TEORÍA
DEL FLOGISTO
La teoría
del flogisto, sustancia hipotética que representa la inflamabilidad, es una
teoría
científica obsoleta según la cual toda sustancia susceptible de
sufrir combustión contiene flogisto, y el proceso de combustión consiste
básicamente en la decadencia de dicha sustancia. Fue postulada por primera vez
en 1667
por el alquimista y físico alemán Johann Becher
(1635-1682) para explicar el proceso químico de la combustión y fue defendida
por su compatriota el médico y químico Georg Stahl
(1659-1734).
También
se conocía desde hace mucho tiempo que algunas de estas sales metálicas podían
ser transformadas de nuevo en los metales de partida. Stahl explicó este
proceso suponiendo que los metales estaban formados por una cal y un principio
inflamable que denominó flogisto, por lo que la calcinación, es decir, la
formación de la cal, se podía explicar, al igual que la combustión, como un
desprendimiento de flogisto, el cual se liberaba del metal y dejaba la cal al
descubierto. El proceso inverso, la reducción de la cal al metal, podía ser
igualmente explicada como una adición de flogisto. Si una sustancia rica en
flogisto, como el carbón, era puesta en contacto con una cal metálica, podía
transferirle su flogisto y dar lugar a la formación del metal.
En
palabras claras, Stahl consideraba que los metales y en general todas las
sustancias combustibles contienen una sustancia que carece de peso, tal
sustancia es la llamada flogisto. Cuando se calcina un metal o durante la
combustión de cualquier materia el flogisto se separa en forma de llamas
dejando un residuo incombustible conocido en la alquimia como sal, comúnmente
herrumbre al calcinar los metales o simplemente cenizas con una sencilla
fórmula sería: carbón = flogisto + cenizas o Metal = flogisto + herrumbre. Para
reintegrar la ceniza en carbón bastaría pues añadir flogisto: ceniza + flogisto
= carbón, como se entendía que (sucede por ejemplo en el mismo carbón) aquellos
cuerpos que arden sin apenas dejar residuo, casi todo él era flogisto, por
tanto para reintegrar el metal, a la herrumbre añadiríamos flogisto, o lo que
es lo mismo, un cuerpo muy rico en flogisto, así: herrumbre + carbón = metal.
LEY DE LAVOISIER
es una de las leyes fundamentales en todas las ciencias naturales. Fue elaborada
independientemente por Mijaíl Lomonósov en 1745 y por Antoine
Lavoisier en 1785. Se puede enunciar como «En una reacción química ordinaria, la masa permanece
constante, es decir, la masa consumida de los reactivos es igual a la masa
obtenida de los productos».1
Una salvedad que hay que tener en cuenta es la existencia de las reacciones nucleares, en las que la masa sí se
modifica de forma sutil, en estos casos en la suma de masas hay que tener en
cuenta la equivalencia entre masa y energía.
Esta ley es fundamental para una adecuada comprensión de la química.
Los
ensayos preliminares hechos por Robert Boyle
en 1673
parecían indicar lo contrario: pesada meticulosa de varios metales antes y
después de su oxidación mostraba un notable aumento de peso. Estos
experimentos, por supuesto, se llevaban a cabo en recipientes abiertos.2
La combustión,
uno de los grandes problemas que tuvo la química del siglo XVIII,
despertó el interés de Antoine Lavoisier porque éste trabajaba en un ensayo
sobre la mejora de las técnicas del alumbrado público de París. Comprobó que al
calentar metales como el estaño y el plomo en recipientes cerrados con una cantidad limitada de
aire, estos se recubrían con una capa de calcinado hasta un momento determinado
del calentamiento, el resultado era igual a la masa antes de comenzar el
proceso. Si el metal había ganado masa al calcinarse, era evidente que algo del
recipiente debía haber perdido la misma cantidad de masa. Ese algo era el aire.
Por tanto, Lavoisier demostró que la calcinación de un metal no era el
resultado de la pérdida del misterioso flogisto,
sino la ganancia de algún material: una parte de aire. La experiencia anterior
y otras más realizadas por Lavoisier pusieron de manifiesto que si se tiene en
cuenta todas las sustancias que forman parte en una reacción química y todos
los productos formados, nunca varía la masa. Esta es la ley de la conservación
de la masa, que podemos enunciarla, pues, de la siguiente manera: "En toda
reacción química la masa se conserva, esto es, la masa total de los reactivos
es igual a la masa total de los productos".
