.
Valores de los números cuánticos

 Números cuánticos

En el caso de los orbitales de los átomos hidrogenoides el número cuántico principal n está asociado a los diferentes niveles de energía orbital permitidos o niveles cuánticos; los valores que toma son 1, 2, 3, 4,... Para n=1 se tiene el nivel de menor energía. Todos los estados con el mismo número cuántico principal forman una capa (o nivel). Por razones históricas, estas capas electrónicas (por ejemplo en espectroscopia de rayos X) también se denotan como K, L, M, N,... El segundo número cuántico l corresponde al momento angular del estado. Estos estados tienen la forma de armónicos esféricos, y por lo tanto se describen usando polinomios de Legendre. También por razones históricas a estas subcapas (o subniveles), se les asigna una letra, que hace referencia al tipo de orbital que describe el estado electrónico (s, p, d, f, ...),Los valores que puede tomar l son: 0, 1, 2, ..., (n-1), siendo n el número cuántico principal. El tercer número cuántico, m, puede tomar los valores desde -l a l, y por lo tanto hay un total de 2l+1 estados degenerados posibles. Cada uno de éstos puede ser ocupado por dos electrones con espines opuestos, consecuencia de los dos posibles valores de la proyección sobre el eje z del espín electrónico, m_s, que puede tomar los valores +1/2 ó -1/2. Esto da un total de 2(2l+1) electrones en total (tal como se puede ver en la tabla siguiente).

Valor de l	Letra	Máximo número de electrones
0	s	2
1	p	6
2	d	10
3	f	14
Número cuántico	Valores posibles
n	1, 2, 3,...
l	0,..., (n-1)
m	-l, (-l+1),..., 0,....,(+l-1), +l
ms	-1/2, +1/2

ELECTRONEGATIVIDAD

La electronegatividad, (abreviación EN, símbolo χ (letra griega chi)) es una propiedad química que mide la capacidad de un átomo (o de manera menos frecuente un grupo funcional) para atraer hacia él los electrones, o densidad electrónica, cuando forma un enlace covalente en una molécula. También debemos considerar la distribución de densidad electrónica alrededor de un átomo determinado frente a otros, tanto en una especie molecular como en un compuesto no molecular.

La electronegatividad de un átomo determinado está afectada fundamentalmente por dos magnitudes, su masa atómica y la distancia promedio de los electrones de valencia con respecto al núcleo atómico. Esta propiedad se ha podido correlacionar con otras propiedades atómicas y moleculares. Fue Linus Pauling el investigador que propuso esta magnitud por primera vez en el año 1932, como un desarrollo más de su teoría del enlace de valencia. La electronegatividad no se puede medir experimentalmente de manera directa como, por ejemplo, la energía de ionización, pero se puede determinar de manera indirecta efectuando cálculos a partir de otras propiedades atómicas o moleculares.

Se han propuesto distintos métodos para su determinación y aunque hay pequeñas diferencias entre los resultados obtenidos todos los métodos muestran la misma tendencia periódica entre los elementos.

El procedimiento de cálculo más común es el inicialmente propuesto por Pauling. El resultado obtenido mediante este procedimiento es un número adimensional que se incluye dentro de la escala de Pauling. Escala que varía entre 0,7 para el elemento menos electronegativo y 4,0 para el mayor.

Es interesante señalar que la electronegatividad no es estrictamente una propiedad atómica, pues se refiere a un átomo dentro de una molécula y, por tanto, puede variar ligeramente cuando varía el "entorno" de un mismo átomo en distintos enlaces de distintas moléculas. La propiedad equivalente de la electronegatividad para un átomo aislado sería la afinidad electrónica o electroafinidad.

Dos átomos con electronegatividades muy diferentes forman un enlace iónico. Pares de átomos con diferencias pequeñas de electronegatividad forman enlaces covalentes polares con la carga negativa en el átomo de mayor electronegatividad.

IONIZACION

Ionización

La ionización es el proceso químico mediante el cual se producen iones, estos son átomos o moléculas cargadas eléctricamente debido al exceso o falta de electrones respecto a un átomo o molécula neutro. A la especie química con más electrones que el átomo o molécula neutros se le llama anión, y posee una carga neta negativa, y a la que tiene menos electrones catión, teniendo una carga neta positiva. Hay varias maneras por las que se pueden formar iones de átomos o moléculas

TABLA PERIODICA

La tabla periódica de los elementos clasifica, organiza y distribuye los distintos elementos químicos, conforme a sus propiedades y características.

