QUIMICA_LABORATORIO_INTRODUCCION

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QUIMICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
1 
Facultad de Ingeniería 
Febrero de 2016 
ING. ALEXANDER BECERRA 
 
Ingeniero Químico.- UNAL 
. 
Maestría SIG 
(Calidad-Medio Ambiente- SIST) 
Univ. Internacional de la Rioja – España 
 
Auditor Certificado para SGI 
 TUV Rhieveland-Alemania 
 
Experiencia: 
Gerente Gestión Ambiental y HSEQ 
Consultor en los temas de Gestión Ambiental, Interventor 
HSEQ 
Lider Precomisionamiento (Prearranque) y Comisionamiento 
(Arranque) de Procesos en Industria Petrolera. 
 
Email: luis.becerra@unicafam.net.co 
alexander.becerra.reyes@gmail.com 
 
 
mailto:luis.becerra@unicafam.net.co
mailto:luis.becerra@unicafam.net.co
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mailto:alexander.becerra.reyes@gmail.com
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Objetivos 
 Química - Laboratorio 
1. Caracterizar y comprender la estructura de la 
materia y el sistema periódico para establecer las 
características de los elementos químicos y sus 
propiedades físico químicas. 
2. Conocer los estados de la materia en sus diferentes 
estados de agregación (Solido, Liquido y Gaseoso) 
(Junto con sus aplicaciones). 
3. Determinar la cinética de las reacciones químicas 
aplicando los conceptos de termodinámica. 
 
 
Justificación del Curso de Química 
 
 
Para la compresión de los procesos químicos en 
la industria por parte del futuro Ing. Industrial, es 
necesario conocer la fundamentación química 
de la materia, el balance de las reacciones, las 
características de las sustancias químicas, por 
lo tanto en este curso se profundiza en la 
compresión de los conceptos de la química y 
sus reacciones. 
Contenido del Curso 
1. Estructura de la Materia y Sistema Periódico. 
1.1. Estructura del átomo 
1.2. Enlaces Químicos 
• Enlace Iónico 
• Enlace Covalente 
1.3. Nomenclatura, números de oxidación y reacciones 
químicas. 
2. Estados de Segregación de la Materia y sus 
aplicaciones en los procesos químicos. 
• Características Fisicoquímicas del Estado Liquido/ 
Gaseoso / Solido’. 
3.. Termodinamica y Equilibrio Químico. 
 
 
Como vamos ha 
evaluar el Curso? 
5 
1. Conocimiento : Se calificaran evaluaciones escritas por 
todos los temas vistos en clase ( 1 Evaluación x Corte) + Test 
en Clase. 
 
2. Producto: Se calificaran talleres desarrollados en clase. 
(2 Talleres x Corte) 
 
3. Desempeño: PRACTICAS E INFORMES DE 
LABORATORIO. 
 
 
1. Estructura de la Materia y Sistema Periódico. 
1.1. Estructura del átomo. 
• (Electrones, Protones, Neutrones, Núcleo, Modelos Atómicos, 
• Radiaciones Electromagnéticas y espectros atómicos. 
• Numero Atómico, Numero Másico e Isotopos. 
• Estructura electrónica del Átomo. 
• Configuración Electrónica (Valencias) 
• Sistema Periódico (Propiedades Químicas) 
• Tabla Periódica 
• Tamaño de los Átomos 
• Potencial de Ionización. 
• Afinidad Electromagnética 
 
 
 
 
Estructura de la Materia y 
Sistema Periódico 
Los Átomos 
• El átomo es un constituyente de la materia ordinaria, con 
propiedades químicas bien definidas, formado a su vez por 
constituyentes más elementales sin propiedades químicas bien 
definidas. Cada elemento químico está formado por átomos del 
mismo tipo (con la misma estructura electrónica básica), y que no 
es posible dividir mediante procesos químicos . 
 
