ESPECIES QUÍMICAS

Y ATÓMICAS INSTITUTO MIXO DIVERSIFICADO POR

COPERATIVA DEENSEÑANZA TECNOLÓGICA SUR-ORIENTE

CÁTEDRA: QUÍMICACATEDRÁTICO: GASPAR RAGUEX

INTEGRANTES: JUAN JOSÉ GONZÁLEZ CASTAÑEDA CESAR EDUARDO ESCOBAR CRISTINA GÓMEZ MUÑOZ

ESPECIES QUÍMICAS Y NÚMEROS DE OXIDACIÓN

En química, el término especie química se usa comúnmente para referirse de forma genérica a átomos, moléculas, iones, radicales, etc. que sean el objeto de consideración o estudio.1

Generalmente, una especie química puede definirse como un conjunto de entidades moleculares químicamente idénticas que pueden explorar el mismo conjunto de niveles de energía molecular en una escala de tiempo característica o definida. El término puede aplicarse igualmente a un conjunto de unidades estructurales atómicas o moleculares químicamente idénticas en una disposición sólida.

En química supramolecular, especies químicas son aquellas estructuras supramoleculares cuyas interacciones y asociaciones se producen a través de procesos intermoleculares de enlace y ruptura.

NÚMEROS DE OXIDACIÓN

Se denomina número de oxidación a la carga que se le asigna a un átomo cuando los electrones de enlace se distribuyen según ciertas reglas un tanto arbitrarias. Las reglas son: Los electrones compartidos por átomos de idéntica electronegatividad se

distribuyen en forma equitativa entre ellos. Los electrones compartidos por átomos de diferente electronegatividad se le

asignan al más electronegativo.

IONES

Un Ion es un átomo o un grupo de átomos que tiene una carga neta positiva o negativa.  El número de protones, cargados positivamente, del núcleo de un átomo permanece igual durante los cambios químicos comunes (llamados reacciones químicas), pero se pueden perder o ganar electrones, cargados negativamente. La pérdida de uno o más electrones a partir de un átomo neutro forma un catión, un Ion con carga neta positiva. Por ejemplo, un átomo de sodio (Na) fácilmente puede perder un electrón para formar el catión sodio, que se representa como Na+:

Por otra parte, un anión es un Ion cuya carga neta es negativa debido a un incremento en el número de electrones. Por ejemplo, un átomo de cloro (Cl) puede ganar un electrón para formar el Ion Cloruro Cl-:

MOLÉCULAS

De manera menos general y precisa, se ha definido molécula como la parte más pequeña de una sustancia química que conserva sus propiedades químicas, y a partir de la cual se puede reconstituir la sustancia sin reacciones químicas. De acuerdo con esta definición, que resulta razonablemente útil para aquellas sustancias puras constituidas por moléculas, podrían existir las "moléculas monoatómicas" de gases nobles, mientras que las redes cristalinas, sales, metales y la mayoría de vidrios quedarían en una situación confusa.Las moléculas lábiles pueden perder su consistencia en tiempos relativamente cortos, pero si el tiempo de vida medio es del orden de unas pocas vibraciones moleculares, estamos ante un estado de transición que no se puede considerar molécula. Actualmente, es posible el uso de láser pulsado para el estudio de la química de estos sistemas.Las entidades que comparten la definición de las moléculas pero tienen carga eléctrica se denominan iones poliatómicos, iones moleculares o moléculas ion. Las sales compuestas por iones poliatómicos se clasifican habitualmente dentro de los materiales de base molecular o materiales moleculares.

Tipos de moléculas

Las moléculas se pueden clasificar en:Moléculas discretas, constituidas por un número bien definido de átomos, sean estos del mismo elemento (moléculas homonucleares, como el dinitrógeno o el fullereno) o de elementos distintos (moléculas heteronucleares, como el agua).

Tipos de moléculas

Macromoléculas o polímeros, constituidas por la repetición de una unidad comparativamente simple -o un conjunto limitado de dichas unidades- y que alcanzan pesos moleculares relativamente altos.

ESTADOS DE OXIDACIÓN

En química, el estado de oxidación es indicador del grado de oxidación de un átomo que forma parte de un compuesto u otra especie química. Formalmente, es la carga eléctrica hipotética que el átomo tendría si todos sus enlaces a elemento distintos fueran 100% iónicos. El EO es representado por números, los cuales pueden ser positivos, negativos o cero. En algunos casos, el estado de oxidación promedio de un elemento es una fracción, tal como +8/3 para el hierro en la magnetita (Fe3O4). El mayor EO conocido es +8 para los tetroxidos de rutenio, xenón, osmio, iridio, hassio y algunos complejos de plutonio, mientras que el menor EO conocido es -4 para algunos elementos del grupo del carbono (grupo IV A).

