PROPIEDADES DE LOS HIDROCARBUROS. INDUSTRIA Y MEDIO AMBIENTE.

En general, a mayor número de átomos de carbono, mayor es la intensidad de las fuerzas intermoleculares, y por tanto mayor es el punto de ebullición y también el punto de fusión. Por eso, a temperatura ambiente podemos encontrar que las sustancias compuestas por grandes cadenas carbonatadas se encuentran en estado sólido o semi-sólido ya que los átomos se atraen con tanta fuerza que no "pueden moverse". Por tanto, a mayor número de carbonos, también encontraremos sustancias más compactas y más densas.

Veamos los Alcanos por ejemplo:

Vista la norma general, vayamos a profundizar un poquito más y ver los usos de los hidrocarburos en el mundo actual.

Introduccion a Propiedades de Hidrocarburos from Ronald Guichay

PREFIJOS Y SUFIJOS más utilizados en la nomenclatura .

Como ya dijimos, dependiendo del enlace, serás: Alcanos (terminación en ano) Alquenos (terminación en eno) y Alquinos (terminados en ino).

Esto es para la rama principal, las ramificaciones terminan en -il, y recordemos que hay que nombrarlas en orden alfabético. Aprende a formular de forma sencilla. Verás que no es tan complicado.

Principales grupos funcionales.

Funciones oxigenadas:

• Alcoholes, Fenoles y Eteres
• Aldehídos y Cetonas
• Ácidos carboxílicos
• Anhídridos de acilo
• Esteres

Funciones halogenadas

• Haluros de alquilo, de arilo o de vinilo
• Haluros de acilo

Funciones nitrogenadas y azufradas

• Aminas
• Amidas Tioles

Grupo funcional y series homólogas.

En química orgánica existen muchas combinaciones de compuestos orgánicos, más de 2.000.000. Para simplificar su estudio, se ha clasificado en diferentes grupos funcionales y series homólogas.

Un grupo funcional es aquel que tiene compuestos con propiedades químicas comunes. Por ejemplo: el vinagre y el limón son dos compuestos orgánicos y su sabor ácido se debe al grupo carboxilo -COOH presentes en los dos compuestos. Las características de los grupos funcionales son la conectividad y composición elemental específica que confiere reactividad química específica a la molécula que los contiene. Estas estructuras reemplazan a los átomos de hidrógeno perdidos por las cadenas hidrocarbonadas saturadas. Los grupos alifáticos, o de cadena abierta, representada en la fórmula general por R y como Ar (radicales arílicos) para los compuestos aromáticos.

Si a un grupo funcional le añadimos una cadena hidrocarbonada encontramos las series homólogas.
Un grupo funcional es un paquete de compuestos que comparte el mismo grupo funcional.

Molaridad y fracción molar.

¿Qué es cada cosa?

Molaridad (M). Es la relación (o división) que hay entre la cantidad de soluto (una sustancia que se va a disolver)  y la cantidad de disolvente.

Fracción molar (Xi). Es la relación (o división) entre el número de moles de soluto y el número de moles de la disolución.

Te gustaría ver algunos ejercicios resueltos como ejemplos: ENLACE.

Ejercicios resuelto cálculo de entalpía 2º bachillerato

Ental Pia

Estructura electrónica y ordenación periódica.

La tabla periódica de los elementos. Si se consideran los elementos químicos, se encuentra que hay grupos o familias que comparten propiedades parecidas. Y fue Mendeleiev quien empezó a construir la tabla agrupando en orden creciente y dejando los huecos apropiados para que siguieran cierto orden con características similares.

• Las columnas de la tabla reciben el nombre de grupos, y esos grupos están formados por elementos que tienen un comportamiento semejante.
• Las filas de la tabla se llamas periodos.

El grupo determina cuál es la situación del último electrón en la configuración electrónica del elemento.

