QuÃmica I - CCH Naucalpan - Universidad Nacional AutÃ³noma de ...

UNAMUNIVERSIDAD NACIONALAUTÓNOMA DE MÉXICOESCUELA NACIONAL COLEGIODE CIENCIAS Y HUMANIDADESPLANTEL NAUCALPANC C H-NÁrea de Ciencias ExperimentalesGUÍA ILUSTRADA CONEJERCICIOS PROPUESTOS YRESUELTOS EN CADATEMÁTICA PARA PRESENTAREXAMEN EXTRAORDINARIODE QUÍMICA IElaboradores:POC. Asoc. “B” Antonio Rodríguez RamírezProfr. Asig. “B” Marco Antonio Lagarde TorresRevisores:POC. Titular “C” López Recillas MaritzaPOC. Titular “C” Martínez Arronte AlfredoPOC. Titular “C” Vega Suárez Lorenzo ManuelPOC: Titular “C” Muñoz Gutiérrez MiguelPOC. Titular “B” Maza Álvarez JesúsProfr. Asignatura “B” Flores Sánchez Juan ManuelProfr. Asignatura “B” Fabián Farías VíctorEnero de 2011

INDICEUNIDAD I. AGUA, COMPUESTO INDISPENSABLEINTRODUCCIÓN 1Unidades del curso de Química I 1Apartados de la Unidad 1 1Apartados de la Unidad 2 1Conceptos clave 1Presentación 2Instrucciones para el uso de la guía de Química I 3¿POR QUÉ EL AGUA SE CONTAMINA TAN FÁCILMENTE? 4Mapa conceptual del apartado 4Estructura de la molécula del agua 5Mezclas 5Mezcla heterogénea 6Mezcla homogénea 6Disolución, soluto y disolvente 6Ejercita lo aprendido 7Ejercicios de autoevaluación 9¿CÓMO SE SEPARAN LOS CONTAMINANTES DEL AGUA? 10Mapa conceptual del apartado 10Clasificación de la materia 11Métodos de separación de mezclas 12Decantación 12Filtración 13Evaporación 13Destilación 14Fuerzas intermoleculares 15Estados de agregación de la materia. sólido, líquido y gas 16Enlace puente de hidrógeno 18Ejercita lo aprendido 19Ejercicios de autoevaluación 22¿QUÉ IMPORTANCIA TIENEN LAS MEZCLAS EN NUESTRA VIDADIARIA? 24Mapa conceptual del apartado 24Mezclas de uso cotidiano 25Importancia de la formulación 26Concentración de las disoluciones 26Porcentaje en masa 27Porcentaje en volumen 27I

Ejercita lo aprendido 28Ejercicios de auto evaluación 31¿ES EL AGUA UN COMPUESTO O UN ELEMENTO? 33Mapa conceptual del apartado 34Diferencia entre un cambio físico y un químico 34Electrólisis del agua 34Síntesis del agua 35Cambio físico 36Cambio químico 37Ejercita lo aprendido 38Ejercicios de autoevaluación 43¿POR QUÉ EL AGUA ES INDISPENSABLE PARA LA VIDA? 47Mapa conceptual del apartado 47¿Qué papel cumple el agua en los organismos vivos? 48Ejercita lo aprendido 50UNIDAD 2. OXÍGENO, COMPONENTE ACTIVO DEL AIRE 51¿Es el aire una mezcla o una sustancia pura? 52Mapa conceptual del apartado 52¿Por qué el aire es una mezcla? 53Componentes del aire 53Importancia del aire 54Ejercita lo aprendido 55Ejercicios de autoevaluación 56¿CÓMO ACTÚA EL OXÍGENO DEL AIRE SOBRE LOS ELEMENTOS? 57Mapa conceptual del apartado 58Diferencia de metales y no metales por su comportamiento frente aloxígeno 58Color de los indicadores 61Fórmulas químicas 63Nomenclatura de compuestos: óxidos básicos y oxiácidos. 65Lluvia ácida 66Ejercita lo aprendido 67¿EN QUÉ SON DIFERENTES LOS METALES DE LOS NO METALES? 76Mapa mental del apartado 77¿Qué propiedades presentan los metales y los no metales? 78II

Evolución del modelo atómico 78Dalton 78Thomson 79Rutherford 79Bohr 79H. G. J. Mosley 79J. Chadwik 79Tabla periódica 80Propiedades periódicas:ElectronegatividadEnergía de ionizaciónRadio atómicoCarácter metálicoEjercita lo aprendido 86Ejercicios de autoevaluación 898384858585¿EN QUÉ DIFIEREN LOS ÓXIDOS METÁLICOS DE LOS NOMETÁLICOS? ¿CÓMO PODEMOS PREDECIR EL TIPO DE ENLACE 93QUE HAY ENTRE DOS ÁTOMOS?Mapa conceptual del apartado 94Enlace químico 95Estructuras de Lewis 96Enlace iónico 97Enlace covalente 98Representación de Lewis en enlaces interatómicos 99¿Cómo podemos predecir el tipo de enlace entre dos átomos? 100Tipo de enlace de acuerdo a la diferencia de electronegatividad 101Diferencia en las propiedades de los compuestos iónicos y covalentes 102Fuerzas dipolares 104Enlaces de hidrógeno 105Ejercita lo aprendido 106¿QUÉ LES SUCEDE A LAS SUSTANCIAS AL QUEMARLAS? 109Mapa conceptual del apartado 109Lectura: “Reacción del oxígeno con combustibles para producir energía” 110“Importancia de las reacciones de combustión” 111¿Qué problemática generan los productos de la combustión? 113Ejercita lo aprendido 114Ejercicios de autoevaluación 118III

¿SE PUEDE DETENER LA CONTAMINACIÓN DEL AIRE EN LACIUDAD DE MÉXICO?121La contaminación en la Ciudad de México 121Efectos de la contaminación en la atmósfera 123El problema del ozono y el efecto invernadero 124Generalidades de contaminantes como: CO, CO 2 , Pb y SO 2 126¿Cómo afectan a nuestra salud los contaminantes? 127¿Cómo podemos tener un aire más limpio? 129Ejercita lo aprendido 131Examen de simulación tipo extraordinario 138Solución al examen tipo extraordinario 151Bibliografía 152Recursos 152Direcciones electrónicas 153IV

INTRODUCCIÓN.El programa de estudios de Química I del CCH, se encuentra estructurado en dosunidades:Unidad 1. Agua, compuesto indispensable. Tiempo destinado: 30 horas.Distribuidos en cinco apartadosApartados de la unidad 1:¿Por qué el agua se contamina tan fácilmente? 5 horas¿Cómo se separan los contaminantes del agua? 4 horas¿Qué importancia tienen las mezclas en nuestra vida diaria? 2 horas¿Es el agua un compuesto o un elemento? 12 horas¿Por qué es indispensable el agua para la vida? 3 horasUnidad 2. Oxígeno, componente activo del aire. Tiempo destinado 50 horasDistribuidos en siete apartadosApartados de la unidad 2:¿Es el aire una mezcla o una sustancia pura? 3 horas¿Cómo actúa el oxígeno del aire sobre los elementos? 10 horas¿En qué son diferentes los metales de los no metales? 14 horas¿En qué difieren los óxidos metálicos de los no metálicos? 14 horas¿Cómo podemos predecir el tipo de enlace que hay entre dos átomos?¿Qué les sucede a las sustancias al quemarlas?5 horas¿Se puede detener la contaminación del aire en la ciudad de México? 4 horasConceptos clave:Por la importancia que tienen para el conocimiento de los fenómenos químicos, seenfatiza en ellas el aprendizaje de los conceptos de COMPUESTO, ELEMENTO,ESTRUCTURA DE LA MATERIA (ÁTOMO Y MOLÉCULA), REACCIÓN QUÍMICAy ENLACE, el concepto de MEZCLA está relacionado en el estudio de compuestoy reacción química.1

PRESENTACIÓNEl propósito de esta Guía y Material de Auto – Estudio es proporcionarte un apoyoteórico de carácter introductorio que te permita tener un panorama general sobreel estudio de las temáticas del agua y del aire en los cuales se encuentransustentados los siguientes conceptos básicos: mezcla, compuesto, elemento,estructura de la materia, enlace químico y reacción química.Esta guía autodidacta de Química I te da la oportunidad de organizarcorrectamente tus conocimientos para aprobar la asignatura de química ya sea enun examen extraordinario (remedial) o en un curso normal (preventiva), para ellocuentas con este grupo de profesores interesados en tu éxito como estudiante. Terecordamos que las temáticas desarrolladas en esta guía y material de autoestudioserán evaluadas en el examen extraordinario, por tanto, consideramos quees un material útil para:‣ Adquirir los conocimientos básicos de la asignatura y comprender los temasde mayor dificultad del programa de Química I.‣ Preparar el examen extraordinario de manera oportuna y satisfactoria.‣ Preparar tanto las temáticas como el examen ordinario si eres alumnoregular.‣ Repasar en general tu curso normal de Química I.Para ello necesitas tener: Disciplina, constancia y hábitos de estudio, este apoyolo puedes recibir con nosotros (nos encuentras en el Área de Cienciasexperimentales) o asistiendo al programa institucional de asesorías (PIA) encualquiera de sus modalidades preventiva o remedial ubicada en la planta alta deledificio E o consultando los materiales de Química I existentes en el PortalAcadémico del CCH con la finalidad de que apruebes tu examen ordinario oextraordinario.Finalmente queremos hacer mención que los aprendizajes que contiene la guíacorresponden solamente a los conceptuales y no se hace mención a losprocedimentales ni a los actitudinales ya que se trata de un material para examenextraordinario.2

INSTRUCCIONES PARA EL USO DE LA GUÍA DE ESTUDIOS DE QUÍMICA I.Para que te prepares adecuadamente en forma preventiva para que no repruebeso para preparar el examen extraordinario de Química I será necesario queestudies todos los contenidos de cada apartado del programa propuestos en laguía.Ahora bien, con el propósito de apoyarte en tu estudio, en esta guía te ofrecemosen cada uno de los apartados:Un mapa conceptual de lo que debes aprender en cada una de ellas.Un apoyo teórico, a través de una lectura breve correspondiente a latemática, la cual te permitirá contestar las preguntas planteadas al final decada apartado.Actividades, preguntas y problemas tipo examen extraordinariorelacionados con el contenido de cada tema, que promueven lacomprensión conceptual y su aplicación en la vida cotidiana.Aplicación de los conocimientos adquiridos a través de cuestionarios yejercicios como:- complementación.- relación de columnas.- mapas conceptuales.- falso – verdadero.- sopa de letras.- crucigramas.- problemas numéricos.- Examen tipo extraordinarioOtros apoyos:- bibliografía básica y complementaria.- direcciones electrónicas.Al final de cada tema se ofrecen numerosos ejercicios y preguntas que buscanque aprendas mejor y repases lo aprendido en cada apartado. Una vez que hayasestudiado cada apartado, resuelve las preguntas y los ejercicios; pero recuerda:primero debes estudiar los temas y posteriormente hacer los ejercicios.Después de cada apartado, se te presenta un examen de ejercitación y otro deauto evaluación. Asimismo se te sugiere una bibliografía complementaria yalgunas direcciones electrónicas para que amplíes tus conocimientos. Al final decada apartado se te proporcionan las respuestas del examen de auto evaluación,para que tú mismo puedas cotejar el avance de tu auto aprendizaje.¡Te deseamos que tengas mucho éxito!3

¿POR QUÉ EL AGUA SE CONTAMINA TAN FÁCILMENTE?APRENDIZAJES•Reconoce, en un primer acercamiento, a lasmezclas como materia formada por dos o mássustancias diferentes que conservan suindividualidad y se encuentran en proporciónvariable. (N1)•Diferencia y clasifica por sus características a lasmezclas en homogéneas (disoluciones) oheterogéneas. (N2)TEMÁTICAMEZCLA•Concepto de mezcla (N1)•Clasificación de mezclas enhomogéneas y heterogéneas(N2)•Disolución como una mezclahomogénea (N1)•Soluto y disolvente (N1)Mapa conceptual de lo que aprenderás en este apartadoIntroducciónLectura:El agua químicamente pura es un líquido inodoro e insípido; incoloro ytransparente en capas de poco espesor, toma color azul cuando se mira a travésde espesores de seis y ocho metros, porque absorbe las radiaciones rojas delespectro visible siendo el azul el color complementario del rojo . Tiene un punto deebullición de 100°C y un punto de fusión de 0°C a nivel del mar.4

La estructura de la molécula del agua está formada por dos átomos de hidrógenoy uno de oxígeno los cuales se unen a través de un enlace covalente polar,dando como resultado una molécula de geometría angular, es decir, los átomosde hidrógeno están separados por un ángulo de 105º.Por otra parte, como sabemos, su fórmula química es H 2 O, que nos indica que laproporción de hidrógeno y oxígeno en la molécula de agua es 2:1respectivamente.Si comparamos los átomos de H y O, veremos que este último es un átomo demayor tamaño, y por lo mismo, tiene más electrones o densidad electrónica que elátomo de hidrógeno. Esta característica determina que la molécula de agua seapolar, es decir, en el átomo de oxígeno hay una densidad electrónica mayor quegenera una carga parcial negativa (& - ) y en cada uno de los hidrógenos una cargaparcial positiva (& + ).Al estudiar la estructura y comportamiento del agua nos preguntamos entonces¿Por qué el agua se contamina tan fácilmente?, tratando de dar respuesta a estainterrogante podemos decir que entendemos la palabra contaminar como sinónimode ensuciar , sin embargo, para los químicos significa simplemente que unasustancia está mezclada con otras de modo que ninguna es pura. Así, el aguacontaminada es sólo agua con otras sustancias deseables o indeseables quepueden estar suspendidas o disueltas uno de los factores que contribuyen a lacontaminación del agua es su alta capacidad de disolución y por disolver una grancantidad de sustancias.MezclasCuando dos o más sustancias se combinan sin que haya reacción química, seforma una mezcla la cual puede ser homogénea o heterogénea..5

a) Mezclas heterogéneas: no son uniformes; en algunos casos, puedeobservarse la discontinuidad a simple vista por ejemplo: granito, agua y aceite.granitoaceite y aguab) Mezclas homogéneas: son totalmente uniformes y presentan igualespropiedades y composición en todo el sistema, algunos ejemplos son lasalmuera, el aire. Estas mezclas homogéneas se denominan disoluciones.Disolución de clorurode sodio en aguaDisolución, soluto, disolventeUna disolución consiste de un soluto (material disuelto, en menor proporción) y deun disolvente (material que disuelve, en mayor proporción). El soluto está dispersoen el disolvente en partículas muy pequeñas (moléculas o iones), motivo por elcual sus componentes no pueden distinguirse a simple vista. Las disoluciones noson necesariamente líquidas, pueden ser sólidas como las aleaciones metálicas,las amalgamas, o gaseosas como el aire.6

Ejercita lo aprendidoCompleta el siguiente mapa conceptual eligiendo del rectángulo el concepto quecomplete correctamente el espacio del círculo.fases, homogéneas, variable, soluto y disolventemezclasse clasifican enheterogéneassondisolucionessonsuspensionesse observase observan dos o másuna faseconstituida por su composición esEscribe dentro del paréntesis una (V) si el enunciado corresponde a una mezcla o una (F)si no lo es.A) ( ) Unión física de dos o más sustancias en proporción variable.B) ( ) Sus componentes se pueden separar por métodos físicos.C) ( ) Unión de dos o más elementos en proporciones fijas.D) ( ) Sus componentes se pueden separar por algún método químico.Escribe 2 ejemplos de:Mezclas homogéneas:1)_______________________2)_______________________Mezclas heterogéneas:1)_______________________2)_______________________Escribe dentro del paréntesis el número (1) si el ejemplo se trata de una mezclahomogénea y el (2) si es una mezcla heterogénea.A) ( ) perfume F) ( ) tequilaB) ( ) refresco G) ( ) alcohol con aguaC) ( ) smog H) ( ) aceite con aguaD) ( ) lodoE) ( ) agua de mar7

En la siguiente sopa de letras encuentra las palabras que a continuación seindican: mezcla, homogénea, heterogénea, soluto, disolvente, disoluciones y llenalos espacios que se solicitan en la parte inferior.H O Q W E T Y N T U Ñ E T O S O L V RS O M P T O M E T N E V L O S I D E EO O M O G O E V C L A U T S Z O B L PL E T M E Z S A E A A N Q F E U R O RI D Y H E T E R O G E N E A S B I F IV F L K C B L L H M U L W Q L U I I ÑÑ G Ñ Ñ V O U J E E P R A P E L P L BS E N O I C U L O S I D N O T L N T DO A I O C B E K L C M Y I R L I O D ST L E L I D R A R I O O A C E T I E TS U Z N N C W L A B C C R A U E C C WE B U L E I A C I O I I N L A C A T SU O P E N G E Z O O S N O E D I R U EP R I R L L O E N R N S P N T U O R DM E Z T A T L M I E E Y P E O E P O RO R T Y C X Y O O T D E N P Z A A T LC A L C E T U J C H T N C O Y O V O LS O L Ñ S E D A D E I P O R P T E E BE L E M E R D E C A N T A C I O N R EUna _______________ puede ser_____________ o _________________Las mezclas homogéneas también reciben el nombre de ______________. Estánformadas por _____________ y _________________8

Ejercicios de autoevaluaciónInstrucción: Escribe dentro del paréntesis la letra de la opción correcta.1. ( ) Una mezcla:a) puede separarse por medios químicosb) es químicamente pura.c) está formada por dos o más sustancias diferentesd) siempre está en proporciones constantes.2. ( ) En una mezcla, sus componentes:a) siempre están en proporciones constantes.b) pierden sus propiedades.c) se separan solo por métodos químicos.d) pueden estar en diferentes proporciones.3. ( ) El siguiente ejemplo corresponde a una mezcla:a) cloruro de sodiob) agua “pura”c) café con leched) alcohol4. ( ) Es una característica de las mezclas homogéneas y heterogéneas:a) sus componentes están unidos químicamente.b) se separan por métodos químicos.c) sus componentes se encuentran en cualquier proporción.d) sus componentes se unen en proporciones definidas o fijas.5. ( ) Cuando un soluto se disuelve en un disolvente se forma:a) Un elementob) Un compuestoc) Una suspensiónd) Una disolución6. ( ) Es un ejemplo de mezcla homogénea:a) agua con aceiteb) azufre con aguac) agua con gasolinad) alcohol con aguaRespuestas a los ejercicios de autoevaluación: 1C, 2D, 3C, 4C, 5D, 6D9

¿Cómo se separan los contaminantes del agua?AprendizajesReconoce, mediante el análisis delas sustancias involucradas, que loscomponentes de una mezcla conservansus propiedades. (N2)Establece las características de loscambios físicos describiendo loscambios observados. (N2)Reconoce la presencia deinteracciones que mantienen unidas alas partículas, destacándolas en losmodelos elaborados. (N2)Distingue mediante modelosoperativos las estructuras de sólidos,líquidos, gases, mezclas homogéneas yheterogéneas. (N3)TemáticaMEZCLA•Características (N2)•Métodos de separación (N1)ENLACE•Fuerzas intermoleculares (N2)•Cambios físicos (N2)•Estados de agregación(N3)Mapa conceptual de lo que aprenderás en este apartado10

INTRODUCCIÓNPartiendo de que el agua se contamina fácilmente debido a su gran capacidad dedisolución se requiere de la necesidad de establecer mecanismos experimentalesque permitan obtenerla en forma “pura”. Para lo anterior se recomienda emplearpreguntas problematizadoras, investigaciones documentales y trabajoexperimental, lo que conducirá a establecer las características que definen a lasmezclas y a las sustancias puras, establecer la diferencia entre un cambio físicode uno químico, reconocer la presencia de interacciones entre las partículas quedefinen los estados de agregación, aplicar métodos de separación de mezclaspara obtener sustancias “puras” y dar explicación a lo observado con el empleo demodelos.La materia puede presentarse en dos formas distintas: homogénea y heterogéneaLa homogénea es completamente uniforme; esto es, sus propiedades ycomposición son idénticas en cualquier punto de la misma. La heterogénea estáformada por dos o más porciones diferentes separadas por superficies definidas, através de las cuales las propiedades cambian bruscamente.Un material heterogéneo es una mezcla y cada porción homogénea de la mismaconstituye una fase. Así, por ejemplo, un trozo de granito aparece moteado eincluso a simple vista pueden observarse en él tres clases distintas de cuerpos: lamica, el cuarzo y el feldespato. Cada fase de una mezcla presenta sus propiascaracterísticas y, en general, pueden separarse unas de otras por mediosmecánicos o físicos.Una fase homogénea de composición uniforme y completamente invariable es unasustancia pura, ya sea elemento o compuesto como: el azufre, el hierro, la sal y elagua.Si una fase homogénea tiene composición variable se denominará disolución. Lasdisoluciones pueden ser sólidas, como las aleaciones, pero la mayoría de ellasson líquidas, como el agua potable. También pueden ser disoluciones gaseosas,como por ejemplo el aire.11

En la naturaleza, las sustancias se encuentran formando mezclas y compuestosque es necesario separar y purificar, para estudiar sus propiedades tanto físicascomo químicas.Mezclassustancias puras: elementos y compuestosA diferencia de los compuestos, una mezcla está formada por la unión aparente desustancias en cantidades variables y que no se encuentran químicamentecombinadas. Por lo tanto, una mezcla no tiene un conjunto de propiedades únicas,sino que cada una de las sustancias constituyentes aporta sus propiedadesespecíficas para la formación total de a mezcla.Los procedimientos físicos por los cuales se separan las mezclas se denominanmétodos de separación, que son ejemplos los siguientes:decantación, filtración, evaporación y destilación entre otros.DECANTACIÓN: Es la separación mecánica de un sólido de grano grueso,insoluble, en un líquido; consiste en verter cuidadosamente el líquido, después deque se ha sedimentado el sólido. Por este proceso se separan dos líquidos nomiscibles, de diferente densidad, por ejemplo, agua y aceite.Decantación sólido – líquidoDecantación líquido - líquido12

FILTRACIÓN: Es un tipo de separación mecánica, que sirve para separar sólidosinsolubles de grano fino de un líquido en el cual se encuentran mezclados; estemétodo consiste en verter la mezcla a través de un medio poroso que deje pasarel líquido y retenga el sólido. El más común es el de porcelana porosa, usado enlos hogares para purificar el agua. Los medios porosos más usados son: el papelfiltro, la fibra de vidrio o asbesto, telas etc.En el laboratorio se usa el papel filtro, que se coloca en forma de cono en unembudo de vidrio, a través del cual se hace pasar la mezcla, reteniendo el filtro laparte sólida y dejando pasar el líquido.Embudo defiltraciónpapel filtroSoporteuniversalFiltradoVaso de precipitadosEVAPORACIÓN: Es la separación de un sólido disuelto en un líquido, porcalentamiento, hasta que el líquido pasa al estado de vapor, quedando el sólidocomo residuo en forma de polvo seco. El líquido puede o no recuperarse.Evaporación13

DESTILACIÓN: Es el proceso mediante el cual se efectúa la separación de dos omás líquidos miscibles y consiste en una evaporación y condensación sucesivas,aprovechando los diferentes puntos de ebullición de cada uno de los líquidos,también se emplea para purificar un liquido eliminando sus impurezas.En la industria, la destilación se efectúa por medio de torres de destilación, queconstan de caldera o retorta, el refrigerante en forma de serpentín y el recolector;mediante este procedimiento se obtiene el agua destilada o bidestilada, usada enlas ámpulas o ampolletas que se usan para preparar las suspensiones de losantibióticos, así como el agua destilada para las planchas de vapor; también deesta manera se obtiene la purificación del alcohol, la destilación del petróleo, etc.MÉTODOS DESEPARACIÓNDE MEZCLASDECANTACIÓNFILTRACIÓNEVAPORACIÓNDESTILACIÓNPROPIEDADFÍSICAS EN QUE SEBASADiferencia de densidadesTamaño de partícula yrelación al tamaño delporo del papel filtroPresión de vaporDiferencia en puntos deebulliciónPROCESOSINDUSTRIALES ENQUE SE UTILIZA-Tratamiento primario de aguasresiduales.-Separación de petróleo del aguade mar.-Separación de metales(concentración de metales)-Purificación de agua (tratamientoprimario).-Clarificación de la cerveza.-Concentración de jugo de frutas-Fabricación de lechesconcentradas-Deshidratación de frutas-Extracción de licores-Extracción de aceites-Destilación del petróleo14

FUERZAS INTERMOLECULARESEnlace intermolecularHay cuatro tipos básicos de enlaces que se pueden formar entre dos o másmoléculas, iones o átomos que de otro modo no estarían asociados (iónico,covalente, metálico y enlace de hidrógeno). Las fuerzas intermoleculares originanque las moléculas se atraigan o repelan unas a otras. Frecuentemente, esto definealgunas de las características físicas como estado de agregación, punto de fusióny de ebullición de algunas sustancias.Según las fuerzas que predominen, la materia se presenta en estado sólido,líquido y gas.Estado sólido Estado líquido Estado gaseosoPredominan las fuerzasde cohesión sobre las derepulsión.Las partículas solopueden vibrar alrededorde su posición deequilibrio.Las fuerzas de cohesióny de repulsión son delmismo orden.Las partículas puedendesplazarse con ciertalibertad pero sin alejarseunas de otras.Por esa razón los líquidostienen volumen constantey se adaptan al recipienteque los contiene.Predominan las fuerzasde repulsión sobre las decohesión.Las partículas se muevencon mucha libertad yestán muy alejadas unasde otras.Por eso los gases tiendena ocupar todo el volumenposible.Cuando un cuerpo, por acción del calor o del frío pasa de un estado a otro,decimos que ha cambiado de estado. En el caso del agua: cuando hace calor, elhielo se derrite y si calentamos agua líquida vemos que se evapora. El resto de lassustancias también puede cambiar de estado si se modifican las condiciones enque se encuentran. Además de la temperatura, también la presión influye en elestado en que se encuentran las sustancias.Si se calienta un sólido, llega un momento en que se transforma en líquido. Esteproceso recibe el nombre de fusión. El punto de fusión es la temperatura quedebe alcanzar una sustancia sólida para fundirse. Cada sustancia posee un puntode fusión característico. Por ejemplo, el punto de fusión del agua pura es 0 °C a lapresión atmosférica normal.15

Si calentamos un líquido, se transforma en vapor. Este proceso recibe el nombrede vaporización. Cuando la vaporización tiene lugar en toda la masa de líquido,formándose burbujas de vapor en su interior, se denomina ebullición. También latemperatura de ebullición es característica de cada sustancia y se denominapunto de ebullición. El punto de ebullición del agua es 100 °C a la presiónatmosférica normal.Los tres estados de la materia son: sólido, líquido y gaseoso. Cada uno de ellostiene distintas propiedades, relacionadas con el modo en el que las partículasestán dispuestas en ellos.En el estado sólido las partículas están ordenadas y se mueven oscilandoalrededor de sus posiciones. A medida que calentamos el agua, las partículasganan energía y se mueven más deprisa, pero conservan sus posiciones.Cuando la temperatura alcanza el punto de fusión (0ºC) como en el hielo, lavelocidad de las partículas es lo suficientemente alta para que algunas de ellaspuedan vencer las fuerzas de atracción del estado sólido y abandonan lasposiciones fijas que ocupan. La estructura cristalina se va desmoronando poco apoco. Durante todo el proceso de fusión del hielo la temperatura se mantieneconstante.En el estado sólido, las partículas están compactas y sometidas a fuertes fuerzasde atracción que las mantienen juntas vibrando constantemente.16

