1 ¿Por qué la primera energía de ionización es menor para el sodio que para el litio?
2 ¿Por qué la segunda energía de ionización es mucho mayor que la primera en cada elemento?
3 ¿Por qué no se proporciona el valor de la cuarta energía de ionización del litio?
4. Se tiene un átomo neutro con número atómico Z = 7 y número másico A = 14. Indique el número de partículas subatómicas (protones, neutrones y electrones) que tiene de cada tipo y escriba su configuración electrónica.
5. ¿Cuál es el número máximo de electrones para los cuales se tienen los siguientes números cuánticos: n = 2, l = 0 y m = 0?
6. Se proporcionan los protones de los núcleos correspondientes a cinco elementos: A = 9, B =16, C = 17, D = 19, E = 20. Indique cuál es el más electronegativo y cuál posee menor energía de ionización.
7. De los siguientes conjuntos de números cuánticos (n, l, m, s), indique cuál o cuáles no pueden tener lugar:
(2, 1, 2, + ½); (3, 1, -1, + ½); (2, 2, 1, -½); (3, 2, -2, +½)
8. Ordene en orden creciente de sus radios atómicos (de menor a mayor tamaño) las siguientes especies atómicas: Ar, Ca2+ y Cl–, sabiendo que sus números atómicos son los siguientes: Ar = 18, Ca = 20, Cl = 17.
9. Formule los siguientes compuestos: nitrito de plata, hidróxido de magnesio, ácido bórico y permanganato de cobalto (II).
10. Nombre en todas las formas de nomenclatura los siguientes compuestos: Ca3(PO4)2, Br2O5, Sr(OH)2, CF4, As2O3.
Capítulo 2
Propiedades físico-químicas de la materia
1. Introducción
La química es la ciencia que estudia las propiedades y el comportamiento de todo lo que nos rodea, es decir, estudia todo aquello que posee una cierta masa y ocupa un volumen en el espacio, lo que se conoce como materia. La materia tiene unas propiedades que dependen no solo de los átomos que la forman, sino también de la disposición en el espacio de dichos átomos, que es lo que se conoce como la estructura molecular.
La química permite entender un gran número de procesos que están presentes en nuestras vidas a diario, en todos los campos de estudio, como son, por ejemplo, la ingeniería y la medicina. Gracias a la química y al estudio del comportamiento de la materia se puede dar respuesta a una gran variedad de necesidades que el ser humano actualmente tiene, como son la atención médica, necesidades básicas como la alimentación (producción de fertilizantes, plaguicidas, etc.), vestimenta (industria textil) y hogar (industria de materiales de construcción), la protección del medio ambiente, la producción de compuestos farmacéuticos, los cuales están directamente relacionados con una mejora en la salud de la personas, etc.
Aunque también es cierto que un mal uso de ciertos productos químicos puede dañar tanto a la salud humana, de animales y otros seres vivos, como al medio ambiente. Por eso se debe tener un buen conocimiento del comportamiento y de las propiedades de la materia (las cuales se estudian en este capítulo) que conforman los compuestos químicos, para hacer un uso responsable de los mismos.
2. Clasificación de la materia
La materia se puede clasificar en dos grandes grupos: dependiendo de estado físico en el que se encuentre (gas, líquido o sólido) y dependiendo de la composición de la misma (elemento, compuesto o mezcla). A continuación, se describe con detalle esta clasificación.
2.1. Estados de la materia
En función del estado en el que se encuentre la materia, esta presenta unas propiedades características determinadas, las cuales se describen a continuación:
1 En estado gaseoso: un gas no tiene ni forma ni volumen determinados, ajustándose al recipiente que lo contiene, es compresible; desde el punto de vista molecular, las moléculas que lo forman tienen una elevada energía cinética (energía de movimiento) y chocan frecuentemente entre sí y con las paredes del recipiente.
2 En estado líquido: un líquido tiene un volumen específico, pero no una forma determinada, adoptando la del recipiente que lo contiene. Es incompresible y a nivel molecular, las moléculas están más cerca unas de otras que en los gases, aun así tienen una cierta cantidad de movimiento, proporcionándoles la definición de fluido.
3 En estado sólido: un sólido tiene tanto forma como volumen determinados, son incompresibles y a nivel molecular, las moléculas están muy cerca unas de otras, fuertemente unidas, por lo que carecen prácticamente de cantidad de movimiento, haciendo que sea rígido.
2.2. Clasificación de la materia en función de la composición
En el diagrama de árbol que se muestra a continuación, se realiza una clasificación de la materia según la composición de la misma, donde se observa adecuadamente, en última instancia, que la materia se puede encontrar en forma de elemento, compuesto o mezcla.
Se estudian posteriormente las diferentes formas en las que se puede presentar la materia: mezclas (homogéneas y heterogéneas), sustancias puras, elementos y compuestos.
Mezclas heterogéneas y homogéneas
Toda la materia está constituida por mezclas de sustancias, cuya composición puede variar en función de los componentes que la forman, como por ejemplo un café con azúcar, un ron con cola, etc.
Cuando la mezcla no es uniforme en todos los puntos de su volumen, es decir, no presenta la misma composición y propiedades en todos los puntos, se dice que es una mezcla heterogénea. Sin embargo, cuando sí presenta la misma composición y propiedades en todos sus puntos, se trata de una mezcla homogénea, como el aire, compuesto en su mayor parte por oxígeno y nitrógeno, guardando siempre una proporción aproximada del 21% y 79%, respectivamente.
Ejemplo
Ejemplos de mezclas heterogéneas son algunas rocas como el granito, usado hasta hace poco en el acerado de las calles.
Disolución
Dentro de la mezcla homogénea, si esta tiene una composición variable se denomina disolución (realmente a las mezclas homogéneas como tales se las conoce por el nombre de disoluciones), y si, por el contrario, no es así, se estaría hablando
