Química general / Kenneth W. Whitten, Raymond E. Davis, Merlin Larry Peck.

CONTENIDO
Capítulo 1
Los fundamentos de la Química 1
Materia y energía 4
Química aplicada. El desarrollo de la Ciencia
Ciencia y método científico 5
Estados de la materia 7
Propiedades químicas y físicas 8
Cambios químicos y físicos 10
Mezclas, sustancias, compuestos y elementos 11
Mediciones en Química 15
Unidades de medida 16
Uso de los números 18
El método del factor unidad (análisis dimensional) 22
Porcentaje 26
Densidad y densidad relativa 27
Química aplicada La vida diaria
¿Pueden ser los sólidos más ligeros que el aire? 30
Calor y temperatura 31
Transferencia de calor y medición del calor 33
Palabras clave 35
Ejercicios 36
Capítulo 2
Fórmulas químicas y estequiometría de composición 40
Átomos y moléculas 41
Fórmulas químicas 44
Química aplicada. El desarrollo de la Ciencia
¿Existen realmente los átomos y las moléculas? 45
Iones y compuestos iónicos 48
Una introducción a la nomenclatura de los compuestos 49
Pesos atómicos 50
El mol 51
Química aplicada El desarrollo de la Ciencia
Numero de Avogadro 54
Pesos fórmula, pesos moleculares y moles 56
Composición porcentual y fórmulas de compuestos 61
Química aplicada. El desarrollo de la Ciencia
Nombres de los elementos 62
Derivación de fórmulas a partir de la composición elemental 64
Determinación de fórmulas moleculares 66
Algunas otras interpretaciones de las fórmulas químicas 70
Pureza de las muestras 73
Palabras clave 75
Ejercicios 75
Capítulo 3
Ecuaciones químicas y estequiometría de la reacción 80
Ecuaciones químicas 82
Cálculos basados en ecuaciones químicas 84
El concepto de reactante limitante 88
Porcentaje de rendimiento a partir de reacciones químicas 91
Reacciones secuenciales 92
Concentraciones de disoluciones 94
Dilución de disoluciones 98
Uso de disoluciones en reacciones químicas 100
Valoraciones 103
Palabras clave 106
Ejercicios 107
Capítulo 4
Algunos tipos de reacciones químicas 112
La tabla periódica: metales no metales y metaloides 114
Química aplicada El desarrollo de la Ciencia
La tabla periódica 119
Disoluciones acuosas. Introducción 120
Reacciones en disoluciones acuosas 126
Reacciones de precipitación 128
Reacciones ácido-base 130
Estados de oxidación 135
Reacciones de oxidación-reducción. Introducción 137
Reacciones de desplazamiento 139
NOMENCLATURA DE COMPUESTOS INORGANICOS 143
Nomenclatura de compuestos binarios 143
Nomenclatura de ácidos ternarios y sus sales 145
Palabras clave 149
Ejercicios 150
Capítulo 5
La estructura de los átomos 154
PARTICULAS SUBATOMICAS 156
Partículas fundamentales 156
El descubrimiento de los electrones 157
Rayos canales y protones 159
Rutherford y el átomo nuclear 160
Numero atómico 162
Neutrones 163
Numero de masa e isótopos 164
Espectrometría de mesas y abundancia isotópica 164
La escala de pesos atómicos y los pesos atómicos 167
LAS ESTRUCTURAS ELECTRONICAS DE LOS ATOMOS 169
Radiación electromagnética 169
El efecto fotoeléctrico 173
Espectros atómicos y el átomo de Bohr 173
La teoría de Bohr y la ecuación de Rydberg 177
La naturaleza ondulatoria del electrón 180
La descripción mecanocuántica del átomo 181
Química aplicada. Investigación y tecnología
Astroquímica 182
La ecuación de Schrödinger 184
Números cuánticos 184
Orbitales atómicos 186
Configuraciones electrónicas 190
Paramagnetismo y diamagnetismo 193
La tabla periódica y las configuraciones electrónicas 197
Palabras clave 200
Ejercicios 202
Capítulo 6
Periodicidad química 207
Mas sobre la tabla periódica 208