En el estado líquido las partículas están muy próximas, moviéndose con libertady de forma desordenada. A medida que calentamos el líquido, las partículas semueven más rápido y la temperatura aumenta. En la superficie del líquido se da elproceso de vaporización, algunas partículas tienen la suficiente energía paraescapar. Si la temperatura aumenta, el número de partículas que se escapan esmayor, es decir, el líquido se evapora más rápidamente.En el líquido por ejemplo, en el agua, las fuerzas de atracción entre las partículasson débiles, se pueden mover y deslizar entre ellas.Cuando la temperatura del líquido (agua) alcanza el punto de ebullición, lavelocidad con que se mueven las partículas es tan alta que el proceso devaporización, además de darse en la superficie, se produce en cualquier punto delinterior, formándose las típicas burbujas de vapor de agua, que suben a lasuperficie. En este punto la energía comunicada por la llama se invierte en lanzara las partículas al estado gaseoso, y la temperatura del líquido no cambia (100ºC).En el estado de vapor, las partículas de agua se mueven libremente, ocupandomucho más espacio que en estado líquido. Si calentamos el vapor de agua, laenergía la absorben las partículas y ganan velocidad, por lo tanto la temperaturasube.En un gas las partículas están muy separadas, predominan las fuerzas derepulsión sobre las de cohesión.17

El enlace de hidrógeno.El enlace de hidrógeno, también conocido como puente de hidrógeno es un enlaceque se establece entre moléculas capaces de generar cargas parciales. El agua,es la sustancia en donde los puentes de hidrógeno son más efectivos, en sumolécula, los electrones que intervienen en sus enlaces, están más cerca deloxígeno que de los hidrógenos y por esto se generan dos cargas parcialesnegativas en el extremo donde está el oxígeno y dos cargas parciales positivas enel extremo donde se encuentran los hidrógenos. La presencia de cargas parcialespositivas y negativas hace que las moléculas de agua se comporten como imanesen los que las partes con carga parcial positiva atraen a las partes con cargasparciales negativas. De tal suerte que una sola molécula de agua puede unirse aotras 4 moléculas de agua a través de 4 puentes de hidrógeno. Esta característicaes la que hace al agua un líquido muy especial.Enlaces de hidrógeno en la molécula de agua:+ ++ +--Cada molécula de agua se puede unir a otras cuatro moléculas de agua:Enlaces intermoleculares por puente de hidrógeno.18

Ejercita lo aprendidoSOPA DE LETRASEn la siguiente página encontrarás una sopa de letras, busca en ella las palabrasque faltan en los siguientes párrafos y anótalos donde corresponda.1. Las fuerzas que unen a los átomos entre sí al formar compuestos se llaman______________2. Está formada por dos o más sustancias diferentes que conservan suindividualidad y se encuentran en proporción variable, ________ se clasifican en_______ y. 3. Las mezclas ________ son las que contienen la misma cantidad de suscomponentes en toda la muestra se les conoce también como y estánformadas deymezclados en una sola fase, ejemplo “agua potable”.4. Las mezclas están constituidas de dos o más fases suscomponentes se distinguen a simple vista por ejemplo agua con aceite y sepueden separar por diferentes métodos comoel cual consiste enseparar mezclas sólido – líquido y líquido – líquido. Primero se deja reposar lamezcla para que las fases se separen; después, se inclina el recipientesuavemente y se recibe en otro envase el líquido que se está separando. Otrométodo es lase usa para separar mezclas sólido – líquido queconsiste en hacer pasar la mezcla por un material poroso que detiene el sólido,pero permite el paso del liquido, el cual se recoge en otro recipiente.19

SOPA DE LETRASS O Q W E T Y N T U Ñ E T O S O L V RO O M P T O M E T N E V L O S S U E EL O M O G O E V C L A U T S Z O B L PU E T M E Z S A E A A N Q F E U R O RT D Y H E T E R O G E N E A S B I F IO F L O C B L L H M U L W Q L U I I ÑÑ G Ñ M V O U J E E P R A P E L P L BS E N O I C U L O S I D N O T L N T DO A I G C B E K L C M Y I R L I O D ST L E E I D R A R I O O A C E T I E TS U Z N N C W L A B C C R A U E C C WE B U E E I A C I O I I N L A C A T SU O P A N G E Z O O S N O E D I R U EP R I R L L O E N R N S P N T U O R DM E Z T A T L M I E E Y P E O E P O RO R T Y C X Y O O T D E N P Z A A T LC A L C E T U J C H T N C O Y O V O LS O L Ñ S E D A D E I P O R P T E E BE L E M E R D E C A N T A C I O N R ECOMPUESTOSCONDENSACIÓNDECANTACIÓNDISOLUCIONESEBULLICIÓNELEMENTOSENLACESFILTRACIÓNHETEROGENEAHOMOGENEAMEZCLAPROPIEDADESSOLUTODISOLVENTE20

SOLUCIÓNS E T N E V L O SOTLNU H E T E R O G E N E A S FT O B M IO M U E LS E N O I C U L O S I D T NO A G E L R OT E E I A I A T IS N C L C C U CE E E A C I I L AU A N G Z O O RP L O E N S N OM A M E PO C O D AC E H N VS E D A D E I P O R P ED E C A N T A C I O NEjercicio:Ilustra la manera mediante la cual se une una molécula del agua a otras cuatro pormedio de las fuerzas intermoleculares llamadas puentes de hidrógeno.21

Ejercicios de autoevaluaciónInstrucción: escribe dentro del paréntesis la letra de la opción correcta.1. ( ) Un método para separar una mezcla homogénea de líquidos sería:a) Decantaciónb) Sublimaciónc) Filtraciónd) Destilación2. ( ) Método que emplearías para separar una mezcla formada por un líquidocon un sólido insoluble:a) Filtraciónb) Sublimaciónc) Cristalizaciónd) Destilación3. ( ) Para separar una mezcla de agua y aceite utilizarías el método de:a) Filtraciónb) Decantaciónc) Sublimaciónd) Cristalización4. ( ) Cuál de los siguientes pares de métodos utilizarías para separar loscomponentes de una mezcla de sal, azufre y agua (la sal se disuelve enagua, el azufre no):a) Imantación y filtraciónb) Evaporación y centrifugaciónc) Decantación e imantaciónd) Filtración y evaporación5. ( ) Elige la opción que contenga la característica de un cambio físico:a) No cambia la naturaleza intima de la materia.b) La cantidad de materia no se conserva.c) La naturaleza íntima de las sustancias sufren transformación.d) Las sustancias no conservan sus propiedades.22

6. ( ) Los estados físicos que encontramos durante la ebullición del agua son:a) Líquidob) Líquido y gaseosoc) Sólido, líquido y gaseosod) Sólido y líquido7. ( ) De las siguientes figuras, ¿cuál representa a un sólido, a un líquido y a ungas?a) A: sólido, B: gas, C: líquidob) A: sólido, B: líquido, C: gasc) B: líquido, C: sólido, A: gasd) A: líquido, B: sólido, C: gas8. ( ) Elige el inciso que responda correctamente la secuencia de las siguientesfiguras: ¿cuál representa un sólido, un líquido, un gas, una mezcla homogénea yuna mezcla heterogénea?1 2 3 4 5a) 1: mezcla homogénea, 2: gas, 3: líquido, 4: mezcla heterogénea, 5: sólidob) 1: mezcla heterogénea, 2: líquido, 3: gas, 4: mezcla homogénea, 5: sólidoc) 1: gas, 2: sólido, 3: líquido, 4: mezcla homogénea, 5: mezcla heterogénead) 1: sólido, 2: líquido, 3: gas, 4: mezcla heterogénea, 5: mezcla homogéneaRespuestas1D, 2A, 3B, 4D, 5A, 6B, 7B, 8C23

¿Qué importancia tienen las mezclas en nuestra vidadiaria?Aprendizaje•Clasifica a las mezclas enhomogéneas o heterogéneas. (N2)•Menciona algunas aplicaciones de lasmezclas en la vida diaria. (N2)•Reconoce la necesidad de expresar laconcentración en las mezclas de usocotidiano. (N2)•Resuelve problemas que involucrencálculos sencillos sobre laconcentración de las disoluciones (%en masa, % en volumen). (N2)TemáticaMEZCLA•Concepto (N2)•Clasificación en homogéneas yheterogéneas (N3)•Concentración dedisoluciones (N2)•Formas de expresar laconcentración de lasdisoluciones en % en masa, %en volumen(N2)Mapa conceptual de lo que aprenderás en este apartadoMezclasde usocotidianopor sus característicaspueden serhomogéneasheterogéneascomodisoluciónformada porsoluto ydisolventepresentan determinadaconcentraciónpuede ser% en masa % en volumen24

IntroducciónMEZCLAS DE USO COTIDIANO O USO COMERCIALEn muchas situaciones de nuestra vida cotidiana usamos disoluciones entre lasque se encuentran el agua potable, que es una disolución muy diluida desustancias químicas, el vinagre que es una disolución de ácido acético con agua,un refresco que es una disolución que contiene CO 2 disuelto, muchosmedicamentos como jarabes para la tos, analgésicos en forma de tabletas,antibióticos en ampolleta, o los sueros salinos y glucosados que se emplean en loshospitales. En fin, podríamos continuar con una gran lista de ejemplos de mezclasque tienen aplicación en la vida diaria.De entre las mezclas homogéneas hay que destacar a las disoluciones, en lascuales las partículas son tan pequeñas que jamás se sedimentan y no se lespuede ver ni con microscopios muy potentes, algunas de ellas tienen unaapariencia tan clara como el cristal, a tal grado que muchas disoluciones incolorastienen exactamente la misma apariencia que el agua.La mayoría de las disoluciones que utilizamos contienen una cantidaddeterminada de soluto o fase dispersa, la que se encuentra en menor proporción yque está disuelta en otra que se encuentra en mayor proporción llamadadisolvente y que forma la fase dispersante en la que se disuelve el soluto.Por disolución debemos entender: mezcla homogénea de dos o más materialesdispersos de manera uniforme y no es posible distinguir un material del otro.Importancia de las disolucionesCuando el disolvente es agua, a las disoluciones que forma se les llama“disoluciones acuosas”. La gran capacidad de disolución del agua es muyimportante en la vida cotidiana ya que, prácticamente, todo lo que bebes está endisolución acuosa: los refrescos, el té, los jarabes, jugos de frutas, el café, aguamineral, agua potable y las bebidas deportivas son disoluciones acuosas. Tambiénel vino, vodka, cerveza y whisky son disoluciones acuosas de alcohol etílico.Cuando el agua tiene olor, a menudo se debe a que contiene disuelto algún gascomo el ácido sulfhídrico H 2 S o cloro Cl 2 .Las disoluciones acuosas son un medio eficaz para transportar las sustanciasnutritivas en las plantas y en tu sangre. Así, si el agua no pudiera disolver élazúcar las moléculas de azúcar no podrían viajar a través de la sangre a nuestrasvenas. Casi todas las reacciones químicas que mantienen la vida suceden en unmedio acuoso. Sin agua estas reacciones no se llevarían a cabo.Así, al tomar una taza de café, un vaso de leche con chocolate o un refresco, albañarnos con el agua de mar, o al limpiar el piso con líquido blanqueador estamosutilizando disoluciones. Cabe mencionar que a este tipo de disoluciones se lesconoce también como mezclas cotidianas.25

Importancia de la formulaciónPor la mañana, desde que despiertas, estas en contacto con una gran cantidad demezclas. Al lavarte los dientes utilizas pasta dentífrica que es una mezcla devarios ingredientes, durante el desayuno te preparas una taza de café o un vasode leche con chocolate, si te duele la cabeza ingieres un analgésico que tambiénes una mezcla y así durante las actividades del día, seguramente empleas otrasmezclas más de uso cotidiano. Si eres observador, todas las mezclasmencionadas tienen ingredientes específicos los cuales se encuentran endeterminadas concentraciones. Por ejemplo, el agua potable contiene una ciertacantidad de cloro en ppm, la pasta dentífrica está elaborada con cantidadesespecíficas de los ingredientes que la componen, al prepararte una taza de café oel vaso de leche con chocolate por lo regular utilizas las mismas proporciones,también, el analgésico que empleamos para aliviar el dolor de cabeza tiene unadeterminada concentración de sus componentes.Pero, ¿Por qué las mezclas de uso cotidiano son tan especiales?, ¿por quécontienen los mismos ingredientes en proporciones específicas?, ¿estaproporcionalidad va en contra de la definición general de mezclas?Te invitamos a que revises la información que proporcionan los empaques de losdistintos artículos que se usan en forma cotidiana, como por ejemplo: aguamineral, vinagre, agua oxigenada, “Melox” o “Pepto Bismol”, Boing de frutas,“Gatorade”, cerveza, vino, tequila, aspirina, algún jarabe para la tos o de unantibiótico, polvo para preparar bebidas, desinfectante de verduras, alcohol paracuración, etcétera, ¿tienen los mismos ingredientes?, ¿estarán en la mismaproporción siempre? Pero, aunque deben contener los mismos ingredientes enproporciones específicas, no por esto dejan de ser simplemente mezclas.Pero, ¿Cómo se determina la concentración de una mezcla como lasdisoluciones? ¿Qué importancia tiene el establecer la concentración de unadisolución?Concentración de una disoluciónSi en el laboratorio encuentras un envase etiquetado que dice “disolución acuosade cloruro de sodio” sabrías que contiene sal disuelta en agua, pero no cuánta saly en qué cantidad de agua. En otras palabras, no podrías saber la concentraciónde esa disolución, es decir, la cantidad relativa de soluto y disolvente que existenen la disolución.Para el químico es importante conocer la cantidad de soluto. La concentración deuna disolución puede expresarse en diferentes formas. Algunas veces se expresaen masa o en volumen de soluto contenido en la disolución y en muchos otroscasos se reporta en base porcentual.26

Porcentaje en masa.El porcentaje en masa representa los gramos de soluto presentes en 100 gramosde disolución. Por ejemplo, una disolución al 10% de azúcar en agua contiene 10gde azúcar en 100 gramos de disolución. La masa total de la disolución estaráformada por la masa del soluto más la masa del disolvente, por lo tanto la cantidadde disolvente será de 90 gramos. Para calcular el porcentaje en masa (% enmasa) de soluto en una disolución se sustituyen los datos en la siguienteexpresión:masa de solutom soluto%masa = ------------------------------- X 100 o sea, %m = ------------------- X 100masa de la disoluciónm soluto + m disolventePorcentaje en volumen.El porcentaje en volumen indica cuantos mililitros de soluto están presentes en100 mililitros de disolución. En la vida cotidiana se emplean los grados Gay –Lussac (°G. L.) para cuantificar el contenido de etanol (C 2 H 5 OH) en las bebidasalcohólicas. Así, un tequila comercial tiene 40°G.L., lo que significa que en unvolumen de 100 mL, 40 mL son de alcohol (etanol). Así mismo, una disolución al5% de alcohol etílico contiene 5 mL de éste alcohol en 100 mL de disolución. Paraconocer la cantidad de disolvente ten en cuenta que el volumen de la disolución(100mL) es igual al volumen del soluto (5mL) más el del disolvente (95mL). Paradeterminar el porcentaje en volumen (%V), utiliza la siguiente expresión:volumen de solutoV soluto%volumen = -------------------------------- X 100 es decir, %V = -------------------- X 100volumen de la disoluciónV soluto + V disolución27

Ejercita lo aprendidoEscribe dentro del paréntesis (V) si el enunciado es verdadero o (F) si es falso.A) ( ) En la mezcla homogénea sus componentes no se distinguen a simplevista.B) ( ) Las mezclas heterogéneas presentan una separación de fases.C) ( ) Los componentes de una mezcla homogénea forman una sola fase.D) ( ) En la mezcla heterogénea sus componentes se distinguen a simple vista.E) ( ) Los componentes de una mezcla homogénea se separan por métodosquímicos.F) ( ) Las mezclas heterogéneas forman una sola fase.Si se sabe que el carbonato de calcio es insoluble en agua y se coloca un gramode esta sustancia en 10 mL de agua y se agita perfectamente, el tipo de mezclaque se forma es:_____________________¿Por qué? ______________________________________________________¿Cuál de los siguientes esquemas representa una mezcla heterogénea y explicabrevemente por qué?_______________________________________________________________________________________________________A¿Cuál de los siguientes esquemas representa una mezcla de agua (H 2 O) mascloruro de sodio (NaCl)? (Recuerda que el cloruro de sodio NaCl es soluble enagua). Explica brevemente tu elección:____________________________________________________________________________________________________________________B28

Identifica el tipo de mezcla, anotando dentro del paréntesis (HO) si es una mezclahomogénea y (HE) si es una mezcla heterogénea.A) ( ) agua potableI) ( ) papas con catsupB) ( ) moneda de $0.50J) ( ) aireC) ( ) agua de marK) ( ) leche con Choco-milkD) ( ) ensalada de frutasL) ( ) crema para cuerpoE) ( ) aspirinaM) ( ) aceite en aguaF) ( ) café con lecheN) ( ) talco desodoranteG) ( ) vaso de cristalO) ( ) lápiz labialH) ( ) refrescoP) ( ) gel fijadorEn cada caso menciona dos mezclas homogéneas y dos mezclas heterogéneas queutilices:En la cocinaHomogéneas________________________________________________Heterogéneas________________________________________________En el aseo generalHomogéneas________________________________________________Heterogéneas________________________________________________¿Qué significa expresar la concentración de una mezcla en % en masa?________________________________________________________________________________________________________________________¿Qué significa expresar la concentración de una mezcla en % en volumen?29

Crucigrama1 23 4 5678910VERTICALES1. Sustancia que disuelve al soluto cuando sehace una disolución.2. Mezcla homogénea de dos o más materialesdispersos de manera uniforme y no es posibledistinguir una sustancia de otra.3. Combinación física de dos o más sustanciasunidas en forma aparente de composiciónvariable y cuyos componentes conservan suspropiedades.4. Está formada por un solo tipo de sustancia.5. Relación que existe entre la cantidad desoluto disuelto en una cantidad específica dedisolución, se puede expresar en masa ovolumen.7. Los componentes de estas mezclan no sepueden distinguir a simple vista debido a que setiene una sola fase.HORÍZONTALES6.- Sustancia que se encuentra en menorproporción y que está disuelta en otra que seencuentra en mayor proporción llamadadisolvente.8. Método empleado para separar mezclashomogéneas formadas por un líquido y quecontiene un sólido disuelto.9. Método que se emplea para separar unsólido insoluble en un líquido y se requiere deun medio poroso para separarlos.10. Mezcla formada por dos sustancias lascuales forman dos fases por lo que es unamezcla de tipo.30

Ejercicios de auto evaluaciónResuelve los siguientes problemas de concentraciónde disoluciones % en masa y % en volumen:Ejemplo resuelto1. ¿Qué porcentaje en masa de sal tendrá un suero salino preparado en lafarmacia con 20 g de sal y 80 gramos de agua?a) Anota los datos del problema:% masa =? masa de soluto = 20 g de sal; masa de disolvente = 80g de aguab) Escribe la expresión que permita resolver el problema:m soluto%masa = --------------------------- X 100m soluto + m disolventec) Sustituye los datos:20g de sal%masa = ---------------------------------- X 10020g de sal + 80 g de agua2000%masa = ------------ = 20.0 %.100El resultado es 20.0 % de sal común que tiene el suero salino preparado en lafarmacia.31

Ahora resuélvelos túEjercicio 2Una botella de brandy contiene un volumen de 946 mililitros. En la etiqueta dicetener un 38% en volumen de alcohol. Calcula el volumen de alcohol contenido.Resultado =359.48mL.Ejercicio 3El vinagre es una disolución de ácido acético en agua. Al preparar 750 mL de unvinagre se utilizaron 37.5 mL de ácido acético.Determinar el porciento en volumen de ácido acético.Resultado = 5 %Ejercicio 4Algunos refrescos contienen 11% en masa de azúcar, determinar cuántos gramoscontendrá una botella de refresco de cola con 600 gramos de refresco.Resultado = 66 gEjercicio 5Un acuario debe mantener la concentración de sal similar a la del agua de mar,esto es, 1.8 gramos de sal disueltos en 50 gramos de agua.¿Cuál es el porcentaje en masa de la sal en la disolución?Resultado = 3.47%de cada 100g de agua de mar, 3.47 g son de sal.32

¿Es el agua un compuesto o un elemento?Aprendizajes•Establece la diferencia entre un cambio físico y uncambio químico al experimentar. (N2)•Identifica a los compuestos como sustancias purasformadas de diferentes elementos, los cuales seencuentran en proporción definida y se puedenseparar por métodos químicos. (N2)•Reconoce a las reacciones químicas como procesosdonde se transforman unas sustancias en otras y quepara llevarlos a cabo interviene la energía. (N2)•Clasifica a las reacciones químicas en endotérmicas yexotérmicas. (N2)•Identifica a los elementos como sustancias puras que nose pueden separar en otras por métodos físicos yquímicos. (N2)•Explica la importancia del análisis y síntesis químicocomo procedimiento para establecer la naturaleza de lamateria. (N2)•Elabora modelos operativos que representen a lasmoléculas de agua, oxigeno e hidrógeno para comprenderen un primer acercamiento los conceptos de elemento,compuesto, enlace, átomo, molécula, mezcla y reacciónquímica. (N3)•Identifica a los elementos como sustancias purasformadas por el mismo tipo de átomos. (N2)•Aplica la simbología química para representar lasfórmulas de los compuestos estudiados. (N2)•Reconoce a los enlaces químicos como fuerzas quemantienen unidos a los átomos. (N2)•Elabora modelos operativos que representen lasreacciones de descomposición (análisis) y de síntesis delagua. (N3)•Asocia la ruptura y formación de enlaces químicos conlas reacciones químicas. (N2)•Reconoce la importancia del modelo atómico de Daltonpara explicar las transformaciones de las moléculas en lasreacciones químicas y la conservación de la materia. (N2)•Representa por medio de ecuaciones las reacciones dedescomposición y de síntesis del agua e interpretará susimbología. (N2)•Identifica a las ecuaciones químicas como modelosmoleculares de las reacciones químicas que le ocurren ala materia. (N2)•Clasifica por su patrón de comportamiento a lasreacciones estudiadas en reacciones de análisis yde síntesis. (N2)TemáticaCOMPUESTO•Concepto (N2)•Ley de las proporcionesdefinidas (N2)•Fórmulas de loscompuestos estudiados (N1)ELEMENTO•Concepto (N2)•Símbolo de loselementos estudiados (N1)REACCIÓN QUÍMICA•Concepto (N2)•Conservación de lamasa y de la energía (N2)•Clasificación en reaccionesde descomposición y decombinación (N2)•Clasificación enreacciones exotérmicasy endotérmicas (N2)•Significado de lasecuaciones químicas (N2)•Balanceo por inspección(N2)ESTRUCTURA DE LAMATERIA•Diferencias entrecompuesto y elementoa escala molecular (N2)•Átomo (N2)•Molécula (N2)•Modelo atómico deDalton (N2)ENLACE•Concepto (N2)•Energía en la formacióny ruptura de enlaces (N2)33

Mapa conceptual de lo que aprenderás en este apartadoAguaes unasustanciapor su constitución es unsu unidad más compuesto formadopequeña es lapormolécula se descompone elementosformada porse combina porátomos análisis síntesisuinidos pormediante unaenlacesReacción químicaense cumple la ley deproporciones se representa se explicadefinidas conservación por medio de por mediode la masay energía ecuación modelo atómicopor su energía química de Daltonse clasificanque empleaIntroducciónendotérmicao símbolos fórmulasexotérmica químicos químicasDIFERENCIA ENTRE UN CAMBIO FÍSICO Y UNO QUÍMICOEl análisis (electrólisis) y la síntesis del agua son ejemplos de cambios químicos. Adiferencia de los cambios físicos, en el análisis y la síntesis del agua, el hidrógeno,el oxígeno y la misma molécula de agua sufren un reacomodo de ellos mismos.En el análisis (electrólisis) el agua se separa en los gases hidrógeno y oxígeno, enesta reacción solo participan átomos de hidrógeno y oxígeno, cualquier de losátomos presentes en el agua que se descompone se encuentran en las moléculasde hidrógeno y oxígeno que se forman.34

Durante la síntesis del agua los elemento hidrógeno y oxígeno sufrieron cambiosen su estructura, las moléculas de hidrógeno y oxígeno se separan, sufren uncambio, y se reacomodan para formar nuevamente agua.Representación mediante el modelo de Dalton de la síntesis del agua:+ EnergíaEn ambos casos, no hay átomos que provengan de otra parte y tampoco sobra ofalta ningún átomo. Estos cambios, el análisis (electrólisis) y la síntesis del agua,son cambios químicosEstos cambios son un ejemplo de la Ley de la Conservación de la materia, la cualestablece que, la materia no se crea ni se destruye solo se transforma.35

Cabe mencionar que en todo cambio químico también ocurre un cambio deenergía, la cual se aplica (Endotérmica) o se genera (Exotérmica).Los cambios químicos ocurren mediante la existencia de reacciones químicas,pudiéndose definir una reacción química como un proceso en el que unassustancias se transforman en otras por la reordenación de sus átomos mediante laruptura de unos enlaces en los reactivos y la formación de otros nuevos en losproductos con la intervención de la energía.Los cambios ocurridos durante el análisis (descomposición) y la síntesis de aguason diferentes a los que sufre esta sustancia cuando se congela o evapora. En losprimeros la estructura de la materia se altera y los productos de estos cambiostienen composiciones y propiedades químicas diferentes a las de los materialesoriginales.En los cambios como la congelación o la evaporación del agua solo se altera sutamaño, forma o estado físico, pero no su estructura o composición y como yavimos, a estos cambios se les llaman físicos.Los tres estados de la materia son: sólido, líquido y gaseoso. Cada uno de ellostiene distintas propiedades, relacionadas con el modo en que las partículas estándispuestas en ellos.Estas modificaciones se deben a la delicada relación entre la materia y la energía,y en virtud de ello podemos clasificar todos los cambios que ocurren en lanaturaleza en dos categorías: físicos y químicos.36