Suele atribuirse la tabla a Dmitri Mendeléyev, quien ordenó los elementos basándose en la variación manual de las propiedades químicas, si bien Julius Lothar Meyer, trabajando por separado, llevó a cabo un ordenamiento a partir de las propiedades físicas de los átomos. La forma actual es una versión modificada de la de Mendeléyev, fue diseñada por Alfred Werner.

HISTORIA

Historia

La historia de la tabla periódica está íntimamente relacionada con varios aspectos del desarrollo de la química y la física:

• El descubrimiento de los elementos de la tabla periódica

• El estudio de las propiedades comunes y la clasificación de los elementos

• La noción de masa atómica (inicialmente denominada "peso atómico") y, posteriormente, ya en el siglo XX, de número atómico y

• Las relaciones entre la masa atómica (y, más adelante, el número atómico) y las propiedades periódicas de los elementos.

 El descubrimiento de los elementos

Aunque algunos elementos como el oro (Au), plata (Ag), cobre (Cu), plomo (Pb) y el mercurio (Hg) ya eran conocidos desde la antigüedad, el primer descubrimiento científico de un elemento ocurrió en el siglo XVII cuando el alquimista Henning Brand descubrió el fósforo (P). En el siglo XVIII se conocieron numerosos nuevos elementos, los más importantes de los cuales fueron los gases, con el desarrollo de la química neumática: oxígeno (O), hidrógeno (H) y nitrógeno (N). También se consolidó en esos años la nueva concepción de elemento, que condujo a Antoine Lavoisier a escribir su famosa lista de sustancias simples, donde aparecían 33 elementos. A principios del siglo XIX, la aplicación de la pila eléctrica al estudio de fenómenos químicos condujo al descubrimiento de nuevos elementos, como los metales alcalinos y alcalino–térreos, sobre todo gracias a los trabajos de Humphry Davy. En 1830 ya se conocían 55 elementos. Posteriormente, a mediados del siglo XIX, con la invención del espectroscopio, se descubrieron nuevos elementos, muchos de ellos nombrados por el color de sus líneas espectrales características: cesio (Cs, del latín caesĭus, azul), talio (Tl, de tallo, por su color verde), rubidio (Rb, rojo), etc.

La noción de elemento y las propiedades periódicas

Lógicamente, un requisito previo necesario a la construcción de la tabla periódica era el descubrimiento de un número suficiente de elementos individuales, que hiciera posible encontrar alguna pauta en comportamiento químico y sus propiedades. Durante los siguientes 2 siglos, se fue adquiriendo un gran conocimiento sobre estas propiedades, así como descubriendo muchos nuevos elementos.

La palabra "elemento" procede de la ciencia griega pero su noción moderna apareció a lo largo del siglo XVII, aunque no existe un consenso claro respecto al proceso que condujo a su consolidación y uso generalizado. Algunos autores citan como precedente la frase de Robert Boyle en su famosa obra "The Sceptical Chymist", donde denomina elementos "ciertos cuerpos primitivos y simples que no están formados por otros cuerpos, ni unos de otros, y que son los ingredientes de que se componen inmediatamente y en que se resuelven en último término todos los cuerpos perfectamente mixtos". En realidad, esa frase aparece en el contexto de la crítica de Robert Boyle a los cuatro elementos aristotélicos.

A lo largo del siglo XVIII, las tablas de afinidad recogieron un nuevo modo de entender la composición química, que aparece claramente expuesto por Lavoisier en su obra "Tratado elemental de Química". Todo ello condujo a diferenciar en primer lugar qué sustancias de las conocidas hasta ese momento eran elementos químicos, cuáles eran sus propiedades y cómo aislarlos.

El descubrimiento de un gran número de nuevos elementos, así como el estudio de sus propiedades, pusieron de manifiesto algunas semejanzas entre ellos, lo que aumentó el interés de los químicos por buscar algún tipo de clasificación.

