Indice del magnifico Libro de Quimica en la Vida Cotidiana. Tres Unidades.

1. Unidad 1: “La química en nuestro entorno”
Subunidades Tiempo estimado en horas
1. Definición y aplicación de química 9
2. Materia 11
3. Energía 6
INDICE
Página
Índice I
Símbolos usados en esta guía VII
Introducción VIII
Objetivos X
1.1 Definición y aplicación de la Química 1
1.1.1 La química como una ciencia central. 1
Lectura No. 1: “La química en la industria automotriz”. 1
Lectura No. 2: “La edad de piedra, de hierro y del polímero”. 2
1.1.2 Pros y contras de la Química. 4
Lectura No. 3: “El síndrome de Minamata”. 6
Lectura No. 4: “Lección de Chernobyl”. 7
Lectura No. 5. “Entrevista con el Nóbel mexicano de Química 9
Mario Molina Enríquez (1943 - )”.
1.1.3 Definición de Química. 12
1.1.4 La química es una ciencia, pero … ¿Qué es una ciencia? 13
1.1.4.1 Conocimiento empírico. 14
Lectura No. 6: “Sin depósito, sin retorno, sin problema”. 15
Lectura No. 7: “La química en el buceo de aguas 16
profundas”.
Lectura No. 8: “La primera clase de química en América”. 17
1.1.4.2 Método científico. 18
Lectura No. 9: “Un problema intrigante”. 21
Lectura No. 10: “Piezas de rompecabezas de los 24
dinosaurios”.
I

2. Práctica No. 1: “Observaciones con una vela”. 25
Práctica No. 2: “Aplicación del método científico”. 28
1.2 Materia. 31
1.2.1 Definición clásica y definición según la física relativista de 31
materia.
Lectura No. 11: “Propiedades del azufre”. 31
Práctica No. 3: “El aire también es materia”. 33
1.2.1.1. ¿Materia, masa y peso es lo mismo? 34
1.2.2 Propiedades de la materia. 35
Lectura No. 12: “Fibras ópticas”. 36
Lectura No. 13: “Mordedura de serpiente”. 37
Lectura No. 14: “Órganos de los sentidos”. 40
Práctica No. 4: “Impenetrabilidad de la materia”. 42
Práctica No. 5: “Propiedades físicas de la materia”. 43
Práctica No. 6: “Propiedades organolépticas”. 45
Práctica No. 7: “La inercia, otra propiedad de la materia”. 46
1.2.3 Clasificación de la materia. 47
Lectura No. 15: “Mezclar es fácil, lo difícil es volver a separar”. 49
Práctica No. 8: “Cristales moleculares: azúcar”. 54
Lectura No. 16: “Dulce sin azúcar”. 56
Lectura No. 17: “Cromatografía”. 57
Lectura No. 18: “Química forense”. 60
Práctica No. 9: “Principio de la cromatografía sólido - líquido”. 60
1.2.4 Estados de agregación de la materia. 61
Práctica No. 10: “Propiedades de los gases”. 61
1.2.4.1 Propiedades generales de los gases. 62
Lectura No. 19: “Inversión térmica”. 63
Lectura No. 20: “La respiración”. 64
1.2.4.2 Líquidos. 65
Práctica No 11: “Propiedades de los líquidos”. 66
Lectura No. 21: “Un refrigerador… ¿Produce calor? 67
Lectura No. 22: “Solubilidad de gases en agua”. 68
1.2.4.3 Propiedades generales de los sólidos. 70
1.2.4.4 Plasma ¿Un cuarto estado de la materia? 70
1.2.4.5 Cambios de estado. 72
Lectura No. 23: “Cambios de estado”. 72
1.3 Energía. 75
1.3.1 Concepto de energía. 75
1.3.2 Tipos de energía. 76
1.3.2.1 Energía potencial y energía cinética. 76
1.3.2.2 Otros tipos de energía. 78
1.3.3 Manifestaciones de energía. 79
1.3.4 Transformaciones de energía. 80
II