Cambios químicos: implican la transformación de la estructura intima de lamateria.Toda la materia está formada por átomos, por lo que cualquier cambio químicoimplica sólo un reacomodo de los mismos.A veces, la distinción entre ambas categorías no siempre resulta tan evidentecomo en el caso de lo que ocurre al disolver ácido clorhídrico en agua.La química se ocupa de la materia y sus cambios. A menudo se puede detectar uncambio químico por la formación de un gas o un sólido, un cambio de coloración oun cambio de temperatura lo que indica que hay absorción o desprendimiento deenergía.La diferencia fundamental entre los cambios físicos y químicos radica en que enlos primeros no se forman nuevas sustancias, mientras que en los segundos sí,como por ejemplo en la oxidación del magnesio. En un cambio químico la energíadesprendida o absorbida es mayor que en el caso del cambio físico.37

Ejercita lo aprendidoPara los siguientes enunciados, escribe la letra (V) si es verdadero o (F) si es falsoA) ( ) La evaporación, condensación y ebullición son exclusivamente cambiosquímicos.B) ( ) En los cambios o fenómenos físicos las sustancias se transformantotalmente en otras.C) ( ) En los cambios o fenómenos físicos se conservan las propiedadesiniciales de las sustancias.¿Durante la electrólisis del agua ocurre un cambio físico o un cambio químico?Explica por qué:_________________________________________________________________________________________________________________Escribe sobre la línea la(s) palabra(s) que completen correctamente a lassiguientes expresiones (productos, calor, cambio químico, reactivos, color,átomos, energía, reacción química):A) El proceso mediante el cual los ________________de una o más sustancias sereorganizan mediante la intervención de__________ para conformar diferentessustancias se llama _________________.B) Una reacción química es otro nombre dado a un _____________________.C) Una evidencia de que ha ocurrido una reacción química es el cambio de________y / o de _____________.D) A las sustancias iniciales en una reacción se les llama __________________ ya las sustancias que se forman se les llama ______________.Escribe dentro del paréntesis la letra (V) si es verdadero o una (F) si es falso.Los siguientes cambios son reacciones químicas:A) ( ) Cuando se asa un malvavisco.B) ( ) El paso de un cometa.C) ( ) La oxidación del hierro.D) ( ) La evaporación del alcoholE) ( ) La cocción de las verduras.F) ( ) La fermentación de la piña38

En todos los cambios químicos interviene la energía. Las reacciones químicas seclasifican por la energía que requieren o liberan, o bien por el proceso a que sesometen las sustancias iniciadoras llamadas reactivos:a) Si una reacción química libera energía se llama _____________________.b) Si por el contrario, la reacción requiere energía para efectuarse, recibe elnombre de ____________________.Escribe las letras EXO si se trata de una reacción exotérmica y las letras ENDO sise trata de una reacción endotérmica:a) Síntesis del agua_____________b) Combustión del un papel_______c) Electrolisis del agua___________d) Encendido de un cerillo________e) Hornear un pastel_____________La electrolisis es un procedimiento por medio del cual una corriente eléctricadirecta (CD) descompone un compuesto químico como el agua cuando contieneun electrolito. Responde las siguientes preguntas:A) ¿Si se suspende el suministro de corriente directa el procedimiento dedescomposición se detiene o continúa? Justifica tu respuesta:__________________________________________________________________B) ¿Con base en la respuesta anterior indica que tipo de reacción es la electrolisisdel agua, endotérmica o exotérmica? Explica porqué:______________________________________________________________Escribe las palabras que faltan para completar los siguientes párrafos.A) Los elementos son sustancias que _______se pueden separar en otras.sí/noB) Sustancias puras que no se pueden separar en otras por métodos físicosni químicos: __________________________.compuestos/elementosPara la siguiente lista de sustancias indica con la letra (E) si es un elemento y conla (C) si es un compuesto.( ) CO 2( ) O 3( ) H 2 O (E) Elemento( ) N 2 (C) Compuesto( ) H 2( ) Ca(OH) 239

Lee cuidadosamente el siguiente párrafo:“En la naturaleza una gran parte de las sustancias se encuentran mezcladas unascon otras; para estudiarlas es necesario separarlas por métodos físicos como:decantación, filtración y evaporación. Al hacer estas separaciones las sustanciasse obtienen en forma pura. Para demostrar si una sustancia pura es un compuestoo un elemento los químicos las someten a métodos de análisis o descomposición”.Con base en lo anterior, explica la importancia de someter a las sustancias purasa procesos de análisis químico:_________________________________________________________________________________________________________Para establecer la naturaleza química del agua, esto es, si es un compuesto o unelemento, se le aplica un proceso de análisis llamado electrólisis con el cual seobtienen por separado los gases hidrógeno y oxígeno. Cuando estos gases, elhidrógeno y el oxígeno, reaccionan entre sí se sintetiza el agua. Con base en estainformación, responde lo siguiente:A) ¿Qué permite demostrar el proceso de análisis respecto a la naturaleza químicadel agua? Justifica tu respuesta.__________________________________________________________________________________________________________________________________B) ¿Qué permite demostrar el proceso de síntesis del agua respecto a lanaturaleza química de los gases hidrógeno y oxígeno? Justifica tu respuesta.__________________________________________________________________________________________________________________________________Para el concepto de enlace químico, califica los siguientes incisos como falso (F) overdadero (V) explicando tu respuesta.A) ( ) se rompen en los cambios físicosB) ( ) es responsable de la existencia de las moléculas.C) ( ) de no existir, el universo sería un caldo de átomos.Elabora un esquema que represente:A) La reacción de descomposición del agua.B) La reacción de síntesis del agua.40

Con las siguientes palabras: productos, reactivos, sustancias, enlaces, átomos,completa el siguiente párrafo.“Una reacción química se puede explicar como un proceso en el que unas_____________se transforman en otras por la reordenación de sus__________mediante la ruptura de unos _______________en los_____________y la formación de otros nuevos en los _______________.Representa por medio de una ecuación química la reacción de descomposición dedos moléculas de agua en estado líquido para producir dos moléculas de gashidrógeno y una molécula de gas oxígeno.Representa por medio de una ecuación química la reacción de síntesis del agua alhacer reaccionar 2 moléculas de gas hidrógeno con 1 molécula de gas oxígenopara producir 2 moléculas de agua.Con base en la ecuación de descomposición del agua:2H 2 O (l) → 2H 2(g) + O 2(g)Responde lo que a continuación se pregunta:a) ¿Cuántas moléculas de agua se descomponen? ______b) ¿Cuántas moléculas de oxígeno se obtienen? ______c) ¿Cuántas moléculas de hidrógeno se obtienen? ______En caso de no estar balanceada la ecuación seguiría representada correctamentela reacción de descomposición del agua?Justifica tu respuesta________________________________________________41

Balancea por inspección las siguientes ecuaciones químicas1) Fe + O 2 Fe 2 O 32) KCl O 3 KCl + O 23) HNO 3 + H 2 S NO + S + H 2 O4) Zn + AgNO 3 Zn (NO 3 ) 2 + Ag5) Cu + HNO 3 Cu(NO 3 ) 2 + H 2 O + NO 26) Al + H 2 SO 4 Al 2 (SO 4 ) 3 + H 27) FeCl 3 + H 2 SO 4 Fe 2 (SO 4 ) 3 + HCL8) H 2 O + MnO 4 MnO 2 + OH9) HNO 3 + H 2 S NO + S + H 2 O10) Na + Cl 2 NaCl11) CH 4 + O 2 CO 2 + H 2 O12) H 2 + O 2 H 2 OBalancea las siguientes ecuaciones por el método de inspección y clasifica lasreacciones si son de SÍNTESIS O DESCOMPOSICIÓN.13) Fe + S FeS14) NH 3 + HCl NH 4 Cl15) Cu (NO 3 ) 2 Cu + NO 2 + O 216) MgCO 3 MgO + CO 217) HgO Hg + O218) Fe 2 O 3 + H 2 O Fe(OH42

Ejercicios de auto evaluación1.( ) Es una sustancia pura formada por diferentes elementos unidos enproporciones constantes o definidas:a) Compuestob) Disoluciónc) Mezcla homogénead) Mezcla heterogénea2.( ) Un compuesto químico se diferencia de una mezcla porque suscomponentes:a) Se separan por métodos mecánicosb) Se separan por métodos químicosc) Conservan sus propiedadesd) Están en cualquier proporción3.( ) El agua es un compuesto porque:a) Se descompone por calentamiento para pasar del estado líquido al gaseosob) Está formada por una mezcla de sólido, líquido y gasc) Está formada por hidrógeno y oxígeno en volúmenes igualesd) El hidrógeno y el oxígeno que la forman se separan por un método químicollamado electrólisis4.( ) Según la ley de las proporciones constantes o definidas, para la reacciónde síntesis del agua se hace reaccionar:a) Cualquier cantidad de hidrógeno con un volumen de oxígenob) Cualquier cantidad de oxígeno con dos volúmenes de hidrógenoc) Dos volúmenes de hidrógeno con uno de oxígenod) Un volumen de hidrógeno con dos de oxígeno5.( ) La reacción para producir agua a partir de la combinación de 2moléculas de hidrógeno más una molécula de oxígeno se clasifica como de:a) Análisisb) Sustituciónc) Síntesisd) Pirolisis43

6.( ) La reacción mediante la cual se separan los átomos de hidrogeno y oxigenoque forman la molécula de agua se clasifica como de:a) Sustituciónb) Análisisc) Síntesisd) Combinación7.( ) A las fuerzas que unen a los átomos se les llama:a) Fuerzas atómicasb) Fuerzas nuclearesc) Enlaces químicosd) Fuerzas químicas8. ( ) En cuál de los esquemas se representa la reacción que cumple con la leyde la conservación de la materia en la síntesis del agua.a)b)c)d)44

9. ( ) En cuál de los esquemas se representa la reacción de análisis del agua quecumple con la ley de la conservación de la materia.a)b)c)d)10. ( ) Elige el inciso que representa correctamente la reacción dedescomposición del agua.a) 2H 2 O (l) + O 2(g) ∆ 2H 2 O (l)b) 2H 2 O (l) ∆ O 2(g) + 2H 2(g)c) 2H 2 O (l) ∆ 2O 2(g) + 2H 2(g)d) 2H 2 O 2(l ∆ O 2(g) + H 2(g)45

11. ( ) Elige el inciso que representa correctamente la reacción de síntesis delagua.a) 2H 2 O (l) ∆ O 2(g) + 2H 2(g)b) 2H 2(g) + O 2(g) ∆ 2H 2 O (l)c) 2H 2(g) + 2O 2(g) ∆ 2H 2 O (l)d) 2H 2 O (l) ∆ 2O 2(g) + 2H 2(g)12. ( ) Si para representar la combinación de H 2 , O 2 y energía, para obtenerH 2 O, escribimos: 2H 2(g) + O 2(g) ∆ 2H 2 O (l)Estamos utilizando para su representación:a) Una reacción químicab) Una ecuación químicac) Un fenómeno químicod) Una nomenclatura químicaRespuestas: 1A, 2B, 3D, 4C, 5C, 6B, 7C, 8D, 9D, 10B, 11B, 12B.46

¿Por qué el agua es indispensable para la vida?APRENDIZAJES•Señala las principales funciones del agua enlos organismos.•Incrementa su habilidad en la búsqueda deinformación pertinente y en su análisis.•Incrementa su actitud crítica y deresponsabilidad en el uso de los recursosnaturales al identificar las causas de la falta dedisponibilidad de agua y proponer accionespara evitar el desperdicio del agua y reducir sucontaminación.•Realiza una síntesis de losconceptos químicos estudiados en la unidad.•Indica las características de los fenómenosque estudia la química.TEMÁTICAIntegración de lo estudiadosobre: mezcla, compuesto,elemento, reacciónquímica, enlace y estructura dela materia (átomo y molécula)(N2)Mapa conceptual de lo que aprenderás en este apartado47

Introducción¿Qué papel cumple el agua en los organismos vivos? 1El agua apareció al poco tiempo que se formó el planeta. Los océanos seformaron primero que la atmósfera. En ese entonces el agua contenía grandescantidades de amoniaco (NH 3 ), metano (CH 4 ) y dióxido de carbono (CO 2 ), esdecir, todos los elementos para formar las moléculas vivientes compuestasprincipalmente por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno (C,H,O,N). Quizá lapoderosa radiación ultravioleta proveniente del sol haya estimulado el acomodo yreacomodo de estos elementos hasta que por mera casualidad, se formaroncompuestos capaces de reproducirse. Si esta síntesis casual estimulada por laenergía solar, actuando a toda su capacidad por la ausencia de la acción filtrantede la atmósfera y sostenida en el seno del agua por centenares de millones deaños, es probable que allí evolucionaran los organismos vivos.Así, en el agua se originó la vida y de ésta sigue dependiendo; la importancia en lainiciación de la vida está presente en todas las funciones de los organismos vivostanto vegetales como animales.La vida, donde quiera que exista, sigue dependiendo del agua en la mismamedida que en épocas anteriores cuando sólo existía en los mares.Este líquido tiene una importancia fundamental para los seres vivos, puesto que esel medio en el cual tienen lugar los procesos vitales. En efecto, todos los seresvivientes contienen agua y, por lo general, es su componente más abundante. Así,por ejemplo, en los vegetales superiores, entre un 80% y 85% es agua y en elhombre adulto el porcentaje supera el 60% (en el recién nacido es de un 70%).Antes de nacer el hombre pasa bastante tiempo en el agua del saco protectormembranoso dentro del vientre materno y por su cuerpo fluye agua hasta el día desu muerte, ya adultos somos aproximadamente 60 por ciento de agua.Los animales la beben e incorporan a su sistema que la necesita para moverse,olfatear, oír, etc., nosotros los humanos necesitamos del agua para realizar todasnuestras funciones vitales.La importancia de este líquido es enorme; es fundamental para la vida, perotambién es indispensable para mantener nuestra higiene y con ella la salud.La cantidad indispensable para el mantenimiento de la vida en un adulto normal,bajo el calor más intenso del desierto varía de 7 a 15 litros según la temperatura y1 Rico, A., et al., Química I, Agua y Oxígeno. Ed. Limusa.1 1

el tipo de actividad que realice. En clima templado la cantidad que el hombrenecesita diariamente se calcula en más o menos dos litros.Para el buen funcionamiento del cuerpo, necesitamos ingerir unos 35 gramos deagua por cada kilogramo de peso (a 20°C).Las funciones del agua en el organismo tienen su equivalente fuera de él. El aguaque bebemos y con la que nos aseamos es un disolvente, aunque también sirvepara eliminar nuestros desechos.El ser humano puede soportar varios días sin comer pero sin agua no puedesobrevivir por más de 10 días. Algunas bacterias pueden vivir sin oxígeno, peroninguna forma de vida puede existir sin agua.Casi todas las reacciones del cuerpo humano, así como otras muchas reaccionesimportantes sobre la Tierra, se llevan a cabo en un ambiente acuoso. Sin agua,estas reacciones no se llevarían a cabo o se efectuarían muy lentamente.Tanto en los animales como en las plantas, el agua es el vehículo que acarreaalimentos y desechos, oxígeno y dióxido de carbono (la sangre y otros fluidos delcuerpo son disoluciones acuosas de solutos biológicamente importantes). El aguaes el disolvente que promueve la digestión en la que se rompen los carbohidratosy las proteínas. Las grasas o lípidos aunque no cambien químicamente, seemulsionan 2 en agua para su asimilación en el organismo.Las plantas la transforman junto con la energía solar en crecimiento yreproducción; es el medio por el cual la raíz toma algunos de los nutrientes quenecesita del suelo. Con pocas excepciones, las plantas sintetizan sus alimentosextrayéndolos del agua y del aire, en la primera se encuentran en forma dedisolución acuosa (sales minerales).Así, es tal su importancia que se puede afirmar que sin ella no habría vida en elplaneta, en la forma en que la conocemos. Pero aún en nuestras fantasías deciencia ficción es difícil imaginar la vida de cualquier especie sin ella.Por lo anterior, la vida, como la conocemos, depende de una sustancia químicaúnica y que es uno de los compuestos más comunes en nuestro planeta, el agua,la cual:Transporta nutrientes y quita desperdicios a través del del torrentesanguíneo.Junto con del dióxido de carbono y minerales, es transformadaquímicamente por las plantas y la energía solar en grandes masas de2 Emulsión: dispersión de finas gotas de líquido, generalmente una grasa, en otro líquido.1

vegetación y luego es devuelta al ambiente cuando las sustancias sonquemadas o degradadas.También regula el clima de modo que pueda prosperar la vida.Las grandes masas de los océanos y lagos almacenan y distribuyen elcalor, por lo que la mayor parte de este planeta tiene un clima estable.Se piensa que tuvo un papel muy significativo en la evolución de la vida eneste planeta, ya que los grandes océanos proporcionaron el medio para lasreacciones químicas que llevaron a la aparición de las primeras célulasvivientes.Actúa como un medio para el desarrollo de una gran variedad dereacciones químicas.Ejercita lo aprendido1. Señala las principales funciones del agua en los organismos.2. ¿Por qué es indispensable el agua para la vida?3. De las siguientes funciones del agua en el organismo selecciona aquellas en lasque la propiedad disolvente del agua es la responsable de que ocurran.(A) El cerebro es 75% agua / Una deshidratación moderada puede causar dolor decabeza y mareo.(B) Se necesita agua para exhalar(C) El agua regula la temperatura del cuerpo(D) El agua transporta nutrientes y oxígeno a todas las células en el cuerpo(E) La sangre es 92% agua(F) El agua humedece el oxígeno para respirar(G) El agua protege y amortigua órganos vitales(H) El agua ayuda a convertir los alimentos en energía(I) El agua ayuda al cuerpo a absorber los nutrientes(J) El agua disuelve los desperdicios(K) Los huesos son 22% agua(L) Los músculos son 75% agua(M) El agua amortigua las articulaciones50

UNIDAD 2. OXÍGENO, COMPONENTEACTIVO DEL AIRE

¿Es el aire una mezcla o una sustancia pura?AprendizajesClasifica al aire como mezcla homogénea alreconocer experimentalmente que estáformado por varias sustancias, las cuales semantienen unidas por atracciones físicas. (N2)TemáticaMEZCLA•Concepto (N2)•Clasificación enhomogénea yheterogénea (N2)Mapa conceptual de lo que aprenderás en este apartadoAirees unamezclahomogéneaformada porsustanciasque pueden seractivascomo eloxígenoque interviene en losprocesos deoxidacióninertescomo-nitrógeno-gases noblescomo lacombustiónPor ejemplorespiraciónpara elmantenimiento de lavidaIntroducciónLa capa que rodea a la tierra recibe el nombre de atmósfera o simplemente aire.La atmósfera se divide en varias capas y en cada una la composición químicavaría notablemente:Troposfera es la capa inferior de la atmósfera y la más próxima a la superficie delplaneta, sus principales componentes son el oxígeno (O 2 ) y el nitrógeno (N 2 ).Estratosfera es la capa que sigue, en ella aparece el ozono (O 3 ) en mayorconcentración junto con el oxígeno (O 2 ) y el nitrógeno (N 2 ).Ionosfera el helio ( He) y el hidrógeno (H 2 ) son los gases principales.Exosfera posee una concentración de hidrógeno (H 2 ) considerable.52

Los gases que conforman la atmósfera se encuentran mezclados entre si y lacantidad en que se encuentra cada uno de ellos es variable, por ello el aire es unamezcla de gases.¿Por qué el aire es una mezcla?1. La composición del aire no es uniforme, algunos de suscomponentes se encuentran en mayor proporción que otroscomo el nitrógeno (N 2 con 78% aprox.), oxígeno (O 2 con 21 %aprox.), y el bióxido de carbono (CO 2 ). El vapor de agua tieneproporciones variables. El neón (Ne), helio (He), kriptón (Kr),xenón (Xe) y el argón (Ar), en conjunto constituyen el 1 % del total de laatmósfera.2. En los procesos industriales cuando se licua el aire y se hace la destilaciónfraccionada, primero se obtiene el nitrógeno (N 2 ) porque su punto de ebullición esmenor, después el oxígeno (O 2 ) y por último los gases raros.3. Cuando el aire se pone en contacto con el agua, el oxígeno (O 2 ) y el nitrógeno(N 2 ) se disuelven en ella de acuerdo a su solubilidad y no en relación con elporcentaje en el que se encuentran en el aire.COMPONENTES DEL AIREOxígeno. Es el elemento vital de la atmósfera y el más activo químicamente desus componentes. Respiramos para obtener oxígeno, el cual empleamos paraoxidar alimentos y obtener energía. Purifica el aire y el agua. Es Comburente,aviva y permite las combustiones en el aire, así como la respiración.Nitrógeno. Por lo general se le describe como un gas inactivo debido a que noreacciona fácilmente con otras sustancias químicas. En el aire diluye al oxígeno ylo hace respirable, modera los procesos de combustión de la respiración y de lasreacciones con otras sustancias químicas haciéndolas más lentas.El nitrógeno (N 2 ) es uno de los elementos más importantes porque gran parte delmaterial orgánico de plantas y animales está formado por compuestosnitrogenados (las proteínas, aminoácidos, ácidos. nucleícos contienen nitrógeno)muchos de ellos tienen numerosas aplicaciones: en la industria, en la fabricaciónde explosivos y en la preparación de abonos agrícolas.Dióxido de carbono (CO 2 ). Es un gas incoloro, inodoro e insípido. Constituye labase principal de la “alimentación” del reino vegetal a partir de él, las plantaselaboran azúcares y almidones por medio de la luz solar en el proceso de lafotosíntesis.El vapor de agua. Contribuye a retener el calor atmosférico, facilita la respiración,evita la excesiva evaporación de los tejidos de las plantas y de los animales, por élse forman las nubes, es fundamental en el ciclo del agua.53

PROPIEDADES DEL OXÍGENOPropiedades físicas: el oxígeno es un gas inodoro, incoloro e insípido. Tiene unpunto de fusión de –219 °CPropiedades químicas:•El oxígeno es un elemento muy activo en condiciones ordinarias. En formamolecular (O 2 ), es poco activo.•Presenta gran actividad química por lo que se combina con casi todos loselementos de la tabla periódica.•Forma compuestos binarios llamados óxidos.•El oxígeno se combina con los metales para formar los “óxidos básicos” y con losno metales forma los óxidos no metálicos (óxidos ácidos).Importancia del aire para el mantenimientode la vida y generación de energíaEl aire es necesario para el funcionamiento de nuestrasestufas, hornos y calentadores, pues el oxígeno es elcomburente por excelencia.El aire también se utiliza en dispositivos, aparatos y máquinascaseras como medio de enfriamiento.El aire es importante en la industria, ya que a partir de él se separan suscomponentes, los cuales son utilizados en diferentes procesos industriales como:Oxígeno: Es importante como oxidante de los combustibles líquidos.Es fundamental en la producción de algunos compuestos como el óxidode etileno, y el peróxido de sodio.En la contaminación del agua, es útil en el tratamiento de lodos de aguasresiduales para eliminar materia orgánica.La aeronáutica espacial consume grandes volúmenes en los motores depropulsión.Nitrógeno: Tiene un uso importante para bajar temperaturas, pueshierve a –195.8 °. Es fundamental en la síntesis de amoniaco el cual esla base para la obtención de muchos fertilizantes.En medicina es útil en el almacenamiento de sangre humana, la médulaósea y otras partes del cuerpo.Se usa en el tratamiento del mal del Parkinson y en la eliminación de tejidoscelulares por congelación.54

Dióxido de carbono: A partir de él las plantas elaboran azúcaresy almidones con ayuda de la luz del sol mediante el proceso de lafotosíntesis. Los animales se alimentan de los azúcares y almidones como partede los requerimientos de su dieta iniciándose así la cadena alimentaria.Ejercita lo aprendidoInstrucción: En base al experimento de la vela encendida que realizaste en ellaboratorio (lo puedes realizar en la casa si no lo hiciste en el laboratorio) contestalas siguientes preguntas:Cristalizador con aguaProbeta invertidavela encendida1. ¿Cuál es el gas que se consume en la combustión? ________Escribe su símbolo ________ y su fórmula _________________2. ¿Cuál es el otro gas que forma parte del aire en mayor cantidad y que no seconsume? _______________________Escribe su símbolo ________ y su fórmula ______________3. La ecuación simplificada que representa el fenómeno que observaste en laexperimentación es la siguiente:C n H 2n + 2 + O 2(g) CO 2(g) + H 2 O (g) + calor(parafina)El dióxido de carbono (CO 2 ) (g) y el H 2 O (g) obtenidos durante la combustión ¿dóndequedaron? Explica tu respuesta. ______________________________________________________________________________________________________4. ¿Es el aire una mezcla o una sustancia pura?Explica tu respuesta _________________________________________________________________________________________55

Ejercicios de AutoevaluaciónEscribe dentro del paréntesis la letra del inciso que corresponda a la respuestacorrecta.1. ( ) El aire que respiramos se considera:a) Una mezcla heterogénea.b) Un compuesto.c) Una mezcla homogénea.d) Un elemento.2. ( ) Son las principales sustancias que constituyen el aire:a) carbono, oxígeno, dióxido de carbonob) nitrógeno, oxígeno, dióxido de carbonoc) cloro, flúor, dióxido de azufred) neón, potasio, dióxido de azufre3. ( ) De los siguientes gases, cuál de ellos consideras que es el causante deque la vela se mantenga encendida:a) nitrógenob) dióxido de carbonoc) vapor de aguad) oxígeno4. Con base en tu elección, explica brevemente por qué consideras que dicho gases el que mantiene encendida la vela:__________________________________________________________________5. ( ) El oxígeno es importante en las combustiones por que actúa como:a) combustibleb) compuestoc) comburented) mezclaRespuestas. 1C, 2B, 3D, 5C56

¿Cómo actúa el oxígeno del aire sobre los elementos?AprendizajesDistingue a los elementos metálicos y nometálicos por su comportamiento frente aloxígeno.(N2)Clasifica a los óxidos metálicos y nometálicos por los productos de su reaccióncon agua. (N2)Ubica en la tabla periódica los elementosutilizados y establecerá las zonas donde selocalizan, clasificándolos en metales y nometales. (N1)Aplica la simbología química de elemento,compuesto y reacción química en lasecuaciones de las reacciones de síntesis.(N2)Establece el nombre químico y la fórmulade los óxidos, bases y oxiácidos obtenidos.(N2)Identifica a ácidos y bases por medio deindicadores.Balancea por inspección las ecuacionesquímicas de las reacciones efectuadas.(N3)Explica el fenómeno de la lluvia ácida y susconsecuencias mediante las reacciones desíntesis de óxidos ácidos. (N3)TemáticaCOMPUESTOConcepto (N2)Clasificación en óxidos, hidróxidosy ácidos por su comportamientoquímico (N2)Nomenclatura de los óxidos,hidróxidos y ácidos obtenidos (N2)Representación por medio defórmulas (N2)ELEMENTOConcepto (N2)Nombre y símbolo de los elementoscon que se trabajó (N1)Clasificación en metales y nometales por su reacción con eloxígeno(N2)Posición de los metales y nometales en la tabla periódica (N1)REACCIÓN QUÍMICAConcepto (N2)Síntesis de óxidos, hidróxidos yácidos(N2) Representación pormedio de ecuaciones (N2)Balanceo por inspección (N3)Ecuaciones químicas como modelode las reacciones (N3)57