NOMENCLATURAS

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.

Compuestos binarios y

Un compuesto binario es un compuesto químico formado por átomos de sólo dos elementos, como en el caso del agua, compuesta por hidrógeno y oxígeno. Se distinguen dos grupos principales de compuestos binarios:Los compuestos iónicos binarios, donde se incluyen las sales binarias, los óxidos metálicos (anhídridos básicos) y los hidruros metálicos.Los compuestos covalentes binarios, donde se incluye los óxidos de no metal (anhídridos ácidos) y los halogenuros de no metal

Compuestos oxigenados

Se denominan compuestos oxigenados aquellos que están constituidos por carbono, hidrógeno y oxígeno.El oxígeno es un elemento cuyos átomos tienen ocho protones en su núcleo y ocho electrones, dispuestos así: dos electrones en el nivel interno y seis en el externo. Así puede formar enlaces covelentes ya sean simples o dobles. Esta capacidad de combinación del oxígeno da la posibilidad de crear nuevos conjuntos de grupos carbonados. Dependiendo de su grupo funcional, estos pueden serAlcoholesFenolesÉteresAldehídosCetonasÁcidos

ÓXIDOS

Los óxidos son compuestos binarios, es decir, formados sólo por dos elementos, uno de los cuales es oxígeno actuando con número de oxidación –2.

ANHÍDRIDOS

Los Anhídridos también llamados óxidos no metálicos u óxidos ácidos son compuestos que están formados en su estructura por un no metal y oxígeno. Ejemplo:

Cl2O7

El número de oxidación del oxígeno es -2 y el número de oxidación del cloro es +7 recuerda que al cruzarlo quedan como subíndices y sin el signo.

Cl2O7Anhídrido perclórico

(Cloro con valencia +7)

Cl2O5Anhídrido

clórico(Cloro con

valencia +5)

Cl2O3Anhídrido

cloroso(Cloro con

valencia +3)

Cl2OAnhídrido hipocloso

(Cloro con valencia +1)

Ejemplo:

PERÓXIDOS

Son compuestos binarios del oxígeno, que presentan la particularidad de que dos átomos de oxígeno se unen entre sí, lo que determina que su número de oxidación sea –1. Se denominan sustituyendo la palabra óxido por peróxido.

Así: Na2O2 Peróxido de sodio BaO2 Peróxido de bario H2O2 Peróxido de hidrógeno (más conocido por su nombre trivial

de agua oxigenada).

COMPUESTOS BINARIOS HIDROGENADOS

Compuestos hidrogenados o hídridosCUALQUIER ELEMENTO + Hn Hidridos salinos o Hidruros:Compuestos formados por H con número de oxidación –1 y un metal activo. Este puede ser un metal alcalino (grupo I), alcalino-terreo (grupo II), excepto Be y Mg o algunos del grupo III, incluyendo lantánidos.Poseen carácter salino y su enlace es de tipo iónicoSe nombran como hidruro del metalNaH hidruro de sodioCaH2 hidruro de calcioAlH3 hidruro de aluminion Hidridos ácidos o Hidrácidos:Compuestos formados por H y un elemento del grupo VI: S, Se o Te, que actúa con Nº de oxidación –2, o un elemento del grupo VII: F, Cl, Br o I que actúa con n°ox. –1.Para nombrarlos: raíz del no-metal con sufijo uro + “de hidrógeno”. Cuando están en solución se nombran como ácido, raíz no-metal terminado en hídrico.H2S sulfuro de hidrógeno o ácido sulfhídricoH2Se selenuro de hidrógeno o ácido telurhídricoHF fluoruro de hidrógeno o ácido fluorhídrico

Hidruros

Son combinaciones binarias del hidrógeno con los metales, en las que el H tiene número de oxidación -1.

Los hidruros de los grupos 1 y 2 tienen un carácter iónico más acentuado que los de los grupos 13 y 14, que se caracterizan por poseer un carácter covalente importante. Pero a efectos de nomenclatura los nombraremos igual, excepto el hidruro de boro que por su carácter no metálico lo nombraremos dentro de los compuestos de H + no metal.