GRUPOS:

Numerados de izquierda a derecha, los grupos de la tabla periódica son:

Grupo 1 (I A): los metales alcalinos 

Grupo 2 (II A): los metales alcalinotérreos 

Grupo 3 (III A): Familia del Escandio 

Grupo 4 (IV A): Familia del Titanio 

Grupo 5 (V A): Familia del Vanadio 

Grupo 6 (VI A): Familia del Cromo 

Grupo 7 (VII A): Familia del Manganeso 

Grupo 8 (VIII): Familia del Hierro 

Grupo 9 (VIII): Familia del Cobalto 

Grupo 10 (VIII): Familia del Níquel 

Grupo 11 (I B): Familia del Cobre 

Grupo 12 (II B): Familia del Zinc 

Grupo 13 (III B): los térreos 

Grupo 14 (IV B): los carbonoideos 

Grupo 15 (V B): los nitrogenoideos 

Grupo 16 (VI B): los calcógenos o anfígenos 

Grupo 17 (VII B): los halógenos 

Grupo 18 (0): los gases nobles

Todos los elementos que pertenecen a un grupo tienen la misma valencia atómica, y por ello, tienen características o propiedades similares entre sí.

PERIODOS:

Los elementos que componen una misma fila tienen propiedades diferentes pero masas similares: todos los elementos de un período tienen el mismo número de orbitales. La tabla periódica consta de 7 períodos:
Período 1
Período 2
Período 3
Período 4
Período 5
Período 6
Período 7

La tabla también esta dividida en cuatro grupos, s, p, d, f, que están ubicados en el orden sdp, de izquierda a derecha, y f lantánidos y actínidos. Esto depende de la letra en terminación de los elementos de este grupo, según el principio de Aufbau.

Ecuaciones químicas. Coeficientes estequimétricos.

Una reacción química es un proceso por el cual una o más sustancias se transforman en otras de diferentes naturaleza. Pero para que suceda esta reacción específica, debe suceder unas proporciones que se representa con unos coeficientes estequiométricos. Estas relación o proporciones siempre deben mantenerse (¿Quieres ver como resolver reacciones estequiométricas? ENLACE).

Reacción ajustada	H2 (g)	+	Cl2 (g)	2 HCl (g)
Relaciones entre moles	1 mol	+	1 mol	2 mol
Relación entre masas	2 g	+	71 g	73 g
Relaciones entre volúmenes	22,4 L	+	22,4 L	44,8 L

Clasificación de las reacciones químicas.

Atendiendo a la composición de las reacciones químicas podemos clasificarlas en:

a)      Reacción de síntesis o adición.

Unión de 2 elementos sencillos para formar un compuesto.

 A + B = C 

b)      Reacción de análisis o descomposición.

Formación de 2 o más sustancias a partir de un solo compuesto.

 C = A + B 

c)      Reacción de desplazamiento o simple sustitución.

Es la reacción entre una sustancia simple y otra compuesta e intercambian un átomo entre ellas.

 AB + C = A + BC 

d)      Reacción de doble desplazamiento o doble sustitución.

Es la reacción entre dos compuestas e intercambian un átomos para formar dos nuevos compuestos.

 AB + CD = AC + BD 

Valoración ácido base.

La valoración ácido base o llamado valor de neutralización. Recordemos antes que nada que la neutralización consiste en una reacción entre un ácido y una base que, si son fuertes, producen sal y agua.

La valoración ácido base consistirá pues en añadir gradualmente una disolución de un reactivo (por ejemplo un ácido) a una disolución de otro reactivo (por ejemplo una base). Estas reacciones se pueden medir según el Ph en función del volumen añadido.

Midiendo el Ph y plasmando los datos nos aparece una gráfica con tres zonas que hay que saber diferenciar: Antes del punto de equivalencia, el punto de equivalencia, y después de este punto. El punto de equivalencia es el punto en que ambos reactivos reaccionan en cantidades estequiométricas exactas.

Por tanto, si la valoración del PH va desde 0 a 14, el punto medio, osea 7, será donde se encuentre el punto de equivalencia.

En este vídeo podemos ver que al añadir un ácido a una base, el Ph varía en la gráfica.

Formas de nombrar una disolución.