 
http://www.google.co.ve/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=lr3ljlURGC4_DM&tbnid=0BFBLiuegl05_M:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.google.co.ve/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=lr3ljlURGC4_DM&tbnid=0BFBLiuegl05_M:&ved=&url=http://naukas.com/2011/12/28/10-cosas-sobre-fisica-general-que-hasta-belen-esteban-deberia-saber/&ei=E5ubU__dApHnsAS20IK4Dw&bvm=bv.68911936,d.cWc&psig=AFQjCNFmiZld_TlwcIff9O4xulRf7W2SZA&ust=1402793107354648&ei=MJubU6SXBOG-sQSw64HwBA&bvm=bv.68911936,d.cWc&psig=AFQjCNFmiZld_TlwcIff9O4xulRf7W2SZA&ust=1402793107354648
Estructura del 
Átomo 
 
http://www.google.co.ve/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=xzBbrncVvH1W9M&tbnid=RvvuyaXIgIOMeM:&ved=&url=http://estamosaprendiendofisica.blogspot.com/2014_03_01_archive.html&ei=H5ybU_2hNZDQsQS1kYCAAQ&bvm=bv.68911936,d.cWc&psig=AFQjCNFm_lOzP4_ddFcNXsXQzIBKN4zFPg&ust=1402793376013989
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Características de los Átomos 
 En el átomo distinguimos dos partes: el 
núcleo y la corteza. 
• El núcleo es la parte central del átomo y 
contiene partículas con carga positiva, 
• los protones, y partículas que no poseen 
carga eléctrica, es decir son neutras 
• los neutrones. La masa de un protón es 
aproximadamente igual a la de un 
neutrón. 
Características de los Átomo 
Numero Atómico (Z) 
 En química, el número atómico es el 
número entero positivo que es igual al 
número total de protones en el núcleo 
del átomo. Se suele representar con 
la letra Z (del alemán: Zahl, que 
quiere decir número). El número 
atómico es característico de cada 
elemento químico y representa una 
propiedad fundamental del átomo: su 
carga nuclear. 
Número Másico (A) 
 En química, el número másico o número de masa 
representa el número de nucleones presentes en el 
núcleo atómico, es decir, la suma de sus protones y 
neutrones. Se simboliza con la letra A. El uso de esta 
letra proviene del alemán Atomgewicht, que quiere 
decir peso atómico, aunque sean conceptos distintos 
que no deben confundirse. Por este motivo resultaría 
más correcto que la letra A representara Atomkern, es 
decir, núcleo atómico para evitar posibles confusiones. 
Suele ser mayor que el número atómico, dado que los 
neutrones del núcleo proporcionan a éste la cohesión 
necesaria para superar la repulsión entre los protones. 
Núcleo atómico 
 Es la parte central de un átomos, tiene carga 
positiva, y concentra más del 99,9% de la masa total 
del átomo. Está formado por protones y neutrones 
(denominados nucleones) que se mantienen unidos 
por medio de la interacción nuclear fuerte, la cual 
permite que el núcleo sea estable, a pesar de que los 
protones se repelen entre sí (como los polos iguales de 
dos imanes). La cantidad de protones en el núcleo 
(número atómico), determina el elemento químico al 
que pertenece. Los núcleos atómicos no 
necesariamente tienen el mismo número de neutrones, 
ya que átomos de un mismo elemento pueden tener 
masas diferentes, es decir son isótopos del elemento. 
 