Mapa conceptual de lo que aprenderás en este apartadoIntroducciónDiferencia entre metales y no metales por su comportamiento frente aloxígeno.Prácticamente todos los elementos conocidos, metales y no metales, reaccionan oson oxidados por el oxígeno formando los compuestos llamados óxidos. Así,cuando un metal reacciona con el oxígeno se forma su óxido:metal (s) + oxígeno (g) →óxido metálico (s)58

Por consiguiente, al combinar metales como sodio (Na), magnesio (Mg) o calcio(Ca) con el oxígeno, lo que se produce es el óxido de cada uno de ellos:Oxidación de sodioOxidación de magnesioOxidación de calcio4Na (s) + O 2(g) → 2Na 2 O (s)2Mg (s) + O 2(g) →2MgO (s)2Ca (s) + O 2(g) →2CaO (s)Habrás observado que el hierro (Fe) se combina con el oxígeno y se oxidafácilmente en presencia del aire formando el óxido de hierro que es un sólido decolor rojizo por medio de una reacción de síntesis. ¿Sabías que el aluminio (Al)reacciona con el oxígeno más rápidamente que el hierro?Oxidación del hierroOxidación del aluminio4Fe (s) + 3O 2(g) →2Fe 2 O 3(s)Al (s) + O 2(g) →Al 2 O 3(s)Por lo general, los óxidos metálicos son sólidos, algunos son de color blanco comoel óxido de sodio, óxido de magnesio, óxido de calcio y óxido de aluminio, y otrosson de color como el óxido de hierro.El oxígeno reacciona con la mayor parte de los metales formando óxidos. Pero notodos reaccionan igual, metales como el oro, la plata o el platino (llamadosmetales nobles) no se oxidan al aire libre.Las reacciones de oxidación de metales empiezan lentamente, e incluso puedeser necesario aplicar un calentamiento inicial, como en el caso de magnesio, perouna vez iniciada la reacción hay liberación de energía o hasta incandescencia.Por otro lado, los no metales también tienen la propiedad de combinarsequímicamente con el oxígeno por medio de una reacción de síntesis. Cuando sequema un trozo de carbón o una muestra de azufre, estos no metales reaccionancon el oxígeno formando sus óxidos como:no metal (s) + oxígeno (g) →óxido no metálico (g)Por ejemplo, en el caso del carbono se forma el monóxido de carbono CO y eldióxido de carbono CO 2 , que son gases incoloros e inodoros, pero decaracterísticas distintas y en el caso del azufre se forman el dióxido de azufre SO 2y el trióxido de azufre SO 3 que son gases de olor desagradable.Oxidación del carbonoOxidación del azufreC (s) + O 2(g) →CO 2(g)S (s) + O 2(g) →SO 2(g)59

Por lo general, los óxidos no metálicos son gaseosos, excepto en el caso de lareacción entre el hidrógeno y el oxígeno para formar agua H 2 O, que es un liquidoa condiciones de presión y temperatura ambiente.Por lo anterior, los metales y los no metales tienen un comportamiento químicodiferente cuando los combinamos con oxígeno y a la reacción que se produce sele conoce con el nombre de oxidación.Óxidos metálicos y no metálicos, y su reacción con agua.Cuando un óxido metálico se combina con agua y se le agregan unas gotas deindicador universal adquiere una coloración entre verde y azul. Esta propiedadindica que el producto obtenido tiene un carácter básico y se dice que es una baseo hidróxido, debido a este comportamiento, a los óxidos metálicos también se lesllama óxidos básicos. La expresión general para representar esta reacción es lasiguiente:Óxido metálico (s) + agua (l) → base o hidróxido (ac)Por otro lado, cuando un óxido no metálico se combina con agua y se le agreganunas gotas de indicador universal adquiere una coloración entre naranja o roja,entonces se dice que el producto es un ácido y debido a este comportamiento alos óxidos no metálicos se les conoce como óxidos ácidos. La expresión generalque representa este comportamiento es:Óxido no metálico (g) + agua (l) → ácido (oxiácido) (ac)Como puede observarse, los productos obtenidos en ambas reacciones seencuentran en disolución acuosa (ac). Para determinar si esta disolución acuosaes ácida, básica o neutra se utiliza indicador universal o papel tornasol.60

Color de los indicadoresEl indicador universal es una mezcla de colorantes que, al estar en contacto condisoluciones acuosas ácidas, básicas o neutras, cambia de color de acuerdo conla siguiente cuadro.Coloración del indicador universal frente a las disolucionesEn el caso del papel tornasol, cuando una tira de éste se introduce en unadisolución, se observan los siguientes cambios:Cambios de color del papel tornasolDisoluciónÁcidaBásicaCambio de color del papel tornasolAzul a rojoRojo a azulIndicadores comunes con su color en diferentes valores de pH.Indicador pH El color en ácido El color en álcaliTornasol 7.0 Roja AzulFenolftaleína 9.7 IncolorosRojo / / color derosaNaranja de metilo 3.7 Roja AmarilloAzul de bromofenol 4.0 Amarillo Azul61

Con base en los comportamientos descritos se puede afirmar que, en general:metal (s) + oxígeno (g) →óxido metálico (s)óxido metálico (s) + agua (l) → base o hidróxido (ac)no metal (s) + oxígeno (g) →óxido no metálico (g)óxido no metálico (g) + agua (l) → ácido (oxiácido) (ac)Se puede resumir que:Si la combinación de un óxido con agua da una coloración azul conel indicador universal o se vuelve azul el papel tornasol rojo,podemos afirmar que el elemento que forma el óxido es un metal.Si la combinación de un óxido con agua da una coloración roja con elindicador universal o se vuelve rojo el papel tornasol azul, podemosafirmar que el elemento que forma el óxido es un no metal.Al combinar un óxido metálico con agua produce bases o hidróxidos, a estosóxidos se les conoce también con el nombre de óxidos básicos, como en lossiguientes casos:2MgO (s) + 2H 2 O (l) → 2Mg(OH) 2(ac)Na 2 O (s) + H 2 O (l) → 2NaOH (ac)CaO (s) + H 2 O (l) → Ca(OH) 2(ac)En donde los productos Mg(OH) 2(ac) , NaOH (ac) Ca(OH) 2(ac) son bases o hidróxidosy son los responsables de la coloración azul que adquiere el indicador universal oel cambio de color del papel tornasol de rojo a azul.Los óxidos no metálicos cuando se combinan con agua producen ácidos por losque a estos óxidos se les conoce con el nombre de óxidos ácidos y tambiénreciben el nombre de anhídridos. Veamos los siguientes ejemplos:CO 2(g) + H 2 O (l) → H 2 CO 3(ac)SO 2(g) + H 2 O (l) → H 2 SO 3(ac)62

Los productos H 2 CO 3(ac) y H 2 SO 3(ac) son sustancias ácidas y provocan que elindicador universal adquiera una coloración roja o que el papel tornasol azultambién cambie su color a rojo.Como habrás observado, los elementos químicos presentan un comportamientoquímico peculiar al reaccionar con el oxígeno y, es debido a este comportamientoque, la mayoría de ellos se encuentran en la naturaleza combinados formandocompuestos.Su uso y aprovechamiento es ilimitado. Hasta aquí, se han mencionado sóloalgunos de ellos como el magnesio, sodio, calcio, hidrógeno, nitrógeno, carbono,azufre y oxígeno; unos los clasificamos como metales y otros como no metales,de acuerdo con su propiedad. Estos elementos se encuentran ubicados en unordenamiento de elementos muy importante para los químicos, conocido comoTabla Periódica.Fórmulas químicas.Las fórmulas químicas se utilizan como abreviaturas para los compuestos. Unafórmula química indica los símbolos y la relación de los átomos de los elementosde un compuesto. El cloruro de sodio contiene un átomo de sodio y un átomo decloro; su fórmula es NaCl.La fórmula del agua es H 2 O; indica que una molécula de agua contiene dosátomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno. La fórmula de un compuesto indicade qué elementos se compone y cuántos átomos de cada elemento estánpresentes en una fórmula. Por ejemplo, una molécula de ácido sulfúrico (H 2 SO 4 )está formada por dos átomos de hidrógeno, un átomo de azufre y cuatro átomosde oxígeno.Los números que aparecen un poco abajo y a la derecha del símbolo de unelemento se llaman subíndices. Entonces, el 2 y el 4 en el H 2 SO 4 son subíndices.Las características de las fórmulas químicas son:1. La fórmula de un compuesto contiene los símbolos de todos los elementosque integran ese compuesto.2. Cuando la fórmula indica un átomo de un elemento, el símbolo del citadoelemento representa ese átomo único. El número uno (1) no se usa comosubíndice para indicar la existencia de un solo átomo de un elemento.3. Cuando la fórmula indica más de un átomo de un elemento, el número deátomos se indica mediante un subíndice escrito a la derecha del símbolodel átomo. Por ejemplo el dos (2) en H 2 O indica dos átomos de H en lafórmula.4. Cuando la fórmula indica más de un grupo de átomos que se presentacomo unidad, se colocan paréntesis a uno y otro lado del grupo, y elnúmero de unidades del grupo se indica mediante un subíndice colocado ala derecha del paréntesis. Por ejemplo, consideremos el grupo nitrato, NO 3 .63

La fórmula para el nitrato de sodio, NaNO 3 sólo tiene un grupo nitrato; por lotanto, no se necesitan paréntesis. El nitrato de calcio, Ca(NO 3 ) 2 tiene dosgrupos nitrato (NO 3 ), como lo indica el uso de paréntesis y el subíndice 2. ElCa(NO 3 ) 2 tiene un total de nueve átomos: uno de Ca, dos de N, y seis de O.5. Las fórmulas como H 2 O, H 2 SO 4 , Ca(NO 3 ) 2 y C 12 H 22 O 11 sólo indican elnúmero y tipo de cada átomo que contiene el compuesto; no señalan elarreglo de los átomos en el compuesto o cómo se enlazan químicamenteuno con otro. La siguiente figura muestra como se utilizan símbolos ynúmeros en las fórmulas químicas.Explicación de las Fórmulas NaCl, H 2 SO 4 y Ca(NO 3 ) 2Na ClIndica elElemento sodio(un átomo)Indica elelemento cloro(un átomo)H 2 S O 4Indica el Indica el Indica cuatroelemento elemento átomos dehidrógeno azufre (un átomo) oxígenoIndica dos átomosde hidrógenoCa ( NO 3 ) 2Indica dosgruposIndica el elemento calcio nitrato (NO 3 )un átomo de calcioIndica el grupo nitrato(NO 3 ), constituido deun átomo de nitrógeno y tres átomos deoxígeno.64

NOMENCLATURA DE COMPUESTOSÓXIDOS BÁSICOS Y OXIÁCIDOS.Recuerda. Para poder nombrar y escribir las fórmulas y nombres de los óxidosmetálicos y no metálicos considerar las siguientes reglas:1. El número de oxidación de cualquier átomo o elemento sin combinarse ntoes cero, no ha ganado ni a perdido electrones.2. El número de oxidación para el Oxígeno es de 2-, excepto para losperóxidos.3. Para verificar que la fórmula de los óxidos está escrita correctamente, lasuma algebraica de los números de oxidación debe ser igual a cero, de noser así se cruzan los números de oxidación y se escriben como subíndicesy se multiplica por el número de oxidación original y se comprueba que lasuma es igual a cero.Sodio, Na 1+ elemento metálico con número de oxidación igual a 1 + , se combinacon el Oxígeno con número de oxidación igual a 2 - , para formar un óxidometálico Na 1+ O 2- Como la suma 1 + y 2 - es diferente de cero se cruzan losnúmeros de oxidación y se escriben como subíndicesNa 2 O 1 Se comprueba multiplicando 2(1 + ) = 2 + y 1 + (2 - ) = 2 -y como ( 2+ ) + ( 2- ) = 0, la fórmula correcta que Na 2 O óxido de sodio.Sí, la suma de los números de oxidación es igual a cero, no hay que cruzarlos,sólo se pasa a escribir la fórmula correcta.Ejemplo Ca 2+ O 2- , como la suma algebraica 2+ y 2- de los números de oxidaciónes igual a cero, se pasa a escribir la fórmula del óxido metálico CaO óxido decalcio.El procedimiento es similar para los óxidos no metálicos, ejemplo:Cl 5+ O 2- Cl 2 O 565

LA LLUVIA ÁCIDALa lluvia ácida se forma cuando el agua de lluvia se combina con los óxidos denitrógeno y el dióxido de azufre emitidos por fábricas, centrales eléctricas yvehículos que queman carbón o productos derivados del petróleo. En interaccióncon el vapor de agua, estos gases forman ácido sulfúrico y ácidos nítricos.Finalmente, estas sustancias químicas caen a la tierra acompañando a lasprecipitaciones, constituyendo la lluvia ácida.Los contaminantes atmosféricos primarios que dan origen a la lluvia ácida puedenrecorrer grandes distancias, siendo trasladados por los vientos cientos o miles dekilómetros antes de precipitar en forma de rocío, lluvia, llovizna, granizo, nieve,niebla o neblina. Cuando la precipitación se produce, puede provocar importantesdeterioros en el ambiente.La lluvia normalmente presenta un pH de aproximadamente 5.65 (ligeramenteácido), debido a la presencia del CO 2 atmosférico, que forma ácido carbónico,H 2 CO 3 . Se considera lluvia ácida si presenta un pH de menos de 5 y puedealcanzar el pH del vinagre (pH=3). Estos valores de pH se alcanzan por lapresencia de ácidos como el ácido sulfúrico, H 2 SO 4 , y el ácido nítrico, HNO 3 .Estos ácidos se forman a partir del dióxido de azufre, SO 2 , y el monóxido denitrógeno que se convierten en ácidos.Los hidrocarburos y el carbón usados como fuente de energía, en grandescantidades, pueden también producir óxidos de azufre y nitrógeno y el dióxido deazufre emitidos por fábricas, centrales eléctricas y vehículos que queman carbón oproductos derivados del petróleo.66

Ejercita lo aprendidoI. Completa las siguientes ecuaciones que representan la reacción química deun metal y de un no metal frente al oxígeno.1) Mg (s) + O 2(g) -------------------------------------------------------------2) Na (s) + O 2(g) -------------------------------------------------------------3) Ca (s) + O 2(g) -------------------------------------------------------------4) C (s) + O 2(g) -------------------------------------------------------------II. Completa las siguientes ecuaciones que representan la reacción químicade un óxido metálico y de un óxido no metálico con el agua.1) MgO (s) + H 2 O (l) ---------------------------------------------------------2) Na 2 O (s) + H 2 O (l) --------------------------------------------------------3) Fe 2 O 3(s) + H 2 O (l) -----------------------------------------------------4) CO 2(g) + H 2 O (l) --------------------------------------------------------5) SO 3(g) + H 2 O (l) --------------------------------------------------------67

Consulta la tabla periódica y completa la siguiente tabla.Nombre Símbolo Metal o NoMetalSodioNitrógenoArgónCarbonoPotasioHierroAzufreMagnesioOxígenoCalcioAluminioGrupoPeriodo1. Se tiene el elemento X el cual se calienta y reacciona con oxígeno del aireproduciendo un sólido que al combinarlo con agua y unas gotas de indicadoruniversal produce una coloración azul o morada, ¿qué tipo de elemento es X, unmetal o un no metal? Justifica tu respuesta._______________________________________________________________________________________________2. Escribe la ecuación de obtención del óxido del elemento X.3. Se tiene el elemento Y el cual se calienta y se hace reaccionar con oxígeno delaire produciendo un gas que al capturarse y combinarse con agua y unas gotas deindicador universal produce una coloración rosa o roja: ¿qué tipo de elemento esY? un metal o un no metal Justifica tu respuesta.__________________________________________________________________________________________4. Escribe la ecuación de obtención del óxido del elemento Y.68

5. Se sabe que la composición del aire es 78% de nitrógeno, 21% de oxígeno y1% otros gases. Establece una posible hipótesis acerca de ¿cómo se llevaríaa cabo la reacción de oxidación de un metal o de un no metal si ésta serealizara en una atmósfera al 100% de oxígeno?UBICACIÓN EN LA TABLA PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS CLASIFICADOSCOMO:METALES Y NO METALES.Metales Metaloides No metales Gases noblesHHeLi Be B C N O F NeNa Mg Al Si P S Cl ArK Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br KrRb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I XeCs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At RnFr Ra AcCe Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy HoEr Tm Yb LuTh Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No LrUtilizar la tabla periódica para llevar a cabo las siguientes actividades.6. Ilumina de amarillo, dos familias formadas por puros metales y de color rojodos familias formadas por no metales.7. Con color negro marca la división de los metales y no metales en la tablaperiódica.8. Escribir los nombres y símbolos de los elementos que conforman la familia13 ( familia del boro) y clasificarlos en metales y no metales. En la tablaperiódica iluminar de amarillo a los metales y de rojo a los no metales.69

9. Escribir los símbolos y nombres de los elementos del segundo periodo queson metales y no metales.10. familia en la que se encuentran los elementos conocidos como halógenos.11. Identifica en la tabla periódica cada una de las partes que se mencionan en lacolumna de la izquierda.1- Sombrea de coloramarillo un periodo.2- Sombrea de colorrojo un grupo ofamilia.3- Señala con uncírculo los metales4- Señala con uncuadrado los nometales.5- Marca de coloramarillo loselementosrepresentativos.6- Con un círculo loshalógenos.Relaciona la columna del nombre químico con la fórmula correspondiente.A) ( ) Na 2 O 1. Hidróxido de sodioB) ( ) Al(OH) 3 2. Dióxido de carbonoC) ( ) H 2 CO 3 3. Hidróxido de aluminioD) ( ) CO 2 4. Óxido de sodioE) ( ) Al 2 O 3 5. Ácido nítricoF) ( ) SO 3 6. Ácido carbónicoG) ( ) HNO 3 7. Trióxido de azufreH) ( ) NaOH 8. Óxido de aluminio70

Balancea por inspección las siguientes ecuaciones químicasA) Na 2 O (s) + H 2 O (l) → NaOH (ac)B) Ca (s) + O 2(g) → CaO (s)C) SO 2(g) + O 2(g) → SO 3(g)D) NO 2(g) + H 2 O (l) → HNO 3(ac) + NO (g)Escribe dentro del siguiente cuadro las fuentes de los gases contaminantesy el tipo de óxido producido.SO 2(g) CO 2(g) NO 2(g)Fuentes:______________________________Tipo de óxido______________Fuentes:__________________________________Tipo de óxido_____________Fuentes:_________________________________Tipo de óxido_____________Los gases contaminantes en la atmósfera reaccionan con el agua de lluvia.Escribe sobre la línea al tipo y nombre de la sustancia que se produce:Gas contaminante agua de lluvia Productos NombreSO 3 más H 2 OCO 2 más H 2 ONO 2 más H 2 O71

Elabora un esquema con una breve explicación del fenómeno de la lluviaácida incluyendo sus ecuaciones químicas, así como las consecuenciasque ocasiona este fenómeno al medio ambiente.ESQUEMA LLUVIA ÁCIDA72

CRUCIGRAMA1 2 81 362 457410 897 65109373

HORIZONTALESVERTICALES1. Son las sustancias que seencuentran antes de la flecha enuna ecuación química.2. Es el producto que se obtiene alhacer reaccionar un óxido básicocon agua.3. Nombre del compuesto SO 3 .4. Es el producto que se obtiene alhacer reaccionar O 2 con un nometal.5. El símbolo (g) en una ecuaciónquímica que se escribe despuésde una sustancia indica.6. Nombre del compuesto H 2 SO 4 .7. Los gases contaminantes comolos anhídridos al reaccionar con lalluvia se producen elfenómeno llamado8. Color que presenta el papeltornasol azul, al introducirlo a unasolución básica.9. Nombre del elemento metálicoubicado en el periodo 3, grupo 3en la tabla periódica.10. Nombre del elemento más activoquímicamente en la composicióndel aire.1. Son las sustancias que seencuentran después de la flechaen una ecuación química.2. Es el producto que se obtiene alhacer reaccionar un óxido ácidocon agua.3. Nombre del compuesto Na 2 O4. Es el producto que se obtiene alhacer reaccionar O 2 con un metal5. El símbolo (ac) en una ecuaciónquímica que se escribe despuésde una sustancia indica.6. Nombre del compuesto Ca(OH) 2.7. Nombre de los números que seutilizan para balancear unaecuación química.8. Nombre del elemento nometálico ubicado en el periodo 4,grupo 17 en la tabla periódica.9. Elemento más abundante de lacomposición del aire.10. Color que presenta el papeltornasol rojo, al introducirlo auna solución básica.74

SOLUCIÓN AL CRUCIGRAMA75

¿EN QUÉ SON DIFERENTES LOS METALES DE LOS NOMETALES?Aprendizajes•Describe cómo el descubrimiento delas partículas subatómicas dio lugara la evolución del modelo de Daltonal de Bohr. (N2)•Representa gráficamente ladistribución electrónica de los átomosde los elementos de gruposrepresentativos según elmodelo atómico de Bohr. (N2)•Describe la organización de loselementos en la tabla periódicaconsiderando grupos o familias,períodos y orden creciente denúmero atómico. (N2)•Ubica en la tabla periódica laposición de los átomos de loselementos de los gruposrepresentativos con base en elnúmero de electrones externos. (N2)•Utiliza la tabla periódica como unaherramienta para obtenerinformación básica sobre loselementos. (N2)•Nombra a los elementos delos grupos representativos apartir de sus símbolos. (N1)•Asocia los valores deelectronegatividad de loselementos con su radio atómico,su energía de ionización y sucarácter metálico o no metálico. (N3)TemáticaELEMENTO•Concepto (N2)•Nombre y símbolo de elementos degrupos representativos (N1)•Organización de los elementos en latabla periódica (N2)•Radio Atómico, energía de Ionización,electronegatividad (N1)•Variación del radio atómico, energía deionización y la electronegatividad en latabla periódica (N3).•Tabla periódica como herramienta queaporta información. (N2)ESTRUCTURA DE LAMATERIA•Partículas subatómicas: electrón, protóny neutrón (N2)•Caracterización de los átomos medianteel número atómico y la masa atómica (N1)•Modelos atómicos de Thomson,Rutherford y Bohr (N2)•Distribución electrónica de elementos degrupos representativos según el modelode Bohr (N2)•Relación entre la distribución electrónicade los átomos de los elementos con laposición de los mismos en la tablaperiódica (N2)76

Mapa conceptual de lo que aprenderás en este apartadoen77

Introducción¿Qué propiedades presentan los metales y los no metales?Los elementos metálicos y no metálicos se distinguen por sus propiedades; así,cuando los hacemos reaccionar frente al oxígeno, producen distintos tipos decompuestos, los metales forman óxidos metálicos de forma sólida y los no metalesforman óxidos no metálicos que por lo general son gaseosos (excepto el H 2 O quees líquido).Las propiedades físicas de los metales como, cobre, aluminio y hierro, tienenbrillo metálico (lustre), se pueden forjar, es decir, se pueden aplastar con unmartillo y formar láminas sin que se rompan (maleabilidad), pueden ser estiradospara transformarse en alambres delgados (ductibilidad), son buenos conductoresdel calor y de la electricidad. Algunos son muy duros como el hierro y otros sonmuy suaves como el sodio.Con respecto a las propiedades físicas de los no metales, algunos de ellospresentan formas alotrópicas como el carbono (grafito y diamante), otros seencuentran en la naturaleza en estado gaseoso como el oxígeno y el nitrógeno. Elbromo se presenta en estado líquido. Esto es, los no metales se presentan en lostres estados físicos de la materia. No tienen lustre, excepto el carbono en su formaalotrópica de grafito, no son maleables ni dúctiles y son malos conductores delcalor y la electricidad.Lo anterior nos permite afirmar que los metales y los no metales tienenpropiedades distintas con las que se pueden diferenciar y clasificar.¿Cómo se explica la diferencia entre las propiedades de los metales y los nometales?La investigación y el análisis de la información obtenida al observar elcomportamiento de la materia ha permitido establecer teorías acerca de suestructura que permitan explicar lo observado. De entre las propuestas másdestacadas que han contribuido al desarrollo de la teoría atómica se encuentran:- Demócrito (450a.c.): establece la idea de que la materia es discontinua yformada por partículas indivisibles e inalterables,- J. Dalton (1808): propone un modelo atómico con el que demostró que elcomportamiento de la materia se puede explicar por medio de una teoría departículas en que este son indivisibles.Modelo atómico de Dalton78

- J. J. Thomson (1897): propone un modelo atómico con el que sostiene quelos electrones son partículas más ligeras que el átomo del cual son parte deél, que se encuentran inmersos en una carga positiva.Modelo atómico de Thomson- Rutherford (1911): sugiere un modelo atómico en el que la carga positivadel átomo está concentrada en una región muy pequeña a la que llamónúcleo atómico y los electrones se encuentran alrededor de él.Modelo atómico de Rutherford- N. Bohr (1913): establece un modelo del átomo en el que los electronesgiran alrededor del núcleo a determinadas distancias llamadas niveles deenergía o capas (K, L, M, N...) y la distribución de los electrones en cadacapa sería 2, 8, 18, 32..., respectivamente.Modelo atómico de Bohr- H. G. J. Mosley (1913): estableció que el responsable de la carga positivadel núcleo es el protón y el valor de la carga nuclear se denomina númeroatómico (Z).- J. Chadwik (1932): descubre la existencia del neutrón (partícula de igualmasa que el protón pero sin carga); así, la masa atómica (A) de un átomoestá dada por la cantidad de protones y neutrones en el núcleo.Por ejemplo, el flúor tiene una carga nuclear Z=9 (número de protones) y su masaatómica A=19 (cantidad de protones y neutrones en el núcleo), considerando queun átomo es eléctricamente neutro (cargas positiva y negativa iguales) tiene 979

electrones distribuidos en 2 niveles de energía. La representación de un átomo deflúor de acuerdo al modelo atómico de Bohr es:En la capa L (nivel 2) se encuentran distribuidos los 7 electrones de valencia delflúor.Qué es la tabla periódica?TABLA PERÍODICAA los elementos químicos se les representa en la tabla periódica por medio de sussímbolos químicos, generalmente se escribe la primera letra de su nombre enmayúscula y la segunda en minúscula, ejemplo:Aluminio AlBromo BrLitio LiHe HelioPero no siempre es así ya que hay símbolos que no tienen que ver con el nombre.ejemplos:Plata AgOro AuSodio NaAzufre SFósforo PLa tabla periódica es consecuencia del descubrimiento de los elementos y lanecesidad de ordenarlos, ¿Cómo se ordenan?, de acuerdo a su número atómico,el cual es creciente. Al estudiar las propiedades físicas y químicas de loselementos se ha observado que poseen propiedades semejantes. Un ejemplo,entre los elementos no metálicos se encuentra la familia de los “halógenos”(formadores de sales), en donde localizamos al flúor, cloro, bromo, yodo y ástato;localizados en la familia o grupo VII; y debido a su gran actividad química no seencuentran libres en la naturaleza, sino formando compuestos.80

Grupos o FamiliasLos elementos se agrupan en la tabla periódica de acuerdo a sus propiedadesquímicas similares, unos debajo de otros formando columnas, a esto se le llamafamilia o grupo. Hay 18 familias o grupos en total. El tradicional utiliza númerosromanos del I al VIII, con las letras A y B. Mientras que el sistema más recienteutiliza números arábigos del 1 al 18 sin usar A y B.Los elementos situados entre los grupos IIA (2) y IIIA(13) se denominan detransición o subgrupos B y se nombran por el elemento que lo encabeza.En la siguiente tabla se muestran los grupos o familias representativos de la tablaperiódica.GrupoFamiliaIA (1)Metales AlcalinosIIA (2)Metales alcalinotérreosIIIA (13)Del boroIVA(14)Del carbonoVA (15)Del nitrógenoVIA(16)Del oxígenoVIIA(17)HalógenosVIIIA(18)Gases raros, nobles o inertesUn grupo especial es el de los gases nobles, raros o inertes, son los seiselementos presentes en el grupo VIIIA (18), los cuales son monoatómicos eincoloros, pero presentan color al ser excitados eléctricamente.En la tabla siguiente se muestran los grupos de transición en la tabla periódicaGrupoIB (11)IIB (12)IIIB (3)IVB(4)VB (5)VIB(6)VIIB(7)VIIIB(8),(9),(10)FamiliaDel CobreDel ZincDel EscandioDel TitanioDel VanadioDel CromoDel ManganesoDel Fierro81

En la tabla periódica también encontramos a los periodos, son secuenciashorizontales y se enumeran de arriba hacia abajo, en la siguiente tabla semuestran el número de elementos que los constituyen.Los elementos que se encuentran en los periodos:• 6 entre los números atómicos 57 y 71, son conocidos como lantánidos.• 7 entre el 89 y 103 son llamados actínidos, químicamente parecidos entre síLos elementos químicos que actualmente se conocen, la mayoría se encuentraen diferente abundancia en la naturaleza, otros han sido sintetizadosrecientemente en reactores nucleares, y por lo tanto existen otras en cantidadesmuy pequeñas.Número de electrones externosPeriodoNúmero de elementos1 22 83 84 185 186 327 19 (incompleto)El comportamiento de los elementos depende directamente de los electronesexternos, es decir, los electrones que se encuentran en el último nivel o llamadoselectrones de valencia, son los que permiten que los átomos se enlacen unos conotros, para, así formar moléculas, de ellos depende directamente elcomportamiento de los elementos. Recordemos que los átomos tienden a serestables, es decir, completar ocho electrones en su último nivel de energía (Regladel octeto). El número de electrones del último nivel de energía nos indica el grupoo familia.¿Cómo se organizan los elementos en la tabla periódica?La tabla periódica es el ordenamiento de los elementos de acuerdo con su númeroatómico creciente. Al estudiar las propiedades físicas y químicas de los elementosse han podido formar grupos o familias que poseen propiedades semejantes.Ordenamientos verticales: Los elementos con propiedades químicas similares seencuentran unos debajo de otros formando columnas llamadas grupos o familias,82

observándose 18 grupos en total. Estos grupos se clasifican en: grupos A oelementos representativos y grupos B o elementos de transición.Ordenamientos horizontales: La tabla periódica también presenta un ordenamientopor períodos los cuales son secuencias horizontales y se numeran de arriba haciaabajo, observándose 7 períodos.Propiedades periódicas: En la tabla periódica se observa una repetición encuanto a las propiedades de los elementos la que se conoce como Ley Periódica:“Las propiedades de los elementos y sus compuestos son funciones periódicas delnúmero atómico de los elementos”. Esta repetición a intervalos regulares se leconoce como propiedad periódica¿En qué son diferentes los metales de los no metales por propiedades periódicas?231 2 13 14 15 16 17IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA3 Li 4 Be 5 B 6 C 7 N 8 O 9 F3+44+5K11 Na11+122 1L2 8 1K L M2 2K12 Mg12+12L2 8 2K L M5+613 Al13+142 3K L2 8 3K L M6+6K14 Si14+142 4L2 8 4K L M7+715 P15+162 5K L2 8 5KLM8+8K16 S16+162 6L2 8 6KLM9+1017 Cl17+182 7K L2 8 7KLM83

- Existe una relación entre el número de electrones externos de un elemento y suubicación en la tabla periódica. De acuerdo con su posición, los elementosrepresentativos (grupos A), presentan un determinado número de electronesexternos o de valencia, por ejemplo los elementos del grupo 1(IA), tienen1 electrón externo, los del grupo 2(IIA) tienen 2 y así sucesivamente hasta llegar algrupo 18(VIIIA) que tienen 8 electrones (excepto el helio que tiene 2).- Cada período inicia con un metal alcalino y termina con un gas noble.- En general, en un período al aumentar la carga nuclear de un átomo (número deprotones) aumenta el potencial de ionización (kJ) que se tiene que aplicar parapoder arrancarle un electrón y adquirir carga positiva. En un grupo, cuanto másniveles de energía existan en un átomo será menor el potencial de ionización yaque el electrón que se desea arrancar está más alejado del núcleo.- En general, en cada período al aumentar la carga nuclear de un átomo disminuyesu radio atómico ya que aumenta la atracción del núcleo hacia los electrones. Enun grupo a medida que va aumentando el número de niveles que posee un átomoy con ello su tamaño y su carga nuclear, esta última no es suficiente paracontrarrestar el aumento en el tamaño del átomo por lo que cuanto más niveles deenergía existan en un átomo mayor es su radio atómico.- En un período, al aumentar la carga nuclear y al acercarse a la distribución de ungas noble, aumenta la electronegatividad (tendencia a atraer los electrones en unenlace). En un grupo o familia, la electronegatividad disminuye con el aumento deperiodo.1 2 13 14 15 16 172 Li1.03 Na0.9IA IIABe1.5Mg1.2IIIA IVA VA VIA VIIAB C N O F2.0 2.5 3.0 3.5 4.0Al Si P S Cl1.5 1.8 2.1 2.53.0- En un período, al aumentar la carga nuclear de un átomo disminuye su caráctermetálico. En un grupo o familia, el carácter metálico aumenta con el aumento deniveles.La electronegatividad de los elementos en la tabla periódica la podemos definirde la siguiente manera: Es la medida relativa del poder de atracción de electronesque tiene un átomo cuando forma parte de un enlace químico. La podemosrepresentar así:84

La electronegatividad de los elementos en la tabla periódica aumenta de abajohacia arriba en un grupo y de izquierda a derecha en un periodo, es decir, los nometales son más electronegativos que los metales.Energía de ionización: Es la energía necesaria que hay que suministrarle a unátomo (neutro) en estado gaseoso para arrancar un electrón periférico o devalencia.En la tabla periódica la podemos representar así:La energía de ionización de los elementos en la tabla periódica aumenta de abajohacia arriba en un grupo y de izquierda a derecha en un periodo.Radio atómico: Es la mitad de la distancia entre los núcleos de los átomos en unamolécula diatómica.El Radio atómico de los elementos aumenta con el número atómico en los grupos,es decir, de arriba hacia abajo y de derecha a izquierda en los periodos de la tablaperiódica.Carácter metálico: El carácter metálico de los elementos en la tabla periódicaaumenta de arriba hacia abajo en un grupo y de derecha a izquierda en unperiodo.Así, el elemento más metálico es el francio (Fr) y el elemento menos metálico es elflúor (F).85

Ejercita lo aprendido1. Identifica cada uno de los modelos atómicos, escribiendo sobre la línea elnombre del científico que lo propuso: Rutherford, Bohr, Dalton y Thomson.1234Ne_______________________________________________________2. Escribe dentro del paréntesis la primera letra del nombre del científico deacuerdo a las características del modelo atómico que propuso, Dalton (D),Thomson (T), Rutherford (R) y Bohr (B):( ) En su modelo establece que en el núcleo esta concentrada la masa y lacarga positiva.( ) En su modelo establece niveles de energía donde se ubican loselectrones.( ) El átomo lo considera indivisible e indestructible.( ) El átomo es considerado como una pequeña esfera cargadapositivamente con cargas negativas para neutralizarla.( ) En su modelo establece un núcleo y alrededor de este se encuentrangirando los electrones.( ) El átomo es considerado como una pequeña esfera.( ) Descubrió al electrón y lo introdujo en su modelo para neutralizar la cargapositiva.86

3. De acuerdo a las siguientes ilustraciones del modelo de Bohr, completalas tablas siguientes escribiendo el nombre del elemento, su númeroatómico, el grupo y período en que se encuentra ubicado en la tablaperiódica.8p19p17p14p2e - 6e -2e - 8e - 8e - 1e2e - 8e - 7e -2e - 8e - 4e -Nombre delelemento:________________Z: ___ Grupo:O___Período: ______Nombre delelemento:_______________Z: ___ Grupo: ___KPeríodo: _____Nombre delelemento:_______________Z: ___ Grupo: Cl ___Período: _____Nombre delelemento:______________Z: ___ Grupo: ___SiPeríodo: _____4. Representa gráficamente con una breve descripción de los modelos de Bohrcorrespondientes a los siguientes elementos representativos:nitrógeno, sodio, calcio, bromo y neón.87

Consulta la tabla periódica y contesta lo que se te pide.5. Para los siguientes elementos indica si se trata de un metal o de un no metal: Bromo ____________ Aluminio ____________ Azufre ____________ Oxígeno ____________ Sodio ____________ Hidrógeno ____________ Hierro ____________6. Indica a que familia pertenecen los elementos de la siguiente lista: Bromo ____________ Aluminio ____________ Azufre ____________ Oxígeno ____________ Sodio ____________ Hidrógeno ____________ Hierro ____________7. Sin consultar la tabla periódica escribe el símbolo de los siguientes elementos: Litio _______________ Sodio _______________ Magnesio _______________ Aluminio _______________ Nitrógeno _______________ Oxigeno _______________ Helio _______________ Cloro8. Relaciona las siguientes columnas colocando dentro del paréntesis el númerodel elemento que correspondan:SímboloElemento( ) Ca 1. Sodio( ) Ne 2. Cobre( ) O 3. Neón( ) P 4. Fósforo( ) Cu 5. Calcio( ) Na 6. Oxígeno88

Ejercicios de Autoevaluación1. ( ) Por su ubicación en el grupo VIA(16) de la tabla periódica, se puedeafirmar que el número de electrones externos del oxígeno es:a) 2b) 4c) 6d) 82. ( ) Para el potasio su número atómico es Z=19 y la distribución electrónicasegún el modelo atómico de Bohr es:19P2e - 8e - 8e - 1e -20NK L M NCon base en esta información se puede afirmar que el período y la familia a losque pertenece el potasio son, respectivamente:a) 1 y IA(1)b) 1 y IVA(4)c) 4 y IA (1)d) 4 y IVA (4)3. Los elementos están formados por partículas diminutas llamadas átomos, todoslos átomos de un mismo elemento son iguales en masa y tamaño. Esto lo afirmo:a) Thomsonb) Rutherfordc) Daltond) Bohr89

4. Consideró al átomo como una gran esfera con carga eléctrica positiva, en lacual se distribuyen los electrones como un” Budín con pasas”a) Thomsonb) Rutherfordc) Daltond) Bohr5. Consideró que el átomo se divide en: Un núcleo central, que contiene cargapositiva y alrededor de este se encuentran girando los electrones.a) Thomsonb) Rutherfordc) Daltond) Bohr6. Propuso un nuevo modelo atómico, según el cual los electrones giran alrededordel núcleo en niveles definidos de energíaa) Thomsonb) Rutherfordc) Daltond) Bohr7. Relaciona ambas columnas y selecciona la respuesta correcta.a) 1B,2C,4A,3Db) 1C,2D,3A,4Bc) 1A,2B,3C,4Dd) 1D,2A,3B,4CA) ( ) Dalton. Los elementos están formados porpartículas diminutas llamadas átomos, todos losátomos de un mismo elemento son iguales enmasa y tamaño.B) ( ) Thomson. consideró al átomo como unagran esfera con carga eléctrica positiva, en la cualse distribuyen los electrones como un” Budín conpasas”C) ( ) Rutherford. Consideró que el átomo sedivide en:· Un núcleo central, que contiene los protones yneutrones (y por tanto allí se concentra toda lacarga positiva y casi toda la masa del átomo).D) ( ) Bohr. Propuso un nuevo modelo atómico,según el cual los electrones giran alrededor delnúcleo en niveles definidos de energía.90

8. ( ) Observa los siguientes esqueletos de la tabla periódica e indica quéelemento tiene mayor valor de electronegatividad.a) Clb) Nac) Fd) K9. ( ) Observa los siguientes esqueletos de la tabla periódica e indica quéelemento tiene mayor energía de ionización.a) Cl b) Na c) F d) K10. ( ) Observa los siguientes esqueletos de la tabla periódica e indica quéelemento tiene mayor radio atómico.a) Cl b) Na c) F d) K91

11. ( ) Observa los siguientes esqueletos de la tabla periódica e indica quéelemento tiene mayor carácter metálico.a) Cl b) Na c) F d) K12. ( ) La regla del Octeto establece que el número de electronesa) del último nivel de energía tiene que ser mayor de 8.b) del último nivel de energía tiene que ser menor de 8.c) del último nivel de energía tiene que ser igual de 8.d) del penúltimo nivel de energía tiene que ser mayor de 8.13. Es el enlace que presenta un compuesto formando dos polos, unoparcialmente positivo y otro parcialmente negativo.a) iónicob) covalente puroc) metálicod) covalente polar14. Es la unión entre un elemento de alta electronegatividad y otro de bajaelectronegatividad para formar un compuesto con un enlacea) iónicob) covalente puroc) metálicod) covalente polar15. ¿Cómo se llama el enlace formado en un compuesto que tiene átomos deigual electronegatividad y donde ambos comparten pares de electrones?a) iónicob) covalente puroc) metálicod) covalente polarRespuestas:1C, 2C, 3C, 4A, 5B, 6D, 7B, 8C, 9C, 10D,11D, 12C, 13D, 14A, 15B.92

¿En qué difieren los óxidos metálicos de los nometálicos? ¿Cómo podemos predecir el tipo de enlaceque hay entre dos átomos?Aprendizajes•Explica la tendencia de los elementos a adquirir ladistribución electrónica de los gases noblesmediante la Regla del Octeto. (N2)•Describe a los enlaces químicos como fuerzasgeneradas por el intercambio o compartición deelectrones externos de los átomos que se unen.(N2)•Representa gráficamente a los electrones externosde los átomos de los elementos representativosusando estructuras de Lewis. (N2)•Representa gráficamente losenlaces de moléculas sencillas aplicando la regladel octeto de Lewis. (N2)•Clasifica los enlaces en iónico, covalente no polary covalente polar con base en la diferencia deelectronegatividad. (N3)•Determina el tipo de enlace que se forma entre dosátomos a partir de sus valores deelectronegatividad. (N3)•Elabora modelos querepresenten compuestos con enlaces iónicos ycovalentes. (N3)•Elabora modelos que hagan evidente la existenciade las fuerzas intermoleculares. (N3)TemáticaESTRUCTURA DE LAMATERIA•Representación deLewis de los electronesexternos con puntos (N2)ENLACE•Concepto (N2)•Teoría del octeto deLewis (N2)•Características de losenlaces iónico ycovalente (N2)•Clasificación en iónico,covalente no polar ycovalente polar (N3)•Predicción del tipo deenlace con base en ladiferencia deelectronegatividad (N3)•Fuerzas intermoleculares.Puente de hidrógeno (N2)•Energía involucrada enla ruptura y formación deenlaces (N2)93

Mapa conceptual de lo que aprenderás en este apartadoIntroducción¿En qué difieren los óxidos metálicos de los no metálicos? ¿Cómo son los óxidosmetálicos y los óxidos no metálicos?Todo lo que existe en la naturaleza está formado por elementos químicos loscuales se encuentran la mayor parte de las veces combinados unos con otrosformando compuestos.El mundo que nos rodea se compone de muchos tipos de compuestos. Existenalgunos tan simples como el cloruro de sodio (sal de mesa) o el azúcar paraendulzar. Otro compuestos son óxidos metálicos y óxidos no metálicos, dentro delos primeros podemos mencionar por su importancia al óxido de calcio llamadocomúnmente cal que se utiliza en la manufactura de acero y cemento; de entre losóxidos no metálicos son importantes el dióxido de carbono y el agua que sonproductos de la combustión.94

La cal, así como otros óxidos metálicos, son sólidos a temperatura ambiente.Mientras que los óxidos de los no metales como el dióxido de carbono y el agua, elprimero es un gas y el segundo es líquido a temperatura ambiente. En general losóxidos metálicos son sólidos, mientras que los óxidos no metálicos pueden sersólidos, líquidos o gases. ¿Puede la estructura de estos compuestos ayudarnos aexplicar estas diferencias?, veamos cómo.Enlace químicoPara entender la forma en que unos elementos se unen a otros y la influencia quetienen en las propiedades de los compuestos formados, debemos tener presenteque se requiere de energía para que un átomo de un elemento se una a otro yforme una molécula; al unirse químicamente el compuesto formado tiende aalcanzar una mayor estabilidad, obteniéndose el nivel más bajo de energía quepuede tener y que la unión entre los átomos de esos elementos se debe a ladistribución electrónica que posee cada uno en su último nivel.Cuando se dice que dos átomos están enlazados entre sí, quiere decir que seencuentran muy cerca uno del otro y que se mantienen unidos bajo la acción deciertas fuerzas; lo que llamaremos de aquí en adelante enlace químico. Estasuniones entre átomos pueden ser: entre átomos de un mismo elemento o entreátomos de elementos distintos.Al estudiar la formación y las propiedades de diversos compuestos, se hangenerado algunos modelos para explicar las uniones entre los elementos que losconstituyen, la naturaleza de estas uniones va a determinar las propiedadesfísicas y químicas de los distintos compuestos, así tenemos que el cloruro desodio NaCl que es un sólido a temperatura ambiente y presenta puntos de fusión yebullición muy altos, o bien, el alcohol etílico que es un líquido a temperaturaambiente y sus puntos de fusión y ebullición son muy bajos.Para entender la forma en que los elementos se unen a otros y la influencia queesto tiene en las propiedades de los compuestos resultantes es necesariorecordar, como ya lo vimos en la primera unidad de este curso, que:- La energía juega un papel fundamental en los procesos que ocurren en lanaturaleza ya que sin ésta no se podrían realizar infinidad de cambios. Así,para que un elemento se una a otro para formar un compuesto se requiere deenergía en sus diversas manifestaciones (calor, luz, corriente eléctrica, energíaquímica).- Al formarse químicamente un compuesto éste tiende a alcanzar una mayorestabilidad, obteniéndose el nivel más bajo de energía (cuando un átomo seune a otro para formar una nueva sustancia, dichos átomos tienden a alcanzaruna mayor estabilidad).- Las propiedades físicas y químicas de los elementos están determinadas por elnúmero de electrones que tienen sus átomos en el último nivel (electrones devalencia).95

¿Por qué se forma un enlace?De acuerdo con el número atómico de los elementos, los electrones se distribuyenen diferentes niveles de energía. Al establecer la distribución electrónica de loselementos se ha encontrado que para el caso de los gases nobles, con excepcióndel helio (grupo VIIIA ó 18) tienen 8 electrones en su último nivel. Anteriormenteestos gases se consideraban inertes, es decir, incapaces de reaccionar frente aotra sustancia, lo cual se atribuyó a la distribución de sus electrones en su nivelexterior, ocho. Esta idea fue la base para plantear que: el número de electronesdel último nivel de energía tiene que ver con la forma de reaccionar de loselementos para formar compuestos.Pero, antes de continuar, es necesario que recordemos algunos conceptosfundamentales como ¿qué dice la regla del octeto?, ¿qué es el diagrama deLewis?Regla del octeto. Los átomos que participan en las reacciones químicas tienden aadoptar la configuración electrónica propia de un gas noble (con excepción delhelio), tienen ocho electrones en su último nivel, lo cual le confiere estabilidad asus átomos. La regla del octeto se puede cumplir cuando existe una transferenciade electrones de un átomo a otro, o bien, por el hecho de compartir uno o máspares de electrones.Diagrama de Lewis. Es la representación de los electrones del último nivel de unátomo por medio de puntos, pequeños círculos o cruces, con la finalidad devisualizar lo que ocurre con estos electrones al formarse el enlace químico (estemodelo es una forma sencilla de representar enlaces y nada tiene que ver con laforma geométrica o espacial de la estructura del átomo o de la molécula). Cabedestacar que los electrones del último nivel de un átomo son los responsables delcomportamiento químico.96

Por ejemplo. Para representar esos electrones se ubica el elemento en la tablaperiódica, por ejemplo el cloro está en el grupo VIIA(17) y período 3, y su númeroatómico es 17, así la distribución electrónica para este átomo es la representadaen la figura 1 donde en su última capa tiene 7 electrones que son los que serepresentan con puntos en el diagrama de Lewis en la figura .18 2e - 8e - 7e -17 +Niveles 1 2 3Figura 1 Figura 2Fig. 1 Distribución electrónica según Bohr para el átomo de cloro,Fig. 2 Representación de los electrones del último nivel según Lewis.Formación de enlaces interatómicosTransferencia o compartición de electrones en los enlaces iónicos y covalentes.El hecho de que entre algunos elementos se transfieran electrones y otros loscompartan para formar compuestos, da origen a los enlaces químicos.Para que se forme un compuesto químico es necesario que los átomos de loselementos que se van a combinar se acerquen uno al otro, de tal forma que existauna interacción entre ellos. De acuerdo con las propiedades de estos átomos segeneran diferentes tipos de enlace.Enlace iónicoEste tipo de enlace es aquel que resulta de la atracción electrostática entre uncatión y un anión.El átomo de sodio cede un electrón al cloro, por lo que se convierten en iones Na +y Cl - – 1e - Na ++ 1e - Cl -97

Al transferir el sodio su único electrón de la última capa al átomo de cloro,obtienen ambos la estructura electrónica estable correspondiente a la del gasnoble más próximo, en este caso el neón para el sodio y el argón para el cloro. Elenlace iónico se presenta principalmente cuando se une un metal con un no metal.Utilizando los diagramas de Lewis el proceso de formación de los iones sodio ycloruro se puede representar como se muestra en la siguiente figura:Enlace covalenteEl enlace covalente es la unión de átomos por compartición de electrones, seforma en moléculas, este tipo de enlace se presenta principalmente cuando seunen dos o más no metales entre sí. como por ejemplo en la formación de lamolécula de agua,98

En el enlace covalente también se pueden presentar enlaces covalentes múltiplesque se forman por compartición de dos o más pares de electrones entre dosátomos (ver figura 4) .El par electrónico compartido se acostumbra representar mediante una línea de lasiguiente forma: H-H, OO, NNOtros ejemplos de moléculas de compuestos con enlace covalente son el,amoniaco NH 3 y metano CH 4Hemos estudiado que la electronegatividad es la tendencia que tiene un átomoenlazado a atraer hacía él los electrones del enlace. En un enlace A-B si los dosátomos tienen las mismas electronegatividades, A y B atraerán a los doselectrones del enlace con igual intensidad siendo este caso un enlace covalentepuro, lo cual da lugar a moléculas con una distribución homogénea de carga porlo que se denominan no polares (sin polos). Este sería el caso de las moléculasde cloro Cl 2 , hidrógeno H 2 , nitrógeno N 2 y oxígeno O 2 .Representación de Lewis de enlaces interatómicos.Si los átomos del enlace tienen electronegatividades distintas, los electronescompartidos estarán más próximos al elemento de mayor electronegatividad. Estees el caso de la molécula de ácido fluorhídrico H-F, el átomo de flúor tiene unamayor tendencia a atraer al par de electrones de enlace que el átomo dehidrógeno por lo tanto el par de electrones está más próximo del átomo de flúorque del hidrógeno. En realidad los electrones de enlace están en constantemovimiento alrededor de los dos núcleos pero la diferencia deelectronegatividades entre el flúor y el hidrógeno provoca que el par de electronesde enlace permanezca más tiempo cerca del átomo más electronegativo (el flúor)creando así una distribución asimétrica de los electrones de valencia y formandolo que se denomina un dipolo eléctrico con una carga eléctrica parcial negativa (-)sobre el átomo más electronegativo y una carga eléctrica parcial positiva (+)sobre el hidrógeno. A este tipo de enlace se le denomina enlace covalentepolar.(figura 6) H :F: Fig. 6A+H - F -Fig. 6B99

¿CÓMO PODEMOS PREDECIR EL TIPO DE ENLACE ENTRE DOS ÁTOMOS?La habilidad de los átomos de un elemento para atraer los electrones en el enlace,se puede expresar como una cantidad numérica y se conoce como laelectronegatividad de un elemento.Los valores de electronegatividad se tienen en el cuadro 1, observa que elelemento flúor tiene la mayor electronegatividad. Esto significa que, de todos loselementos, el flúor tiene la atracción más fuerte de electrones en un enlace. Comoresultado, el flúor es siempre el extremo negativo en un dipolo. El oxígeno es elextremo negativo del dipolo en todos sus enlaces, excepto los que hace con elflúor.Electronegatividades de algunos elementos (basada en la escala arbitraria dePauling)IA (1) IIA (2) IIIA (13) IVA (14) VA (15) VIA (16) VIIA (17)H2.1LiBeBCNOF1.001.502.002.503.003.504.00NaMgAlSiPSCl0.901.201.501.802.102.503.00KCaGaGeAsSeBr0.801.001.601.702.002.42.80RbSrI0.801.002.40CsBa0.700.90Tipo de enlace en función de la electronegatividad de los elementosCuando dos átomos de diferentes electronegatividades se unen por medio de unenlace químico y su diferencia de electronegatividades se encuentre entre lossiguientes rangos, el tipo de enlace será covalente polar, covalente no polar oiónico de acuerdo a la siguiente tabla.100

Tabla 1. Tipo de enlace de acuerdo a la diferencia de electronegatividadDiferenciaIgual a ceroMayor a 0.4 y menor a 1.7Igual o mayor a 1.7Tipo de enlaceCovalente puro o no polarCovalente polarIónicoEn el cuadro 2 se observan ejemplos de tipos de enlace de acuerdo a la diferenciade electronegatividad.Cuadro 2. Ejemplos de tipo de enlace según su diferencia de electronegatividadesCompuesto Diferencia deelectronegatividadesNH 3 N: 3.0Tipo de enlaceCovalente polarH: 2.10.9Cl 2 Cl: 3.0Cl: 3.0Covalente puroo no polar0.0CaF 2 F: 4.0IónicoCa: 1.03.0La escala de electronegatividades de Pauling permite predecir si un compuestoformado entre átomos A y B presentará un enlace covalente no polar o polar, puesel grado de polarización es proporcional a la diferencia entre suselectronegatividades. Si la diferencia es elevada (mayor a 1.7) se favorece laformación de iones y la obtención así de un compuesto iónico. Por el contrario, sila diferencia de electronegatividades es inferior a 1.7, hay que esperar laformación de un compuesto básicamente covalente.101

El enlace iónico se puede explicar como un caso extremo del enlace covalente si eldesplazamiento del par de electrones compartidos hacia uno de los núcleos fuera tangrande que se rompiera el enlace, los átomos que forman la molécula se convierte eniones, uno positivo y uno negativo.Las moléculas que contienen cloro: Cl 2 , HCl y NaCl, son un ejemplo de ladegradación de la polaridad entre un enlace covalente no polar y otro iónico. Loanterior se representa en la figura.DIFERENCIA EN LAS PROPIEDADES DE LOS COMPUESTOSIÓNICOS Y COVALENTESCon la información que hemos explicado hasta aquí, podemos ahora contestar lapregunta que inició este bloque: ¿en qué difieren los óxidos metálicos de los nometálicos?Como ya vimos, el compuesto de cloruro de sodio se forma debido a la atracciónentre iones sodio y cloruro que tienen cargas opuestas. La fuerza electrostáticaque mantiene unidas las partículas con cargas opuestas dentro de un compuestoiónico se llama enlace iónico. Los compuestos que poseen este enlace soncompuestos iónicos. Cuando ocurren enlaces iónicos entre metales y el oxígenoque es un no metal se forman óxidos metálicos como por ejemplo la cal CaO y laherrumbre Fe 2 O 3 . La mayoría de los otros compuestos iónicos se llaman sales.Todos los compuestos iónicos son sólidos a temperatura ambiente, ninguno eslíquido ni gaseoso ¿cuál es la razón?Seguramente has observado la semejanza entre la sal común, un sólido iónico y elazúcar de mesa, un sólido covalente. Sin embargo, si calientas la sal en la estufano se fundirá aunque la temperatura sea alta. Por el contrario, el azúcar se funde auna temperatura relativamente baja ¿afecta el tipo de enlace esta propiedad?Las diferencias en propiedades son el resultado de las diferencias en las fuerzasde atracción. En un compuesto covalente, el enlace covalente entre los átomos delas moléculas es muy fuerte, pero la atracción entre las moléculas individuales(fuerzas intemoleculares) es relativamente débil (son mil veces más débiles que102

los enlaces de los átomos de una molécula y mucho más débiles que las fuerzaseléctricas que unen los iones en un compuesto iónico).Intensidad de fuerzas en los enlaces químicosFuerzas Fuerzas puente de enlace enlacede London dipolares hidrógeno covalente iónicoFuerzas intermoleculares (entremoléculas vecinas)o fuerzas de Van derWaalsCaracterísticas de los enlacesFuerzasintramoleculares(al interior de lamolécula)Fuerzasinteratómicas(entre los iones)Características Enlace iónico Enlace covalentePARTÍCULASUNITARIASESTADO FÍSICO ATEMPERATURAAMBIENTEIones positivos ynegativosSólidoMoléculasPuede ser sólido, líquido ogaseosoPUNTO DE FUSIÓN Alto de 300 a 1000 °C Bajo; muy variableFUERZAS DE UNIÓN Interiónicas IntramolecularesCONDUCTIVIDADELÉCTRICA como sólido fundido en aguaSOLUBILIDAD No Si, buena Sí, buenaSolubles en disolventespolares como el agua No No NoCompuestos covalentesno polares: solubles endisolventes no polaresCompuestos covalentespolares: solubles endisolventes polaresEJEMPLOS NaCl, CaCl 2 , CaO CH 4 , CO 2 , H 2 O, I 2103

¿LAS MOLÉCULAS PUEDEN UNIRSE ENTRE SÍ?Fuerzas IntermolecularesLos átomos al unirse mediante enlaces covalentes forman moléculas, pero ¿Lasmoléculas pueden unirse entre sí? Si la respuesta fuera negativa, cada moléculasería independiente de otra molécula y los compuestos moleculares serían todosellos gaseosos a cualquier temperatura, como esto no es cierto ¿qué ocurreentonces?Los compuestos covalentes están formados por agregados moleculares en los quesin que exista pérdida en la individualidad de las moléculas, estas se unenmediante fuerzas de atracción débiles denominadas fuerzas intermoleculares lascuales varían en magnitud, pero en general son más débiles que los enlaces entrelos átomos de una molécula (son mil veces menos fuertes que un enlacecovalente) o los iones de un compuesto iónico. Las fuerzas intermolecularesreciben el nombre de fuerzas de van der Walls y se clasifican de la siguienteforma: fuerzas dipolares, puentes de hidrógeno y fuerzas de London.Fuerzas dipolares.Como ya vimos, las moléculas polares contienen dipolos permanentes es decir,algunas regiones de una molécula polar son siempre parcialmente negativasmientras que otras son siempre parcialmente positivas (dipolos). Las atraccionesentre regiones de moléculas polares con cargas opuestas se llaman fuerzasdipolo-dipolo y son las responsables de mantener unidas a las moléculas polares.Un ejemplo lo tenemos en la figura 1 para el cloruro de hidrógeno gaseoso (HCl) .Cuando estas moléculas se aproximan, el átomo de hidrógeno parcialmentepositivo de una molécula, es atraído hacia el átomo de cloro parcialmente negativode otra molécula, en la figura se muestran las múltiples atracciones entre lasmoléculas de HCl.Son ejemplos de moléculas dipolares HBr, H 2 S y SO 2 .104

Puente de hidrógenoLas fuerzas intermoleculares entre moléculas polares que contienen átomos dehidrógeno unidos a flúor, oxígeno o nitrógeno son más intensas de lo que cabríaesperar con base únicamente en las fuerzas dipolares de atracción. Estas fuerzasintermoleculares son tan intensas que se les ha dado un nombre especial, el depuente de hidrógeno. El término puente de hidrógeno es un nombre que puede darlugar a confusión pues destaca solo el componente de hidrógeno.Los compuestos HF, H 2 O y NH 3 tienen punto de ebullición mucho más altos de loque sería de esperar con base en las tendencias de los puntos de ebullición de loscompuestos de hidrógeno con elementos de las mismas familias. Lo anterior sepuede explicar debido a que sus fuerzas de atracción intermolecular son muyintensas debido a la presencia de los puentes de hidrógeno. En la figura 2 serepresentan esquemáticamente estas fuerzas por una línea discontinua que une elhidrógeno de una molécula de agua y un oxígeno de otra molécula de agua. La importancia del puente de hidrógeno para la vida y la salud es inmensa. Laestructura de las proteínas, unas sustancias que son indispensables para la vidaestá determinada en parte por la formación de puentes de hidrógeno. Así mismo,la herencia, esto es, lo que una generación transmite a la siguiente depende deuna aplicación de la formación de puentes de hidrógeno.Los compuestos más comunes que presentan enlace puente de hidrógeno son elagua (H 2 O), el amoniaco (NH 3 ) y el ácido fluorhídrico (HF).Puentes de hidrógeno en el Ácido Fluorhídrico105

Ejercita lo aprendidoCuestionario número 11. ¿Cuál es la diferencia esencial entre un enlace iónico y uno covalente?Da un ejemplo de cada uno.2. ¿Qué distingue a un compuesto con enlace covalente polar?3. ¿Cuál es la diferencia esencial entre un enlace covalente polar un no polar?Da un ejemplo de cada uno.4. ¿Qué tipo de enlace se produce cuando un electrón pasa de un elemento aotro?5. ¿A que se le llama enlace múltiple?6. ¿Por qué la molécula del nitrógeno posee un triple enlace covalente y la deloxígeno es doble?7. ¿Por qué se dice que el oxígeno es más reactivo que el nitrógeno? Explica turespuesta8. Qué tipo de enlace químico presenta cada uno de los siguientes incisos:a) el oxígeno del aireb) una molécula de nitrógenoc) el compuesto amoniaco9. El cloruro de un elemento X tiene una temperatura de fusión de 750°C. Essoluble en agua y la disolución acuosa, así como el cloruro fundido, son buenosconductores de la corriente eléctrica. Con base en esta información indica el tipode enlace que posee este compuesto.10. Representa con puntos la capa de valencia según Lewis para la siguientefamilia de elementos:IVA(14)C Ge Sn Pb106

11. Completa la siguiente tabla, suponiendo que los elementos X, Y y Zpertenecen a grupos A (representativos) de la tabla periódica:Elemento X Y ZGrupoIAEstructura deLewis Y Carga del ión 2-12. Considera los elementos hipotéticos X, Y y Z cuyas estructuras de Lewis sonlas siguientes:a) ¿A qué grupos de la tabla periódica pertenece cada elemento?b) Escribe la estructura de Lewis del compuesto que formaría cada uno con elhidrógeno?13. Escribe la representación de Lewis para:a) P e) Bb) Si f) Nc) He g) Sd) Ca h) I14. Clasifica los siguientes enlaces como iónicos o covalentes. En caso de sercovalentes, indica si son polares o no polares.a) KI b) NO c) NaBr d) F 2107

Cuestionario N° 21. ¿Qué diferencia existe entre un enlace interatómico y un enlace intermolecular?2. ¿Qué es un enlace covalente polar?3. ¿A qué se debe que se formen polos eléctricos en una molécula con enlacecovalente polar?4. ¿Cuántos enlaces covalentes polar están presentes en la molécula del agua?5. En qué elemento de la molécula del agua se localiza:El polo positivoEl polo negativo6. ¿Qué propiedades presentan los compuestos con enlace covalente polar, comoel agua?7. Explica cómo se forma el enlace de hidrógeno8. Qué tipo de enlace se presenta entre:a) Los átomos de hidrógeno y oxígeno que forman la molécula del aguab) Las moléculas del agua9. ¿Qué otras sustancias, además del agua, presentan enlace de hidrógeno?10. El enlace covalente polar es un enlace interatómico y el enlace o puente dehidrógeno es un enlace intermolecular. Explica la diferencia entre estos tipos deenlace.108

¿Qué les sucede a las sustancias al quemarlas?Aprendizajes•Clasifica a los compuestos en orgánicos einorgánicos. (N1)•Describe las características de las reacciones decombustión. (N2)•Explica la importancia de las reacciones decombustión en la generación de la energíanecesaria para el desarrollo de las actividades delmundo actual. (N3)•Clasifica a las reacciones químicas comoexotérmicas y endotérmicas. (N3).TemáticaCOMPUESTO•Clasificación en orgánicose inorgánicos(N1)REACCIÓN QUÍMICA•Concepto (N2)•Reacciones decombustión(N2)•Clasificación enexotérmicas yendotérmicas (N3)Mapa conceptual de lo que aprenderás en este apartado109

LECTURA: “Reacción del oxígeno con combustibles para producir energía” 3Las combustiones implican reacciones químicascon el oxígeno del aire a temperaturas muyelevadas. Las más comunes son las de loscompuestos formados por carbono e hidrógenoentre los que destacan al petróleo y al gasnatural, y que son algunas de las principalesfuentes de energía que nuestra sociedadrequiera.¿Cómo obtenemos la energía para realizarnuestras actividades?Obtenemos la energía para realizar todas nuestras actividades físicas y mentalesmetabolizando los alimentos por medio de la respiración. Este proceso secompone de muchas etapas pero en último término los alimentos que ingerimos seconvierten principalmente en dióxido de carbono, agua y energía.El pan como muchos otros alimentos que ingerimos se compone en gran parte decarbohidratos. Si representamos los carbohidratos por el sencillo ejemplo que esla glucosa C 6 H 12 O 6 podemos escribir la ecuación global de su metabolismo comosigue:C 6 H 12 O 6 + 6O 2 6CO 2 + 6H 2 O + ENERGÍAEste proceso se lleva a cabo constantemente en el hombre y en los animales. Loscarbohidratos se oxidan durante el proceso.Por otra parte las plantas necesitan dióxido de carbono y agua, a partir de loscuales producen carbohidratos, como la glucosa. La energía necesaria provienedel sol y el proceso se conoce como fotosíntesis. La ecuación que representa estefenómeno es:6CO 2 + 6H 2 O + ENERGÍA C 6 H 12 O 6 + 6O 2Una forma de entender cómo se almacena la energía solar en las plantas, nos labrinda el ejemplo de una ratonera de resorte. La energía es almacenada cuando laratonera es cargada, ya que se requiere energía para tensar el resorte de latrampa. La energía es capturada por el nuevo arreglo de las partes de la trampa.Cuando ésta es liberada, estas partes se reacomodan nuevamente a medida quela energía almacenada se libera. La energía química se almacena en loscompuestos como la glucosa. Cuando ocurren las reacciones químicas y losátomos se reacomodan para formar estructuras más estables como en lacombustión algo de esta energía almacenada se libera como energía calorífica yluz.3 Rico, A., et al., Química I, Agua y Oxígeno., CCH-UNAM. Colección 2009-1110

Observa que este proceso que se lleva a cabo en el interior de las plantas esexactamente el inverso del proceso que ocurre en los animales.La fotosíntesis es muy importante ya que suministra todos los alimentos queingerimos:- Los carbohidratos que se producen son el origen de todos nuestros alimentosporque los peces, las aves y otros animales se alimentan ya sea de plantas ode otros animales que comen plantas.- La fotosíntesis no solo produce carbohidratos, sino también produce el oxígenoque respiramos.Oxidación y combustiónEn general a la combinación del oxígeno con otros elementos se le denominaoxidación. La oxidación puede ser un proceso lento, como la respiración, pero sies rápido se le denomina combustión. El fuego puede ser definido como unacombustión rápida con desprendimiento de luz y calor; el descubrimiento y uso delfuego es tal vez el más grande hallazgo del hombre prehistórico. Los antiguos lotenían en gran estima y muchas veces lo veneraron como deidad.Nuestra habilidad para usar otras formas de energía solar almacenada ha sido unagran influencia en el desarrollo de la civilización. La madera sirvió al nombre comofuente de energía para calentarse, cocinar e iluminar.La combustión es un ejemplo de los cambios energéticos en los procesosquímicos, los diferentes combustibles producen los mismos productos durante lacombustión. Pero ¿en la combustión de los diferentes combustibles se obtiene lamisma energía?Cuando quemamos combustibles como la madera, el alcohol, gasolina, etcétera,liberan la energía almacenada en sus enlaces químicos, al quemarlos frente aloxígeno se produce CO 2 y vapor de agua.“Importancia de las reacciones de combustión“¿De dónde proviene la energía que se obtiene en la combustión?El sol es la principal fuente de energía de nuestro planeta y es a través de lafotosíntesis que la energía radiante del sol se almacena como energía química enlas plantas. Al comer estas plantas, los animales ingieren y almacenan la energíaen sus propias moléculas. A estas moléculas orgánicas presentes en las plantas yanimales se les conoce como biomoléculas.Por lo anterior, la energía solar y la energía almacenada en las biomoléculasconstituyen las fuentes básicas de energía para nuestro planeta. Parte de estaenergía se almacena en combustibles como la madera, el carbón y el petróleo.Una combustión requiere para realizarse de un combustible, que es la sustanciaque puede arder (madera, petróleo y sus derivados, carbón mineral, etcétera), lacual al reaccionar rápidamente con un comburente (en este caso el oxígeno)provoca la combustión. La mayoría de los combustibles comunes están111

constituidos de átomos de carbono e hidrógeno. Cuando estos materiales arden alaire libre los productos principales de la combustión son el dióxido de carbono (enuna situación de aire restringido se produce el monóxido de carbono CO, en lugarde dióxido de carbono CO 2 ) y el vapor de agua, pero lo verdaderamenteimportante es la cantidad de calor que se desprende durante el proceso.Si estableciéramos el modelo molecular de una reacción de combustión, lo que sepresenta es la ruptura de los enlaces del combustible y del oxígeno, y la formaciónde nuevos enlaces para el dióxido de carbono y vapor de agua. Cabe entenderque para romper un enlace se necesita aplicar energía y para formarlo se liberaenergía.En una reacción de combustión se genera una gran cantidad de energía. Paraexplicar lo anterior debemos establecer que la energía que se genera al romperlos enlaces del combustible y del comburente es mayor que la energía querequieren el dióxido de carbono y el vapor de agua para formarse.La cantidad de energía calorífica producida en este tipo de reacciones se llamacalor de combustión. Las unidades empleadas pueden ser joules, kilojoules,calorías o kilocalorías.En esta reacción, como en muchas otras de combustión, la energía térmica esmás útil que los productos químicos. La cantidad de energía térmica que sedesprende cuando se quema una cierta cantidad de combustible como el metanorecibe el nombre de calor de combustión.En general las reacciones químicas que liberan energía, como la combustión, sellaman exotérmicas y las que absorben energía, como la fotosíntesis en lasplantas, se conocen como endotérmicas (el prefijo “endo” significa que se requieresuministro de energía y el “exo” desprendimiento).Fuentes naturales deenergía no renovables112

¿Qué problemática generan los productos de la combustión?Hay reacciones químicas que producen gases que son emitidos hacia laatmósfera. En los últimos años, ha crecido la preocupación acerca del efecto queesas reacciones tienen sobre nuestro ambiente.La parte externa de la atmósfera juega un papel importante en la determinación delas condiciones para la vida en la superficie de la Tierra. La estratosfera, protege ala superficie de la intensa radiación y las partículas que bombardean al planeta,por lo que resulta importante descubrir, comprender y controlar las emisiones quecontribuyen a esta problemática de la química atmosférica. Este es un problemaque cada uno de nosotros debe comprender y mirar hacia el futuro, si queremosque nuestro planeta siga conservando la vida como hasta ahora la conocemos.Si bien, el aire contaminado nos es ya tan común que a diario escuchamos losíndices de contaminación atmosférica como algo cotidiano. En ciudades como lanuestra, los automóviles, las industrias y las plantas de energía eléctrica suelenser la causa principal de contaminación. Sin embargo, la contaminación del aire noes solo un problema del aire exterior, sino que el aire en recintos cerrados puedecontaminarse con humo de cigarro y vapores que se desprenden de ciertosproductos como solventes o limpiadores.La contaminación atmosférica se ve y huele mal, impide la visibilidad y producedaños como la corrosión de monumentos, impide el crecimiento de las plantas, ydebilita y deteriora la salud.Los procesos naturales emiten sustancias que pueden ser contaminantes, pero enla mayoría de los casos no lo notamos ya que, además de que se presentan en un113

área muy grande, se diluyen o transforman en otras sustancias antes deacumularse o alcanzar niveles nocivos.La contaminación producida por las actividades humanas suele generarse enáreas pequeñas en cantidades que sobrepasan la capacidad de la naturaleza paraeliminarla o dispersarla convirtiéndose en un problema grave. La ZMCM sueletener altas concentraciones de contaminantes a diario.Entre los contaminantes producidos tanto por el hombre, como por la naturaleza,se encuentran: CO 2 , CO, SO 2 , CH 4 , NO x , NH 3 y H 2 S.Ejercita lo aprendidoPara las siguientes características, escribe dentro del paréntesis la letra (O) si esde compuestos orgánicos o la letra (I) si es de inorgánicos .( ) resistentes al calor( ) puntos de fusión bajos( ) son solubles en solventes orgánicos( ) no conducen la corriente eléctrica en disolución acuosa ni fundidos.( ) generalmente son solubles en agua( ) puntos de fusión altos( ) en disolución acuosa o fundidos conducen la corriente eléctrica.114

Clasifica las siguientes sustancias indicando en el paréntesis la letra ( O ) a lasorgánicas, y la letra ( I ) a las inorgánicas.A) ( ) azúcar (sacarosa) C 12 H 22 O 11B) ( ) metano CH 4C) ( ) sal de mesa NaClD) ( ) alcohol etílico C 2 H 5 OHE) ( ) bicarbonato de sodio NaHCO 3Con base en el comportamiento que tienen los compuestos orgánicos einorgánicos frente al calor, indica qué resultado se espera al calentar cada una delas siguientes sustancias:A) azúcar: C 12 H 22 O 11 + ∆ ____________________________________B) metano: CH 4 + ∆ _________________________________________C) sal: NaCl + ∆ ____________________________________________D) etanol: C 2 H 5 OH + ∆ _______________________________________E) bicarbonato de sodio: NaHCO 3 + ∆ ___________________________Indicación: Completa las siguientes frases:Un requisito para que se lleve a cabo la reacción de combustión es la presencia deun combustible, ¿Qué otra sustancia se requiere para que se lleve a cabo?________________________En una reacción de combustión se genera una gran cantidad de energía, ¿Cualesson los productos de la combustión?____________________ y ____________________En general, a la combinación del oxígeno con otros elementos se le denominareacción de: ____________________La oxidación puede ser una reacción lenta, como la oxidación de un metal a laintemperie, pero si es rápida se le denomina: ____________________( ) Inciso que representa una reacción de combustión:a) HCl + NaOH NaCl + H 2 Ob) 2Al + 3H 2 SO 4 Al 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2c) CH 4 + 2O 2 CO 2 + 2H 2 Od) 2H 2 O 2H 2 + O 2115

Escribe los productos que se obtienen de la combustión de las siguientessustancias:A) C 6 H 12 O 6 + O 2 B) CH 4 + O 2 C) C 2 H 5 OH + O 2 Las siguientes afirmaciones se refieren a ventajas y desventajas del petróleocomo combustible. Escribe dentro del paréntesis (V) si es una ventaja y la letra (D)se es una desventaja.A) ( ) Es un recurso natural no renovableB) ( ) Libera una gran cantidad de energía durante su combustiónC) ( ) Durante su combustión libera gases contaminantes al medioambienteD) ( ) Es fuente de materia prima para otros productos de uso cotidianoE) ( ) Es económicoF) ( ) El uso excesivo como combustible altera los ciclos de nuestromedio ambientePara los siguientes enunciados escribe dentro del paréntesis la letra (F) si es falsoy con la letra (V) si es verdadero.A) ( ) En la respiración se lleva a cabo una combustiónB) ( ) La energía eléctrica indica una combustión de electronesC) ( ) Un ejemplo de combustión es cuando se enciende una velaD) ( ) Cuando se cuecen loa alimentos en el horno de microondas se llevaa cabo una combustiónE) ( ) Cuando se mezcla la gasolina con el aire en un carburador haycombustiónF) ( ) Un ejemplo de combustión es la atracción de un imánG) ( ) El funcionamiento de una calculadora implica una combustión116

Si durante una reacción química es necesario aplicarle energía (calorífica,eléctrica, etc.) se dice que es ______________. Si al llevarse a cabo una reacciónquímica se produce algún tipo de energía se dice que es ______________.Escribe dentro del paréntesis (EX) si la reacción es exotérmica y (EN) si esendotérmica.A) ( ) 2H 2(g) + O 2(g) 2H 2 O (l) + EnergíaB) ( ) CaCO 3(s) + Energía CaO (s) + CO 2(g)C) ( ) CH 4(g) + 2O 2(g) CO 2(g) + 2H 2 O (l) + EnergíaD) ( ) 2H 2 O (l) + Energía 2H 2(g) + O 2(g117

Ejercicios de Autoevaluación1- ( ) Un estudiante aplicó un fuerte calentamiento a diversos materiales de usocomún como: pan, sal, bicarbonato de sodio y azúcar. Encontró que el pan y elazúcar se quemaron, no así la sal y el bicarbonato de sodio. Con base en loobservado, clasificó estos materiales como:a) orgánicos y salesb) óxidos y ácidosc) orgánicos e inorgánicosd) ácidos y básicos2- ( ) Una característica de los materiales que contienen componentesorgánicos como: azúcar, papel y pan, es que al quemarlas se producea) una combustiónb) una fusiónc) un cambio físicod) un cambio de estado3- ( ) Al aplicarle un fuerte calentamiento a un material y éste se quema, sepuede clasificar como:a) elemento químicob) compuesto inorgánicoc) compuesto orgánicod) gas comburente4- ( ) Durante la combustión de un pedazo de papel o un trozo de leña se:a) produce agua e hidrógenob) necesita de un combustible y moléculas orgánicasc) requiere oxígeno y dióxido de carbonod) produce energía y contaminantes5- ( ) La combustión de una vela se caracteriza porque:a) genera energía y necesita del oxígenob) requiere de un combustible y dióxido de carbonoc) es una reacción de síntesis químicad) es endotérmica y requiere de dióxido de carbono118

6- ( ) Al quemarse una vela se realiza una reacción de combustión que secaracteriza porque:1. la vela sufre un cambio de estado2. se produce dióxido de carbono3. la vela que se quema es el comburente4. es una fuente de generación de energíaa) 1, 2b) 2, 4c) 3, 4d) 1, 3Clasifica las reacciones como exotérmicas y endotérmicas (N3)7- ( ) Relaciona el tipo de reacción con las ecuaciones correspondientes.1. ENDOTÉRMICAS2. EXOTÉRMICASA. 2Sb + 3 I 2 + Energía → 2SbI 3B. 2Na + Cl 2 → 2NaCl + EnergíaC. H 2 + I 2 + Energía → 2HID. 2H 2 + O 2 → 2H 2 O + EnergíaE. CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O + EnergíaF. H 2 O +C + Energía → CO + H 2a) 1: B, D, E 2: A, C, Fb) 1: A, B, C 2: D, E, Fc) 1: A, C, F 2: B, D, Ed) 1: B, C, E 2: A, D, F8- ( ) Relaciona las características de los tipos de reacción con las ecuacionesque las representen1. Reacción que absorbenenergía al efectuarse2. Reacción que alefectuarse desprendeenergíaA. 2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2 + EnergíaB. 2FeO + 2O 2 + Energía→ 2Fe 2 O 3C. CaCO 3 + Energía → CaO + CO 2D. 2Mg + O 2 → 2MgO + Energíaa) 1: A,B 2: C,Db) 1: C,D 2: A,Bc) 1: A,C 2: B,Dd) 1: B,C 2: A,D9- ( ) Clasifica las siguientes reacciones como exotérmicas y endotérmicas1. Al agregar un trozo de sodio en agua se desprende un gas y el recipientese calienta2. Si se calienta en el mechero un trozo de mármol se descomponeproduciendo un gas119

3. Al quemar el gas de un encendedor se produce una flama y calor4. El óxido de mercurio se descompone cuando recibe un fuerte calentamientoa) Exotérmicas: 1, 3 Endotérmicas: 2, 4b) Exotérmicas: 1, 2 Endotérmicas: 2, 3c) Exotérmicas: 2, 4 Endotérmicas: 1, 3d) Exotérmicas: 3, 4 Endotérmicas: 1, 210- ( ) Analiza el siguiente enunciado: “El desarrollo de las actividades del mundoactual se basan en la energía producida principalmente de la combustión decombustibles fósiles como el petróleo y sus derivados, para producir lossatisfactores que requiere la creciente población”. Elige el inciso que representamejor el sentido del enunciado y explica brevemente porqué lo elegiste.AtransporteLa combustióngeneraenergíanecesaria paraproducensatisfactoreses unauna de sus formas eselevan elreacciónquímicaactividades productivasnivel de vidade lapoblacióncalorBactividadesproducequemacombustiblespetróleoextraeEl mundoactualaumenta supoblaciónconsumegeneraenergíacontaminaciónCLas actividades productivasDLa poblaciónrequierentransportenecesitaconcombustiblepara producirenergíageneracalorelevan elnivel de vidade lacomburentepoblaciónrealizan lacombustiónque finalmentecontaminaneleva supara obtenernivel de vidaproducecontaminacióncuando se realiza lareacción químicacuyos reactivos soncombustible + comburentesatisfactorespor ejemplo eltransportees necesario paradesarrollaractividadesdelmundo actualExplica tu elección: _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Respuestas: 1C, 2A, 3C, 4D, 5A, 6B, 7C, 8D, 9A, 10 es respuesta abierta.120