Existen cuatro formas de nombrar una disolución, veamos:

1ª- Molaridad: 
Moles de soluto por cada litro de disolución. Se representa normalmente por M. (mol/l)


2ª- Normalidad: 
Equivalentes de soluto por litro de disolución. Es como la molaridad pero en vez de utilizar moles utiliza equivalentes. (eq/l).Se representa por N.
V es el volumen de la disolución en litros
eq es el número de equivalentes de soluto

3ª- Porcentaje en peso:
Gramos de soluto en 100 gramos de disolución.
ms es la masa de soluto en gramos
md es la masa de disolución en gramos


4ª- Porcentaje en volumen:
En sustancias gaseosas, como por ejemplo el aire que es una mezcla de gases.
Litros de un gas en 100 litros de mezcla gaseosa.
Vi es el volumen de un gas de la mezcla en litros
VT es el volumen total de la mezcla en litros

Disolución y sus tipos.

La disolución es una mezcla homogénea entre dos o más sustancias. La disolución más común es la de líquido - sólido y líquido - líquido.

Una disolución se compone de:

1. El disolvente o medio de dispersión ( el líquido ) 
2. El soluto, que es la sustancia que se disuelve ( el sólido o líquido). 

Según la concentración de soluto, las disoluciones pueden ser:

Diluidas: Si la cantidad de soluto es pequeña en comparación con la cantidad que se puede disolver.
Concentradas: Si la cantidad de soluto se acerca a la cantidad total que se puede disolver.
Saturadas : Si la cantidad de soluto supera la cantidad total que se puede disolver en la disolución. No podemos disolver todo el soluto que queramos en un determinado disolvente, hay un límite y este límite depende de las características del disolvente y del soluto, en general de la mayor o menor afinidad entre ellos. Si se va añadiendo soluto poco poco llega un momento en que no se disuelve más y se deposita en el fondo del vaso, ahora la disolución está saturada, no admite más soluto. En realidad lo que hemos añadido si se ha disuelto un poco pero ha obligado a parte de lo que estaba disuelto a abandonar la disolución y se deposita en el fondo se dice que precipita. Veamos el vídeo para entenderlo mejor.

¿Quieres saber las distintas formas de nombrar una disolución? ENLACE

Imagen extraída de http://quimica-explicada.blogspot.com/2010/08/las-disoluciones-quimicas.html

Partículas fundamentales del átomo.

El átomo que quiere decir "no divisible", realmente es SÍ es divisible. Y aunque se pueda dividir y subdividir, las partículas fundamentales son únicamente tres: Protón, electrón, y neutrón.

 1º- El protón de carga positiva y una masa de 1,672 × 10–27 Kg o, en relación al electrón, unas 1836 veces la masa de un electrón. se encuentra en el núcleo del átomo. 938,3 MeV/c2.

2º- El neutrón, con carga neutra y una masa de 1,674 × 10–27 Kg o, en relación al electrón, unas 1836 veces la masa de un electrón. se encuentra en el núcleo del átomo. 939,2 MeV/c2.

3º- El electrón con carga negativa y fuera del núcleo del átomo, el electrón posee una masa de 9,1×10−31 Kg.  0,5 MeV/c2.

Enlace y estabilidad energética. Curvas de estabilidad.

Cuando dos átomos se encuentran infinitamente separados, no hay interacción entre ellos, sin embargo, a medida que se acercan empiezan a aparecer fuerzas de atracción entre el núcleo de uno y la nube electrónica de otro y viceversa con la consiguiente liberación de energía.

A una distancia determinada (distancia de enlace), la energía liberada pasa por un mínimo (energía de enlace). Si la distancia de enlace se hace más pequeña, empiezan a aparecer fuerzas de repulsión entre los dos núcleos y las dos nubes electrónicas, tanto más grandes cuanto más cerca estén, para lo cual haría falta aportar energía, tal y como se muestra en la figura (los datos se refieren a la molécula de hidrógeno). Si los átomos nada más empezar a acercarse, generan fuerzas de repulsión, tal y como muestra la segunda figura, nunca formarán un enlace, porque no existe una distancia que estabilice el sistema. 

Teoría de la colisión de Lewis.