MASA ATÓMICA
La masa atómica es la masa de un átomo,
más frecuentemente expresada en unidades de masa atómica unificada.1
La masa atómica puede ser considerada como la masa total de protones
y neutrones
(pues la masa de los electrones en el átomo es prácticamente despreciable) en
un solo átomo
(cuando el átomo no tiene movimiento). La masa atómica es algunas veces usada
incorrectamente como un sinónimo de masa atómica relativa, masa
atómica media y peso atómico; estos últimos difieren sutilmente de
la masa atómica. La masa atómica está definida como la masa de un átomo, que
sólo puede ser de un isótopo a la vez, y no es un promedio ponderado en las
abundancias de los isótopos. En el caso de muchos elementos que tienen un
isótopo dominante, la similitud/diferencia numérica real entre la masa atómica
del isótopo más común y la masa atómica relativa o peso atómico estándar puede
ser muy pequeña, tal que no afecta muchos cálculos bastos, pero tal error puede
ser crítico cuando se consideran átomos individuales. Para elementos con más de
un isótopo común, la diferencia puede llegar a ser de media unidad o más (por
ejemplo, cloro).
La masa atómica de un isótopo raro puede diferir de la masa atómica relativa o
peso atómico estándar en varias unidades de masa.
El peso atómico estándar se refiere a la media de las masas atómicas relativas de un elemento en el medio local de la corteza terrestre y la atmósfera terrestre, como está determinado por la Commission on Atomic Weights and Isotopic Abundances (Comisión de Pesos Atómicos y Abundancias Isotópicas) de la IUPAC.2 Estos valores son los que están incluidos en una tabla periódica estándar, y es lo que es más usado para los cálculos ordinarios. Se incluye una incertidumbre en paréntesis que frecuentemente refleja la variabilidad natural en la distribución isotópica, en vez de la incertidumbre en la medida.3 Para los elementos sintéticos, el isótopo formado depende de los medios de síntesis, por lo que el concepto de abundancia isotópica natural no tiene sentido. En consecuencia, para elementos sintéticos, el conteo total de nucleones del isótopo más estable (esto es, el isótopo con la vida media más larga) está listado en paréntesis en el lugar del peso atómico estándar. El litio representa un caso único, donde la abundancia natural de los isótopos ha sido perturbada por las actividades humanas al punto de afectar la incertidumbre en su peso atómico estándar, incluso en muestras obtenidas de fuentes naturales, como los ríos.
MASA MOLECULAR
La masa molecular o masa molecular
relativa es un número que indica cuántas veces la masa de una molécula
de una sustancia es mayor que la unidad de masa molecular y sus elementos, se
calcula sumando todas las masas atómicas de dicho elemento. Su valor numérico
coincide con el de la masa molar, pero expresado en unidades de masa atómica en lugar de gramos
Una
reacción química es la manifestación de un cambio en la materia y la isla de un
fenómeno químico. A su expresión gráfica se le da el nombre de ecuación
química, en la cual, se expresan en la primera parte los reactivos y en la
segunda los productos de la reacción.
A + B C + D
Reactivos Productos
Para
equilibrar o balancear ecuaciones químicas, existen diversos métodos. En todos
el objetivo que se persigue es que la ecuación química cumpla con la ley de la
conservación de la materia.
/mol. La masa molecular
alude una sola molécula, la masa molar corresponde a un mol (N = 6,022·1023) de
moléculas.
La
fórmula para calcularla es la siguiente:
masa molecular = masa atómica
de A * n.º de átomos de A + masa atómica de B * n.º de átomos de B...
hasta que
no queden átomos diferentes.
La masa
molecular se calcula sumando las masas atómicas de los elementos que componen
la molécula. Así, en el caso del agua: H2O, su
masa molecular es:
masa atómica del H: 1,00797 u,
aproximadamente igual a (≈) 1 * n.º de átomos de H:
2 + masa atómica del O: 15,9994 u ≈ 16 * n.º de átomos de O: → 2
átomos de H x 1 átomo de
O = 2 u + 16 u = 18 u.
Si las
cifras decimales son mayores que 0,5, el número másico se aproxima a la unidad entera
siguiente. Ejemplo: el número másico del oxígeno
es 15,9994 ≈ 16. Es decir, el número másico del O es 16.
Al igual
que la masa atómica, la masa molecular se expresa en unidades de masa atómica: Umas (u) o daltons
(Da), que son equivalentes. Los Da aportan la ventaja de poderse emplear para
moléculas mayores al aceptar un múltiplo, el kilodalton: kDa.
La masa
molecular se calcula de manera fácil sumando las masas atómicas. Por ejemplo la
masa molecular del ácido sulfúrico:
H2SO4: H = 1,00797 Da; S = 32,065 Da;
O = 15,9994 Da
H2 = 2 x 1,00797 Da = 2,01594 Da
S = 1 x
32,065 Da = 32,065 Da
O4 = 4 x 15,9994 Da = 63,9976 Da
Masa
molecular = H2 + S + O4 =
2,01594 Da + 32,065 Da + 63,9976 Da = 98,07854 Da
REACCIÓN QUÍMICA
Una
reacción química, cambio químico o fenómeno químico, es
todo proceso termodinámico en el cual una o más
sustancias (llamadas reactantes o "reactivos"), se transforman,
cambiando su estructura molecular y sus enlaces,
en otras sustancias llamadas productos. Los reactantes pueden ser elementos o compuestos.
Un ejemplo de reacción química es la formación de óxido de hierro producida al reaccionar el oxígeno
del aire con el hierro
de forma natural, o una cinta de magnesio
al colocarla en una llama se convierte en óxido de magnesio, como un ejemplo de reacción
inducida.
A la representación
simbólica de las reacciones se les denomina ecuaciones químicas.
Los
productos obtenidos a partir de ciertos tipos de reactivos dependen de las
condiciones bajo las que se da la reacción química. No obstante, tras un
estudio cuidadoso se comprueba que, aunque los productos pueden variar según
cambien las condiciones, determinadas cantidades permanecen constantes en
cualquier reacción química. Estas cantidades constantes, las magnitudes
conservadas, incluyen el número de cada tipo de átomo
presente, la carga eléctrica y la masa total.
Reacciones de la química inorgánica
Desde un
punto de vista de la química inorgánica se pueden postular dos
grandes modelos para las reacciones químicas de los compuestos inorgánicos: reacciones ácido-base
o de neutralización (sin cambios en los estados de oxidación) y reacciones
redox (con cambios en los estados de oxidación).
Reacciones de la química orgánica
la química orgánica,nos referimos a ellas teniendo
como base a diferentes tipos de compuestos como alcanos,
alquenos,
alquinos,
alcoholes,
aldehídos,
cetonas, etc; que encuentran su clasificación, reactividad
y/o propiedades químicas en el grupo
funcional que contienen y este último será el responsable de los
cambios en la estructura y composición de la materia. Entre los grupos
funcionales más importantes tenemos a los dobles y
triples enlaces y a los grupos hidroxilo,
carbonilo
y nitro.
BALANCEO DE ECUACIONES QUÍMICAS
Una
reacción química es la manifestación de un cambio en la materia y la isla de un
fenómeno químico. A su expresión gráfica se le da el nombre de ecuación
química, en la cual, se expresan en la primera parte los reactivos y en la
segunda los productos de la reacción.
A + B C + D
Reactivos Productos
Para equilibrar
o balancear ecuaciones químicas, existen diversos métodos. En todos el objetivo
que se persigue es que la ecuación química cumpla con la ley de la conservación
de la materia.La ley de la conservación de la materia afirma que ningún átomo
puede crearse o destruirse en una reacción química, así que el número de átomos
que están presentes en los reactivos tiene que ser igual al número de átomos
presentes en los productos.
Es la
representación gráfica o simbólica de una reacción química que muestra
las sustancias, elementos o compuestos que reaccionan (llamados reactantes o
reactivos) y los productos
que se obtienen. La ecuación química también nos muestra la cantidad de
sustancias o elementos que intervienen en la reacción, en sí es la manera de
representarlas.
Es
también llamado cambio
químico y se define como todo proceso
químico en el cual una o más sustancias sufren transformaciones químicas. Las
sustancias llamas reactantes se combina para formar productos.