¿Se puede detener la contaminación del aire en la ciudad deMéxico?AprendizajesIncrementa sus habilidades en la búsquedade información pertinente y en su análisis ysíntesis.Aprecia la necesidad de desarrollar unaactitud crítica hacia el uso de la tecnología yde respeto hacia la Naturaleza.Reconoce el trabajo colectivo comoenriquecedor de la experiencia individual.TemáticaIntegración de lo estudiado sobremezcla, compuesto, elemento,reacción química, enlace yestructura de la materia (átomo ymolécula). (N2)Lectura la contaminación en la Ciudad de México 4Cuando hablamos de contaminación del aire, nos referimos a la alteración de sucomposición. Es por ello que posee un olor desagradable y es turbio.El aire contaminado tiene efectos sobre la salud de los seres vivos.Desafortunadamente, muy pronto nos acostumbramos a respirarlo sin saber eldaño que nos hace. Más adelante veremos por qué esa alteración en sucomposición ha aumentado, lo que tiene efectos negativos en la salud de loshabitantes de las grandes ciudades.En nuestra ciudad siempre ha habido contaminación atmosférica. Esto se debe enparte a la estructura física de la zona y también a las constantes tolvanerasprovenientes de la cuenca (Texcoco). Pero los problemas de contaminación conniveles tan elevados como los que hoy tenemos, comenzaron haceaproximadamente 50 años debido a que, desde entonces, la población ha crecidoa ritmos acelerados (ver figura) se ha comprobado que el aumento en lacontaminación ambiental está directamente relacionado con el número depersonas que la habitan, así como por los procesos de industrialización ocurridosen el país.Otro factor que contribuye al aumento de la contaminación en nuestra ciudad y aque las tolvaneras sean más frecuentes es la deforestación que ha sufrido lacuenca de México, ya que aproximadamente el 75 por ciento de la vegetaciónoriginal ha sido devastada para satisfacer las demandas de industrialización yhabitación.Aunque es posible disminuir el deterioro en la calidad del aire, es muy difícilrecuperar la pureza que se tenía anteriormente. La principal razón es que mientras4 Rico, A., et al., Química I, Agua y Oxígeno. Ed. Limusa121

en 1930 había sólo un millón y medio de habitantes, hoy somos más de 20millones concentrados en un espacio territorial de mil 273 kilómetros cuadrados.La industria y el transporte representan un gasto de energía muy importante y sóloson dos de las principales fuentes de contaminación atmosférica.La extensión de la ciudad nos obliga a desplazarnos a distancias cada vezmayores para realizar nuestras actividades cotidianas. Se estima que diariamentese hacen alrededor de 30 millones de viajes en autos particulares, taxis,microbuses, líneas del metro, tren ligero, autobuses urbanos y foráneos.Aunque el número de industrias ha disminuido en la región desde 1985 hasta lafecha, los establecimientos comerciales y de servicio han ido en aumento, puescada vez hay más baños públicos, hoteles, balnearios, restaurantes, tintorerías,deportivos, panaderías, tortillerías, etcétera, que contribuyen activamente para quela emisión de contaminantes se incremente.Así pues, si consideramos la emisiónque proviene de las industrias, losmedios de transporte, la cantidad deservicios que necesitamos todas laspersonas que aquí vivimos y lasdiversas actividades que realizamos,podemos entender cómo se hagenerado el problema de lacontaminación que enfrentamos hoyen día.En la ZMCM vivimos más de 20millones de personas, 8.5 millones enel Distrito Federal y 11.5 en losmunicipios del Estado de México quelo rodea. El crecimiento de lapoblación puede explicarse por la elevada cantidad de personas que llega a ella,la expansión física que ha tenido hacia localidades vecinas y la industrialización,por lo que el gasto de energía que requerimos va en aumento.Únicamente en el Distrito Federal circulan diariamente millones de automóviles yoperan alrededor de 30 mil empresas industriales, que representan casi el 25 porciento de la industria de todo el país. Encontramos también más de 12 milestablecimientos de servicios. Todo esto, aunado al de las actividades domésticas,al polvo y las partículas nocivas que se desprenden de las áreas ecológicamentedegradadas, genera una masa de contaminantes de cinco mil toneladas al año.1221

LECTURA EFECTOS DE LA CONTAMINACIÓN EN LA ATMÓSFERA YDESTRUCCIÓN DE LA CAPA DE OZONO EN LA ESTRATOSFERAEfectos de la contaminación en la atmósferaEn la atmósfera se llevan a cabo reacciones químicas entre los gases que laconforman, una de ellas es cuando el monóxido de carbono NO (gas incoloro) y eloxígeno O 2 se combinan, en presencia de luz solar, para forma el dióxido denitrógeno NO 2 (gas café rojizo), lo que provoca el desagradable color del smog.Los óxidos de nitrógeno (NO y NO 2 ) son contaminantes que por sí mismos norepresentan un problema para la salud pública; pero una vez que reaccionan conla luz solar, producen compuestos tóxicos, especialmente si están presentes loshidrocarburos. Dentro de estos compuestos tóxicos encontramos las cetonas, losaldehídos, los radicales alquilo y los nitratos de peroxiacetilo, que provocanlagrimeo e irritación de la garganta.Los óxidos de nitrógeno provocan que se forme el ozono. Al estar en la atmósferase oxidan; forman ácidos y nitratos, los cuales hacen que disminuya la visibilidaddel aire provocando el desagradable smog fotoquímico.Destrucción de la capa de ozono en la estratosferaLas descargas eléctricas producidas durante las tormentas provocan que parte deloxígeno y el nitrógeno reaccionen entre sí y formen compuestos como elmonóxido de nitrógeno (NO) y el dióxido de nitrógeno (NO 2 ). Estos óxidos almezclarse con el agua forman ácido nítrico (HNO 3 ) que al caer al suelo origina laformación de nitratos y nitritos que los vegetales absorben como nutrientes.Los óxidos de nitrógeno, llamados colectivamente como NO x (se lee “nox”)incluyen al monóxido de nitrógeno NO y al dióxido de nitrógeno NO 2 . El dióxido denitrógeno al combinarse con agua forma ácido nítrico HNO 3 y monóxido denitrógeno:3NO 2(g) + H 2 O (g) 2HNO 3(ac) + NO (g)Si el clima es seco (con poca humedad en el aire) la concentración del NO 2 llega aser algunas veces tan alta que se puede ver a simple vista como una capa caférojiza en la atmósfera, particularmente desde un avión.En las capas superiores de la atmósfera, a una altura entre 30 y 50 km(estratosfera), el NO 2 es descompuesto por la radiación solar:NO 2(g) NO (g) + OEl monóxido producido en la reacción anterior 5 , reacciona con la capa de ozonopresente en esas alturas, descomponiéndolo y regenerando el dióxido:5 O Oxígeno atómico u oxígeno libre.NO (g) + O 3(g) NO 2(g) + O 2(g)123

Pero el átomo libre de oxígeno es muy reactivo y reacciona, a su vez, con eldióxido:NO 2(g) + O NO (g) + O 2(g)El resultado neto es la destrucción de la capa de ozono y la regeneración delmonóxido de nitrógeno.LECTURA: EL PROBLEMA DEL OZONO CONTAMINANTE URBANO.EFECTO INVERNADERO 6El problema del ozono contaminante urbano (al nivel del suelo)Una desagradable y peligrosa combinación de humo y niebla que llamamos smog 7fue la característica de muchas ciudades de Europa por cientos de años, el cual seoriginó por la combinación de un clima húmedo, humo y dióxido de azufre (SO 2 )producido por la combustión del carbón mineral, (principal combustible usadoentonces). Este tipo de smog ha disminuido en los años recientes, puesto que eluso generalizado del carbón mineral ha decrecido. A partir del uso del automóvil,el producto de los gases de combustión de los autos y el clima soleado, dan comoresultado el smog fotoquímico, que al nivel del suelo, inicia con la combinación delnitrógeno y el oxígeno del aire para formar el NO en el motor de los autos, en losaltos hornos o en las plantas termoeléctricas que queman combustible diesel.Cuando el NO es emitido a la atmósfera se oxida lentamente por el oxígeno aNO 2 , formando la capa café rojiza ya mencionada. Pero, además, inicia unacompleja serie de reacciones que producen contaminantes atmosféricos máspeligrosos.6 Rico, A., et al., Química I, Agua y Oxígeno. Ed. Limusa.124

El NO 2 , disocia por radiación ultravioleta del sol en NO y oxígeno atómico, esteúltimo, a su vez, al combinarse con una molécula de oxígeno genera ozono O 32NO (incoloro) + O 2 2NO 2(café fojizo en presencia de luz solar)NO 2(g)luz solarNO (g) + OO + O 2 O 3(contaminante)Este ozono es un poderosos agente oxidante, reacciona destructivamente conmuchos materiales incluyendo el hule (provoca cuarteaduras en las llantas de losautos), pintura y vegetación. Además es irritante a los ojos y puede dañar lospulmones, también reacciona con las gasolinas (hidrocarburos) que son arrojadasa la atmósfera por el escape de los automóviles como resultado de unacombustión incompleta. Estas reacciones producen una variedad de moléculasorgánicas que también irritan los ojos y dañan la vegetación.Efecto invernaderoHabrás escuchado alguna vez que se llevó a cabo el efecto invernadero en laatmósfera, ¿sabes en qué consiste?Durante un día de invierno la radiación infrarroja que proviene del sol calienta todolo que nos rodea, lo que podemos percibir por la tarde al acercarnos a algunosobjeto aún sin tocarlos, es decir, esta emisión de calor es debida a la radiacióninfrarroja absorbida por los objetos.En la atmósfera es absorbida, casi completamente, la radiación infrarroja por losgases invernadero como el CO 2 , CO, vapor de agua, entre otros; calentando elaire y no dejando que está escape al espacio, proceso que se compara con el deun invernadero, provocando un mayor calentamiento de la atmósfera.125

GENERALIDADES DE CADA CONTAMINANTE: OZONO, PARTÍCULASSUSPENDIDAS, CO, Pb Y SO 2Generalidades de cada uno de estos contaminantes.El ozono (O 3 ) es un contaminante poderoso, del cual seguramente ya has oídohablar. Podemos hablar de “ozono bueno” y “ozono malo”.El primero forma parte de las capas superiores de la atmósfera (lo encontramos enla estratosfera), donde funciona como una sustancia vital. Ahí el ozono ayuda afiltrar los rayos ultravioleta provenientes del Sol. Es una protección que evita queel 90 por ciento de la radiación ultravioleta atraviese la atmósfera y cause daño enlas cosechas o en las células de los organismos vivos, ya que puede provocarcáncer en la piel.Por otro lado, llamaremos “ozono malo” al que está a nivel del suelo. En este casoes un contaminante que no se emite directamente de los escapes o chimeneas;más bien se forma en el aire a partir de la reacción química de los óxidos denitrógeno y azufre que resultan de la quema de los hidrocarburos. Cuando sequeman combustibles se producen contaminantes que, al ser vertidos a laatmósfera, reaccionan con la luz del Sol y forman ozono, generalmente en los díastibios y soleados, con temperaturas que oscilan entre los 24° y los 32°C. Estaproblemática tiene que ver directamente con el Programa de verificación vehicular,que con todos sus inconvenientes intenta reducir la emisión de contaminantescomo el NO y los hidrocarburos, que tanto daño nos causan.Partículas suspendidasSe producen generalmente por las industrias, los vehículos o por la erosión delsuelo. Su origen y composición es muy diverso, ya que pueden resultar deprocesos de combustión, de la transformación de otros contaminantes o demecanismos naturales, ya sea que provengan de los suelos o que tengan unorigen biológico, como materias fecales, polen, bacterias o quistes. Es de hacernotar que las partículas demasiados pequeñas (con diámetro menor a 10 micras),son muy peligrosas, ya que una vez que las respiramos ya no salen delorganismo. Las vamos acumulando poco a poco, y a la larga pueden dañar eltejido pulmonar.Monóxido de carbono (CO)Se forma debido a la combustión incompleta en los motores de los vehículos queutilizan gasolina. Las emisiones de CO dependen directamente de la afinación delos motores y de la eficacia en la combustión de los procesos industriales, de lascondiciones y características del sistema vial, el tráfico y los diferentes medios detransporte utilizados en la ciudad de México. Las emisiones de CO varían según eltráfico; es por ello que las concentraciones más altas de este gas se presentan en126

los periodos de mayor circulación vehicular. Este contaminante lo encontramos enmayor cantidad y es difícil de eliminar, es incoloro y carece de olor.Plomo (Pb)Uno de los contaminantes más nocivos para los habitantes de la ciudad es elplomo (Pb), el cual se origina por la combustión de la gasolina en los vehículos yen las fábricas fundidoras. A pesar de que en la gasolina Magna prácticamenteestá ausente, anualmente se depositan en el aire más de dos toneladas de plomo.Éste no se degrada; es por eso que, una vez extraído de las minas se vierte a laatmósfera, y permanece para siempre en el ambiente.Dióxido de azufre (SO 2 )Se genera principalmente por la quema de combustibles que contienen azufre ypor la producción de energía en las plantas termoeléctricas, además de losvehículos automotores. La nocividad de este gas radica en que se transforma enácido sulfúrico (H 2 SO 4 ) en el aire, y contribuye a forma con el agua la “lluviaácida”. Otro factor perjudicial de este óxido es que el dióxido de azufre esprecursor del ozono. Las concentraciones más altas de este dióxido se presentanen las áreas de mayor actividad industrial y tránsito vehicular.¿CÓMO AFECTAN A NUESTRA SALUD LOS CONTAMINANTES?Se ha detectado que los trastornos físicos provocados por la contaminaciónatmosférica, pueden ser desde simples molestias en los ojos, asma, bronquitis,hasta la pérdida de la capacidad inmunológica del sistema respiratorio.El ozono puede acelerar los procesos de envejecimiento celular. También estárelacionado con casos de fibrosis pulmonar y con cáncer del pulmón. Aunque lainformación no es concluyente, algunos estudios demuestran que la cantidad deeste contaminante que respiramos es suficiente para causar envejecimientoprematuro de los pulmones.Las personas más sensibles al ozono son:- Los bebés recién nacidos y los niños pequeños, cuyos pulmones están todavíaen desarrollo.- Los deportistas y personas que pasa varias horas expuestas al sol.- Las personas con obstrucción pulmonar.- Los fumadores e individuos que padecen enfermedades respiratorias comobronquitis o asma.- Las personas que respiran con la boca abiertaCon las partículas suspendidas, se debilita el sistema inmune. Por otro lado, losrestos de heces fecales, el polen, las esporas y los desechos biológicos en127

general, causan diversas enfermedades gastrointestinales. Como ya se mencionó,las partículas de tamaño menor a 10 micras, no se filtran, sino que pasan hasta lomás profundo del aparato respiratorio, alojándose en las regionestraqueobronquiales y alveolares de los pulmones.El monóxido de carbono, proveniente del uso de combustibles fósiles, entra al flujosanguíneo y reduce el transporte de oxígeno a células y tejidos hasta causardaños al sistema nervioso central y cardiovascular (cuando se combina con lahemoglobina de la sangre se reduce automáticamente el transporte de oxígeno alcuerpo). También provoca una sobrecarga de trabajo para el corazón. Elmonóxido de carbono frecuentemente se asocia con la disminución de lapercepción visual, la capacidad de trabajo, la destreza manual y la habilidad deaprendizaje. El humo del tabaco también genera monóxido de carbono. Su efectoes mayor en personas con enfermedades cardiovasculares y angina de pecho.El dióxido de nitrógeno, cuya fuente principal de emisión son los vehículos y laactividad industrial, está relacionado con afecciones del tracto laríngeo-traqueobronquial,así como con la disminución de la resistencia a infecciones. Al igual queel monóxido de carbono, disminuye la capacidad respiratoria (al combinarse con lahemoglobina disminuye la capacidad de transportar oxígeno). Contribuye a laformación de la “lluvia ácida” (produce ácido nítrico, HNO 3 , al combinarse con elagua y el oxígeno atmosférico) y es el principal generador de ozono.El plomo causa disminución de las funciones neurológicas y tiene efectos nocivosen el sistema nervioso de los niños, además de afectar órganos vitales, como losriñones, el hígado, el cerebro, las gónadas y los huesos, porque la mayor parte delplomo se aloja en el sistema óseo.¿Qué podemos hacer para cuidar nuestra salud? Consumir verduras, zanahorias yjitomate entre otros y frutas como mango y mamey, ricas en vitaminas A, C y Eque por ser antioxidantes rechazan la acción de los contaminantes. Comercereales y maíz, tomar leche y consumir queso y sus derivados para obtenercalcio, el cual disminuye el plomo. No hacer ejercicio al aire libre entre las 11 de lamañana y las 4 de la tarde.128

¿CÓMO PODEMOS TENER AIRE MÁS LIMPIO? 8El gobierno de la ciudad de México ha tomado medidas para combatir lacontaminación ambiental, entre ellas se encuentran programas como “Hoy NoCircula” y “Verificación Vehicular”. Lee la siguiente información y responde elcuestionario que se encuentra al final de ésta.Programa Hoy No CirculaEl 20 de noviembre de 1989, las autoridades del DF pusieron en marcha el “HoyNo Circula”, programa permanente de restricción vehicular, como una medida paraabatir la contaminación por ozono en el Valle de México. En 1997, se observó quela aplicación de esta herramienta ambiental había ayudado a disminuir los nivelesde contaminación en el aire y el ahorro del consumo diario de 132 mil litros degasolina.Aunque el Hoy No Circula ha perdido eficacia, eliminarlo ocasionaría que lasemisiones de precursores de contaminantes aumentaran, al tiempo que seenfrentarían graves problemas en la circulación,18 Rico, A., et al., Química I, Agua y Oxígeno. Ed. Limusa129

El programa no ha dado todos los resultados esperados por varias razones, entreellas la corrupción, en los centros de verificación, en los cuales por una “módicasuma” es posible obtener la calcomanía de acreditación sin que el automóvil hayapasado las pruebas.Asimismo, algunos citadinos, por comodidad o por verdadera necesidad, hanadquirido más de un auto a fin de contar con transporte privado. El segundoincluso, tercer auto suele ser una carcacha a la que apenas se da mantenimiento.Debido a esta argucia no sólo no se logra el objetivo del programa, sino que setorna contraproducente. En esta salida influyen la mala calidad del servicio detransporte público (insuficiente e inseguro) y la extensión descomunal de laciudad.Los resultados positivos no son del todo atribuibles al programa Hoy No Circula. Siasí fuera, se hubieran apreciado desde un principio. En buena medida ladisminución de días con pésima calidad del aire obedece al uso de convertidorescatalíticos en los vehículos modelo 1991 y posteriores y a la mejora en añosrecientes de las gasolinas que provee PEMEX. En consecuencia es muy difícilcalcular los resultados del programa por sí mismo.También se ha advertido una mayor circulación el sábado, posiblemente porquemuchas personas dejan para ese día -en el que todos los autos pueden transitaractividadesque no atendieron el día que su vehículo no pudo transitar.Desde su implantación el programa ha sido cuestionado, tanto por su viabilidadcomo por la supuesta presencia de otros intereses, como la intención de alentar lademanda de autos y moderar el consumo de gasolina.Está claro que será muy difícil que se elimine del todo la restricción a la circulaciónde vehículos, pero también es evidente que se debe complementar con otrasmedidas, para atender el grave problema de la contaminación en la Ciudad.La ciudad de México y su área conurbada es una de las más pobladas ycontaminadas del mundo, con 20 millones de habitantes en su regiónmetropolitana, más de 3 millones de automóviles y más de 30 mil industrias.El aire de la capital recibe anualmente alrededor de 2 millones de toneladas decontaminantes como el ozono, el monóxido de carbono, partículas suspendidas,hidrocarburos, dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno.Los vehículos causan el 75 por ciento de la contaminación ya que consumendiariamente 20 millones de litros de gasolina contaminante (la formulación de lasgasolinas aún deja mucho que desear).En la zona metropolitana se concentra casi un cuarto de la actividad económicadel país, de las 30 mil industrias se considera que 7 mil trescientas son130

contaminantes como textileras, cementeras, papeleras, automotrices, aceiteras,jaboneras y de productos metálicos.Por lo anteriormente señalado, la calidad de vida de los que habitamos estaciudad se ha visto afectada tanto por las fuentes generadoras de gases tóxicoscomo por las reacciones químicas producidas en la atmósfera. Las principalesdefensas que tenemos son conocer del problema y qué hacer para mejorar lacalidad del aire que respiramos.Un ambiente limpio es un requisito indispensable para mantener la salud por loque es prioritaria nuestra participación. Nosotros podemos ayudar a mejorar lacalidad del aire que respiramos antes de que tengamos que llegar a un programa“Hoy No Respires”.Ejercita lo aprendidoActividades:A) Aprendamos leyendoB) Sopa de letrasLECTURA.Se puede detener la contaminación del aire en la ciudad de México.En el mundo en que vivimos uno de los problemas económicos centrales es laproducción de energía, por ella se han originado inclusive guerras entre países. Lacombustión de diversos productos sigue siendo, hasta el momento, la principalfuente de energía a nivel mundial.Por otro lado, los combustibles que producen mayor cantidad de contaminantesson los que se usan para las máquinas de combustión interna ya que existen en elmundo gran cantidad de vehículos automotores.Este tipo de motores usa diversos combustibles pero algunos tienen ventajassobre otros. Si has estado en una gasolinera o escuchando las noticias, te habrásdado cuenta de algunos de los combustibles que se utilizan en nuestro país.En México se utilizan las gasolinas Premium y Magna Sin para los automóviles,muchos camiones utilizan el Diesel y en los últimos tiempos se han adaptadoalgunos transportes públicos para que puedan usar gas. Pero podrían utilizarseotros como el alcohol y el hidrógeno.El tipo de combustibles que se utilizan está determinado, en mayor medida, porfactores económicos y técnicos que en ocasiones inciden sobre los primeros. Esdecir, se toma en cuenta que tan costoso resulta obtener un combustible y cuántaeficiencia puede proporcionarnos; esto es, que porcentaje de la energía liberadapuede aprovecharse para mover el vehículo con los adelantos tecnológicos de que131

se dispone. En ocasiones, son los factores políticos los que determinan laproducción y utilización de determinados combustibles.Desde hace tiempo se ha tenido que considerar el grado de contaminación queproduce un combustible: este factor se ha convertido en una prioridad debido alincremento de la contaminación del aire en las grandes ciudades.En la Ciudad de México, el programa “Hoy no circula” pretende eliminar de lacirculación, cada día, el 20% de los automóviles con el fin de disminuir lasemisiones de contaminantes. También se implantó la obligación de verificar laemisión de gases de los automóviles, en varias ciudades del país.A nivel nacional se elimina el azufre de las gasolinas para evitar la producción deóxidos de este elemento, a pesar de que el proceso resulta más costoso. Se estáproduciendo la gasolina Magna Sin que no utiliza antidetonantePor otro lado, como mencionamos antes, se han adaptado algunos vehículos paraque funcionen con gas (aparentemente hasta ahora no se logran salvar algunosproblemas políticos, económicos y sociales) ya que con la tecnología empleada esmás sencillo quemar totalmente esta mezcla de hidrocarburos debido a que songases formados por moléculas pequeñas.Con la utilización de convertidores catalíticos en los motores de combustión yautomóviles se evita la contaminación por hidrocarburos; además, su emisión a laatmósfera es menos peligrosa que la de los hidrocarburos más pesados queparticipan en reacciones fotoquímicas y probablemente sean precursores delozono. Se estima que este combustible produce un 20% menos de gases capacesde provocar el efecto invernadero, que la gasolina.En algunos lugares, como Australia, el transporte público utiliza como combustibleel gas, y en otros como Argentina, en las estaciones de servicio hay tanto gascomo gasolina, y el primero es más barato, esto alienta a los automovilistas paraque adapten sus vehículos de modo que puedan utilizar gas en lugar de gasolina.Antes de pensar en el aspecto económico, al buscar nuevas fuentes de energía,se debe de tomar en cuenta la salud de la población mundial y el deterioroambiental.Algunas de las alternativas que se pueden desarrollar, atendiendo a estos últimosfactores es la utilización de hidrógeno para los motores y la utilización de laenergía solar que se puede almacenar mediante celdas. Sin embargo, hace faltaun mayor desarrollo tecnológico para lograr que la obtención de hidrógeno y estasceldas sean costeables.132

¿Leímos Con atención?APRENDAMOS LEYENDO.De acuerdo con lo que leíste, ¿Cómo titularías la lectura?La contaminación del aire en la Cd. de México.1. ¿Qué es lo que la lectura pretende explicar?La contaminación del aire, sus factores y sus posibles soluciones.2. ¿Qué combustibles se utilizan en nuestro país?Premium, Magna Sin, Diesel, y actualmente en pocas cantidades Gas.3. ¿Qué factor es necesario considera actualmente para elegir combustibles ydesarrollar tecnología? Explica el por qué:La contaminación que produce y la nuevas tecnologías que se vanpresentando; estos factores deben tomarse en cuenta ya que los niveles decontaminación van aumentando, provocando la creación de nuevasalternativas en contra de esto, y por la tecnología que va avanzando.4. ¿Por qué es preferible emplear gas como combustible que gasolina?Porque es más fácil quemar esta mezcla debido a que son gases formadospor moléculas pequeñas, y es más económico.5. ¿Qué se ha hecho en México para disminuir la contaminación del aire?Se lleva a cabo un programa denominado “Hoy no circula”, quepretende eliminar por lo menos un 20% de automóviles, la verificación de laemisión de gases por cada vehículo, esto es en la Cd. de México y otrasentidades muy importantes, y se elimina el azufre de las gasolineras para evitarla producción de óxidos.6. ¿Qué se debe tomar primero en cuenta al buscar nuevas fuentes deenergía?Los factores que se pueden manejar son la disponibilidad de adquirirlo,producirlo, el precio, el nivel de contaminación, el deterioro ambiental, la saludde los habitantes y la tecnología que van adquiriendo los automóviles.7. ¿Qué tipos de energía son una alternativa para emplear en lugar de lagasolina?El hidrógeno y la utilización de la energía solar, también otros como el alcohol.8. ¿Estás o no de acuerdo con esta afirmación? “El control de la contaminacióndel aire en la Ciudad de México es un éxito” Explica el por qué no, ya que nosolo se debe considerar la contaminación vehicular si no también se debeprocurar poner más atención en otros contaminantes como los juegospirotécnicos y en las industrias.133