Forma y tamaño del núcleo 
 Los núcleos atómicos son mucho más pequeños 
que el tamaño típico de un átomo (entre 10 mil y 100 
mil veces más pequeños). Además contienen más del 
99% de la masa con lo cual la densidad másica del 
núcleo es muy elevada. Los núcleos atómicos tienen 
algún tipo de estructura interna, por ejemplo los 
neutrones y protones parecen estar orbitando unos 
alrededor de los otros, hecho que se manifiesta en la 
existencia del momento magnético nuclear. Sin 
embargo, los experimentos revelan que el núcleo se 
parece mucho a una esfera o elipsoide compacto de 
10-15 m (= 1 fm), en el que la densidad parece 
prácticamente constante. 
Historia de modelos atómicos 
 Desde la Antigüedad, el ser 
humano se ha cuestionado de qué 
estaba hecha la materia. 
Unos 400 años antes de Cristo, el 
filósofo griego Demócrito consideró 
que la materia estaba constituida por 
pequeñísimas partículas que no 
podían ser divididas en otras más 
pequeñas. Por ello, llamó a estas 
partículas átomos, que en griegoquiere decir "indivisible". Demócrito 
Modelos Atómicos 
• Modelo atómico de Demócrito, el primer modelo atómico, 
postulado por el filósofo griego Demócrito. 
• Modelo atómico de Dalton, surgido en el contexto de la química, 
el primero con bases científicas. 
• Modelo atómico de Thomson, o modelo del budín, donde los 
electrones son como las "frutas" dentro de una "masa" positiva. 
• Modelo del átomo cúbico de Lewis, donde los electrones están 
dispuestos según los vértices de un cubo, que explica la teoría de 
la valencia. 
• Modelo atómico de Rutherford, el primero que distingue entre el 
núcleo central y una nube de electrones a su alrededor. 
• Modelo atómico de Bohr, un modelo cuantiado del átomo, con 
electrones girando en órbitas circulares. 
• Modelo atómico de Sommerfeld, una versión relativista del 
modelo de Rutherford-Bohr. 
• Modelo atómico de Schrödinger, un modelo cuántico no 
relativista donde los electrones se consideran ondas de materia 
existente. 
 
TABLA PERIODICA 
http://www.ptable.com/?lang=es
Descripcion de la 
 Tabla Periódica 
• La tabla periódica es una 
representación gráfica de las 
características básicas de los 
elementos. La tabla les permite a los 
científicos entender fácilmente las 
relaciones y similitudes entre los 
elementos que son los componentes 
básicos de toda la materia existente. 
 
Elementos de la 
 Tabla Periódica 
• La tabla periódica contiene 117 
elementos, siendo 94 de estos de 
ocurrencia natural en la Tierra 
mientras que el resto existe sólo de 
forma sintética. Cada elemento está 
contenido en un pequeño recuadro. 
La información en el cuadro incluye el 
nombre del elemento, su símbolo 
químico, el número atómico y la masa 
atómica. 
 
Descripción de la 
 Tabla Periódica 
Número y masa atómicos 
• Para los elementos sin un isótopo 
estable, la tabla coloca entre 
paréntesis la masa atómica del 
isótopo de vida más larga o, en otras 
palabras, la forma más estable del 
elemento. 
 
 
Descripción de la 
 Tabla Periódica 
• Los períodos 
Las siete filas de la tabla representan períodos. Cada 
elemento en una misma fila tiene el mismo nivel 
energético que rodea al núcleo atómico. Los 
elementos de hidrógeno y helio tienen una capa de 
una sola órbita, los elementos en la segunda fila 
tienen dos órbitas y así sucesivamente. En el séptimo 
período, los elementos tienen siete capas orbitales, lo 
que es el máximo nivel de energía ocupado por los 
electrones producidos de manera natural. 
 
 
Descripcion de la 
 Tabla Periódica 
Los grupos 
• Las 18 columnas de la tabla, leídas verticalmente de 
arriba hacia abajo, representan los grupos. Todos los 
elementos en un grupo tienen el mismo número de 
electrones orbitando el núcleo en la capa más externa. 
Las excepciones a esta regla incluyen al hidrógeno, el 
helio y los "elementos transicionales", que ocupan los 
grupos del 3 al 12. Los elementos dentro de un grupo 
comparten importantes características químicas. El 
grupo 18, por ejemplo, incluye los gases nobles o 
inertes. El grupo 17 incluye los cinco halógenos. 
 
Descripcion de la 
 Tabla Periódica 
Indicadores gráficos 
• Algunas tablas periódicas muestran un código de color 
que indica el estado de un elemento (sólido, líquido, 
gaseoso o desconocido) a cero grados centígrados. Los 
bordes pueden mostrar si el elemento ocurre de manera 
natural (borde sólido), sólo como resultado de una 
desintegración radioactiva (borde con líneas) o 
artificialmente (borde punteado). Una sola línea gruesa 
a veces aparece en la tabla periódica, dividiendo los 
elementos en metales (a la izquierda) y no metales (a la 
derecha). 
 