En la
reacción química intervienen elementos y compuestos. Un ejemplo de ello es el
Cloruro de Sodio (NaCl) o comúnmente conocido como "sal de mesa" o
"sal común".
La diferencia
entre una ecuación y una reacción química es simple: En la ecuación es la
representación simbólica lo cual utilizamos letras, símbolos
y números para representarla, mientras que en la reacción química es la forma
"practica" de la misma (Cuando se lleva a cabo).
REACTIVOS
Un reactivo o reactante es, en química,
toda sustancia
que interactúa con otra en una reacción química y que da lugar a otras
sustancias de propiedades, características y conformación
distinta, denominadas productos de reacción o simplemente productos.
Por tratarse de compuestos químicos, los reactivos se pueden
clasificar según muchas variables: propiedades físicoquímicas,
reactividad en reacciones químicas, características del uso del reactivo.
Sin embargo, por tratarse del concepto de reactivo la clasificación más
adecuada en este caso sería la de características de su uso, según la cual se
clasifican en el uso al que están destinados los reactivos. Esta clasificación
viene dada en el envase del reactivo y depende del tratamiento que se le haya dado, de su riqueza,
de su pureza que determina el uso químico que se le
va a poder dar, teniendo en cuenta la precisión, exactitud y error absoluto que
se ha de tener en la operación química a realizar.
Así los reactivos se pueden clasificar en:
Que produce reacción. Substancia que se emplea en química para reconocer
la naturaleza de ciertos cuerpos por medio de la acción que produce sobre ellos
(es casi lo mismo que sustancia reactante)
En concreto, nos encontramos con tres grandes grupos de reactivos,
como son líquidos, sólidos y preparados. No obstante, no podemos pasar por alto
tampoco que también existe otra clasificación que los agrupa en dos:
Los reactivos
de Grignard, descubiertos por el científico francés Victor Grignard,
son sustancias organometálicas que reaccionan con electrófilos. Gracias a su
hallazgo, Grignard obtuvo, en 1912, el Premio Nobel de Química.
El reactivo de Millon, por otra parte, se obtiene al disolver mercurio en ácido nítrico. La reacción química permite descubrir la presencia de tirosina en una solución ya que, ante la aparición de este aminoácido, se produce una mancha roja a partir del calentamiento de un coágulo de color blanco.
PRODUCTOS
Un producto químico es un conjunto de compuestos químicos (aunque en ocasiones sea
uno solo) destinado a cumplir una función. Generalmente el que cumple la
función principal es un solo componente, llamado componente activo. Los
compuestos restantes o excipientes, son para llevar a las condiciones óptimas al
componente activo (concentración, pH, densidad,
viscosidad,
etc.), darle mejor aspecto y aroma, cargas (para abaratar costos), etc.
Por "producto químico" se entiende toda sustancia, sola o en
forma de mezcla o preparación, ya sea fabricada u obtenida de la naturaleza,
excluidos los organismos vivos. Ello comprende las siguientes categorías plaguicida,
(incluidas las formulaciones plaguicidas extremadamente peligrosas) y productos
de la industria química.
Según el Convenio de Rótterdam se pueden distinguir
los siguientes tipos de productos químicos peligrosos para la salud humana
y para el medio ambiente.
Productos químicos insolventes
Un producto químico insolvente es aquél cuyos usos dentro de una
o más categorías han sido prohibidos en su totalidad, en virtud de una medida
reglamentaria firme, con objeto de proteger la salud humana o el medio
ambiente. Ello incluye los productos químicos cuya aprobación para primer uso
haya sido denegada o que las industrias hayan retirado del mercado interior o
de ulterior consideración en el proceso de aprobación nacional cuando haya
pruebas claras de que esa medida se haya adoptado con objeto de proteger la
salud humana o el medio ambiente.
Productos químicos rigurosamente
restringidos
Un producto químico rigurosamente restringido es aquel cuyo uso dentro
de una o más categorías haya sido prohibido prácticamente en su totalidad, en
virtud de una medida reglamentaria firme, con objeto de proteger la salud
humana o el medio ambiente, pero del que se sigan autorizando algunos usos
específicos. Ello incluye los productos químicos cuya aprobación para
prácticamente cualquier uso haya sido denegada o que las industrias hayan
retirado del mercado interior o de ulterior consideración en el proceso de
aprobación nacional cuando haya pruebas claras de que esa medida se haya
adoptado con objeto de proteger la salud humana y el medio ambiente. Los
productos químicos prohibidos son ácido, químico y desechos médicos o tóxicos.