9. ¿Estás o no de acuerdo con esta afirmación? “Se han dado grandes pasoshacia el mejoramiento de la calidad del aire que respiramos” Explica el por qué.Si, por el mejoramiento de las leyes y programas contra la contaminación delaire.CUESTIONARIO CON SOPA DE LETRASInstrucciones: Con base a la lectura “Se puede detener la contaminación del aireen la ciudad de México”, resuelve la sopa de letras y completa las siguientesfrases.1.- Los problemas de contaminación con niveles tan altos, comenzaron haceaproximadamente _______________.2.- El aumento de la contaminación ambiental está directamente relacionado con el_________________, así como los procesos de ___________________.3.- _______________ y el _______________ son dos de las principales fuentes decontaminación atmosférica.4.-______________ y _________________ son establecimientos comerciales y deservicio que contribuyen al incremento de los contaminantes.5.- La concentración porcentual de algunos contaminantes, como_______________________________ es de 68 % y de _ _______________________son de 4 % en laZMCM.6.- Los óxidos de nitrógeno presentan un color _____________________.7.- Las _______________ son algunos de los compuestos que provocan lagrimeo eirritación de la garganta.8.- El monóxido y dióxido de nitrógeno al mezclarse con el agua forman _ _____________________________.9.- El_______________________ fue el principal causante en la formación del smog demuchas ciudades Europeas.10.- El ________________ es un poderoso agente oxidante, daña la vegetación, esirritante para los ojos y puede dañar los pulmones.11.- La atmósfera cuando absorbe la radiación infrarroja por medio de gases como el CO 2 ,CO y vapor de agua, principalmente; provocan el___________________.12.- Es conocido como ___________________ porque funciona como protección, puesevita que el 90% de la radiación ultravioleta atraviese la atmósfera.13.- Las ______________________ se producen generalmente por las industrias, losvehículos o por la erosión del suelo. Su origen y composición es muy diverso.14.- El __________________ es un contaminante que se origina por la combustión de lagasolina en los vehículos y en las fábricas fundidoras.134

15.- El monóxido de carbono causa daños al sistema nervioso central y frecuentementese asocia con la disminución de la percepción visual y la _ ________________________________________________.16.- Las vitaminas A, C y E, son _____________________ que rechazan la acción de loscontaminantes.SOLUCIÓN A LA SOPA DE LETRAS1.- Los problemas de contaminación con niveles tan altos, comenzaron haceaproximadamente cincuenta años.2.- El aumento de la contaminación ambiental está directamente relacionado con elnúmero de personas, así como los procesos de industrialización.3.- La industria y el transporte son dos de las principales fuentes de contaminaciónatmosférica.4.- Los hoteles y restaurantes son establecimientos comerciales y de servicio quecontribuyen al incremento de los contaminantes.5.- La concentración porcentual de algunos contaminantes, como monóxido de carbonoes de 68 % y de óxidos de nitrógeno son de 4 % en la ZMCM.6.- Los óxidos de nitrógeno presentan un color café rojizo.7.- Las cetonas son algunos de los compuestos que provocan lagrimeo e irritación de lagarganta.8.- El monóxido y dióxido de nitrógeno al mezclarse con el agua forman ácido nítrico.9.- El dióxido de azufre fue el principal causante en la formación del smog de muchasciudades Europeas.10.- El ozono es un poderoso agente oxidante, daña la vegetación, es irritante para losojos y puede dañar los pulmones.11.- La atmósfera cuando absorbe la radiación infrarroja por medio de gases como el CO 2 ,CO y vapor de agua, principalmente; provoca el efecto invernadero.12.- Es conocido como ozono bueno porque funciona como protección, pues evita que el90% de la radiación ultravioleta atraviese la atmósfera.13.- Las partículas suspendidas se producen generalmente por las industrias, losvehículos o por la erosión del suelo. Su origen y composición es muy diverso.14.- El plomo es un contaminante que se origina por la combustión de la gasolina en losvehículos y en las fábricas fundidoras.15.- El monóxido de carbono causa daños al sistema nervioso central y frecuentementese asocia con la disminución de la percepción visual y la habilidad de aprendizaje.16.- Las vitaminas A, C y E, son antioxidantes que rechazan la acción de loscontaminantes.135

CUESTIONARIO: SE PUEDE DETENER LA CONTAMINACIÓN EN LA CD. DE MÉXICOA S E T N A D I X O I T N A O S P L O E F E C T ON E E E C I N C U E N T A A Ñ O S H I D R H G E IT L M E C R A I O P Ñ T W F S I V O P O C A E Y NR E S T A U R A N T E S H O T E I Z E C I B F I VI T S U P E R M A N D R S E A S C O R I P I E N EO O U D V B S A L U C I T R A P A N S R Y L C D RX H A I A S A D I D N E P S U S Z I O T T I T U ND Q A O W J A N R T Y U P B V Z I D N I L D X S AA U Q X F B N C M A Z E X H E R L W S N E A R T DE I I I I N D U S T R I A L I Z A C I O N D T R EN T O D R U V Z S A N O T E C T I Q Y D L D P I RT Y P O L N U M E R O R D F A G R J R I S E E L OR U A D Z R T D B M R D E A F Ñ T N E C G A R K EH B S E A I P C A F J K Ñ P E R S O N A S P Z A NJ V X A Ñ P L W Ñ H O M T Y R L U Y B D I R O C PL A O Z O N O B U E N O S I O K D M J F C E B O AI A T U S T M E A T I K R A J O N X I H Z N E M WN Z Y F F K O L Z A M G H R I U I Z H I V D R X OD X U R A M R S B U D O Ñ D Z U P O A J C I U C NU M A E D A N I Y O T R A S O T Y U M S A Z E R OS A A N I T R O J W N Y S E S T O P R R E A P T BT R A N S P O R T E P L O N C R Z Q G T A J A Y RR O X O O N E G O R T I N E D S O D I X O E S U AI N I N T Y U P P E I N S C T E N P Ñ W G H T J CA S D I O X I D C X Z Q U E Z M O N O X I D O D E136

SOLUCIÓN A LA SOPA DE LETRASS E T N A D I X O I T N A E F E C T OE C I N C U E N T A A Ñ O S H IL F O A NR E S T A U R A N T E S I C B VT C I I EO D S A L U C I T R A P A R L RH I S A D I D N E P S U S Z T I NO I I D AX L N A DI I N D U S T R I A L I Z A C I O N D ED S A N O T E C I D D RO N U M E R O A R I E OD D E F T C AE P P E R S O N A S PA L R U RO Z O N O B U E N O O D EI U M J N NN F O I I D OD R Z I NU E O Z OS O A BT R A N S P O R T E Z J RR O N E G O R T I N E D S O D I X O E AI N CA M O N O X I D O D E137

EXAMEN DE SIMULACIÓN TIPO EXTRAORDINARIONombre del alumno______________________________N° de Cta.___________UNIDAD I. AGUA, COMPUESTO INDISPENSABLE1. ( ) En una mezcla sus componentesa) están en composición constante.b) se combinan proporcionalmente de uno a uno.c) se separan por métodos químicos.d) se encuentran en composición variable.2. ( ) Al agregar aceite al agua, se observan dos fases líquidas diferentes, por loque podemos decir que se trata de unaa) mezcla homogénea.b) disolución acuosa.c) aleación.d) mezcla heterogénea.3 ( ) Cuando tenemos una mezcla de agua con una sustancia soluble en ella y laseparamos utilizando un procedimiento físicoa) cada sustancia conserva sus propiedades originales.b) las dos sustancias pierden sus propiedades químicas.c) ambas sustancias se transforman en otras diferentes.d) las sustancias involucradas se transforman en otras diferentes.4. ( ) Una característica de los cambios físicos es:a) se conserva la naturaleza de la materia.b) se modifica la naturaleza de la materia.c) las características físicas de la materia se conservan.d) la materia conserva su estado físico.5. ( ) Representación en la que las interacciones que mantienen unidas a laspartículas son mayores que las fuerzas de repulsión.a b c d138

6. ( ) ¿Cuál de las siguientes figuras representa un sólido, un líquido, un gas,a una mezcla homogénea y a una mezcla heterogénea?1 2 3 4 5a) 1: mezcla homogénea, 2: gas, 3: líquido, 4: mezcla heterogénea, 5: sólidob) 1: mezcla heterogénea, 2: líquido, 3: gas, 4: mezcla homogénea, 5: sólidoc) 1: gas, 2: sólido, 3: líquido, 4: mezcla homogénea, 5: mezcla heterogénead) 1: sólido, 2: líquido, 3: gas, 4: mezcla heterogénea, 5: mezcla homogénea7. ( ) ¿Cuál de las siguientes opciones tiene solamente mezclas homogéneas?a) agua con aceite, agua con arena, agua con azufreb) agua con sal, agua con piedras, agua con monedasc) agua con azúcar, agua con alcohol, agua con sald) agua con guayaba, agua con gis, agua con carbonato de calcio8. ( ) Son mezclas de aplicación en la vida diaria:A. Agua purificadaB. Bicarbonato de sodio puroC. Gas LPD. Sal comúnE. Oxígeno del aireF. Pasta de dientesa) B, D, Eb) D, E, Fc) A, C, Fe) C, D, E9. ( ) Elige la palabra que complete de manera correcta el enunciado. La__________ nos indica la proporción en la que se encuentran los componentes deuna mezcla.a) concentraciónb) solubilidadc) conductividadd) disolución139

10. ( ) Para preparar 800 mL de un vinagre se utilizarán 12 mL de ácido acéticodisueltos en agua. ¿Cuál es el porcentaje en volumen del ácido acético?a) 1.47b) 1.50c) 66.66d) 67.6611. ( ) Elige el inciso que complete correctamente el enunciado.Son ejemplos de cambios químicos la __________ y la __________ del agua.a) síntesis, evaporaciónb) electrólisis, condensaciónc) electrólisis, síntesisd) síntesis, condensación12. ( ) En un compuesto químico sus elementos se encuentran en:a) proporción definida y se pueden separar por métodos físicosb) cualquier proporción y se pueden separar por métodos químicosc) cualquier proporción y se pueden separar por métodos físicosd) proporción definida y se pueden separar por métodos químicos.13. ( ) La reacción química es un proceso donde al finala) se producen cambios físicos.b) los productos conservan las propiedades de los reactivos.c) no hay cambios químicos en los reactivos.d) se obtienen nuevas sustancias.14. ( ) Si se tiene que suministrar energía durante una reacción química, ésta seclasifica como:a) homogénea.b) endotérmica.c) heterogénea.d) exotérmica.15. ( ) Es una sustancia pura que no puede descomponerse mediante cambiosquímicos y físicos en otra más sencilla.a) compuestosb) mezclasc) moléculasd) elementos140

16. ( ) Sí las representaciones de los átomos de hidrógeno y oxígeno son,respectivamente: y . Elige el inciso que contenga los modelos molecularesque se solicitan.I II III IV V VIMoléculade O 2Moléculade H 2Moléculade H 2 Oa) IV V VIb) I II IIIc) II I VId) I IV III17. ( ) Con base en la teoría atómica de Dalton y en el modelo de partículas dela materia, identifica en los siguientes esquemas a los que representa elementos.A B C Da) A y Cb) B y Dc) A y Bd) C y D18. ( ) Fuerzas de atracción que mantienen juntos a los átomos en un compuestoquímico:a) Enlaces eléctricosb) Fuerzas magnéticasc) Enlaces químicosd) Fuerzas colindantes19. ( ) El modelo que representa la reacción de descomposición del agua con laproducción de hidrógeno y oxígeno es:a) AB 2 + C 3 → 3AC + 2B + Energíab) 2A 2 B + Energía → 2A 2 + B 2c) 3A + B + Energía → A3Bd) 2AB + CD 2 → 2AD + CB 2 + Energía141

20. ( ) Expresión que representa la síntesis del agua, en base a la ley de lasproporciones constantes es:a) 2H 2 + O 2 → 2H 2 O + Energiab) 2H 2 O + 5O 2 + Energia → H 2 Oc) 5H 2 O + O 2 → H 2 O + Energiad) H 2 + 2O 2 + Energía → H 2 O21. ( ) Para que se formen nuevas sustancias durante una reacción química esnecesario:a) que los átomos que intervienen no se separen.b) una ruptura y formación de enlaces químicos.c) que las sustancias iniciales permanezcan inalterables.d) que los enlaces permanezcan inalterables.22. ( ) El modelo atómico de Dalton, el cual considera a los átomos comopequeñas esferas, es importante porque permite:a) representar reacciones de descomposición y síntesisb) explicar las transformaciones que acontecen en las reacciones químicasc) explicar por qué se produce calor y luz en una combustiónd) cuantificar la energía que se produce en una reacción química23. ( ) ¿Cuál es la ecuación que representa la descomposición del agua?a) 5H 2 O (l) + Energía → 2H 2(g) + 3O 2(g)b) H 2 O (l) → H 2(g) + O 2(g) + Energíac) 3H 2 O (l) + Energía → 3H 2(g) + 3O 2(g)d) 2H 2 O (l) + Energía → 2H 2(g) + O 2(g)24. ( ) ¿Cuál es la ecuación que representa la síntesis del agua?a) 2H 2(g) + O 2(g) → 2H 2 O (l) + Energíab) 3H 2 O (l) + Energía → 3H 2(g) + 3O 2(g)c) 3H 2(g) + 3O 2(g) → 3H 2 O (l) + Energíad) 5H 2 O (l) + Energía → 2H 2(g) + 3O 2(g)25. ( ) De acuerdo a la ecuación 2H 2 + O 2 → 2H 2 O, cuantas moléculas dehidrógeno y de oxígeno hay en los reactivosa) 2 de hidrógeno, 1 de oxígenob) 4 de hidrógeno, 2 de oxígenoc) 4 de hidrógeno, 1 de oxígenod) 2 de hidrógeno, 2 de oxígeno142

26. ( ) Relaciona el tipo de reacción química con la ecuación correspondiente.1. ANÁLISIS2. SÍNTESISa) 1:A,B 2:C,Db) 1:A,D 2:C,Bc) 1:B,C 2:A,Dd) 1:B,D 2:A,CA. 2H 2 + O 2 → 2H 2 OB. 2HgO → 2Hg + O 2C. 2Fe + O 2 → 2FeOD. 2H 2 O → 2H 2 + O 227. ( ) Una de las funciones principales que cumple el agua en los organismoses que:a) se filtra en el suelo para depurarseb) provoca la desintegración de las rocasc) reacciona con dióxido de carbono para formar lluvia ácidad) disuelve los nutrientes y los transporta al interior de las célulasUNIDAD 2.OXÍGENO COMPONENTE ACTIVO DEL AIRE28. En base al experimento de la vela encendida contesta las siguientes preguntas:A) ¿Cuál es el gas que se consume en la combustión? ______________Escribe su símbolo ______________ y su fórmula _______________B) ¿Cuál es el otro gas que forma parte del aire en mayor cantidad y que no se consume?___________Escribe su símbolo _____________ y su fórmula ________________29. ( ) El componente del aire que permite la combustión debido a su propiedadcomburente es:a) dióxido de carbonob) oxígenoc) nitrógenod) vapor de agua.143

30. ( ) En el organismo, el oxígeno del aire que respiramos sirve para:a) generar energía.b) eliminar energía.c) consumir energía.d) ahorrar energía.31. ( ) Es producto de la reacción de un metal con oxígeno:a) ácidob) basec) oxido ácidod) oxido básico32 ( ) Es producto de la reacción de un no metal con oxígeno:a) ácidob) basec) óxido ácidod) óxido básico33. ( ) Los óxidos metálicos al combinarse con el agua forman compuestosllamados.a) Hidróxidosb) Ácidosc) Anhídridosd) Sales34. ( ) Los oxiácidos, son el producto de la combinación de un:a) óxido metálico + aguab) no metal + oxígenoc) óxido no metálico + aguad) óxido no metálico + oxígeno35. ( ) Los siguientes elementos Na, Mg y Ca se clasifican como:a) metalesb) metaloidesc) gases noblesd) no metales36. ( ) La ecuación química que representa la síntesis de óxido de magnesio es:a) 2Ca + O 2 → 2CaOb) 2Mg + O 2 → 2MgOc) 4K + O 2 → 2K 2 Od) 4Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3144

37. ( ) Elige el inciso que contenga a los elementos y compuestos que completanen lugar de las letras A, B, C y D en las siguientes ecuaciones químicas.I) 2Mg (s) + A (g) 2MgO (s)II) B (s) + H 2 O (l) Mg(OH) 2 (ac)III) C (s) + O 2(g) C (g)IV) SO 2 (g ) + H 2 O (l) D (ac)a) A: O 2 , B:MgO, C:CO 2 , D:H 2 SO 3b) A: C, B:S, C:H 2 O, D:HNO 3c) A: H 2 O, B:Ca, C:SO 2 , D:Ca(OH) 2d) A: Mg, B:CO 2 , C:SO 3 , D:H 2 CO 338.( ) Relaciona la columna del nombre químico con la fórmula correspondiente.A. Na 2 O 1. Ácido carbónicoB. Al(OH) 3 2. Dióxido de carbonoC. CO 2 3. Hidróxido de aluminioD. H 2 CO 3 4. Óxido de sodioa) A1, B2, C3, D4.b) A2, B3, C4, D1.c) A3, B4, C1, D2.d) A4, B3, C2, D1.39. ( ) El papel tornasol rojo cuando se sumerge en una disolución que contieneun hidróxido (o base) toma una coloración:a) amarillab) naranjac) incolorad) azul40. ( ) Selecciona el inciso que contenga los coeficientes que balanceancorrectamente la siguiente ecuación química:a) 1,1,1b) 2,2,1c) 1,1,2d) 2,1,2Na 2 O + H 2 O NaOH145

41. ( ) Elige el inciso que complete la ecuación que corresponda a la reacciónquímica del SO 2 con el agua de lluvia la cual contribuye a la formación de la lluviaácida, trayendo como consecuencia el deterioro de muchas edificaciones:SO 2 + H 2 Oa) HSO 2b) H 2 SO 2c) H 2 SO 3d) H 2 SO 442. ( ) Propuso un modelo atómico, según el cual los electrones giran alrededordel núcleo en niveles de energía definidos:a) Thomsonb) Rutherfordc) Daltond) Bohr43. ( ) La figura siguiente representa el modelo atómico de Bohr para el átomo deoxígeno, con base en ella ¿cuál es su número atómico, y en qué familia y períodoestá ubicado?8 +16 NNúmero atómico Familia o grupo Períodoa) 2 IVA (4) 6b) 16 VIIIA (18) 4c) 8 VIA (16) 2d) 6 IIA (2) 78±OXÍGENO2e - 6e -1 244. ( ) Consulta la tabla periódica y de la siguiente lista elige el inciso quecontenga las propiedades que correspondan al elemento potasio.a) A y Bb) C y Dc) A y Cd) B y DA. Su símbolo químico es K.B. Metal alcalinotérreo del grupo 2C. Metal alcalinos del grupo 1D. Su símbolo químico es P.146

45. ( ) Observa las figuras y elige el inciso que contenga los símbolos de lossiguientes elementos: aluminio, cloro, flúor, potasio, magnesio y nitrógeno.N Mg As Ca Ar Cs Ag CrF K Fr P Fe Po S BCl Al Mn Ni Mo Ne Hg Rna) IVb) IIIc) IId) II II II IV46. ( ) Relaciona las siguientes columnas eligiendo el inciso que contenga elnombre del elemento con el símbolo correspondiente.Elemento símbolo1. sodio Ca2. carbono O3. calcio C4. oxígeno Naa) 1:Ca, 2:O, 3:C, 4:Nab) 1:Na 2:C, 3:Ca, 4:Oc) 1:C, 2:O, 3:Ca, 4:Nad) 1:C, 2:Na, 3:O, 4:Ca47. ( ) Al observar los siguientes esqueletos de la tabla periódica encontramosque el elemento menos electronegativo y con un mayor radio atómico es:a) Clb) Nac) Fd) K147

48. ( ) Al analizar la siguiente representación podemos afirmar que, la tendenciadel flúor al combinarse con el litio es de adquirir una distribución electrónicasemejante a los::a) metales alcalinos.b) gases nobles.c) halógenos.d) metaloides49.( ) Es el enlace en una molécula que presenta dos polos, uno parcialmentepositivo y otro parcialmente negativo.a) iónicob) covalente no polarc) metálicod) covalente polar50. ( ) Considera los elementos hipotéticos Y y Z cuyas estructuras de Lewisson las siguientes:A qué grupo de la tabla periódica pertenece Y y Z, respectivamente.a) Y: IIA (2) Z:IA (1)b) Y: IVA (14) Z:IIIA (13)c) Y: VIA (16) Z:VA (15)d) Y: VIIIIA (18) Z:VIA (17)51. ( ) La representación de Lewis para la molécula del amoniaco (NH 3 ) es:148

52.( ) Clasifica los siguientes enlaces como iónicos o covalentes por sudiferencia de electronegatividad. En caso de ser covalente, indica si son polares ono polares. (Valores de electronegatividad: K=0.8, Cl=3.0, N=3.0, H=2.1)A) KCl _______________B) NH 3 _______________C) H 2 _______________53.( ) Con base en los valores de electronegatividad, determina el tipo de enlaceque se presenta en el siguiente caso. (Valores de electronegatividad: H = 2.1, Cl =3.0)HCl______________________54. ( ) Representación de la red iónica que se forma cuando los átomos desodio ceden su electrón de valencia a los átomos de cloro para formar los ionessodio y cloruro.a)Na─Cl Na─Cl│ │Cl─Nab)Na + Cl - c)d)Na + Cl - Na +Na Cl ClCl -NaCl─NaCl│ │NaCl─NaCl55. ( ) Selecciona la figura que representa las fuerzas intermoleculares entremoléculas polares.a)Na + Cl - b)H─F H─FH─F H─F H─Fc)H─F H─FH F─H F─Hd)Na + Cl -Cl - Na + Na +Na + Cl -56. ( ) Son compuestos formados por C, H, O, N y S, presentan bajos puntos defusión y en sus moléculas predomina el enlace covalente.a) mineralesb) inorgánicosc) orgánicosd) oxisales149

57. ( ) Relaciona el tipo de compuesto con la propiedad que le corresponde.Tipo de compuestoI. InorgánicoII.Orgánicoa) I: C,D, II: A,Bb) I: A,D, II: B,Cc) I: A.C, II: B,Dd) I: B,D, II A,CPropiedadA. Generalmente son solubles en aguaB. Muchos son inflamablesC. Sus puntos de fusión son bajosD. En disolución son buenos electrolitos58. ( ) Al quemarse una vela se realiza una reacción de combustión que secaracteriza porque:1. la vela sufre un cambio de estado2. se produce dióxido de carbono3. el material de la vela es el comburente4. es una fuente de generación de energíaa) 1, 2b) 2, 4c) 3, 4d) 1, 359. ( ) Analiza el siguiente diagrama, elige el inciso del tema que corresponda alos conceptos relacionados.a) Clasificación de compuestos orgánicos e inorgánicos por su comportamiento alquemar este tipo de sustancias.150

) Los combustibles al arder producen contaminantes, principalmente dióxido decarbono, vapor de agua y energía para transformarla en calor.c) La combustión, una reacción generadora de la contaminación que sufre nuestrapoblación debido al transporte y a las actividades productivas.d) Importancia de las reacciones de combustión en la generación de la energíanecesaria para el desarrollo de las actividades del mundo actual.60. ( ) Relaciona el tipo de reacción con las ecuaciones correspondientes.1. ENDOTÉRMICAS2. EXOTÉRMICASA. 2Sb + 3 I 2 + Energía → 2SbI 3B. 2Na + Cl 2 → 2NaCl + EnergíaC. H 2 + I 2 + Energía → 2HID. 2H 2 + O 2 → 2H 2 O + EnergíaE. CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O + EnergíaF. H 2 O +C + Energía → CO + H 2a) 1: B, D, E 2: A, C, Fb) 1: A, B, C 2: D, E, Fc) 1: A, C, F 2: B, D, Ed) 1: B, C, E 2: A, D, FSOLUCIÓN1.D 11.C 21.B 31.D 41.C 51.D2.D 12.D 22.B 32.C 42.D 52. **3.A 13.D 23.D 33.A 43.C 53.covalente4.A 14.B 24.A 34.C 44.C 54.C5.A 15.D 25.A 35.A 45.D 55.B6.C 16.B 26.D 36.B 46.B 56.C7.C 17.A 27.D 37.A 47.D 57.B8.C 18.C 28.* 38.D 48.B 58.B9.A 19.B 29.B 39.D 49.D 59.D10.B 20.A 30.A 40.C 50.C 60.C* Respuesta a la Pregunta 28A) ¿Cuál es el gas que se consume en la combustión? OxígenoEscribe su símbolo O y su fórmula O 2¿Cuál es el otro gas que forma parte del aire en mayor cantidad y que no seconsume? NitrógenoEscribe su símbolo ____N_________ y su fórmula ______N 2 __________**Respuesta a la pregunta 52:A) KCl ------- iónico, B) NO 2 ------ covalente polar, C) H 2 --------covalente no polar151

BIBLIOGRAFÍA , RECURSOS Y DIRECCIONES ELECTRÓNICAS RECOMENDADAS.1. Antonio R., Pérez Orta, (2010) Agua y Oxígeno, Colegio de Ciencias yHumanidades: UNAM.2. María García., et al. (2009) Paquete de evaluación: Instrumentos de EvaluaciónFormativa y Continua para Química I, Colegio de Ciencias y Humanidades: UNAM.3. John S., Phillips, (2000) Química Conceptos y Aplicaciones, México: Mc GrawwHill.4. Ralph A., Burns, (2003) Fundamentos de Química, México: Pearson educación5. Theodore L., Brown, (1990) Química la Ciencia central, México: Prentice – HallHispanoamericana, S.A.6. Juan Zárraga., et al. (2003) Química México: Mc graw Hill7. Ralph H., Petrucci, (2001) Química general. Addison – Wesley Iberoamericana,S.A.8. Laurel Dingrando., et al. Química materia y Cambio,México: Mc graw Hill.9. Karen C., Timberlake, (1999) Química. Introducción a la Química General, a laOrgánica y a la Bioquímica, Oxford University Press-Harla México.10. Andoni G., Chamizo, (1998) Química, Addison wesley Logman de México,S.A, de C.V.11. John Hill., Kolb, (1999) Química para el Nuevo Milenio, México: PearsonEducación.Recursos1. Guía del profesor de Química I, Seminario de química Naucalpan (SEQUIN)2010.2. Banco de Reactivos de Química I, Seminario de Química Naucalpan 2011.3. Paquete de evaluación de Química I, Seminario de Química Naucalpan 2007.152

Direcciones electrónicas consultadas el lunes 10 de enero de 2011.1. http://www.scribd.com/doc/38194356/Programa-de-Quimica-1-y-22. http://garritz.com/andoni_garritz_ruiz/documentos/Mi%20curriculum/03-Garritz.pdf3.http://www.iesaguilarycano.com/dpto/fyq/ma/ma4.html4.http://www.jpimentel.com/ciencias_experimentales/pagwebciencias/pagweb/materias/quimica_2_bach/quimica_enlaces_u1.htm5. http://www.yomujer.org/?a=3835153

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