La teoría de las colisiones sirve para explicar las reacciones químicas. Para que ocurra una reacción química, es preciso que los átomos, las moléculas o los iones de los reactivos entren en contacto entre sí, es decir, que choquen.

Las moléculas poseen cierta energía, esta energía debe ser lo suficientemente grande como para romper la barrera de energía llamada "energía de activación", si esta barrera se rompe, la colisiones es efectiva y se producirá la reacción entre las moleculas involucradas, por otra parte si el choque no es efectivo la reacción no se producirá, vale aclarar que cuando se llega a la "energía de activación" la reaccion se encuentra en un picode energía, y dependiendo de la estabilidad de la molecula formada la reacción puede ser exotermica (el producto de la reacción es mas estable que los reactivos separados)o endotermica (si el producto de la reaccion es mas inestable que los reactivos separados)

¿Qué son los isótopos?

Se llaman isótopos a las distintas clases de átomos que forman un elemento. Los isótopos tienen el mismo número atómico y distinto número másico. Por tanto, se diferencian en el número de netrones.

Recordemos que el número másico es el atómico más los neutrones: A = Z + netrones.

En la naturaleza existen tres isótopos del hidrógeno: El Protio, Deuterio y el Tritio. En la imagen se ve que aumenta el número de neutrones.

Número atómico y número másico.

NÚMERO ATÓMICO- Expresa la carga nuclear de un átomo, es decir, el número de protones que tiene, y es una propiedad característica del elemento al que pertenece. Se representa con la letra Z.

NÚMERO MÁSICO- Expresa la suma de protones y neutrones existentes en el nucleo de un átomo. Se representa con la letra A.

A = Z + netrones.

Estructura de zig zag de las cadenas carbonatadas.

Aunque se llaman cadenas lineales, en realidad tienen forma de zig-zag,

con ángulos próximos a 109º, debido a la estructura tetraédrica del átomo de carbono cuando sólo posee enlaces sencillos. Existe la posibilidad de rotación o giro sobre el eje de los enlaces C-C, lo que da lugar a la existencia de estados conformacionales diferentes, también llamados confórmeros.
La presencia de átomos de carbono con enlaces dobles hace que dicho ángulo sea próximo a 120º, con estructura plana e impidiendo el giro o rotación sobre el eje C=C. Es el caso de los alquenos o los ácidos grasos insaturados.
La presencia de átomos de carbono con enlaces triples C≡C hace que dicho ángulo sea próximo a 180º, con geometría lineal y tramos rectos en la molécula, como en el caso de los alquinos.


Por cierto, ¿Qué es una cadena carbonatada? Una cadena carbonada es el esqueleto de la práctica totalidad de los compuestos orgánicos y está formada por un conjunto de varios átomos de carbono, unidos entre sí mediante enlaces covalentes carbono-carbono y a la que se unen o agregan otros átomos como hidrógeno, oxígeno o nitrógeno, formando variadas estructuras, lo que origina infinidad de compuestos diferentes.
Información extraída de Wikipedia.

Formación de enlaces sencillos, dobles y triples.

Al tener cuarto electrones de valéncia, el C tiende a compartirlos para formar cuatro enlaces covalentes con otros átomos. Pueden ser:

1º- Sencillos- Enlaces sencillos para unirse a otros átomo. Los enlaces están situados los más alejados posible. El ángulo que forma con el núcleo y otro enlace corresponde a 109,5º. Se representa así:

2º- Dobles- Enlace doble en un solo plano (por eso no puede rotar) y que forma 120º con otros enlaces. Se representa de la siguiente forma:

3º- Tiple- El enlace triple forma 180º y tampoco permite rotar. Se representa así:

Configuraciones electrónicas. Bases y criterios.

Las propiedades de los elementos dependen, sobre todo, de cómo se distribuyen sus electrones en la corteza (capa valencia). Es importante saber cuantos electrones existen en el nivel más externo de un átomo pues son los que intervienen en los enlaces con otros átomos para formar compuestos.

La imagen inferior muestra la estructura electrónica de los elementos de la tabla periódica: