TÍTULO: QUÍMICA Y AMBIENTE V1

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1 TÍTULO: QUÍMICA Y AMBIENTE V1 Disponibilidad Magnitudes y sistemas de medidas (mapa conceptual) 1 Introduccion La medicion por lavoisier (mapa conceptual) 2 Sistemas de medidas 3 El sistema internacional, si 3 Magnitudes y unidades fundamentales del sistema internacional (cuadro) 4 El método del factor unitario o del análisis dimensional 4 Algunas magnitudes derivadas del sistema internacional y sus unidades (cuadro) 5 Prefijos que indican múltiplos o submúltiplos (cuadro) 5 Principales potencias de 10 utilizadas en la notación científica (cuadro) 6 Uso de los factores de conversión 7 Magnitudes y unidades fundamentales 9 Magnitudes y unidades fundamentales 9 Algunos múltiplos y submúltiplos de las unidades de longitud y de masa (cuadro) 9 Cantidad de materia que tiene un cuerpo : unidades de masa 10 Relaciones entre la masa y el peso de un cuerpo (diagrama 10 Temperatura 11 Comparación entre las escalas de temperatura Fahrenheit, Celsius y kelvin 11 Taller 1.1 sistema internacional de medidas 13 Unidades derivadas 14 El espacio ocupado por un cuerpo: unidades de volumen 14 Algunos instrumentos de laboratorio para medir volúmenes de líquidos (grafica) 14 Relaciones entre la masa y el volumen: concepto de densidad 15 Calor 15 Taller 1.2 volumen, densidad, calor 16 Química y ambiente: la preocupación por el ambiente global (lectura) 19 Proyecto: espacio viral de la química: cuidamos los recursos naturales 19 Conceptos fundamentales de química (mapa conceptual) 21 Introducción 22 Materia y energía 22 la ley de la conservacion de la materia 23 Ley de la conservación de la materia y de la energía 24 Presentación de la materia en la naturaleza 24 Cambios físicos y cambios químicos 25 Los estados de la materia y sus transformaciones (imagen) 25 Materia homogénea y heterogénea (mapa conceptual) 26 Materia heterogénea. Concepto de mezcla 26 Puntos de fusión y de ebullición de algunas sustancias 26 Algunos métodos para separar mezclas (grafica) 27 Materia homogénea. Concepto de sustancia pura 27 Las sustancias puras: elementos y compuestos 28 La ley de las proporciones definidas 28 La ley de las proporciones múltiples 28 Taller 2.1 materia, energía, presentación de la materia y leyes ponderables 29 El lenguaje de la química 30 El lenguaje de la química (mapa conceptual) 30 Teoría atómica de Dalton 31 Dalton y la estructura de la materia (mapa conceptual) 31 La teoría de Dalton y las leyes de la química 32 Critica de la teoría atómica de Dalton 33 La constitución interna de los átomos 33 Constitución interna de los átomos (mapa conceptual) 33 Caracteristicas de algunas particulas subatomicas (tabla) 34 Numero atómico y número de masa 34 Cantidad de materia. Las masas atómicas son relativas 36 La masa del átomo de helio comparada con la del isotopo carbono 12 (imagen) 36 La masa atómica promedio 37

2 Masas moleculares 37 Taller 2.2 constitucion interna de los átomos, numeros y masa atomica, masa molecular 38 De lo invisible a lo visible. El concepto de mol y numero de avogadro. que tan grande es un atomo? 38 Relaciones entre el mol y la masa de una muestra de materia 39 El mol y las masas moleculares 41 El concepto de mol y los elementos biatómicos 43 Taller 2.3: mol y número de Avogrado 44 Los compuestos: composición centesimal y formulas químicas. Fórmulas a partir de la composición centesimal 45 La composición centesimal de un compuesto 47 Fórmulas y clases de fórmulas 48 Cálculos de formulas mínimas y moleculares 49 Fórmulas estructurales 51 Taller 2.4: composición centésima y fórmulas químicas 52 Quimica y ambiente: el origen del universo y de los elementos químicos (lectura) 55 Proyecto: espacio vital de la quimica: hacia donde orientar los "PRAE", proyectos ambientales escolares 56 De la estructura atómica de Daltón a la mecánica 57 Evolución acerca del conocimiento del átomo (mapa conceptual) 57 Introduccion 58 Materia y electricidad 58 John dalton (imagen) 59 Descubrimiento del electrón 59 Esquema basico de un tubo de descarga (imagen) 59 Tubo de descarga diseñado para establecer la presencia de los rayos catodicos (imagen) 59 Tubo de descarga diseñado para establecer lacarga negativa de los rayos catodicos (imagen) 60 Determinación de la masa y la carga del electrón 60 Descubrimiento del protón 61 Taller 3.1: Relaciones entre materia y electricidad 62 Thomson y la estructura del átomo 63 Los isótopos y el neutrón 63 Algunas propiedades de los electrones, protones y neutrones (tabla) 63 Rutherford y el átomo nuclear 64 El modelo de los atomos de Rutherford (mapa conceptual) 64 Ernest Rutherford (imagen) 64 Taller 3.2: los modelos átomicos de Thomson y Rutherford 65 Relaciones materia- energía; absorción y emisión de luz. El modelo de bohr 65 Comportamiento dual de la luz 66 Relaciones entre la amteria y la energia (mapa conceptual) 66 El espectro electromagnético y la region visible 67 Absorción y emisión de luz por la materia 67 Descomposicion de la luz visible por un prisma (imágen) 67 El espectro del hidrógeno 68 Teoría atómica de bohr y su explicación de la energía radiante 68 El modelo atómico de Bohr (mapa conceptual) 68 Niels Bohr (imagen) 68 Taller 3.3: relaciones materia y energía: absorción y emisión de luz: El modelo de Bohr 69 El modelo atómico de la mecánica cuántica 70 El modelo de atomo actual (mapa conceptual) 70 Naturaleza ondulatoria del electrón 70 El principio de incertidumbre de Heisenberg 71 El electrón como onda estacionaria 71 Descripción del átomo según la mecánica cuántica 71 Edwin Schrodinger (imagen) 72 La cuantización de la energía. El número cuántico n 73 Los orbitales atómicos (OA) 74 Números cuánticos 74 La forma de los orbitales atómicos 75 Distribución de los electrones en el átomo 75 Formas de representar notaciones espectrales (tabla) 76 Diagrama de algunos niveles energéticos con los respectivos subniveles (diagrama) 77

3 Población máxima de electrones en un nivel de energía (tabla) 79 Taller 3.4: el modelo atómico de la mecánica cuántica 80 Química y ambiente: la tierra, el mas grande de los organismos vivos (lectura) 83 Proyecto: espacio vital de la química: qué hacer frente a los problemas ambientales? 84 Periodicidad química (mapa conceptual) 85 Introducción 86 Dobereiner y Newlands 87 Mendeleiev y Meyer 87 Desarrollo histórico de la tabla periódica (mapa conceptual) 87 Tabla periódica de los elementos, según Mendeleiev 88 Dimitri Mendeleiev (imagen) 88 Variación del volumen de los átomos respecto de su peso atómico, según Meyer 88 El numero atómico y la ley periódica 89 La tabla periódica y las notaciones espectrales 89 Periodicidad química y notación espectral (mapa conceptual) 90 Notación espectral de los gases nobles, grupo VIIIA 90 Notación espectral de los elementos alcalinos, grupo IA 91 Notación espectral de los gases nobles, grupo VIIIA (figura) 91 Notación espectral de los halógenos o grupo VIIIA 91 Notación espectral de los halógenos o grupo VÍA (diagrama) 91 Notación para los elementos del grupo VA 92 Notaciones espectrales y periodos de la tabla periódica 93 Notaciones espectrales de los elementos del periodo 1 93 Notaciones espectrales de los elementos del periodo 2 93 Notación espectral de los elementos del segundo periodo (figura) 93 Notación espectral para los elementos del periodo 3 94 Notación espectral de los elementos tercer periodo (figura) 94 Taller 4.1: la tabla periódica: Dobereiner, Newlands, Mendeleiev, Meyer, el numero atómico y la notación espectral 95 Variación de algunas propiedades de los elementos de la tabla periódica 95 Algunas características de la tabla periódica (mapa conceptual) 95 Regiones de la tabla periódica, según las notaciones espectrales (tabla) 96 Volumen de los átomos 96 Volumen atómico para los elementos del tercer periodo (tabla) 97 Radio atómico 97 Radios atómicos para el primer grupo y segundo periodo, en Angstrom (tabla) 97 Potencial de ionización 97 Potenciales de ionizacion para el primer grupo y el segundo periodo de la tabla periódica, en electrón voltios (tabla) 98 Tendencia general de la variación del potencial de ionizacion en la tabla periódica (tabla) 98 Afinidad electrónica 98 Valores de la afinidad electrónica para algunos de los elementos del primer grupo y segundo periodo, en Kcal. l mol (tabla) 99 Tendencia general de la variación de afinidad electrónica en los grupos y periodos de la tabla periódica (tabla) 99 Electronegatividad 99 Tendencia general de la electronegatividad en la tabla periódica (tabla) 100 Carácter metálico 100 Variación general del carácter metálico y no metálico de los elementos de la tabla periódica (tabla) 101 Carácter básico y carácter ácido 101 Variación del carácter acido y del carácter básico en la tabla periódica (tabla) 102 Propiedades periódicas de los elementos y ubicación en la tabla periódica 103 A propósito de los terremotos (lectura) 105 Proyecto: espacio vital de la química: periodicidad química 106 Enlace químico y estado de oxidación (mapa conceptual) 107 Introducción 108 La electronegatividad y los enlaces químicos 108 Relaciones entre la electronegatividad y el tipo de enlace (mapa conceptual) 109 Valores de la electronegatividad de Pauling (tabla) 109 Fuerza de atracción y su relación con los enlaces químicos (imagen) 110 Símbolos electrónicos y formulas de Lewis 112

4 Estructura de Lewis (mapa conceptual) 112 Electronegatividad y enlace químico. Símbolos y formulas de Lewis 113 Tipos de enlace químico (mapa conceptual) 114 Formación de cationes y aniones 115 Notaciones espectrales de valencia de algunos elementos 116 Enlace covalente 118 Enlaces covalentes múltiples 119 Enlace covalente coordinado o dativo 120 Enlace metálico 121 Los enlaces químicos y algunas propiedades 121 Longitud de enlace 121 Energía de enlace 121 Polaridad de las moléculas 122 Polaridad de las moléculas (mapa conceptual) 122 El enlace químico y las fuerzas intermoleculares 123 Interacciones dipolo-dipolo 123 Fuerzas de dispersión de london 123 El enlace de hidrogeno 124 Estructura abierta del hielo y del agua liquida 124 Excepciones a la regla del octeto 124 Teorías cuánticas del enlace 125 Teoría cuántica de enlaces (mapa conceptual) 126 Estado de oxidación 127 El balance de la energía solar (lectura) 132 Nomenclatura química 135 Introducción 136 Nomenclatura y función química 136 Funciones químicas inorgánicas 136 Función oxido 137 Función oxido (mapa conceptual) 138 Los óxidos ácidos 138 Los óxidos básicos 138 Fórmulas de los óxidos 138 Nomenclatura stock para los óxidos 139 Nomenclatura sistemática para óxidos 140 Nomenclatura tradicional de óxidos 140 Función hidróxido o base 141 Formulas de algunos hidróxidos 141 Nomenclatura de los hidróxidos 142 Función hidróxido (mapa conceptual) 142 Función oxido y función hidróxido 143 Función acido 143 Formulas de algunos ácidos (tabla) 143 Función acido (mapa conceptual) 144 Ácidos hidrácidos 144 Ácidos oxácidos 145 Nomenclatura de los ácidos oxácidos 145 Nombres de algunos iones, según la nomenclatura sistemática (tabla) 146 Formulas de algunos hidróxidos 146 Función sal 147 Función sal (mapa conceptual) 148 Tipos de sales 148 Las sales neutras 148 Nomenclatura de las sales neutras 149 Las sales ácidas 150 Nomenclatura de las sales ácidas 150 Las sales básicas 151 Las sales dobles 151 Función acido y función sal 151

5 La lluvia acida (lectura) 153 Proyecto: Espacio vital de la química: interpretación de textos científicos 154 Estado gaseoso 155 Estado gaseoso (mapa conceptual) 155 Introducción 156 Estados fundamentales de la materia (mapa conceptual) 157 Densidad de algunos compuestos (tabla) 157 Generalidades de los gases 158 Presión de los gases 158 Temperatura de los gases 160 Densidad y cantidad de materia de los gases 160 Relación presión- volumen, la ley de Boyle 160 Aparato de Boyle (imagen) 160 Ley de Boyle (mapa conceptual) 160 Valores del producto PV para el hidrogeno a temperatura constante (tabla) 161 Representación grafica del cambio de volumen en función de la presión del gas (grafica) 161 Ley de charles (mapa conceptual) 162 Variación del volumen de un gas a la variación de la temperatura (tabla) 162 Relación volumen - temperatura. La ley de charles (grafica) 162 Leyes de Boyle y Charles combinadas 164 Ecuación combinada (mapa conceptual) 164 Relación presión -temperatura. La ley de gay-lussac 166 Ley de Gay Lussac 166 Variación de la presión respecto a la temperatura ( tabla) 166 Variación de la presión a la función de cambios de temperatura de un gas, cuando el volumen se mantiene constante 166 estado de la materia y leyes empíricas de los gases 167 Principio de Avogadro y volumen molar 168 Principio de Avogadro (mapa conceptual) 168 Ecuación de estado para los gases ideales 171 Ecuación de estado (mapa conceptual) 171 La ecuación de estado y la masa molecular de un gas 172 Taller 7.2: el principio de Avogadro y la ecuación de estado para los gases ideales 174 Ley de Dalton de las presiones parciales 174 Ley de Dalton (mapa conceptual) 175 Presión de vapor de agua 176 Presión de vapor de agua sobre la superficie del liquido 176 A medida que la temperatura aumenta el vapor también (tabla) 177 Difusión de los gases. La ley de Graham. 177 Ley de Graham (mapa conceptual) 178 Teoría cinética molecular de los gases 179 Teoría cinética (mapa conceptual) 179 Los gases reales y la teoría cinética molecular 179 La ley de Dalton. La ley de Graham. Teoría cinética molecular de los gases 181 La licuación del aire (lectura) 185 Proyecto de procedimientos e interpretación de resultados 186 El agua y las soluciones 187 El agua y las soluciones (mapa conceptual 187 Introducción 188 Las soluciones 188 Las soluciones (mapa conceptual) 189 Clases de soluciones y factores de solubilidad 189 Clases de soluciones según el estado físico (tabla) 189 Solubilidad 190 Valores de la solubilidad de algunas sustancias en gramos del soluto 190 El proceso de solubilidad 190 Factores de solubilidad 191 Temperatura 191 La presión 191

6 Factores de solubilidad (mapa conceptual) 191 Solución saturada 192 Representación grafica del efecto de la temperatura sobre la solubilidad de algunas sustancias (grafica) 192 Solución insaturada 192 Soluciones sobresaturadas 193 Soluciones diluidas y soluciones concentradas 193 Soluciones y factores que determinan la solubilidad 194 Formas de expresar la concentración y sus unidades 195 Unidades físicas de concentración 195 Unidades de concentración (mapa conceptual) 195 Porcentaje peso a volumen, % p/v 197 Porcentaje volumen a volumen % v/v 197 Partes por millón, ppm 197 Unidades químicas de concentración 198 Molaridad, M 198 Pesos equivalentes, eq 200 Normalidad, N 203 Fracción molar, X 204 Molalidad, m 205 Los coloides 206 Los coloides (mapa conceptual) 206 Tipos de coloides (tabla) 207 Formas de expresar la concentración de las soluciones 208 Química y ambiente: un hueco en la capa de ozono (lectura) 212 Clases de soluciones y factores de solubilidad 210 Formas de expresar la concentración y sus unidades 210 Pesos equivalentes 211 Un hueco en la capa de ozono 212 Proyecto: espacio vital de la química: El agua que consumimos 213 Reacciones y ecuaciones químicas 215 Reacciones y ecuaciones químicas (mapa conceptual) 215 Algunas reacciones químicas que ocurren a nuestro alrededor 216 Introducción 217 Ecuaciones químicas (mapa conceptual) 217 Las ecuaciones químicas portadoras de información 219 Clases de reacciones químicas 220 Clases de reacciones químicas (mapa conceptual) 220 Reacciones de combinación o síntesis de sustancias 220 Reacciones de descomposición 221 Reacciones de descomposición (mapa conceptual) 221 Reacciones de desplazamiento 221 Reacciones de doble desplazamiento 221 Reacciones de desplazamiento (mapa conceptual) 223 Orden de actividad de los metales (grafica) 223 Reacciones de desplazamiento y orden de actividad de los metales 223 Ecuaciones químicas y cambio en el numero de oxidación 225 Clases de reacciones químicas, y cambio en el numero de oxidación 227 Ecuaciones estequiométricas y no estequiométricas 228 Ecuaciones estequiométricas y no estequiométricas (mapa conceptual) 228 Formas de balancear ecuaciones químicas 230 Método de tanteo o simple inspección 230 Oxidación reducción 231 Oxidación reducción (mapa conceptual) 231 Numero de oxidación y reacciones de redox 232 Balance de ecuaciones por el numero de oxidación 236 Ecuaciones estequiométricas y no estequiométricas y algunos métodos para balancear ecuaciones 241 Los clorofluorcarbonados destruyen la capa de ozono (lectura) 244 Proyecto: espacio vital de la química: la interpretación de gráficos i 245 Interpretación de las ecuaciones balanceadas. Estequiométrica 247