3. Lectura No. 24: “La energía se conserva”. 81
1.3.5 Leyes de la conservación de la masa y la energía. 85
1.3.5.1 Ley de la conservación de la masa. 85
Práctica No. 12: “Ley de la conservación de la materia”. 86
1.3.5.2 Ley de la conservación de la energía. 87
1.3.5.3 Ley de la interconversión de la materia y la energía. 88
Unidad 2: ¿De qué están hechos los recursos naturales?”
Subunidades Tiempo estimado en horas
1. Partículas subatómicas. 2
2. Mecánica Cuántica. 8
3. Configuración electrónica. La huella digital de los elementos. 6
4. Símbolos de los elementos químicos que forman los recursos naturales. 4
5. Antecedentes de la tabla periódica. ¡Un lugar para cada cual! 5
6. Propiedades periódicas de los elementos químicos. 5
2.1 Partículas subatómicas. 90
2.1.1 El átomo. 90
Lectura No. 25: “De Demócrito al neutrino”. 90
2.1.2 Protón, electrón y neutrón. 94
Práctica No. 13: “Los papeles saltarines”. 95
2.2 Mecánica cuántica. 96
2.2.1 Modelos atómicos. 96
2.2.2 Modelo atómico de la mecánica cuántica. 100
Lectura No. 26: “Electrones excitados y espectros”. 100
Lectura No. 27: “El nacimiento de la teoría cuántica”. 101
Práctica No. 14: “La caja negra”. 103
2.2.3 Los números cuánticos. 104
2.3 Configuración electrónica. La huella digital de los elementos. 115
2.3.1 Principio de edificación progresiva de Aufbau. 116
Principio de exclusión de Pauli y Principio de Máxima 118
Multiplicidad de Hund.
2.3.2 Configuración electrónica. 118
2.3.3 Electrón diferencial. 126
III

4. 2.4. Símbolos de los elementos que forman los recursos naturales. 129
2.4.1 Símbolos de los elementos químicos. 129
Lectura No. 28: “Elementos que forman los recursos naturales”. 129
Lectura No. 29: “Recursos y desechos”. 131
2.4.2 Número atómico, masa atómica e isótopos. 139
Práctica No. 15: “Monedas isotópicas”. 143
2.5 Antecedentes sobre la Tabla Periódica. ¡Un lugar para cada cuál! 145
Lectura No. 30: “Sustancias conocidas antes de la conquista de México”. 146
Lectura No. 31: “Los metales, su obtención y aplicación”. 148
Práctica No. 16: “Propiedades de los metales”. 149
2.5.1 Antecedentes históricos de la tabla periódica. 154
2.5.2 Tabla Periódica larga. 160
2.6 Propiedades periódicas de los elementos químicos. 164
2.6.1 Relación entre configuración electrónica y Tabla Periódica. 166
Práctica No. 17: “Propiedades químicas de los no metales”. 167
2.6.2 Energía de ionización. 170
2.6.3 Afinidad electrónica. 173
2.6.4 Electronegatividad. 174
2.6.5 Radio atómico. 177
2.6.6 Números de oxidación. 179
2.6.7 Propiedades de los metales y no metales. 182
Práctica No. 18: “Metal comestible”. 188
Unidad 3: “Enlaces y nomenclatura de compuestos químicos”
Subunidades Tiempo estimado en horas
1. Enlaces químicos. 15
2. Nomenclatura 25
3.1 Enlaces químicos. 190
Lectura No. 32: “Un banco muy especial”. 190
3.1.1 Definición de enlace químico. 193
3.1.2 Clasificación de enlaces químicos. 196
3.1.3 Fuerzas interatómicas. 196
3.1.3.1 Enlace iónico. 196
3.1.3.2 Enlace covalente. 199
IV

