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Índice
  1. Prefacio
  2. 1 Ideas esenciales
    1. Introducción
    2. 1.1 La química en su contexto
    3. 1.2 Fases y clasificación de la materia
    4. 1.3 Propiedades físicas y químicas
    5. 1.4 Mediciones
    6. 1.5 Incertidumbre, exactitud y precisión de las mediciones
    7. 1.6 Tratamiento matemático de los resultados de las mediciones
    8. Términos clave
    9. Ecuaciones clave
    10. Resumen
    11. Ejercicios
  3. 2 Átomos, moléculas e iones
    1. Introducción
    2. 2.1 Las primeras ideas de la teoría atómica
    3. 2.2 Evolución de la teoría atómica
    4. 2.3 Estructura atómica y simbolismo
    5. 2.4 Fórmulas químicas
    6. Términos clave
    7. Ecuaciones clave
    8. Resumen
    9. Ejercicios
  4. 3 Estructura electrónica y propiedades periódicas de los elementos
    1. Introducción
    2. 3.1 Energía electromagnética
    3. 3.2 El modelo de Bohr
    4. 3.3 Desarrollo de la teoría cuántica
    5. 3.4 Estructura electrónica de los átomos (configuraciones de electrones)
    6. 3.5 Variaciones periódicas de las propiedades de los elementos
    7. 3.6 La tabla periódica
    8. 3.7 Compuestos iónicos y moleculares
    9. Términos clave
    10. Ecuaciones clave
    11. Resumen
    12. Ejercicios
  5. 4 Enlace químico y geometría molecular
    1. Introducción
    2. 4.1 Enlace iónico
    3. 4.2 Enlace covalente
    4. 4.3 Nomenclatura química
    5. 4.4 Símbolos y estructuras de Lewis
    6. 4.5 Cargas formales y resonancia
    7. 4.6 Estructura molecular y polaridad
    8. Términos clave
    9. Ecuaciones clave
    10. Resumen
    11. Ejercicios
  6. 5 Teorías avanzadas de enlace
    1. Introducción
    2. 5.1 Teoría de enlace de valencia
    3. 5.2 Orbitales atómicos híbridos
    4. 5.3 Enlaces múltiples
    5. 5.4 Teoría de los orbitales moleculares
    6. Términos clave
    7. Ecuaciones clave
    8. Resumen
    9. Ejercicios
  7. 6 Composición de sustancias y soluciones
    1. Introducción
    2. 6.1 Fórmula de masa
    3. 6.2 Determinación de fórmulas empíricas y moleculares
    4. 6.3 Molaridad
    5. 6.4 Otras unidades para las concentraciones de las soluciones
    6. Términos clave
    7. Ecuaciones clave
    8. Resumen
    9. Ejercicios
  8. 7 Estequiometría de las reacciones químicas
    1. Introducción
    2. 7.1 Escritura y balance de ecuaciones químicas
    3. 7.2 Clasificación de las reacciones químicas
    4. 7.3 Estequiometría de la reacción
    5. 7.4 Rendimiento de la reacción
    6. 7.5 Análisis químico cuantitativo
    7. Términos clave
    8. Ecuaciones clave
    9. Resumen
    10. Ejercicios
  9. 8 Gases
    1. Introducción
    2. 8.1 Presión del gas
    3. 8.2 Relaciones entre presión, volumen, cantidad y temperatura: la ley de los gases ideales
    4. 8.3 Estequiometría de sustancias gaseosas, mezclas y reacciones
    5. 8.4 Efusión y difusión de los gases
    6. 8.5 La teoría cinético-molecular
    7. 8.6 Comportamiento no ideal de los gases
    8. Términos clave
    9. Ecuaciones clave
    10. Resumen
    11. Ejercicios
  10. 9 Termoquímica
    1. Introducción
    2. 9.1 Conceptos básicos de energía
    3. 9.2 Calorimetría
    4. 9.3 Entalpía
    5. 9.4 Fuerza de los enlaces iónicos y covalentes
    6. Términos clave
    7. Ecuaciones clave
    8. Resumen
    9. Ejercicios
  11. 10 Líquidos y sólidos
    1. Introducción
    2. 10.1 Fuerzas intermoleculares