Descripcion de la 
 Tabla Periódica 
Lantánidos y actínidos 
En la parte inferior de la tabla periódica existen dos líneas 
adicionales de 14 elementos cada una. La línea superior 
muestra los lantánidos, los elementos del 58 al 71. La línea 
inferior son los actínidos, los elementos del 90 al 103. Los 
primeros elementos de estas dos series están contenidos 
en el cuerpo principal de la tabla periódica: lantano (57) y 
actínido (89). Estos son los 30 metales raros de la Tierra, 
la mayoría de los cuales son sintéticos. 
 
Descripcion de la 
 Tabla Periódica 
Los grupos de elementos 
• Existen nueve grupos básicos de elementos que se 
muestran en la tabla periódica. Son los metales 
alcalinos, los metales alcalinotérreos, los metales de 
transición, otros metales, los metaloides, los no metales, 
los halógenos, los gases nobles y elementos raros de la 
Tierra. 
 
 
Últimos Elementos de la 
Tabla Periódica 
• Ununtrium (Uut o elemento 113), 
Unumpentium (Uup, 115), 
Ununseptium (Uus, 117) y 
 Ununoctium (Uuo, 118). 
Niveles de Energía 
Distribución de Orbitales y 
Numero de Electrones 
 
 
PRINCIPIO DE AUFBAU 
 
Niveles de Energia 
PREGUNTA 1. 
Imagine que compra una pieza rectangular 
de metal de 5 X15 x 30 mm y tiene una 
masa de 0,0158 kg. El vendedor le dice a 
usted que es de ORO, calcule la densidad 
de la pieza y verifique este valor vs la 
densidad del oro (Tome como referencia 
densidad del oro de 19,3 x103 
)…INGENIERO QUE CONCLUSION 
PUEDE USTED SACAR…? 
PREGUNTA 2 
DEFINA Y DIBUJE LAS PARTES DEL 
ATOMO 
PREGUNTA 3 
DEFINA: 
 
A) NUMERO ATOMICO 
 
B) PESO ATOMICO 
 
 
PREGUNTA 4 
A) CUANTOS NIVELES DE ENERGIA SE 
PRESENTAN EN LA TABLA 
PERIODICA…? 
 
B) CUANTOS SUBNIVELES DE ENERGIA 
EXISTEN…? 
 
C) CUAL ES LA CANTIDAD MAXIMA DE 
ELECTRONES QUE SE PUEDEN 
ALOJAR EN UNA ORBITA..? 
PREGUNTA 5. 
GENERE LAS CONFIGURACIONES 
ELECTRONICAS DE SIGUENTES 
LOS ELEMENTOS QUIMICOS… 
1. Na (11) y Cl (17) 
2. Ultimo Elemento del Nivel 4 (36) 
3. Telurio(52) 
4. Radon (86) 
 
 
 
MOLECULAS Y IONES 
• IONES 
• ENLACES COVALENTES 
• ENLACES COVALENTES POLARES 
• ENLACES IONICOS 
 
IONES 
• El ion es un átomo o grupo de átomos que 
tienen una carga positiva o negativa. El 
numero de protones (carga positiva) siempre 
permanece igual durante los cambios 
químicos (reacciones químicas), pero se 
pueden perder o ganar electrones, cargados 
negativamente. 
 