5. 3.1.3.2.1 Enlace covalente no polar. 200
Lectura No. 33: “La gran máquina del clima”. 202
3.1.3.2.2 Enlace covalente polar. 203
3.1.3.2.3 Enlace covalente coordinado. 205
Práctica No. 19: “Elaboración de una pelota”. 207
Lectura No. 34: ¿Qué es lo último en 208
superconductores?
3.1.3.3 Enlace metálico. 209
3.1.4 Fuerzas intermoleculares. 211
3.1.4.1 Enlace por puente de hidrógeno. 211
3.1.3.4.2 Fuerzas de Van der Waals. 213
3.1.5 Propiedades de las sustancias de acuerdo a su tipo de enlace. 214
3.1.5.1 Punto de ebullición. 214
3.1.5.2 Solubilidad. 215
Práctica No. 20: “Propiedades de los compuestos en función a su 216
tipo de enlace”.
3.2 Nomenclatura. 219
Lectura No. 35: “El cloruro de sodio (NaCl) un compuesto binario 220
clásico”.
3.2.1 Aspectos básicos de nomenclatura. 221
3.2.2 Compuestos binarios. 225
3.2.2.1 Sales binarias. 227
Lectura No. 36: “Luces de bengala”. 230
Práctica No. 21: “Preparación de sales”. 231
Lectura No. 37: “Óxidos metálicos, comunicación y joyería”. 237
3.2.2.2 Óxidos metálicos. 239
Práctica No. 22: “Obtención de óxidos”. 240
Lectura No. 38: “Dióxido de carbono y la vida”. 244
Lectura No. 39: “El dióxido de carbono y el efecto 245
invernadero”.
Lectura No. 40: “Óxidos no metálicos y smog fotoquímico”. 248
3.2.2.3 Óxidos no metálicos, anhídridos u óxidos ácidos. 250
Práctica No. 23: “Óxidos no metálicos”. 252
Lectura No. 41: “El ácido clorhídrico y sus usos”. 255
3.2.2.4 Hidrácidos. 256
3.2.2.5 Hidruros. 257
3.2.2.6 Peróxidos. 259
3.2.3 Compuestos ternarios. 259
Lectura No. 42: “La salud y el hidróxido de aluminio”. 260
3.2.3.1 Hidróxidos. 262
Lectura No. 43: “La lluvia ácida, problema internacional”. 263
Práctica No. 24: “La lluvia que marchita”. 264
3.2.3.2 Oxiácidos. 266
Práctica No. 25: “Ácidos y bases”. 268
Lectura No. 44: “La química dental”. 272
V

6. 3.2.3.3 Oxisales neutras. 275
3.2.4 Compuestos cuaternarios. 276
3.2.4.1 Oxisales ácidas. 276
Glosario de términos. 279
Bibliografía. 294
Créditos de elaboración. 296
VI

7. Pensar más sobre el tema
Observar y tomar notas
Actividades de laboratorio
Actividades de aula
Evaluación
Actividad Extraclase
VII

8. La química habla de las nuevas fronteras que se han abierto, los beneficios y
contribuciones a nuestra existencia y calidad de vida, muestra la importancia de
sus aplicaciones a las necesidades humanas a través de los productos químicos.
Indica los cambios que suceden en nuestro alrededor, tales como: la oxidación del
hierro, la combustión de la madera, la contaminación del ecosistema por productos
no biodegradables y los desechos atómicos no controlados.
Esta ciencia tiene que ver con todos los cambios que se efectúan en nuestro
entorno, responde a las necesidades de una sociedad activa, estudiando los
factores que gobiernan y controlan las reacciones químicas.
El punto de partida nace con el conocimiento empírico, concepto transmitido de
padres a hijos y nos lleva a la aplicación del método científico, proporcionando la
pregunta natural ¿de qué están hechas las cosas de nuestro entorno?
Esto encamina paulatinamente, a estudiar la materia y las partículas de las
mismas, llamadas átomos. Actualmente se conocen más de 100 tipos de átomos,
los cuales tienen un comportamiento característico e individual. Las
combinaciones forman grupos de átomos llamados moléculas con características
propias.
En la primera unidad correspondiente a este curso se habla de las características
y propiedades de los compuestos, mezclas y leyes que rigen sus cambios y/o
modificaciones.
Ante las demandas crecientes de una sociedad activa, la química juega un papel
fundamental, en los intentos del hombre por encontrar cómo alimentar a la
creciente población, proporcionándole nuevas fuentes de energía, vestido,
albergue y finalmente mejorar la calidad de vida y preservar el medio ambiente.
En la segunda unidad se habla sobre la primera clasificación empírica de la
materia fue hecha por los griegos. Ellos afirmaban que estaba formada por cuatro
elementos fundamentales: fuego, aire, tierra y agua. Con el tiempo quedó claro
que ninguno de los cuatro componentes anteriores eran realmente elementos.
Durante la edad media (entre 500 y 1500 años d.C.) se inicia una etapa en la cual
los alquimistas se dieron a la tarea de buscar un disolvente universal que pudiese
transformar algunos metales como el hierro, el cobre y el zinc en oro. Otros,
trataron de buscar el elíxir de la vida o la piedra filosofal, lo cual dio como
resultado las primeras formas de la química experimental.
VIII