7 Interpretación de las ecuaciones balanceadas. Estequiométrica (mapa conceptual) 247 Introducción 248 Formas de interpretar ecuaciones estequiométricas 248 Concepto de razón molar 249 Relaciones entre moles 250 Relaciones entre moles y gramos 251 Relaciones entre gramos 253 Relaciones entre moles 254 Relaciones gramos y moles 254 Relaciones entre gramos 254 Formas de interpretar ecuaciones estequiométricas. Concepto de razón molar 255 El reactivo limite 256 El reactivo limite (mapa conceptual) 256 Rendimiento teórico y rendimiento real 258 Rendimiento teórico y rendimiento real (mapa conceptual) 258 Rendimiento y pureza 260 El reactante limita, rendimiento teórico y rendimiento real. Porcentaje de rendimiento y pureza 262 Origen del oxigeno en la atmósfera (lectura) 266 Proyecto: espacio vital de la química: la interpretación de gráficos II 267 Reacciones químicas y energía 269 Relaciones entre reacciones químicas y energía (mapa conceptual) 269 Introducción 270 El calor y las reacciones químicas 270 El calor como reactivo y como producto 271 Calor y reacciones químicas (mapa conceptual) 271 Los calores de reacción son aditivos. Ley de Hess 272 Ley de Hess (mapa conceptual) 272 Medición de los calores de reacción 273 Representación de un calorímetro (imagen) 273 Calorímetro (mapa conceptual) 274 Entalpías o calores de formación 274 Entalpías de formación (mapa conceptual) 275 Entalpías de formación para algunas sustancias a 25ºc y 1 atmósfera (tabla) 275 Taller 11.1: el calor y las reacciones químicas 276 Electricidad y reacciones químicas 276 Que es una celda electroquímica? 276 Celda electrolítica 277 Electricidad y reacciones químicas 279 Cambios en el ambiente global (lectura) 281 Proyecto: espacio vital de la química: hacia el reencuentro con la naturaleza y con nosotros mismos 282 Velocidad y equilibrio en las reacciones químicas 283 Relaciones entre velocidad y equilibrio químico (mapa conceptual) 283 Introducción 284 Velocidad en las reacciones químicas 284 Velocidad en las reacciones químicas (mapa conceptual) 285 Como se producen las reacciones químicas? 286 Como se producen las reacciones químicas? (mapa conceptual) 286 El complejo activado y los procesos endotérmicos y exotérmicos 288 Velocidad de una reacción y factores que la modifican 288 Factores modifican la velocidad de reacción 289 La naturaleza de los reactivos 289 El estado físico de los reactivos 289 La concentración de los reactivos 290 La temperatura 290 Catalizadores 290 La velocidad en las reacciones químicas 291 Concepto de equilibrio químico 291 El concepto de equilibrio químico (mapa conceptual) 291 En el equilibrio, el proceso no se detiene 293

8 La constante de equilibrio 293 Cómo se interpreta la constante de equilibrio? (mapa conceptual) 294 Significado de la constante de equilibrio 296 Concepto de equilibrio químico 297 Química y ambiente: la contaminación fotoquímica 299 Proyecto: Espacio vital de la química: elaboración de información básica 300 Equilibrio acido -base 301 Equilibrio acido -base (mapa conceptual) 301 Introducción 302 Los conceptos de acidez y basicidad 302 Acidez y basicidad (mapa conceptual) 303 Arrhenius y el concepto de acidez y basicidad 303 Concepto de Arrhenius (mapa conceptual) 304 Conceptos de acidez y basicidad 304 Equilibrio de ácidos y bases débiles 305 Constante de equilibrio del agua. Concepto de p.h. 306 Constante de equilibrio del agua (mapa conceptual) 307 El ph una solución 308 La escala de ph (mapa conceptual) 309 La escala de ph (mapa conceptual) 309 Proceso de neutralización 311 Proceso de neutralización (mapa conceptual) 311 Equilibrio acido-base 312 Química y ambiente: el ambiente global 313 Proyecto: espacio vital de la química 314 El desarrollo de las ciudades sostenibles y el reciclaje de residuos 314 Laboratorios 317 Determinación del volumen, la masa y la densidad de algunos cuerpos 317 Cuando un cambio es físico o químico? 318 Como separar mezclas? 319 Como demostrar algunas propiedades periódicas de los elementos? 320 El enlace químico y la conductividad eléctrica 320 Óxidos, bases, ácidos y sales 321 Propiedades de los gases 322 Las soluciones 324 Clases de reacciones químicas 324 Celda electrolítica 325 Determinación del contenido de acido acético en una muestra de vinagre 326