Plaguicidas extremadamente
peligrosos
Una formulación plaguicida extremadamente peligrosa es todo
producto químico formulado para su uso como plaguicida que produzca efectos
graves para la salud o el medio ambiente observables en un período de tiempo
corto tras exposición simple o múltiple, en sus condiciones de uso.
REACTIVO
LIMITANTE
El reactivo
limitante es el reactivo que en una reacción química determinada, da a conocer o limita, la cantidad de producto
formado, y provoca una concentración especifica o limitante a la anterior.
Cuando
una ecuación está balanceada, la estequiometria
se emplea para saber los moles
de un producto obtenido a partir de un número conocido de moles de un reactivo.
La relación de moles entre reactivo y producto se obtiene de la ecuación
balanceada.
Generalmente
cuando se efectúa una reacción química los reactivos no se encuentran en
cantidades estequiometricamente exactas, es decir, en las proporciones que
indica su ecuación balanceada. En consecuencia, algunos reactivos se consumen
totalmente, mientras que otros son recuperados al finalizar la reacción. El
reactivo que se consume en primer lugar es llamado reactivo limitante,
ya que la cantidad de éste determina la cantidad total del producto formado.
Cuando este reactivo se consume, la reacción se detiene. El o los reactivos que
se consumen parcialmente son los reactivos en exceso.
La
cantidad de producto que se obtiene cuando reacciona todo el reactivo limitante
se denomina rendimiento teórico de la reacción.
El
concepto de reactivo limitante, permite a los químicos asegurarse de que un
reactivo, el más costoso, sea completamente consumido en el transcurso de una
reacción, aprovechándose así al máximo.
Método 1
Este método
se basa en la comparación de la proporción de las cantidades de reactivo con la
relación estequiometrico. Así, dada la ecuación general:
![]()
Siendo X e Y reactivos, Z
productos y a, b y c, sus respectivos coeficientes estequiométricos.
Si
![]() ![]()
Si
![]() ![]()
Método 2
Este
método consiste en el cálculo de la cantidad esperada de producto en función de
cada reactivo.
Se
permite que reaccionen 3g de dióxido de silicio y 4,5g de carbono a altas
temperaturas, para dar lugar a la formación de carburo de silicio según la
ecuación:
![]()
Para
encontrar el reactivo limitante debemos comparar la cantidad de producto que se
obtiene con la cantidad dada de reactivo por separado. El reactivo que produzca
la menor cantidad de producto es el reactivo limitante.
![]() ![]()
El
reactivo limitante es, en este caso, el dióxido de silicio.
REACTIVO EN
EXCESO
Cuando colocamos dos elementos o compuestos
para que reaccionen químicamente entre sí, lo usual es colocar una
cantidad exacta de uno de los reactivos, y colocar una cantidad en exceso del
segundo reactivo, para asegurarnos que el primero podrá reaccionar
completamente, y de esta manera, poder realizar cálculos basados en la ecuación
química ajustada estequiométricamente
El reactivo
que se consume por completo es el llamado reactivo limitante, porque es el que
determina la cantidad de producto que se puede producir en la reacción. Cuando
el reactivo limitante se consume, la reacción se detiene.
El reactivo que no reacciona completamente, sino
que “sobra”, es el denominado reactivo en exceso.
Si tenemos una cierta cantidad de dos elementos o
compuestos diferentes, para producir una reacción química, podemos saber con
anticipación cuál será el reactivo limitante y cuál el reactivo en exceso,
realizando algunos cálculos basados en la ecuación química ajustada.
Tomemos
por ejemplo la reacción de formación del amoníaco a partir de hidrógeno y
nitrógeno.
H2 + N2 = NH3
Si tengo 15 moles de hidrógeno y 10 moles de
nitrógeno, ¿cuál será el reactivo limitante, cuál el reactivo en exceso, y
cuántos moles de amoníaco se podrán obtener?
