ÍNDICE 1 Introducción 2 Átomos, moléculas y iones 3 Estequiometría 4 Reacciones en disolución acuosa

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1 ÍNDICE Lista de animaciones... xvii Prefacio... xix Sugerencia para el estudiante... xxvii 1 Introducción El estudio de la química El método científico Clasificación de la materia Propiedades físicas y químicas de la materia Medidas El manejo de los números Análisis dimensional para la resolución de problemas Resumen de hechos y conceptos Palabras clave Preguntas y problemas Átomos, moléculas y iones La teoría atómica La estructura del átomo Número atómico, número de masa e isótopos La tabla periódica Moléculas y iones Fórmulas químicas Nomenclatura de los compuestos Resumen de hechos y conceptos Palabras clave Preguntas y problemas Estequiometría Masa atómica Número de Avogadro y masa molar de un elemento Masa molecular El espectrómetro de masas Composición porcentual de los compuestos Determinación experimental de fórmulas empíricas Reacciones y ecuaciones químicas Cantidades de reactivos y productos Reactivo limitante y rendimiento de la reacción Resumen de hechos y conceptos Palabras clave Preguntas y problemas Reacciones en disolución acuosa Propiedades generales de las disoluciones acuosas Reacciones de precipitación... 96

2 4.3 Reacciones ácido-base Reacciones de oxidación-reducción Concentración de las disoluciones Estequiometría de una disolución Resumen de hechos y conceptos Palabras clave Preguntas y problemas Gases Las sustancias que existen como gases Presión de un gas Las leyes de los gases La ecuación del gas ideal La ley de Dalton de las presiones parciales La teoría cinética molecular de los gases Desviación del comportamiento ideal Resumen de hechos y conceptos Palabras clave Preguntas y problemas Relaciones energéticas en las reacciones químicas Naturaleza de la energía y tipos de energía Cambios energéticos en las reacciones químicas Introducción a la termodinámica Entalpía de las reacciones químicas Calorimetría Entalpía estándar de formación y reacción Resumen de hechos y conceptos Palabras clave Preguntas y problemas La estructura electrónica de los átomos De la física clásica a la teoría cuántica El efecto fotoeléctrico Teoría de Bohr del átomo de hidrógeno La naturaleza dual del electrón Mecánica cuántica Los números cuánticos Orbitales atómicos Configuración electrónica El principio de construcción Resumen de hechos y conceptos Palabras clave Preguntas y problemas La tabla periódica Desarrollo de la tabla periódica Clasificación periódica de los elementos Variación periódica de las propiedades físicas

3 8.4 Energía de ionización Afinidad electrónica Variación de las propiedades químicas de los elementos representativos Resumen de hechos y conceptos Palabras clave Preguntas y problemas Enlace químico I: El enlace covalente Símbolos de puntos de Lewis El enlace covalente Electronegatividad Escritura de las estructuras de Lewis Carga formal y estructura de Lewis El concepto de resonancia Excepciones a la regla del octeto Energía de disociación del enlace Resumen de hechos y conceptos Palabras clave Preguntas y problemas Enlace químico II: Geometría molecular e hibridación de orbitales atómicos Geometría molecular Momentos dipolares Teoría del enlace de valencia Hibridación de los orbitales atómicos Hibridación de moléculas que contienen dobles y triples enlaces Teoría del orbital molecular Resumen de hechos y conceptos Palabras clave Preguntas y problemas Introducción a la química orgánica Clases de compuestos orgánicos Hidrocarburos alifáticos Hidrocarburos aromáticos Química de los grupos funcionales Quiralidad: La asimetría de las moléculas Resumen de hechos y conceptos Palabras clave Preguntas y problemas Las fuerzas intermoleculares y los líquidos y sólidos La teoría cinética molecular de líquidos y sólidos Fuerzas intermoleculares Propiedades de los líquidos Estructura cristalina Enlaces en los sólidos Cambios de fase