Los pesos atómicos

A principios del siglo XIX, John Dalton (1766–1844) desarrolló una nueva concepción del atomismo, al que llegó gracias a sus estudios meteorológicos y de los gases de la atmósfera. Su principal aportación consistió en la formulación de un "atomismo químico" que permitía integrar la nueva definición de elemento realizada por Antoine Lavoisier (1743–1794) y las leyes ponderales de la química (proporciones definidas, proporciones múltiples, proporciones recíprocas).

Dalton empleó los conocimientos sobre proporciones en las que reaccionaban las sustancias de su época y realizó algunas suposiciones sobre el modo cómo se combinaban los átomos de las mismas. Estableció como unidad de referencia la masa de un átomo de hidrógeno (aunque se sugirieron otros en esos años) y refirió el resto de los valores a esta unidad, por lo que pudo construir un sistema de masas atómicas relativas. Por ejemplo, en el caso del oxígeno, Dalton partió de la suposición de que el agua era un compuesto binario, formado por un átomo de hidrógeno y otro de oxígeno. No tenía ningún modo de comprobar este punto, por lo que tuvo que aceptar esta posibilidad como una hipótesis a priori.

Dalton conocía que 1 parte de hidrógeno se combinaba con 7 partes (8 afirmaríamos en la actualidad) de oxígeno para producir agua. Por lo tanto, si la combinación se producía átomo a átomo, es decir, un átomo de hidrógeno se combinaba con un átomo de oxígeno, la relación entre las masas de estos átomos debía ser 1:7 (o 1:8 se calcularía en la actualidad). El resultado fue la primera tabla de masas atómicas relativas (o pesos atómicos como los llamaba Dalton) que fue posteriormente modificada y desarrollada en los años posteriores. Las incertidumbres antes mencionadas dieron lugar a toda una serie de polémicas y disparidades respecto a las fórmulas y los pesos atómicos que sólo comenzarían a superarse, aunque no totalmente, con el congreso de Karlsruhe en 1860.

Clasificación

 Grupos

A las columnas verticales de la tabla periódica se les conoce como grupos. Todos los elementos que pertenecen a un grupo tienen la misma valencia atómica, y por ello, tienen características o propiedades similares entre sí. Por ejemplo, los elementos en el grupo IA tienen valencia de 1 (un electrón en su último nivel de energía) y todos tienden a perder ese electrón al enlazarse como iones positivos de +1. Los elementos en el último grupo de la derecha son los gases nobles, los cuales tienen lleno su último nivel de energía (regla del octeto) y, por ello, son todos extremadamente no reactivos.

Numerados de izquierda a derecha utilizando números arábigos, según la última recomendación de la IUPAC (según la antigua propuesta de la IUPAC) de 1988 , los grupos de la tabla periódica son:

Grupo 1 (I A): los metales alcalinos

Grupo 2 (II A): los metales alcalinotérreos

Grupo 3 (III B): Familia del Escandio

Grupo 4 (IV B): Familia del Titanio

Grupo 5 (V B): Familia del Vanadio

Grupo 6 (VI B): Familia del Cromo

Grupo 7 (VII B): Familia del Manganeso

Grupo 8 (VIII B): Familia del Hierro

Grupo 9 (VIII B): Familia del Cobalto

Grupo 10 (VIII B): Familia del Níquel

Grupo 11 (I B): Familia del Cobre

Grupo 12 (II B): Familia del Zinc

Grupo 13 (III A): los térreos

Grupo 14 (IV A): los carbonoideos

Grupo 15 (V A): los nitrogenoideos

Grupo 16 (VI A): los calcógenos o anfígenos

Grupo 17 (VII A): los halógenos

Grupo 18 (VIII A): los gases nobles

 Períodos

Las filas horizontales de la tabla periódica son llamadas períodos. Contrario a como ocurre en el caso de los grupos de la tabla periódica, los elementos que componen una misma fila tienen propiedades diferentes pero masas similares: todos los elementos de un período tienen el mismo número de orbitales. Siguiendo esa norma, cada elemento se coloca según su configuración electrónica. El primer período solo tiene dos miembros: hidrógeno y helio; ambos tienen sólo el orbital 1s.