Lo primero que debemos hacer es ajustar la
reacción, es decir, colocar los coeficientes estequiométricos adecuados, para
que el número de átomos en los reactivos sea igual al número de átomos en los
productos, y de esta manera cumplir con la ley de conservación de la materia.
Entonces la reacción ajustada (al tanteo), quedará
de la siguiente manera:
3H2 + N2 = 2NH3
Esto se interpreta así: 3 moléculas o moles de
hidrógeno reaccionan con una molécula o mol de nitrógeno para obtener 2 moles o
moléculas de amoníaco.
Entonces, si tengo 15 moles de
hidrógeno, reaccionarán con 5 moles de nitrógeno, sobrando otros 5 moles
de este elemento. Por lo tanto en este caso, el hidrógeno es el reactivo
limitante, y el nitrógeno, el reactivo en exceso. Si con tres moles de
hidrógeno se producirían dos moles de amoníaco, con 15 moles de hidrógeno
obtendremos 10 moles de amoníaco.
Podemos trabajar con la unidad que necesitemos,
sean gramos o moles es indistinto, siempre que respetemos las proporciones
estequiométricas representadas en la reacción.
Otra manera de hallar el reactivo en exceso y el
reactivo limitante es calcular cuánta cantidad de producto se obtendría con
cada uno. El reactivo con el cual se obtendría mayor cantidad de producto es el
reactivo en exceso, y el otro, el reactivo limitante
RENDIMIENTO DE UNA REACCIÓN
es la cantidad de producto obtenido en una reacción química.1
El rendimiento absoluto puede ser dado como la masa en gramos o en moles
(rendimiento molar). El rendimiento fraccional o rendimiento relativo o
rendimiento porcentual, que sirve para medir la efectividad de un procedimiento
de síntesis, es calculado al dividir la cantidad de producto obtenido en moles
por el rendimiento teórico en moles:
Para obtener el rendimiento porcentual, multiplíquese el
rendimiento fraccional por 100% (por ejemplo, 0,673 = 67,3%).
Uno o más reactivos en una reacción química suelen ser usados en exceso.
El rendimiento teórico es calculado basado en la cantidad molar del reactivo limitante, tomando en cuenta la estequiometría
de la reacción. Para el cálculo, se suele asumir que hay una sola reacción
involucrada.
El rendimiento teórico o
ideal de una reacción química debería ser el 100%, un valor que es imposible
alcanzar en la mayoría de puestas experimentales. De acuerdo con Vogel, los
rendimientos cercanos al 100% son denominados cuantitativos, los rendimientos sobre el 90% son denominados excelentes, los rendimientos sobre el
80% muy buenos, sobre el 70%
son buenos, alrededor del 50%
son regulares, y debajo del 40%
son pobres.1
Los rendimientos parecen ser superiores al 100% cuando los productos son
impuros. Los pasos de purificación siempre disminuyen el rendimiento, y los
rendimientos reportados usualmente se refieren al rendimiento del producto
final purificado.
¿QUÉ ES UN ÁTOMO?
Los átomos
son la unidad básica de toda la materia, la estructura que define a todos los
elementos y tiene propiedades químicas bien definidas. Todos los elementos
químicos de la tabla periódica están compuestos por átomos con exáctamente la
misma estructura y a su vez, éstos se componen de tres tipos de partículas,
como los protones, los neutrones y los electrones.
Los
átomos son lo suficientemente pequeños para que la física clásica dé resultados
notablemente incorrectos. A través del desarrollo de la física, los modelos
atómicos han incorporado principios cuánticos para explicar y predecir mejor su
comportamiento.
Los electrones de un átomo
son atraídos por los protones en un núcleo atómico por esta fuerza electromagnética. Los protones y
los neutrones en el núcleo son atraídos el uno al otro por una fuerza
diferente, la fuerza nuclear, que es generalmente más fuerte
que la fuerza electromagnética que repele los protones cargados positivamente
entre sí. Bajo ciertas circunstancias, la fuerza electromagnética repelente se
vuelve más fuerte que la fuerza nuclear y los nucleones pueden ser expulsados
del núcleo, dejando tras de sí un elemento diferente: desintegración nuclear que
resulta en transmutación nuclear.
No toda la materia del
universo está compuesta de átomos. La materia
oscura constituye más del universo que la materia y no se compone de
átomos, sino de partículas de un tipo actualmente desconocido.