LiH  Hidruro de litio

CaH2  Hidruro de calcio

AlH3  Hidruro de aluminio

GeH4  Hidruro de germanio

SnH4  Hidruro de estaño

HIDROCARBUROS XILENOS

De acuerdo al tipo de estructuras que pueden formar, los hidrocarburos se pueden clasificar como:Hidrocarburos acíclicos, los cuales presentan sus cadenas abiertas. A su vez se clasifican en:

Hidrocarburos lineales a los que carecen de cadenas lateralesHidrocarburos ramificados, los cuales presentan cadenas laterales.

Hidrocarburos cíclicos ó cicloalcanos, que se definen como hidrocarburos de cadena cerrada. Éstos a su vez se clasifican como:

Monocíclicos, que tienen una sola operación de ciclización.Policíclicos, que contienen varias operaciones de ciclización.

Los sistemas policíclicos se pueden clasificar por su complejidad en:

ÁCIDOS

Un ácido (del latín acidus, que significa agrio) es considerado tradicionalmente como cualquier compuesto químico que, cuando se disuelve en agua, produce una solución con una actividad de catión hidronio mayor que el agua pura, esto es, un pH menor que 7. Esto se aproxima a la definición moderna de Johannes Nicolaus Brønsted y Thomas Martin Lowry, quienes definieron independientemente un ácido como un compuesto que dona un catión hidrógeno (H+) a otro compuesto (denominado base). Algunos ejemplos comunes son el ácido acético (en el vinagre), el ácido clorhídrico (en el Salfumant y los jugos gástricos), el ácido acetilsalicílico (en la aspirina), o el ácido sulfúrico (usado enbaterías de automóvil). Los sistemas ácido/base se diferencian de las reacciones redox en que, en estas últimas hay un cambio en el estado de oxidación. Los ácidos pueden existir en forma de sólidos, líquidos o gases, dependiendo de la temperatura y también pueden existir como sustancias puras o en solución.

Ácidos de Arrhenius: H2O(l) + H2O (l)  H3O+(ac) + OH-(ac)

ÁCIDOS

Ácidos de Brønsted-Lowry

Aunque el concepto de Arrhenius es muy útil para describir muchas reacciones, también está un poco limitado en su alcance. En 1923, los químicos Johannes Nicolaus Brønstedy Thomas Martin Lowry reconocieron independientemente que las reacciones ácido-base involucran la transferencia de un protón. Un ácido de Brønsted-Lowry (o simplemente ácido de Brønsted) es una especie que dona un protón a una base de Brønsted-Lowry. La teoría ácido-base de Brønsted-Lowry tiene varias ventajas sobre la teoría de Arrhenius. Considere las siguientes reacciones del ácido acético (CH3COOH), el ácido orgánico que le da al vinagre su sabor característico:

ÁCIDOS

Ácidos de Lewis

Un tercer concepto fue propuesto por el físicoquímico Gilbert N. Lewis en 1923, el cual incluye reacciones con características ácido-base que no involucran una transferencia de protón. Un ácido de Lewis es una especie que acepta un par de electrones de otra especie; en otras palabras, es un aceptor de par de electrones. Las reacciones ácido-base de Brønsted son reacciones de transferencia de protones, mientras que las reacciones ácido-base de Lewis son transferencias de pares de electrones. Todos los ácidos de Brønsted son también ácidos de Lewis, pero no todos los ácidos de Lewis son ácidos de Brønsted. Las siguientes reacciones podrían ser descritas en términos de química ácido-base.

COMPUESTOS BINARIOS SIN OXIGENO E HIDRÓGENO

ALEACIONES

Sustancia compuesta por dos o más metales. Las aleaciones, al igual que los metales puros, poseen brillo metálico y conducen bien el calor y la electricidad, aunque por lo general no tan bien como los metales por los que están formadas. Las sustancias que contienen un metal y ciertos no metales, particularmente las que contienen carbono, también se llaman aleaciones. La más importante entre estas últimas es el acero.

BALANCEO DE ECUACIONES QUÍMICAS

Una reacción química es la manifestación de un cambio en la materia y la isla de un fenómeno químico. A su expresión gráfica se le da el nombre de ecuación química, en la cual, se expresan en la primera parte los reactivos y en la segunda los productos de la reacción. A + B C + DReactivos ProductosPara equilibrar o balancear ecuaciones químicas, existen diversos métodos. En todos el objetivo que se persigue es que la ecuación química cumpla con la ley de la conservación de la materia.