-Cuando se pierde uno más electrones a partir 
de un átomo neutro forma un catión. 
Ejemplo de IONES 
ATOMO DE Na ION Na + 
11 Protones 11 Protones 
11 Electronos 10 Electrones 
Na Z = 11 , Configuracion Electrónica 
 
1S2 2S2 2P6 3 S1 
ATOMO DE Cl ION Cl - 
17 Protones 17 Protones 
17 Electronos 18 Electrones 
Cl Z = 17 , Configuracion Electrónica 
 
1S2 2S2 2P6 3 S2 3 P5 
CATION 
ANION 
Oxidación - Reducción 
COMPUESTO IONICO 
• H2 
• H20 
• H2 O2 
• Na+Cl- 
 
• H+ N5+O-2
3 
 
• Na2
+ S+60-2
4 
 
H2
+
 S+6O-24 
N-3H3 
 
CO2 
 
CH3 OH 
 
Al2 O3 
He 
 
Nomenclatura con el sufijo 
«uro» 
GRUPO 4 A Grupo 5 A Grupo 6 A Grupo 7 A 
C Carburo ) (C4 -) N Nitruro (N3-) O Oxido (O2-) F Floruro (F-) 
Si Siliciuro (Si 4-) P Fosfuro (P3-) S Sulfuro (S2-) CL Cloruro (Cl-) 
Se Selenuro 
(Se2-) 
Br Bromuro (Br-) 
Te Telururo 
(Te2-) 
I Yoduro (I-) 
Terminacion Ico y Oso 
• Terminación Oso (Catión Menor 
Carga Positiva) 
Fe2+….FeCl2 
 
 
• Terminación Ico (Catión con mayor 
carga Positiva) 
Fe3+… FeCl3 
Sistema Stock para Cationes 
• Mn 2+ : MnO (Oxido de Manganeso II) 
• Mn 3+ : Mn2O3 (Oxido de Manganeso III) 
• Mn 4+ : Mn2O3 (Oxido de Manganeso III) 
 
Nombres y Formulas de 
Cationes y Aniones Inorgánicos 
Catión Anión 
Aluminio (Al+) Bromuro (Br-) 
Anomio (NH4) Carbonato (CO3
2-) 
Bario (Ba2+) Cianuro (CN-) 
Cadmio (Cd2+) Clorato (Cl03-) 
Calcio (Ca2+) Cloruro (Cl-) 
Cesio (Cs+) Cromato (CrO4
2-) 
Cobalto (II) o Cobaltoso (Co2+) Dicromato (Cr2O2-
7) 
Cobre (I) o Cuproso (Cu+) Dihidrogeno de Fostato (H2PO2-
4) 
Cobre (II) o Cuprico (Cu2+) Fluoruro (F-) 
Cromo (II) o Crómico (Cr 3+) Fosfato (PO3-
4) 
Estaño (II) o estanoso (Sn2+) Hidrogeno de Carbonato o Bicarbonato 
(HCO3-) 
Nombres y Formulas de Cationes y 
Aniones Inorgánicos 
Catión Anión 
Estroncio (Sr2+) Hidrogeno Fostato (HPO2-4) 
Hidrogeno (H+) Bisulfato (HSO-
4) 
Hierro (II) o Ferroso (Fe2+) Hidroxido (OH-) 
Hierro (III) o Férrico (Fe3+) Hidruro (H-) 
Litio (Li+) Nitrato (NO-
3) 
Magnesio (Mg2+) Nitrito (NO-
2) 
Manganeso (II) o manganoso (Mn2+) Nitruro (N3-) 
Mercurio (I) o Mercuroso (Hg2+
2) Oxido (O2-) 
Mercurio (II) o Mercurico (Hg2+) 
Plata (Ag+) 
Permanganato (MnO-4) 
Peroxido (O2
2-) 
Plomo (II) o plumboso (Pb2+) Sulfato (SO2-
4) 
Potasio (K+) Sulfito (SO2-
4) 
Rubidio (Rb+) Sulfuro (S2+) 
Sodio (Na+) Tiosinato (SCN-) 
Zinc ( Zn2+) Yoduro (I-) 
MOLECULAS Y IONES 
• COVALENTES 
• COVALENTES POLARES 
• IONICOS 
 
Tipos de Enlaces 
Enlace Iónico 
Enlace Covalente 
• Un enlace covalente entre dos átomos se produce cuando estos átomos se unen, para alcanzar el octeto 
estable, compartiendo electrones del último nivel1 (excepto el Hidrógeno que alcanza la estabilidad 
cuando tiene 2 electrones). La diferencia de electronegatividad entre los átomos no es lo suficientemente 
grande como para que se produzca una unión de tipo iónica. Para que un enlace covalente se genere es 
necesario que la diferencia de electronegatividad entre átomos sea menor a 1,7. 
 