    3. 10.2 Propiedades de los líquidos
    4. 10.3 Transiciones de fase
    5. 10.4 Diagramas de fase
    6. 10.5 El estado sólido de la materia
    7. 10.6 Estructuras de red en los sólidos cristalinos
    8. Términos clave
    9. Ecuaciones clave
    10. Resumen
    11. Ejercicios
  12. 11 Soluciones y coloides
    1. Introducción
    2. 11.1 El proceso de disolución
    3. 11.2 Electrolitos
    4. 11.3 Solubilidad
    5. 11.4 Propiedades coligativas
    6. 11.5 Coloides
    7. Términos clave
    8. Ecuaciones clave
    9. Resumen
    10. Ejercicios
  13. 12 Termodinámica
    1. Introducción
    2. 12.1 Espontaneidad
    3. 12.2 Entropía
    4. 12.3 La segunda y la tercera ley de la termodinámica
    5. 12.4 Energía libre
    6. Términos clave
    7. Ecuaciones clave
    8. Resumen
    9. Ejercicios
  14. 13 Conceptos fundamentales del equilibrio
    1. Introducción
    2. 13.1 Equilibrio químico
    3. 13.2 Constantes de equilibrio
    4. 13.3 Equilibrios cambiantes: el principio de Le Châtelier
    5. 13.4 Cálculos de equilibrio
    6. Términos clave
    7. Ecuaciones clave
    8. Resumen
    9. Ejercicios
  15. 14 Equilibrios ácido-base
    1. Introducción
    2. 14.1 Ácidos y Bases de Brønsted-Lowry
    3. 14.2 pH y pOH
    4. 14.3 Fuerza relativa de los ácidos y las bases
    5. 14.4 Hidrólisis de sales
    6. 14.5 Ácidos polipróticos
    7. 14.6 Tampones
    8. 14.7 Titulaciones ácido-base
    9. Términos clave
    10. Ecuaciones clave
    11. Resumen
    12. Ejercicios
  16. 15 Equilibrios de otras clases de reacción
    1. Introducción
    2. 15.1 Precipitación y disolución
    3. 15.2 Ácidos y Bases de Lewis
    4. 15.3 Equilibrios acoplados
    5. Términos clave
    6. Ecuaciones clave
    7. Resumen
    8. Ejercicios
  17. 16 Electroquímica
    1. Introducción
    2. 16.1 Repaso de química redox
    3. 16.2 Celdas galvánicas
    4. 16.3 Potenciales del electrodo y de la celda
    5. 16.4 Potencial, energía libre y equilibrio
    6. 16.5 Baterías y pilas de combustible
    7. 16.6 Corrosión
    8. 16.7 Electrólisis
    9. Términos clave
    10. Ecuaciones clave
    11. Resumen
    12. Ejercicios
  18. 17 Cinética
    1. Introducción
    2. 17.1 Tasas de reacciones químicas
    3. 17.2 Factores que afectan las tasas de reacción
    4. 17.3 Leyes de velocidad
    5. 17.4 Leyes de tasas integradas
    6. 17.5 Teoría de colisiones
    7. 17.6 Mecanismos de reacción
    8. 17.7 Catálisis
    9. Términos clave
    10. Ecuaciones clave
    11. Resumen
    12. Ejercicios
  19. 18 Metales representativos, metaloides y no metales
    1. Introducción
    2. 18.1 Periodicidad
    3. 18.2 Incidencia y preparación de los metales representativos
    4. 18.3 Estructura y propiedades generales de los metaloides
    5. 18.4 Estructura y propiedades generales de los no metales
    6. 18.5 Incidencia, preparación y compuestos de hidrógeno
    7. 18.6 Incidencia, preparación y propiedades de los carbonatos
    8. 18.7 Incidencia, preparación y propiedades del nitrógeno
    9. 18.8 Incidencia, preparación y propiedades del fósforo
    10. 18.9 Incidencia, preparación y compuestos del oxígeno
    11. 18.10 Incidencia, preparación y propiedades del azufre
    12. 18.11 Incidencia, preparación y propiedades de los halógenos
    13. 18.12 Incidencia, preparación y propiedades de los gases nobles
    14. Términos clave
    15. Resumen
    16. Ejercicios