Propiedades PERIODICAS DE LOS ELEMENTOS 210
Radios atómicos 210
Energía de ionización 213
Afinidad electrónica 216
Radios iónicos 218
Electronegatividad 220
REACCIONES QUIMICAS Y PERIODICIDAD 221
Hidrógeno y los hidruros 221
Química aplicada. Investigación y tecnología
¿Llenar con hidruros? 225
Oxígeno y los óxidos 226
Química aplicada. El medio ambiente
Lluvia ácida 235
Palabras clave 237
Ejercicios 238
Capítulo 7
Enlace químico 243
Fórmulas de Lewis de los átomos 245
ENLACE IONICO 246
Formación de compuestos iónicos 246
Introducción a las relaciones energéticas en el enlace iónico 251
ENLACE COVALENTE 252
Formación de enlaces covalentes 253
Fórmulas de Lewis para moléculas e iones poliatómicos 254
La regla del octete 255
Resonancia 259
Cargas formales 260
Limitaciones de la regla del octete para las fórmulas de Lewis 263
Enlaces covalentes polares y no polares 267
Momentos dipolares 268
El margen continuo de tipos de enlace 268
Palabras clave 270
Ejercicios 270
Capítulo 8
Estructura molecular y teorías del enlace covalente 274
Una visión general del capitulo 276
Teoría de repulsión de los pares electrónicos de la capa de valencia (TRPECV) 278
Química aplicada. Investigación y tecnología
La guerra contra los supergérmenes 279
Moléculas polares. La influencia de la geometría molecular 281
Teoría del enlace de valencia (EV) 283
FORMAS MOLECULARES Y ENLACE 283
Geometría electrónica lineal. Especies AB2 (sin pares electrónicos no compartidos sobre A) 284
Geometría electrónica plano trigonal. Especies AB3 (sin pares electrónicos no compartidos sobre A) 286
Geometría electrónica tetraédrica. Especies AB4 (sin pares electrónicos no compartidos sobre A) 288
Geometría electrónica tetraédrica. Especies AB3E (un par electrónico no compartido sobre A) 292
Geometría electrónica tetraédrica. Especies AB2E2 (dos pares electrónicos no compartidos sobre A) 296
Geometría electrónica tetraédrica. Especies ABE3 (tres pares electrónicos no compartidos sobre A) 298
Geometría electrónica bipiramidal trigonal. AB5, AB4E,AB3E2 y AB2E3 298
Geometría electrónica octaédrica. AB6, AB5E yAB4E2 301
Compuestos que contienen enlaces dobles 306
Compuestos que contienen enlaces triples 308
Resumen de las geometrías electrónicas y moleculares 309
Palabras clave 311
Ejercicios 312
Capítulo 9
Orbitales moleculares en el enlace químico 316
Orbitales moleculares 318
Diagramas de niveles de energía de orbitales moleculares 320
Orden de enlace y estabilidad de enlace 322
Moléculas diatómicas homonucleares 323
Química aplicada El medio ambiente
El incendio del siglo 325
Moléculas diatómicas heteronucleares 327
Deslocalización y formas de los orbitales moleculares 329
Palabras clave 332
Ejercicios 333
Capítulo 10
Reacciones en disoluciones acuosas I: ácidos, bases y sales 335
Propiedades de disoluciones acuosas de ácidos y bases 337
Ácido sulfúrico salvavidas 338
La teoría de Arrhenius 339
El ion hidrógeno hidratado 339
La teoría de Bronsted y Lowry 339
Fuerza de los ácidos 342
Reacciones de ácidos y bases 345
Sales ácidas y sales básicas 347
Anfoterismo 348
Sales ordinarias de ácidos ternarios 349
Preparación de ácidos 350
La teoría de Lewis 352
Palabras clave 354
Ejercicios 354
Capítulo 11
Reacciones en disoluciones acuosas II: cálculos 359
REACCIONES ACIDO-BASE ACUOSAS 360
Cálculos que implican molaridad 360
VALORACIONES ACIDO-BASE 364
El método del mol y molaridad 365
Pesos equivalentes y normalidad 367
REACCIONES DE OXIDACION-REDUCCION 371
Método del cambio en el numero de oxidación 371
Adición de H+, OH- o H2O para ajustar oxigeno o hidrógeno 374
El método de la semi-reacción 377
Estequiometría de las reacciones redox 379
Cerillas, pistolas de pistones, fuegos artificiales y viajes espaciales 380
Palabras clave 383
Capítulo 12
Gases y la teoría cinético-molecular 388
Comparación de sólidos líquidos y gases 390
Composición de la atmósfera y algunas propiedades comunes de los gases 390
Presión 391
Química aplicada El medio ambiente
El efecto invernadero 392
Ley de Boyle: la relación de presión a volumen 395
Ley de Charles: la relación de volumen a temperatura; la escala de temperatura absoluta 399
Temperatura y presión normales 401
La ecuación de las leyes combinadas de los gases 401
Química aplicada. Investigación y tecnología
¿Pueden los frigoríficos mantenerse fríos con el Rock and Roll? 402
La ley de Avogadro y el volumen molar normal 404
Resumen de las leyes de los gases. La ecuación de los gases ideales 405
Determinación de pesos moleculares y fórmulas moleculares de sustancias gaseosas 409
Ley de Dalton de las presiones parciales 413
Química aplicada. El medio ambiente
Radón y fumar 418
La teoría cinético-molecular 420
Teoría cinético-molecular, la ecuación de los gases ideales y velocidades moleculares 423
Difusión y efusión de gases 425
Gases reales. Desviaciones de la idealidad 426
Relaciones masa-volumen en reacciones que implican gases 429
Palabras clave 431
Ejercicios 432
Capítulo 13
Líquidos y sólidos 439
Descripción cinético-molecular de líquidos y sólidos 442
Atracciones intermoleculares y cambios de fase 443
EL ESTADO LIQUIDO 448
Viscosidad 448
Tensión superficial 449
Acción capilar 450
Evaporación 450
Presión de vapor 452
Puntos de ebullición y destilación 453
Transferencia de calor implicando a líquidos 454
La ecuación de Clausius-Clapeyron 456
EL ESTADO SOLIDO 458
Punto de fusión 458
Transferencia de calor implicando a sólidos 458
Sublimación y la preside de vapor de sólidos 461
Diagramas de fase (P frente a T) 462
Sólidos amorfos y sólidos cristalinos 465
Difracción de rayos X 466
Estructuras de los cristales 467
Química aplicada. Investigación y tecnología
Metales de enfriados rápidamente 468
Enlace en los sólidos 471
Química aplicada. Investigación y tecnología
Superconductividad 480
Teoría de bandas en metales 483
Química aplicada. Investigación y tecnología
Semiconductores 486
Palabras clave 488
Ejercicios 489
Capítulo 14
Disoluciones 496
EL PROCESO DE DISOLUCION 498
Espontaneidad del proceso de disolución 498
Disolución de sólidos en líquidos 500
Disolución de líquidos en líquidos (miscibilidad) 503
Disolución de gases en líquidos 504
Química aplicada La vida diaria
Solubilidad y la propagación del SIDA 505
Velocidades de disolución y saturación 507
Efecto de la temperatura sobre la solubilidad 508
Efecto de la presión sobre la solubilidad 510
Molalidad y fracción molar 510
PROPIEDADES COLIGATIVAS DE LAS DISOLUCIONES 512
Descenso de la presión de vapor y ley de Raoult 513
Destilación fraccionada 516
Elevación del punto de ebullición 518
Descenso del punto de congelación 519
Determinación del peso molecular mediante el descenso del punto de congelación o elevación del punto de ebullición 521
Propiedades coligativas y disociación de electrólitos 522
Porcentaje de ionización y valor de i de los datos del descenso del punto de congelación 524
Presión osmótica 525
COLOIDES 529
Química aplicada. La vida diaria
Purificación del agua y hemodiálisis 530
El efecto Tyndall 532