• De esta forma, los dos átomos comparten uno o más pares electrónicos en un nuevo tipo de orbital, 
denominado orbital molecular. Los enlaces covalentes se producen entre átomos de un mismo elemento 
no metal y entre distintos elementos no metales. 
 
• Cuando átomos distintos de no metales se unen una forma covalente, uno de ellos resultará más 
electronegativo que el otro, por lo que tenderá a atraer la nube electrónica del enlace hacia su núcleo, 
generando un dipolo eléctrico. Esta polarización permite que las moléculas del mismo compuesto se 
atraigan entre sí por fuerzas electrostáticas de distinta intensidad. 
 
• Por el contrario, cuando átomos de un mismo elemento no metálico se unen covalentemente, su 
diferencia de electronegatividad es cero y no se crean dipolos. Las moléculas entre sí poseen 
prácticamente una atracción nula. 
 
• En síntesis, en un enlace iónico, se produce la transferencia de electrones de un átomo a otro y en el 
enlace covalente, los electrones de enlace son compartidos por ambos átomos. En el enlace covalente, 
los dos átomos no metálicos comparten uno o más electrones, es decir, se unen a través de sus 
electrones en el último orbital, el cual depende del número atómico en cuestión. Entre los dos átomos 
pueden compartirse uno, dos o tres pares de electrones, lo cual dará lugar a la formación de un enlace 
simple, doble o triple respectivamente. En la estructura de Lewis, estos enlaces pueden representarse 
por una pequeña línea entre los átomos. 
Enlace Covalente 
• Un enlace covalente entre dos átomos se produce cuando 
estos átomos se unen, para alcanzar el octeto estable, 
compartiendo electrones del último nivel1 (excepto el 
Hidrógeno que alcanza la estabilidad cuando tiene 2 
electrones). La diferencia de electronegatividad entre los 
átomos no es lo suficientemente grande como para que se 
produzca una unión de tipo iónica. Para que un enlace 
covalente se genere es necesario que la diferencia de 
electronegatividad entre átomos sea menor a 1,7. 
 
• De esta forma, los dos átomos comparten uno o más pares 
electrónicos en un nuevo tipo de orbital, denominado orbital 
molecular. Los enlaces covalentes se producen entre átomos 
de un mismo elemento no metal y entre distintos elementos no 
metales. 
 
Enlace Covalente 
 
• Cuando átomos distintos de no metales se unen una forma covalente, uno de 
ellos resultará más electronegativo que el otro, por lo que tenderá a atraer la 
nube electrónica del enlace hacia su núcleo, generando un dipolo eléctrico. 
Esta polarización permite que las moléculas del mismo compuesto se atraigan 
entre sí por fuerzas electrostáticas de distinta intensidad. 
 
• Por el contrario, cuando átomos de un mismo elemento no metálico se unen 
covalentemente, su diferencia de electronegatividad es cero y no se crean 
dipolos. Las moléculas entre sí poseen prácticamente una atracción nula. 
 
• En síntesis, en un enlace iónico, se produce la transferencia de electrones de 
un átomo a otro y en el enlace covalente, los electrones de enlace son 
compartidos por ambos átomos. En el enlace covalente, los dos átomos no 
metálicos comparten uno o más electrones, es decir, se unen a través de sus 
electrones en el último orbital, el cual depende del número atómico en 
cuestión. Entre los dos átomos pueden compartirse uno, dos o tres pares de 
electrones, lo cual dará lugar a la formación de un enlace simple, doble o triple 
respectivamente. En la estructura de Lewis, estos enlaces pueden 
representarse por una pequeña línea entre los átomos. 
 
Ejemplos de Enlaces 
Covalentes