  20. 19 Metales de transición y química de coordinación
    1. Introducción
    2. 19.1 Incidencia, preparación y propiedades de los metales de transición y sus compuestos
    3. 19.2 Química de coordinación de los metales de transición
    4. 19.3 Propiedades espectroscópicas y magnéticas de los compuestos de coordinación
    5. Términos clave
    6. Resumen
    7. Ejercicios
  21. 20 Química nuclear
    1. Introducción
    2. 20.1 Estructura y estabilidad nuclear
    3. 20.2 Ecuaciones nucleares
    4. 20.3 Decaimiento radiactivo
    5. 20.4 Transmutación y energía nuclear
    6. 20.5 Usos de los radioisótopos
    7. 20.6 Efectos biológicos de la radiación
    8. Términos clave
    9. Ecuaciones clave
    10. Resumen
    11. Ejercicios
  22. 21 Química orgánica
    1. Introducción
    2. 21.1 Hidrocarburos
    3. 21.2 Alcoholes y éteres
    4. 21.3 Aldehídos, cetonas, ácidos carboxílicos y ésteres
    5. 21.4 Aminas y amidas
    6. Términos clave
    7. Resumen
    8. Ejercicios
  23. A La tabla periódica
  24. B Matemáticas esenciales
  25. C Unidades y factores de conversión
  26. D Constantes físicas fundamentales
  27. E Propiedades del agua
  28. F Composición de los ácidos y las bases comerciales
  29. G Propiedades termodinámicas estándar de determinadas sustancias
  30. H Constantes de ionización de los ácidos débiles
  31. I Constantes de ionización de las bases débiles
  32. J Productos de solubilidad
  33. K Constantes de formación de iones complejos
  34. L Potenciales de electrodos estándar (media celda)
  35. M Semivida de varios isótopos radiactivos
  36. Clave de respuestas
    1. Capítulo 1
    2. Capítulo 2
    3. Capítulo 3
    4. Capítulo 4
    5. Capítulo 5
    6. Capítulo 6
    7. Capítulo 7
    8. Capítulo 8
    9. Capítulo 9
    10. Capítulo 10
    11. Capítulo 11
    12. Capítulo 12
    13. Capítulo 13
    14. Capítulo 14
    15. Capítulo 15
    16. Capítulo 16
    17. Capítulo 17
    18. Capítulo 18
    19. Capítulo 19
    20. Capítulo 20
    21. Capítulo 21
  37. Índice
actínidos
metal de transición interna en la parte inferior de las dos últimas filas de la tabla periódica
afinidad electrónica
cambio de energía asociado a la adición de un electrón a un átomo o ion gaseoso
amplitud
extensión del desplazamiento causado por una onda.
calcógeno
elemento del grupo 16
capa
orbitales atómicos con el mismo número cuántico principal, n
capa de valencia
la(s) capa(s) exterior(es) de alta energía de un átomo
carga nuclear efectiva
carga que conduce a la fuerza de Coulomb ejercida por el núcleo sobre un electrón, calculada como la carga nuclear menos el apantallamiento
compuesto covalente
(también, compuesto molecular) compuesto de moléculas formadas por átomos de dos o más elementos diferentes
compuesto iónico
compuesto formado por cationes y aniones combinados en proporciones, dando lugar a una sustancia eléctricamente neutra
compuesto molecular
(también, compuesto covalente) compuesto de moléculas formadas por átomos de dos o más elementos diferentes
configuración de electrones
listado que identifica la ubicación de los electrones de las capas y subcapas de un átomo
configuración electrónica
una medida de la probabilidad de localizar un electrón en una región concreta del espacio, es igual al valor absoluto al cuadrado de la función de onda ψ
cuantización
limitación de alguna propiedad a valores discretos específicos, no continuos.