9. Conforme avanzó la tecnología, el hombre se vio en la necesidad de estudiar y
clasificar a los elementos. En el siglo XVII el químico francés Lavoisier (padre de la
química moderna) abolió una teoría, la del “flogisto” y reunió una lista de 26
elementos químicos, y en 1869 Mendeleiev clasificó a los elementos en función
del orden creciente de sus pesos atómicos, se desconocía la razón del orden
periódico que encontró. En 1897 se descubrió el electrón. En estos últimos años
del siglo pasado fueron el escenario de otros dos grandes descubrimientos, a
saber: los rayos X (1895) y la radioactividad (1896).
Una vez descubiertos los componentes del átomo, núcleo y electrones, pasó poco
tiempo para que se presentara un modelo atómico semejante al “sistema
planetario solar”, en donde los electrones giran alrededor del núcleo, como los
planetas giran alrededor del Sol. No obstante, las leyes físicas conocidas
indicaban que no se trataba de un átomo estable, Niels Bohr en 1913 retomó las
ideas de la teoría cuántica generada por Max Planck para lograr un nuevo
modelo de átomo.
En la tercera década del siglo XX, la teoría cuántica pudo explicar el
comportamiento periódico de los elementos; la periodicidad se debe a la forma
como se encuentran distribuidos los electrones de los átomos en sus niveles y
subniveles energéticos. Desde entonces, la química basa la explicación de
muchos fenómenos naturales en la configuración electrónica de los átomos.
Si la materia existe como tal formando una gran cantidad de compuestos, que
pueden ser diferenciados y caracterizados según sus propiedades; esto es posible
por las fuerzas que se ejercen entre los átomos, a lo que llamamos enlaces
químicos. En estos los que mayor participación tienen, son los electrones de
valencia, existiendo una transferencia o compartición electrónica.
Prueba de lo anterior, sería la observación de las propiedades que distinguen a los
diferentes compuestos químicos.
Sin embargo, existen otro tipo de fuerzas que actúan a nivel molecular y son
responsables también del comportamiento que manifiestan las sustancias.
Gracias al conocimiento de la formación de estos enlaces químicos y conociendo
sus características, la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (UIQPA) es
un organismo que se ha dado a la tarea de dar nombres a cada uno de los
diferentes compuestos químicos tales como: hidróxidos, ácidos, sales etc.
Al concluir este curso aplicarás las reglas generales para nombrarlas principales
funciones de Química Inorgánica.
El presente texto tiene la finalidad de ofrecer al estudiante las herramientas
necesarias para conocer, comprender y aplicar los conceptos y procesos
fundamentales de la química orgánica en su vida cotidiana.
IX

10. Primera unidad
En esta unidad aprenderás a:
 Identificar las áreas donde se usa la química.
 Usar los conceptos de materia y energía
 Aplicar el método científico
 Aquilatar los pros y contras que proporciona la química
 Definir conceptos de materia, energía y química
 Identificar las propiedades intensivas y extensivas de la materia
 Clasificar los tipos de energía
 Usar las leyes que rigen la masa y la energía.
Segunda unidad
En esta unidad aprenderás a:
 Interpretar la estructura del átomo y su relación con el modelo atómico de Bohr
Sommerfiheld.
 Usar los símbolos químicos.
 Escribir la configuración electrónica de los elementos químicos.
 Identificar las propiedades de los elementos según su ubicación en la Tabla
Periódica.
X

11. Tercera unidad
 Definir el concepto de enlace químico.
 Diferenciar los distintos tipos de enlace
 Representar enlaces químicos usando la estructura de Lewis
 Determinar las propiedades de los compuestos de acuerdo a su enlace.
 Escribir el nombre y la fórmula química de compuestos binarios, ternarios y
cuaternarios.
 Realizar prácticas de laboratorio.
 Fomentar el trabajo en equipo.
XI