El fenómeno de la adsorción 533
Coloides hidrofólicos e hidrofóbicos 533
Química aplicada. La vida diaria
¿Por qué va bien el vino tinto con las carnes rojas? 535
Palabras clave 536
Ejercicios 538
Capítulo 15
Termodinámica química 543
CAMBIOS DE CALOR Y TERMOQUIMICA 545
La primera ley de la termodinámica 545
Algunos términos termodinámicos 547
Cambios de entalpía 549
Calorimetría 549
Ecuaciones termoquímicas 551
Estados normales y cambios de entalpía normal 554
Entalpías molares normales de formación 554
Ley de Hess 556
Energías de enlace 560
Cambios en la energía interna, AE 563
Relación entre AH y AE 568
ESPONTANEIDAD DE LOS CAMBIOS FISICOS Y QUIMICOS 569
Las dos partes de la espontaneidad 570
La segunda ley de la termodinámica 570
Entropía, S 571
Variación de la energía libre, AG, y espontaneidad 576
Dependencia de la espontaneidad con la temperatura 579
Palabras clave 582
Ejercicios 583
Capítulo 16
Cinética química 592
La velocidad de una reacción 594
FACTORES QUE AFECTAN A LAS VELOCIDADES DE REACCION 598
Naturaleza de los reactivos 598
Concentraciones de los reactivos: la expresión de la ley de velocidad 599
Concentración frente al tiempo: la ecuación integrada de velocidad 605
Cálculos derivados de las ecuaciones integradas de velocidad 611
Uso de ecuaciones integradas de velocidad para determinar el orden de reacción 612
Teoría de colisiones de las velocidades de reacción 616
Teoría del estado de transición 618
Mecanismos de reacción y la expresión de la ley de velocidad 620
Química aplicada. El medio ambiente Ozono 624
Temperatura: la ecuación de Arrhenius 626
Catalizadores 629
Palabras clave 637
Ejercicios 637
Capítulo 17
Equilibrio químico 644
Conceptos básicos 645
La constante de equilibrio 648
Variación de Kc con la forma de la ecuación ajustada 651
El cociente de reacción 652
Usos de la constante de equilibrio, Kc 653
Factores que afectan a los equilibrios 656
Aplicación de un cambio a un sistema en equilibrio 663
Presiones parciales y la constante de equilibrio 666
Relación entre Kp y Kc 667
Equilibrios heterogéneos 670
Relación entre delta G y la constante de equilibrio 671
Evaluación de las constantes de equilibrio a diferentes temperaturas 675
Palabras clave 676
Ejercicios 676
Capítulo 18
Equilibrios iónicos I: ácidos y bases 683
Un breve resumen de electrólitos fuertes 684
La autoionización del agua 686
Las escalas de pH y pOH 688
Constantes de ionización pare ácidos y bases monopróticos débiles 691
Química aplicada. La vida diaria
¿Hervir el agua la hace ácida? 692
Indicadores ácido-base 702
El efecto del ion común y disoluciones reguladoras 704
Acción reguladora 709
Química aplicada La vida diaria
Diversión con carbonatos 713
Preparación de disoluciones reguladoras 714
Ácidos polipróticos 716
Palabras clave 720
Ejercicios 720
Capítulo 19
Equilibrios iónicos II: hidrólisis y valoraciones 725
Sales de bases fuertes solubles y ácidos fuertes 727
Sales de bases fuertes solubles y ácidos débiles 727
Sales de bases débiles y ácidos fuertes 730
Sales de bases débiles y ácidos débiles 732
Sales que contienen cationes pequeños, de carga elevada 733
Química aplicada. La vida diaria
Domando ácidos con sales inofensivas 735
CURVAS DE VALORACION 736
Curvas de valoración ácido fuerte-base fuerte 736
Curvas de valoración ácido débil-base fuerte 740
Curvas de valoración ácido débil-base débil 742
Palabras clave 743
Ejercicios 743
Capítulo 20
Equilibrios iónicos III: el principio del producto de solubilidad 746
Constantes del producto de solubilidad 747
Determinación de las constantes del producto de solubilidad 749
Usos de las constantes del producto de solubilidad 751
Química aplicada. Investigación y tecnología
Haciendo crecer cemento 756
Precipitación fraccionada 756
Equilibrios simultáneos implicando compuestos ligeramente solubles 759
Disolución de precipitados 762
Palabras clave 765
Ejercicios 765
Capítulo 21
Electroquímica 768
Conducción eléctrica 771
Electrodos 771
CELULAS ELECTROLITICAS 771
La electrólisis del cloruro sódico fundido (célula de Downs) 772
La electrólisis del cloruro sódico acuoso 773
La electrólisis del sulfato sódico acuoso 774
Ley de Faraday de la electrólisis 775
Determinación del estado de oxidación (carga sobre un ion) mediante electrólisis 777
Química aplicada. La vida diaria
Una visión espectacular de un mol de electrones 778
Refinado electrolítico y electrodeposición de metales 779
CELULAS VOLTAICAS O GALVANICAS 780
La construcción de células voltaicas sencillas 781
La célula de cinc-cobre 782
La célula de cobre-plata 783
POTENCIAS NORMALES DE ELECTRODO 785
El electrodo normal de hidrógeno (ENH) 785
La célula de cinc-ENH 786
La célula de cobre-ENH 787
Potenciales normales de electrodo 788
Usos de los potenciales normales de electrodo 790
Potenciales normales de electrodo pare otras semi-reacciones 792
Corrosión 794
Protección contra la corrosión 795
Química aplicada. La vida diaria
Errores electroquímicos 796
EFECTO DE LAS CONCENTRACIONES (O PRESIONES PARCIALES) SOBRE LOS POTENCIALES DE ELECTRODO 797
La ecuación de Nernst 797
Células de concentración 803
La relación de Célula con AG_ y K 805
CELULAS VOLTAICAS PRIMARIAS 808
La pila seca 809
CELULAS VOLTAICAS SECUNDARIAS 810
La batería acumuladora de plomo 811
La célula de níquel-cadmio (nicad) 812
La célula de combustible hidrógeno-oxígeno 812
Palabras clave 814
Ejercicios 815
Metales I: metalurgia 821
Capítulo 22
METALES 822
Existencia de los metales 822
METALURGIA 824
Pretratamiento de menas 824
Reducción a metales libres 826
Química aplicada. El desarrollo de la Ciencia
La historia humana refleja la actividad de los metales 828
Refino de metales 829
METALURGIAS DE METALES ESPECIFICOS 829
Magnesio 830
Aluminio 831
Hierro 832
Cobre 834
Oro 835
Química aplicada. El medio ambiente
Utilización y conservación de los recursos metálicos 836
Palabras clave 836
Ejercicios 838
Capítulo 23
Metales II: propiedades y reacciones 840
LOS METALES ALCALINOS (GRUPO IA) 842
Metales del Grupo IA: propiedades y existencia 842
Reacciones de los metales del Grupo IA 843
Usos de los metales del Grupo IA y sus compuestos 844
Química aplicada. El desarrollo de la Ciencia
Elementos traza y vida 846
LOS METALES ALCALINOTERREOS (GRUPO IIA) 848
Metales del Grupo IIA: propiedades y existencia 848
Reacciones de los metales del Grupo IIA 849
Usos de los metales del Grupo IIA y sus compuestos 850
LOS METALES DE POST-TRANSICION 852
Tendencias periódicas. Grupo IIIA 852
Química aplicada. El desarrollo de la Ciencia
El metal más valioso del mundo 853
LOS METALES DE TRANSICION d 855
Propiedades generales 856
Configuraciones electrónicas y estados de oxidación 857
Clasificación en subgrupos 858
Oxidos e hidróxidos de cromo 859
Palabras clave 861
Ejercicios 861
Algunos no metales 863
Capítulo 24
LOS GASES NOBLES (GRUPO 0) 865
Existencia, usos y propiedades 865
Compuestos de xenón 866
LOS HALOGENOS (GRUPO VIIA) 866
Propiedades 867
Existencia, producción y usos 868
Reacciones de los halógenos libres 870
Los haluros de hidrógeno (acidos halhídricos) 871