cuerpo negro
absorbente perfecto idealizado de toda la radiación electromagnética incidente; tales cuerpos emiten radiación electromagnética en espectros continuos característicos llamados radiación de cuerpo negro.
diagrama orbital
representación pictórica de la configuración de electrones mostrando cada orbital como un cuadrado y cada electrón como una flecha
dualidad onda-partícula
la observación de que las partículas elementales pueden presentar propiedades tanto ondulatorias como de partículas.
electrón de núcleo
electrón en un átomo que ocupa los orbitales de las capas internas
electrones de valencia
electrones en la(s) capa(s) exterior(es) de alta energía de un átomo
elemento del grupo principal
(también, elemento representativo) elemento de los grupos 1, 2 y 13 al 18
elemento representativo
(también, elemento del grupo principal) elemento en las columnas 1, 2 y 12 a 18
endotérmico
procesos que aumentan la energía de un átomo e implican la absorción de luz.
energía de ionización
energía necesaria para extraer un electrón de un átomo o ion gaseoso
enlace covalente
fuerza de atracción entre los núcleos de los átomos de una molécula y los pares de electrones entre los átomos
enlace iónico
fuerzas electrostáticas de atracción entre los iones de carga opuesta de un compuesto iónico
espectro continuo
radiación electromagnética que se emite en una serie ininterrumpida de longitudes de onda (por ejemplo, la luz blanca del Sol).
espectro de líneas
radiación electromagnética emitida en longitudes de onda discretas por un átomo (o átomos) específico en un estado excitado.
espectro electromagnético
rango de energías que puede comprender la radiación electromagnética, incluyendo radio, microondas, infrarrojos, visible, ultravioleta, rayos X y rayos gamma.
estado de excitación
estado que tiene una energía mayor que la energía del estado fundamental
estado fundamental
estado en el que los electrones de un átomo, ion o molécula tienen la menor energía posible
exotérmico
procesos que disminuyen la energía de un átomo e implican la emisión de luz.
fotón
paquete más pequeño de radiación electromagnética, una partícula de luz.
frecuencia (ν)
número de ciclos de ondas (picos o valles) que pasan por un punto determinado del espacio por unidad de tiempo.
función de onda (ψ)
descripción matemática de un orbital atómico que describe la forma del orbital; puede utilizarse para calcular la probabilidad de encontrar el electrón en cualquier lugar del orbital, así como variables dinámicas como la energía y el momento angular
gas inerte
(también, gas noble) elemento del grupo 18
gas noble
(también, gas inerte) elemento del grupo 18
grupo
columna vertical de la tabla periódica
halógeno
elemento del grupo 17.
hercio (Hz)
unidad de frecuencia, que es el número de ciclos por segundo, s−1.
intensidad
propiedad de la energía propagada por la onda relacionada con su amplitud, como el brillo de la luz o el volumen del sonido
ion monoatómico
ion compuesto por un solo átomo
ion poliatómico
ion compuesto por más de un átomo
isoelectrónica
grupo de iones o átomos que tienen configuración de electrones idénticas
lantánido
metal de transición interna en la parte superior de las dos filas inferiores de la tabla periódica
ley periódica
las propiedades de los elementos son la función periódica de sus números atómicos.
longitud de onda (λ)
distancia entre dos picos o valles consecutivos de una onda.