¿QUÉ ES UNA MOLÉCULA?
En química,
se llama molécula a un conjunto de al menos dos átomos
enlazados covalentes
que forman un sistema estable y eléctricamente neutro.1
2
Casi toda la química orgánica y buena parte de la química inorgánica se ocupan de la síntesis y reactividad
de moléculas y compuestos moleculares. La química física y, especialmente, la química cuántica también estudian,
cuantitativamente, en su caso, las propiedades y reactividad de las moléculas. La bioquímica
está íntimamente relacionada con la biología molecular, ya que ambas estudian a los
seres vivos a nivel molecular. El estudio de las interacciones específicas
entre moléculas, incluyendo el reconocimiento molecular es el campo de
estudio de la química supramolecular. Estas fuerzas
explican las propiedades físicas como la solubilidad
o el punto de ebullición de un compuesto molecular.
Las moléculas rara vez se encuentran sin interacción entre ellas, salvo en
gases enrarecidos y en los gases nobles. Así, pueden encontrarse en redes
cristalinas, como el caso de las moléculas de H2O en el
hielo o con interacciones intensas pero que cambian rápidamente de
direccionalidad, como en el agua líquida. En orden creciente de intensidad, las
fuerzas intermoleculares más relevantes son: las fuerzas de Van der Waals y los puentes de hidrógeno. La dinámica molecular es un método de simulación
por computadora que utiliza estas fuerzas para tratar de explicar las
propiedades de las moléculas
Las moléculas lábiles pueden perder su consistencia en
tiempos relativamente cortos, pero si el tiempo de vida medio es
del orden de unas pocas vibraciones moleculares, estamos ante un estado
de transición que no se puede considerar
molécula. Actualmente, es posible el uso de láser pulsado para el
estudio de la química de estos sistemas.
Las entidades que comparten la definición de las moléculas pero tienen
carga eléctrica se denominan iones poliatómicos, iones moleculares
o moléculas ion. Las sales compuestas por iones poliatómicos se
clasifican habitualmente dentro de los materiales de base molecular o
materiales moleculares.
Las partículas están formadas por moléculas. Una molécula viene a ser la
porción de materia más pequeña que aun conserva las propiedades de la materia
original.Las moléculas se encuentran fuertemente enlazadas con la finalidad de
formar materia.Las moléculas están formadas por átomos unidos por medio de
enlaces químicos.
![]()
¿QUÉ REPRESENTA EL NÚMERO DE AVOGADRO Y CUÁL ES SU VALOR?
La constante de Avogadro
(símbolos: L, NA) es el número de partículas elementales (usualmente átomos
o moléculas)
en un mol
de una sustancia cualquiera, donde el mol es una de las siete unidades básicas del Sistema Internacional de Unidades
(SI). Su dimensión es el recíproco del mol y su valor es igual a 6,022
140857(74)×1023 mol−1.2
3
4
Definiciones anteriores de
cantidad química involucraron el número de Avogadro, un término
histórico íntimamente relacionado a la constante de Avogadro pero definida de
otra forma: inicialmente definido por Jean Baptiste Perrin como el número de
átomos en un mol
de hidrógeno.
Luego fue redefinido como el número de átomos en 12 gramos del isótopo carbono-12
y posteriormente generalizado para relacionar cantidades de sustancia a sus
pesos moleculares.5
Por ejemplo, de forma aproximada, 1 gramo de hidrógeno, que tiene un número
másico de 1, contiene 6,022×1023 átomos de hidrógeno. De igual
manera, 12 gramos de carbono-12 (número másico de 12) contiene el mismo número
de átomos, 6,022×1023. El número de Avogadro es una magnitud adimensional y tiene el valor
numérico de la constante de Avogadro, que posee unidades de medida.
La constante de Avogadro es
fundamental para entender la composición de las moléculas y sus interacciones y
combinaciones. Por ejemplo, ya que un átomo de oxígeno se combinará con dos
átomos de hidrógeno para crear una molécula de agua (H2O), de igual
forma un mol de oxígeno (6,022×1023 de átomos O) se combinarán con
dos moles de hidrógeno (2 × 6,022×1023 de átomos H) para crear un
mol de H2O.
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