Química

Formulación. Elementos químicos. Cationes. Aniones. Cargas positivas y negativas. Átomos. Neutrones. Tabla de valencias. Masas. Moléculas

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FORMULACIÓN DE CATIONES

Formulación de cationes (iones positivos)

Ion aluminio : Al3+ Ion plomo (II) : Pb2+

Iones que llevan per...ico.- Se escribe el símbolo del elemento con tantas cargas positivas como indica su número de grupo más 2.
Ejemplo :
Ion perclórico : Cl7+ (7A=5)

Iones que llevan hipo...oso.- Se escribe el símbolo del elemento con tantas cargas positivas como indica su número de grupo menos 4. ( Ejemplo: Ion hipocloroso : Cl1+
 
Aquellos elementos que tienen una sola valencia formarán su ion siempre acabado en ico; los que tienen dos valencias , con la más pequeña se forma el ion oso y con la mayor el ico.

Iones acabados en onio.- Se formulan escribiendo el símbolo del elemento con tantas cargas negativas como resulte de restar de 8 su número de grupo y, a continuación, tantos hidrogeniones (H1+) como sean necesarios para que el catión tenga una carga positiva.

Ion amonio : N3- H41+  'Química'
(N H4)1+ Ion sulfonio : S2- H31+  'Química'
(S H3)1+

FORMULACIÓN DE ANIONES (IONES NEGATIVOS)

Iones acabados en uro.- Se escribe el símbolo del elemento y se le ponen tantas cargas negativas como resulte de restar de 8 su número de grupo. Esta regla no tiene ninguna excepción salvo el hidrógeno cuyo ion hidruro es H1- . Ejemplos: Ion sulfuro : S2- Ion cloruro : Cl1-

Iones acabados en ato.- Se escribe el símbolo del elemento con tantas cargas positivas como indique su número de grupo y a continuación se escriben tantos iones óxido (O2-) como sean necesarios y suficientes para que el conjunto quede con carga negativa. Ejemplos:

Ion sulfato : S6+ O42- 'Química'
(S O4)2- Ion carbonato : C4+ O32- 'Química'
(CO3)2-

Iones acabados en ito .- Se escribe el símbolo del elemento con tantas cargas positivas como indique su número de grupo menos 2 y a continuación se escriben tantos iones óxido (O 2-) como sean necesarios y suficientes para que el conjunto quede con carga negativa.
Ejemplos: Ion sulfito: S4+ O32-'Química'
(S O3)2- Ion clorito: Cl3+ O22-  'Química'
(Cl O2)1- (El Cl es de la excepción).

Iones que llevan per....ato.- Se escribe el símbolo del elemento con tantas cargas positivas como indique su número de grupo más 2 y a continuación se escriben tantos iones óxido (O2-) como sean necesarios y suficientes para que el conjunto quede con carga negativa.
Ejemplo : Ion perclorato : Cl7+ O42- 'Química'
(Cl O4)1-

Iones que llevan hipo....ito.-Se escribe el símbolo del elemento con tantas cargas positivas como indique su número de grupo menos 4 y a continuación se escriben tantos iones óxido (O2-) como sean necesarios y suficientes para que el conjunto quede con carga negativa.
Ejemplo : Ion hiposulfito : S2+ O22- 'Química'
(S O2)2-

Prefijos orto , di, tri, tetra,...- Los iones anteriores acabados en ato o ito pueden llevar uno de estos prefijos. En estos casos se formula de la siguiente manera:

Iones orto.- En este caso se procede en todo igual salvo que se pone un oxígeno más que antes. Ejemplo : Ion ortofosfato : P5+ O42- 'Química'
(P O4)3-

Iones di , tri , tetra ,....-Los iones anteriores acabados en ato o ito pueden llevar este prefijo, en cuyo caso se procede en todo igual salvo que previamente se parte de dos, tres, cuatro, ... iones positivos. (Es decir se le coloca al ion positivo el subíndice 23,4,...). Ejemplo : Ion disulfato : S26+ O72- 'Química'
(S2 O7)2-

Átomo.

 Es la partícula más pequeña de un elemento químico.

Elemento: es una sustancia formada por átomos de igual número atómico.

Compuesto. 

Es una sustancia formada por elementos distintos en relación constante.

- El átomo esta formado por núcleo y corteza.

- En el núcleo está la carga positiva y casi la totalidad de la masa,protones y neutrones.

- Los electrones de la corteza giran alrededor del nucleo separados por una gran distancia, del orden de 10^5.

 

los protones< Son partículas con carga positiva que depende del gas encerrado.

Los neutrones f son partículas sin carga eléctrica y de masa paracida al protón.

 

 -El número atómico, Z, es el nº de protones que un átomo tiene en el núcleo.

-El número de neutrones que un átomo tiene en su núcleo es N.

-El número másico es un número natural suma de los protones y neutrones.

 

 A = Z + N    ;        N = A - Z

El átomo se representa por su símbolo con subíndice Z y superíndice A.

         17

            O     

          8

Este átomo de oxígeno tiene 8 protones, 8 electrones y 9 neutrones. Los átomo son electricamente neutros y por tanto tienen igual nº de protones que de electrones.

 

-Isótopos. Son átomos de un elemento de igual Z y distinto A.

Tienen igual nº de protones y distinto nº de neutrones.

 

             1           2         3

               H          H        H

              1           1         1

 

Tres isótopos de hidrógeno, el hidrógeno(protio), deuterio y tritio.

 

-Masa atómica relativa.

para cada elemento se halla su masa atómica teniendo en cuenta la abundancia relativa de sus isótopos.

 

masa atómica = M1 x %/100   +  M2 x %/100  + ...+ Mn x %/100

 

La masa atómica relativa se expresa como la media ponderada de las masa de sus isótopos.