mecánica cuántica
campo de estudio que incluye la cuantización de la energía, la dualidad onda-partícula y el principio de incertidumbre de Heisenberg para describir la materia
metal
elemento brillante, maleable, buen conductor del calor y la electricidad
metal alcalino
elemento del grupo 1
metal alcalinotérreo
elemento del grupo 2
metal de transición
elemento de los grupos 3 al 12 (más estrictamente definido, 3 al 11; vea el capítulo sobre metales de transición y química de coordinación)
metal de transición interna
(también, lantánido o actínido) elemento en las dos filas inferiores; si está en la primera fila, también se llama lantánido, o si está en la segunda fila, también se llama actínido
metaloide
elemento que conduce el calor y la electricidad moderadamente bien, y que posee algunas propiedades de los metales y otras de los no metales
modelo de Bohr del átomo de hidrógeno
modelo estructural en el que un electrón se mueve alrededor del núcleo solo en órbitas circulares, cada una con un radio específico permitido
no metálico
elemento que parece opaco, mal conductor del calor y la electricidad
nodo
cualquier punto de una onda estacionaria con amplitud cero.
número cuántico
número que solo tiene valores específicos permitidos y que se utiliza para caracterizar la disposición de los electrones en un átomo
número cuántico de espín (ms)
número que especifica la dirección del espín del electrón, ya sea +12 +12 o 12 12
número cuántico magnético (ml)
número cuántico que indica la orientación de un orbital atómico alrededor del núcleo
número cuántico principal (n)
número cuántico que especifica la capa que ocupa un electrón en un átomo
número cuántico secundario (momento angular) (l)
número cuántico que distingue las diferentes formas de los orbitales; también es una medida del momento angular orbital
onda
oscilación de una propiedad en el tiempo o en el espacio; puede transportar energía de un punto a otro.
onda estacionaria
fenómeno ondulatorio localizado caracterizado por longitudes de onda discretas determinadas por las condiciones de frontera utilizadas para generar las ondas; las ondas estacionarias están inherentemente cuantizadas.
orbital atómico
función matemática que describe el comportamiento de un electrón en un átomo (también llamada función de onda)
orbital d
región del espacio con alta configuración electrónica que tiene cuatro lóbulos o contiene una forma de mancuerna y de toro; describe orbitales con l = 2.
orbital f
región multilobular del espacio con alta configuración electrónica, describe orbitales con l = 3
orbital p
región del espacio en forma de campana con alta configuración electrónica, describe orbitales con l = 1
orbital s
región esférica del espacio con alta configuración electrónica, describe orbitales con l = 0
orbitales degenerados
orbitales que tienen la misma energía
oxianión
anión poliatómico compuesto por un átomo central unido a átomos de oxígeno
patrón de interferencia
patrón que consiste típicamente en la alternancia de franjas brillantes y oscuras; resulta de la interferencia constructiva y destructiva de las ondas.
periodo
(también, serie) fila horizontal de la tabla periódica
pnictógeno
elemento del grupo 15
principio de Aufbau
procedimiento por el que se determina la configuración de electrones de los elementos "construyéndolos" por orden de número atómico, añadiendo un protón al núcleo y un electrón a la subcapa adecuada cada vez
principio de exclusión de Pauli
especifica que no hay dos electrones en un átomo que puedan tener el mismo valor para los cuatro números cuánticos
Principio de incertidumbre de Heisenberg
regla que establece que es imposible determinar exactamente ciertas propiedades dinámicas conjugadas al mismo tiempo, como el momento y la posición de una partícula. El principio de incertidumbre es una consecuencia de que las partículas cuánticas presentan la dualidad onda-partícula
radiación electromagnética
energía transmitida por las ondas que tienen un componente de campo eléctrico y un componente de campo magnético.
radio covalente
la mitad de la distancia entre los núcleos de dos átomos idénticos cuando están unidos por un enlace covalente
regla de Hund
cada orbital de una subcapa está ocupado individualmente con un electrón antes de que cualquier orbital esté ocupado doblemente, y todos los electrones de los orbitales ocupados individualmente tienen el mismo espín
serie
(también, periodo) fila horizontal de la tabla periódica
subcapa
orbitales atómicos con los mismos valores de n y l
tabla periódica
tabla de los elementos que sitúa cerca elementos con propiedades químicas similares
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