La tabla periódica consta de 7 períodos:

• Período 1
• Período 2
• Período 3
• Período 4
• Período 5
• Período 6
• Período 7

La tabla también está dividida en cuatro grupos, s, p, d, f, que están ubicados en el orden sdp, de izquierda a derecha, y f lantánidos y actínidos. Esto depende de la letra en terminación de los elementos de este grupo, 

 Bloques o regiones

Tabla periódica dividida en bloques.

La tabla periódica se puede también dividir en bloques de elementos según el orbital que estén ocupando los electrones más externos.

Los bloques o regiones se denominan según la letra que hace referencia al orbital más externo: s, p, d y f. Podría haber más elementos que llenarían otros orbitales, pero no se han sintetizado o descubierto; en este caso se continúa con el orden alfabético para nombrarlos.

• Bloque s
• Bloque p
• Bloque d
• Bloque f

LA QUIMICA EN NUESTRO MUNDO

La primera finalidad de la Química es averiguar cómo los materiales pueden identificarse o distinguirse, no en lo que se refiere a cuerpos u objetos representados por vocablos, como «vaso» o «llave», sino más bien por las substancias de que están formados los objetos, expresadas por palabras como «vidrio» o «hierro». La Química no está interesada en las propiedades accidentales o atributos tales como el tamaño y la forma sino en las propiedades específicas de la clase de materia que pueden reconocerse en cualquier cuerpo formado por ella. Así, por ejemplo, una moneda de plata, una copa de plata y un electrodo de plata difieren en tamaño, forma, utilidad e incluso aspecto estético, pero desde el punto de vista químico son esencialmente lo mismo al estar formados por el mismo metal, la plata.

Al contemplar nuestro mundo material se observan incesantes cambios en los que unos cuerpos desaparecen y se transforman en otros distintos. Estos cambios o transformaciones se conocen como reacciones químicas. Muchas veces no nos interesamos en las nuevas substancias que se originan en las reacciones químicas sino en la energía producida en las mismas. Así, quemamos carbón en el hogar, no para obtener las cenizas que se forman y se van acumulando, ni para utilizar el dióxido de carbono que escapa por la chimenea, sino para aprovechar el calor desprendido en su combustión.  El estudio de las reacciones químicas, esto es, la posibilidad de su realización, la extensión en que tienen lugar, la velocidad con que se verifican y las relaciones cuantitativas entre las substancias que intervienen en la transformación o entre ellas y la energía desprendida o absorbida en la misma es la segunda finalidad de la Química.

El mecanismo de las reacciones químicas depende de la estructura íntima de las substancias y, en consecuencia, el objeto final de la Química es el de la constitución de la materia, puesto que este conocimiento permite identificar y diferenciar las substancias, comprender sus propiedades y establecer su comportamiento frente a otras clases de substancias o bajo la acción de cualquier forma de energía.

Por último, la Química no se limita al estudio de las substancias que componen los seres vivos e inanimados existentes sobre la tierra, así como de las que constituyen las estrellas, sino que, más importante, extiende incluso su finalidad al descubrir incesantemente nuevas substancias que no se encuentran en la Naturaleza y cuyas propiedades y aplicaciones las hacen en muchísimos casos de incalculable valor.

que es quimica

QUIMICA

Antoine Lavoisier, considerado el padre de la química moderna.

Doble hélice de la molécula de ADN.

Átomo de helio.

Se denomina química (del árabe kēme (kem, كيمياء), que significa "tierra") a la ciencia que estudia la composición, estructura y propiedades de la materia, como los cambios que ésta experimenta durante las reacciones químicas y su relación con la energía. Históricamente la química moderna es la evolución de la alquimia tras la Revolución química (1733).
Las disciplinas de la química han sido agrupadas por la clase de materia bajo estudio o el tipo de estudio realizado. Entre éstas se tienen la química inorgánica, que estudia la materia inorgánica; la química orgánica, que trata con la materia orgánica; la bioquímica, el estudio de substancias en organismos biológicos; la físico-química, comprende los aspectos energéticos de sistemas químicos a escalas macroscópicas, moleculares y atómicas; la química analítica, que analiza muestras de materia tratando de entender su composición y estructura. Otras ramas de la química han emergido en tiempos recientes, por ejemplo, la neuroquímica que estudia los aspectos químicos del cerebro.