 

6. El sistema periódico.

 

Es una tabla formada por 18 columnas o grupos y 7 filas o periodos donde se ordenan los elementos químicos en función creciente de su número atómico. La mayoría son metales- izquierda y centro- y la minoría son no metales- derecha arriba-.

los metales son buenos conductores de la electricidad, del calor, tienen brillo, son dúctiles(hilos) y maleables(láminas), son sólidos a temperatura ambiente y suelen tener elevados puntos de fusión.

Los no metales no poseen las características anteriores.

Hay un grupos de elementos con propiedades intermedias como el boro, silicio, germanio, arsénico, antimonio y telurio.

 

6.1. Distribución electrónica de los átomos.

 

Cada elemento posee un nº de electrones propio.

los electrones dentro de un átomo se distribuyen por capas. En la primera caben 2, en la segunda caben 8, y así sucesivamente.

La mayoría tienden a tener ocho electrones en la última capa o capa de valencia, regla del octeto, ya que así son más estables.

Catión: átomo que ha perdido algún electrón; tiene carga positiva.

Anión: átomo que ha ganado algún electrón; tiene carga negativa.

los electrones que un átomo gana o pierde para tener estructura de gas noble-regla del octeto- se llama valencia iónica. ( Ver formulación de química inorgánica).

Ej1. Si el flúor gana un electrón se convertirá en anión, F(-), y tendrá los mismo electrones que el Ne(ocho electrones en su última capa).

Ej2. Si el sodio pierde un electrón será una catión, Na(+), y tendrá los mismos electrones que el Ne(ocho).

 

7. Enlace químico. Moléculas.

Los átomos iguales o distintos se unen para formar equipos, agrupaciones o moléculas.

Si la unión química aparece como consecuencia de la existencia de fuerzas eléctricas responsables del enlace o unión.

Si esta unión es por compartición de electrones será una enlace covalente.

 

Si no comparten y se unen anión y catión ,forman un  enlace iónico.

Si son elementos metálicos los que se unen lo hacen por enlace metálico.

Covalente: molécula de cloro, Cl-Cl

Iónico: cloruro de sodio, Na(+)  Cl(-)  .......   NaCl

metálico........... hierro, Fe 

 

7.1. Cristales.

Un cristal es un sólido formado por partículas( átomos, moléculas o iones) ordenados en una red tridimensional compacta.

Cristal covalente: el carbono, diamante, forma una red tetraédrica, muy estable y compacta; cada carbono se une a otros cuatro.

El SiO2 tambien lo es, cada silicio se une a cuatro oxígenos.

Cristal iónico: El NaCl; sus iones Cl(-) y Na(+) estan ordenados en una estructura cúbica, estable y compacta.

Cristal metálico: El Na; los cationes sodio ocupan posiciones ordenadas dentro de un cubo y los electrones envuelven toda la estructura.

 

8. Masa atómica, masa molecular y masa molar.

 

Masa atómica.

u.m.a. Es la doceava parte de la masa del átomo de carbono-12.

Los átomos contendrán n veces esta cantidad. Así, el elemento azufre tiene una masa de 32 veces la uma.

Masa molecular.

Es la suma de las masa atómicas de los elementos que forman la molécula. Ej. El SO2 tiene una masa de ( 32 + 2x16) = 64 uma.

 

La masa molar es la masa de un mol de sustancia, expresada en gramos.

El mol es la unidad de cantidad de sustancia en el S.I.

" Es la cantidad de sustancia  que contiene tantas partículas como hay en 0,012 kg de carbono-12".

" Cantidad de sustancia que contiene el nº de Avogadro de partículas y coincide numéricamente con la masa molecular expresada en gramos".

las partículas son: átomos, moléculas, iones,....

el nº de Avogadro es 6,023E23.

 

Masa de la uma:

- Sabemos que doce gramos contienen 6,023E23 átomos de carbono, por tanto, cada átomo tendrá una masa de:

(12/6,023E23) g cada átomo.

-sabemos que un átomo de carbono tiene 12 uma, luego la uma será:

(12/6,023E23)/12) g cada uma, es decir,

1 uma = 1/6,023E23 = 1,66E-24 gramos.

 

cálculo del nº de moles.

nº moles = masa(g) / masa molar(g/mol)

Ej. 9,8 g de ácido sulfúrico(98 g/mol) serán:  nº moles= 9,8/98 = 0,1 mol

 

Cálculo del nº de átomos.

 

Hallar los átomos que hay en 2,3 gramos de sodio(Patómico = 23)

2,3 g sodio x 6,023E23 átomos sodio/23 g sodio = 6,023E22 átomos sodio.

 

Cálculo del nº de moléculas.

 

Hallar las moléculas que hay en 4,4 gramos de CO2(PM=44)

 

4,4 g CO2 x 6,023E23 moléculas CO2 / 44 g CO2 = 6,023E22moléculas

 

9. Composición centesimal.

La molécula de agua, H2O, tiene los siguientes porcentajes en peso:

 

% Hidrogeno = 2/18  x 100 = 11,11%

% Oxígeno = 16/18  x 100 = 88, 89 %

 

10. Preparación de 500 ml de disolución de NaOH 0,2 molar.

 

Molaridad = nº de moles de soluto / litros de disolución

 

0,2 mol/L = x / 0,5 L  ;    x = 0,1 mol NaOH  ;

 

m = 0,1 mol x 40 g /mol = 4 g de NaOH.

 

Proceso.

Se pesan 4,0 g de soluto en la balanza, utilizando un vidrio de reloj. Se vierten sobre un vaso de procipitados con agua destilada, se disuelve, y se trasvasa al matraz aforado de 500 ml con un embudo. Se completa con agua destilada hasta el enrase, se homogeneiza y se etiqueta.