Los oxoácidos (ácidos ternarios) de los halógenos 872
AZUFRE, SELENIO Y TELURO 874
Existencia, propiedades y usos 874
Reacciones de los elementos del Grupo VIA 876
Hidruros de los elementos del Grupo VIA 877
Oxidos del Grupo VIA 877
Oxoácidos del azufre 879
NITROGENO Y FOSFORO 880
Existencia del nitrógeno 880
Compuestos hidrogenados del nitrógeno 882
Oxidos del nitrógeno 883
Química aplicada. El medio ambiente
Óxidos de nitrógeno y smog fotoquímico 884
Algunos oxoácidos del nitrógeno y sus sales 885
Fósforo 887
SILICIO 887
El silicio y los silicatos 887
Palabras clave 889
Ejercicios 889
Capítulo 25
Compuestos de coordinación 892
Compuestos de coordinación 893
Los complejos aminados 896
Palabras importantes 897
Nomenclatura 899
Estructuras 899
ISOMERIA EN LOS COMPUESTOS DE COORDINACION 901
Isómeros estructurales (constitucionales) 901
Estereoisómeros 904
EL ENLACE EN LOS COMPUESTOS DE COORDINACION 907
Teoría de enlaces de valencia 907
Teoría del campo cristalino 911
El color y la serie espectroquímica 914
Energía de estabilización del campo cristalino 916
Palabras clave 918
Ejercicios 919
Capítulo 26
Química nuclear 922
El núcleo 924
Relación neutrón-protón y estabilidad nuclear 925
Estabilidad nuclear y energía de unión 925
Desintegración radiactiva 929
Núcleos ricos en neutrones (encima de la banda de estabilidad) 930
Núcleos pobres en neutrones (debajo de la banda de estabilidad) 930
Núcleos con numero atómico mayor que 83 931
Detección de radiaciones 931
Velocidades de desintegración y semivida 934
Series de desintegración 935
Usos de los radionúclidos 937
Transmutaciones artificiales de elementos 940
Química aplicada El desarrollo de la Ciencia
Una teoría sobre la extinción de los dinosaurios 943
Fisión y fusión nuclear 944
La bomba atómica (fisión) 946
Química aplicada El desarrollo de la Ciencia
Química frente a Física 947
Reactores nucleares (fisión) 948
Energía de fusión nuclear (termonuclear) 951
Palabras clave 952
Ejercicios 953
Capítulo 27
Química orgánica I: compuestos 957
HIDROCARBUROS SATURADOS 960
Alcanos y cicloalcanos 960
Nomenclatura de hidrocarburos saturados 965
HIDROCARBUROS INSATURADOS 970
Alquenos 970
Química aplicada. La vida diaria
Petróleo 971
Alquinos 975
HIDROCARBUROS AROMATICOS 977
Benceno 977
Otros hidrocarburos aromáticos 978
Hidrocarburos. Resumen 981
GRUPOS FUNCIONALES 981
Química aplicada Investigación y tecnología
C60 y los fullerenos 982
Haluros orgánicos 983
Alcoholes y fenoles 984
Eteres 989
Aminas 990
Acidos carboxílicos 992
Algunos derivados de los ácidos carboxílicos 995
Química aplicada. La vida diaria
Mantequilla, margarinas y grasas trans 1000
Aldehídos y cetonas 1000
Resumen de grupos funcionales 1003
Palabras clave 1005
Ejercicios 1006
Capítulo 28
Química orgánica II: geometría molecular y reacciones 1011
GEOMETRIAS DE LAS MOLECULAS ORGANICAS 1012
Isómeros constitucionales 1013
Estereoisómeros 1014
Conformaciones 1017
CLASES FUNDAMENTALES DE REACCIONES ORGANICAS 1019
Reacciones de sustitución 1019
Reacciones de adición 1023
Reacciones de eliminación 1025
ALGUNAS OTRAS REACCIONES ORGANICAS 1027
Reacciones de ácidos y bases Bonsted-Lowry 1027
Reacciones de oxidación-reducción 1031
Química aplicada. Investigación y tecnología
Comunicación química 1032
Formación de derivados de ácidos carboxílicos 1037
Hidrólisis de ésteres 1038
Reacciones de polimerización 1039
Química aplicada. Investigación y tecnología
Plásticos más duros que el acero 1045
Palabras clave 1047
Ejercicios 1048