4 12.7 Diagramas de fase Resumen de hechos y conceptos Palabras clave Preguntas y problemas Propiedades físicas de las disoluciones Tipos de disoluciones Una visión molecular del proceso de disolución Unidades de concentración Efecto de la temperatura en la solubilidad Efecto de la presión en la solubilidad de los gases Propiedades coligativas Resumen de hechos y conceptos Palabras clave Preguntas y problemas Cinética química Velocidad de reacción Leyes de velocidad Relación entre concentraciones de reactantes y el tiempo Energía de activación y dependencia de las constantes de velocidad con la Temperatura Mecanismos de reacción Catálisis Resumen de hechos y conceptos Palabras clave Preguntas y problemas Equilibrio químico El concepto de equilibrio Formas de expresar las constantes de equilibrio Qué información proporciona la constante de equilibrio? Factores que afectan al equilibrio químico Resumen de hechos y conceptos Palabras clave Preguntas y problemas Ácidos y bases Ácidos y bases de Brönsted Propiedades ácido-base del agua ph - Una forma de medir la acidez Fuerza de los ácidos y las bases Ácidos débiles y su constante de ionización ácida Bases débiles y su constante de ionización básica Relación entre las constantes de ionización de los ácidos y sus bases conjugadas Estructura molecular y fuerza de los ácidos Propiedades ácido-base de las sales Óxidos ácidos, básicos y anfóteros Ácidos y bases de Lewis

5 Resumen del hechos y conceptos Palabras clave Preguntas y problemas Equilibrio ácido-base y equilibrios de solubilidad Comparación entre los equilibrios homogéneo y heterogéneo en disolución Disoluciones reguladoras Un vistazo a las valoraciones ácido-base Indicadores ácido-base Equilibrios de solubilidad El efecto del ion común y la solubilidad Los equilibrios de iones complejos y la solubilidad Aplicación del principio del producto de solubilidad al análisis cualitativo Resumen de hechos y conceptos Palabras clave Preguntas y problemas Termodinámica Las tres leyes de la termodinámica Los procesos espontáneos Entropía La segunda ley de la termodinámica La energía libre de Gibbs La energía libre y el equilibrio químico La termodinámica en los sistemas vivos Resumen de hechos y conceptos Palabras clave Preguntas y problemas Reacciones redox y electroquímica Reacciones redox Celdas galvánicas Potenciales estándar de reducción Espontaneidad de las reacciones redox Efecto de la concentración en la fem de la celda Baterías Corrosión Electrolisis Electrometalurgia Resumen de hechos y conceptos Palabras clave Preguntas y problemas Química de los compuestos de coordinación Propiedades de los metales de transición Compuestos de coordinación Geometría de los compuestos de coordinación El enlace en los compuestos de coordinación: Teoría del campo cristalino

6 20.5 Reacciones de los compuestos de coordinación Compuestos de coordinación en los sistemas vivos Resumen de hechos y conceptos Palabras clave Preguntas y problemas Química nuclear Naturaleza de las reacciones nucleares Estabilidad nuclear Radiactividad natural Transmutación nuclear Fisión nuclear Fusión nuclear Aplicaciones de los isótopos Efectos biológicos de la radiación Resumen de hechos y conceptos Palabras clave Preguntas y problemas Polímeros orgánicos-sintéticos y naturales Propiedades de los polímeros Polímeros orgánicos sintéticos Proteínas Ácidos nucleicos Resumen de hechos y conceptos Palabras clave Preguntas y problemas Apéndice 1 Unidades de la constante de los gases... A-1 Apéndice 2 Selección de datos termodinámicos a 1 atm y 25 C... A-2 Apéndice 3 Operaciones matemáticas... A-6 Apéndice 4 Los elementos y la derivación de sus nombres y símbolos... A-9 Glosario... G-l Respuestas a los problemas con número par... AP-1 Créditos fotográficos... C-1 Índice alfabético... I-1