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I. TEORA ATMICO-MOLECULAR
1. La materia
2. Clasificacin de la materia
3. Leyes ponderales
4. Teora atmica de Dalton
5. Leyes volumtricas
6. La unidad de cantidad de materia: el mol
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ndice
I. TEORA ATMICO-MOLECULAR
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Materia es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio
1.1. Los cuerpos materiales y sus propiedades
Son propiedades fsicas aquellas que muestran los cuerpos materiales cuando no se altera su composicin
color olor densidad .
Son propiedades qumicas aquellas que nicamente se ponen de manifiesto cuando unas sustancias se transforman en otras
grado de oxidacin facilidad con la que pueda ser atacada por otra sustancia
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1 La materia
I. TEORA ATMICO-MOLECULAR
La materia se presenta en la naturaleza como sustancias puras o mezclas
2.1. Sustancias puras
Una sustancia pura es cualquier clase de materia que presenta una
composicin y unas propiedades fijas en una porcin cualquiera de la misma
Sustancia simple, o elemento, es
cualquier sustancia pura que no
puede descomponerse en otras
sustancias ms sencillas, ni por
mtodos fsicos ni qumicos.
Un compuesto es cualquier
sustancia pura que est formada por
dos o ms elementos diferentes
combinados siempre en una
proporcin fija y separables por
mtodos qumicos.
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2 Clasificacin de la materia
I. TEORA ATMICO-MOLECULAR
3
2.2. Mezclas
Las mezclas son combinaciones de dos o ms sustancias puras, cada una
de las cuales mantiene su propia composicin y propiedades y que pueden
ser separadas mediante procedimientos fsicos
Mezclas homogneas cuando
presenta unas propiedades y una
composicin uniformes en todas sus
porciones. Se denomina tambin
disolucin
Mezcla heterognea cuando los
componentes que la forman estn
fsicamente separados y pueden
observarse a simple vista o con un
microscopio ptico
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2 Clasificacin de la materia
I. TEORA ATMICO-MOLECULAR
2.3. Obtencin de sustancias puras
Procedimientos para separar mezclas heterogneas
Filtracin
Decantacin
Centrifugacin
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2 Clasificacin de la materia
I. TEORA ATMICO-MOLECULAR
4
2.3. Obtencin de sustancias puras
Procedimientos para separar mezclas homogneas
Cromatografa Destilacin Cristalizacin
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2 Clasificacin de la materia
I. TEORA ATMICO-MOLECULAR
Oxgeno
Hidrgeno
2.4. Obtencin de sustancias puras simples
Procedimientos para descomponer sustancias puras compuesto: electrolisis
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2 Clasificacin de la materia
I. TEORA ATMICO-MOLECULAR
5
2.4. Obtencin de sustancias puras simples
Procedimientos para descomponer sustancias puras compuesto:
descomposicin trmica
+
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2 Clasificacin de la materia
I. TEORA ATMICO-MOLECULAR
MATERIA
MEZCLAS Propiedades fsicas no definidas
ELEMENTO
SUSTANCIAS PURAS Propiedades fsicas definidas
COMPUESTO HOMOGNEAS
Composicin uniforme
(disoluciones)
HETEROGNEAS Composicin no uniforme
Separacin
fsica
DISPERSIONES
COLOIDALES
Microscopio
ptico
Separacin
qumica
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2 Clasificacin de la materia
I. TEORA ATMICO-MOLECULAR
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3.1. Ley de la conservacin de la masa o de Lavoisier
En cualquier reaccin qumica que tenga lugar en un sistema cerrado, la
masa total de las sustancias all existentes se conserva. O lo que es lo
mismo, en una reaccin qumica, la masa de los reactivos es la misma que la
masa de los productos.
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3 Leyes ponderales
I. TEORA ATMICO-MOLECULAR
3.2. Ley de las proporciones definidas o de Proust
Cuando se combinan qumicamente dos o ms elementos para dar un
determinado compuesto, siempre lo hacen en una proporcin fija, con
independencia de sus estado fsico y forma de obtencin
10,0 g Cu 5,06 g S
+
15,06 g CuS
10,0 g Cu 7,06 g S
+
2,00 g S 15,06 g CuS
20,0 g Cu
+
10,0 g Cu 5,06 g S 15,06 g CuS
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I. TEORA ATMICO-MOLECULAR
3 Leyes ponderales
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EJERCICIO 1
El cloro y el sodio se combinan para dar cloruro de sodio en la siguiente
relacin: 71 g de cloro con 46 g de sodio. Calcula:
a) La cantidad necesaria de sodio para que se combine totalmente con 30 g
de cloro.
b) La cantidad de cloruro de sodio que se formar al mezclar 50 g de cloro
con 80 g de sodio.
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I. TEORA ATMICO-MOLECULAR
3 Leyes ponderales
El bromo y el potasio se combinan para dar bromuro de potasio en una
proporcin de 79,9 g de bromo y 39,1 g de potasio. Cul ser la cantidad de
potasio necesaria para combinarse con 25 g de bromo?
EJERCICIO 2
3.3. Ley de las proporciones mltiples o de Dalton
Cuando determinada cantidad fija de un elemento se combina con
cantidades variables de otro elemento, las cantidades variables de este
ltimo elemento guardan entre s una relacin de nmeros enteros sencillos
32 g S
16 g O monxido de azufre 32
16 = 2
32 g O dixido de azufre 48
16 = 3
48 g O trixido de azufre 32
48 =
2
3
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I. TEORA ATMICO-MOLECULAR
3 Leyes ponderales
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I. TEORA ATMICO-MOLECULAR
3 Leyes ponderales
El carbono se combina con oxgeno en dos proporciones en masa, 3:4 y 3:8.
Con la primera forma monxido de carbono (CO), y con la segunda, dixido
de carbono (CO2). Razona cules de las siguientes afirmaciones son
correctas:
a) 12 g de carbono reaccionan con 48 g de oxgeno para dar CO.
b) 12 g de carbono reaccionan con 16 g de oxgeno para dar CO.
c) 12 g de carbono reaccionan con 32 g de oxgeno para dar CO2.
d) 12 g de carbono reaccionan con 36 g de oxgeno para dar CO2.
EJERCICIO 3
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I. TEORA ATMICO-MOLECULAR
3 Leyes ponderales
Completa la siguiente tabla referida a las cantidades (masa en gramos), que
se han utilizado en cuatro experiencias distintas, de las sustancias que
intervienen en la reaccin: Hierro + Oxgeno Oxido de hierro(III)
EJERCICIO 4
Hierro Oxgeno xido Hierro
Sobrante
Oxgeno
sobrante
A 223,4 96 319,4
B 111,7 48
C 63 18
D 18 27
0 0
159,7 0 0
59,9 21,1 0
25,7 0 19,3
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I. TEORA ATMICO-MOLECULAR
3 Leyes ponderales
3.4. Ley de las proporciones recprocas o de Ritcher
Las masas de dos elementos que se combinan con una masa de un tercero,
guardan la misma relacin que las masas de los dos cuando se combinan
entre s
Si 2 g de hidrgeno se combinan con 16 g de oxgeno para dar agua, y 6 g
de carbono se combinan tambin con 16 gramos de oxgeno para dar dixido
de carbono, entonces 2 g de hidrgeno se combinarn con 6 g de carbono al
formar metano.
4.1. Enunciado de la teora
Dalton justific las leyes ponderales con su teora atmica
Los elementos qumicos est formados por partculas pequesimas, llamadas tomos, que son indivisibles e inalterables.
Todos los tomos de un mismo elemento son iguales y, por tanto, tienen la misma masa y propiedades, mientras que los tomos de
diferentes elementos tienen distinta masa y propiedades.
Los compuestos qumicos estn formados por la unin de tomos de diferentes elementos, y estos tomos se combinan entre s en una
relacin de nmeros enteros sencillos.
Los tomos no se crean ni se destruyen en una reaccin qumica, solo se redistribuyen.
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I. TEORA ATMICO-MOLECULAR
4 Teora atmica de Dalton
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4.2. Justificacin de las leyes ponderales
a g de cloro b g de sodio a+b g de cloruro de sodio
a g de cloro 2b g de sodio a+b g de
cloruro de
sodio
b g de sodio
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I. TEORA ATMICO-MOLECULAR
4 Teora atmica de Dalton
4.2. Justificacin de las leyes ponderales
1 tomo azufre 1 tomo oxgeno monxido de azufre
1 tomo azufre 2 tomos oxgeno dixido de azufre
1 tomo azufre 3 tomos oxgeno trixido de azufre
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I. TEORA ATMICO-MOLECULAR
4 Teora atmica de Dalton
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5.1. Ley de los volmenes de combinacin o de Gay Lussac
En cualquier reaccin qumica los volmenes de todas las substancias
gaseosas que intervienen en la misma, medidos en las mismas condiciones
de presin y temperatura, estn en una relacin de nmeros enteros sencillos.
1 vol oxgeno 2 vol hidrgeno 2 vol agua
1 vol nitrgeno 3 vol hidrgeno 2 vol amonaco
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I. TEORA ATMICO-MOLECULAR
5 Leyes volumtricas
5.2. La hiptesis de Avogadro
Volmenes iguales de gases diferentes, en las mismas condiciones de
presin y temperatura, contienen el mismo nmero de partculas.
1 vol oxgeno 2 vol hidrgeno 2 vol agua
1 vol oxgeno 2 vol hidrgeno 2 vol agua
Solucin de Avogadro: Las partculas fundamentales no son tomos, sino agrupaciones de varios tomos que se llaman molculas
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I. TEORA ATMICO-MOLECULAR
5 Leyes volumtricas
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I. TEORA ATMICO-MOLECULAR
5 Leyes volumtricas
Cuando 1 L de nitrgeno reacciona con 3 L de hidrgeno, se obtiene el
siguiente volumen de amonaco:
a) 1 L
b) 2 L
c) 4 L
d) 3,15 L
EJERCICIO 4
6.1. Frmulas qumicas
Dalton se sirvi de smbolos para representar tomos y
molculas:
Berzelius sugiri que cada elemento tuviese un smbolo
(inicial del nombre de latino y
si coincidan aadir una de
las letras siguientes).
Para representar molculas se uniran los smbolos y con
nmeros se indicara la
cantidad de cada uno.
La frmula qumica de una
sustancia representa los
elementos que contiene, as
como la relacin en la que se
encuentran los tomos de dichos
elementos.
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I. TEORA ATMICO-MOLECULAR
6 La unidad de cantidad de sustancia: el mol
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6.2. Masas atmicas y moleculares
Dalton elabor la primera tabla de masas relativas al hidrgeno. Ms tarde se eligi como patrn al oxgeno, al que se le asigno una
masa atmica de 16,0000.
En 1961 la IUPAC acord establecer una escala de masas atmicas relativas que tena como patrn de referencia el carbono-12 (12C).
La masa atmica relativa (simplemente masa atmica) de un elemento es la
masa que le corresponde a un tomo de ese elemento cuando se le compara
con un tomo patrn, el istopo carbono-12.
La unidad de masa atmica (u) se define como 1/12 de la masa del istopo
del carbono-12.
La masa molecular de un compuesto es la suma de las masas atmicas de
los elementos de la frmula, multiplicadas cada una por el nmero de veces
en que est presente el elemento.
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I. TEORA ATMICO-MOLECULAR
6 La unidad de cantidad de sustancia: el mol
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I. TEORA ATMICO-MOLECULAR
6 La unidad de cantidad de sustancia: el mol
Calcula las masas moleculares de las siguientes sustancias:
a) N2 b) C9H8O4 c) Al2(SO4)3
EJERCICIO 5
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6.3. Concepto de mol y masa molar
El mol es la cantidad de sustancia que contiene tantas partculas (tomos,
molculas, iones, etc.), como las que hay en 0,012 kg (12 g) de carbono-12.
El nmero de partculas existentes en 1 mol de
sustancia es 6,0221023. Este nmero se conoce como
constante de Avogadro (NA), en honor al cientfico.
NA = 6,022 1023
La masa molar es la masa de un mol de tomos, molculas, iones, etc. Se representa mediante la letra M y se expresa en kg/mol o en g/mol.
El valor numrico de la masa molar coincide con el valor numrico de la masa atmica, molecular o inica.
La relacin entre la cantidad de sustancia y masa molar es:
= ()
(
)
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I. TEORA ATMICO-MOLECULAR
6 La unidad de cantidad de sustancia: el mol
EJERCICIO 6
Se tiene una muestra de 2,5 mol de agua (H2O). Calcula:
a) La cantidad de agua en gramos.
b) El nmero de molculas de H2O y el de tomos de H y O.
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I. TEORA ATMICO-MOLECULAR
6 La unidad de cantidad de sustancia: el mol
EJERCICIO 7
Cuntas molculas hay en 200 g de cido sulfrico? Y cuntos tomos de
H, S y O?
EJERCICIO 8
Una muestra de glucosa (C6H12O6) tiene una masa de 18 g. Calcula:
a) La cantidad, en mol, de C6H12O6, de C, de H y de O.
b) El nmero de partculas de C6H12O6, de C, de H y de O.
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6.4. Composicin centesimal
La composicin centesimal indica el porcentaje de masa de cada elemento
que forma parte del compuesto.
EJERCICIO 9
Calcula la composicin centesimal del cido ntrico (HNO3).
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I. TEORA ATMICO-MOLECULAR
6 La unidad de cantidad de sustancia: el mol
6.5. Determinacin de la frmula emprica y molecular de un compuesto
La frmula emprica de un compuesto es aquella que indica la relacin ms sencilla en que estn combinados los tomos de cada uno de los
elementos.
La frmula molecular expresa el nmero real de tomos de cada clase que forma la molcula de un compuesto.
1. Se calcula la cantidad de sustancia, en mol, de cada uno de los elementos,
dividiendo los porcentajes entre la masa molar de cada elemento.
2. Si los cocientes no son cifras enteras, se dividen entre la menor; si an no
fueran enteros, se multiplican todas por el nmero necesario para
conseguirlo.
3. Supongamos que la frmula emprica es AB2. La frmula molecular
responder a la expresin (AB2)n, donde n es el cociente de la masa molar
real y la emprica.
4. La frmula molecular ser: AnB2n.
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I. TEORA ATMICO-MOLECULAR
6 La unidad de cantidad de sustancia: el mol
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EJERCICIO 10
Un hidrocarburo contiene 85,63 % de C y 14,37 % de H. Si su masa molecular
es 28, calcula su frmula molecular.
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I. TEORA ATMICO-MOLECULAR
6 La unidad de cantidad de sustancia: el mol
EJERCICIO 11
Cierto azcar tiene por composicin centesimal la siguiente: 40 % de carbono,
6,67 % de hidrgeno y 53,33 % de oxgeno. Si tiene una masa molar de 180
g/mol, cul es su frmula molecular?
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