Hola, somos Juan Pablo Zapata y Rafael Villegas de Medellín, Colombia. Nuestro proposito con este blog es dar una idea clara sobre algunos conceptos básicos de la química inorgánica. Los temas a tratar son: Cálculo de protones electrones y neutrones en un átomo neutro y en un ión, isótopos y ejemplos, peso atómico y peso molecular, cálculo de moles de un elemento y de un compuesto, número de Avogadro, fórmulas químicas: mínimas, moleculares y estructurales, cálculos de fórmulas mínimas y moleculares a partir de los porcentajes de los elementos de un compuesto.
La Formula Empírica o mínima es la relación mínima entre los elementos que hacen parte de un compuesto. Para encontrar la formula Empírica, se sigue de esta forma:
Se trabaja los porcentajes como si fueran gramos.
Se convierte en moles esos gramos.
Se divide cada resultado por el menor de ellos.
Se aproxima o multiplica para conseguir números enteros, estos se ponen como subíndices de cada elemento en la formula.
Por ejemplo: Determine la formula empírica de un compuesto que contiene 32.4% de sodio (Na); 22,6% de azufre (S) Y 45,1% de oxigeno (O).
32,4g de Na
22,6g de S
45,1g de O
Na=32,4g Na x 1 Mol de Na/22,98g= 1,40 mol de Na.
S= 22,6g x 1 Mol de S/32,06g= 0,70 mol de S.
O= 45,1g x 1 Mol de O/15,999g= 2,80 mol de O.
Na= 1,40/0,70= 2 S= 0,70/0,70= 1 O= 2,80/0,70= 4
Na2SO4
Ahora, la Formula Molecular es mucho más simple y se ve a simple vista en cualquier parte, esta formula indica el número de átomos que se encuentra en una sustancia. Por ejemplo, el agua, que tiene de Formula molecular:
H2O
Ahí se puede ver que la sustancia tiene dos átomos de hidrógeno, y un átomo de oxigeno.
Los átomos al ser materia, deben tener un peso. Este peso no se puede medir en las balazas comunes ya que su tamaño es microscopico hasí que se usan mas que todo aproximaciones.Es útil saber el "Número de Avogadro"
Imagen tomada de: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Nombre_avogadro.png
El número de Avogadro es 6,023 x 10ˆ23.
Este número se utiliza para saber el peso de los átomos y a su vez de moleculas.
Inicialmente, para saber el peso de una moleculas, se debe saber el peso en total de los atomos que la componen, así que iniciaremos con eso.
Usualmente, en la tabla periodica de los elementos quimicos, se nombran también la masa atómica del elemento. la cual se puede utilizar para saber la cantidad de atomos que hay en cierta candidad de sustancia.
Ejemplo: La masa atómica del elemento Hidrogeno (H) es de 1.0079.
La masa atómica del elemento Potasio (K) es de 39.098.
La masa atómica del elemento Cloro (Cl) es de 35.453
(estas masas pueden variar en sus unidades decimales, pero no en las unidades totales)
Estos pesos se miden en u.m.a's o "Unidades de Masa Atómicas", que son el equivalente a los atomo-gramos.
Así que para encontrar cuantos gramos hay en en 2.3 moles de H se haría el siguiente proceso:
2.3 (las moles de H)x1.0079 u.m.a/mol=2.31817 g de H
¿Cuántos u.m.as de K hay en 2.4 moles de K?
Se hace el mismo procedimiento:
2.3 x 39.098/mol=89.925 g de K
Ahora, para encontrar el peso de una molecula es hacer el procedimiento anterior con cada elemento y luego se suman los resultados.
Ejemplo:¿Cuanto pesa la melecula H2O?
Lo primero que se debe hacer es saber cuantos elementos componen esta molecula y cuáles son.
En este caso son solo 2 elementos, H y O.
Se buscan sus pesos relativos H=1.0079 y O=15.9994
Ahora, como son dos (2) átomos de H, el peso del H se multiplica por 2.
Es decir, queda así: 1.0079 x 2 = 2.0158 (los 2 atomos de H)
y a esto se le adiciones el átomo de O
Así: 2.0158 + 15.9994 = 18.0152
El peso total de la molecula es de 18.0152 g.a
Ahora empezamos a usar el número de Avogadro.
Recordemos que este número es: 6.023 x 10ˆ23
Este número se usa también para saber cuanto pesa el atomo y cuánto átomos hay en cierta candidad de alguna sustancia.
¿Cuantos átomos hay en 2.98 mols de B?
2.98 mols de B
B=10.811
se hace la multiplicacion correspondiente
1 mol tiene 6.023x10ˆ23 atomos
(6.023x10ˆ23) x2.98 = 17.94854 x 10ˆ23 átomos
Pero...¿qué es un mol?
El mol es la unidad de medidad de la cantidad para los atomos, moleculas y otras particulas atómicas. Es como decir un par de manzanas o peras, o una dozena de autos, solo que este se usa para las particulas ya mencionadas.
Ahora que se tiene claro este concepto, podemos empezar a resolver ecuaciones con mols y las masas atómicas de los elementos.
¿Cuántas moles de Flúor hay en 3g de Flúor (F)?
3g x (1mol/18.9984) = 0.1579 mols de Flúor.
¿Cuántos atomo de He (Helio) hay en 3 g de He?
3g x (6.023x10ˆ23/1g)=18.069 x 10 ˆ 23 atomos
¿Cuánto pesa 1 átomo de H?
Según lo visto de moles. 6.023 x 10ˆ23 pesan1.0079 g,
Hasí que el procedimineto es:
Son átomos del mismo elemento con igual número Z pero distinto número A (o sea, diferente masa atómica), es decir que lo que cambia es la cantidad de N. Los átomos de estos elementos se representan así:
Siendo "A" el número de masa atómica y siendo "Z" el número atómico y "E" el símbolo del elemento. Debemos recordar que el número que cambia es es el número de masa. Uno de los elementos más comunes que se presenta en isótopos es el Oxigeno.
Tomemos como ejemplo el elemento del Carbono (se representa con la letra C), este elemento tiene diferentes isótopos: el C12 y el C14. Estos dos, tienen, el mismo número de protones y neutrones (que se representa con Z), esta cantidad es 6.
Algunas veces, unos isótopos pueden ser inestables comparados a otro isótopo estable de ese mismo elemento. Si es estable, su núcleo permanecerá como es, o sea sin ser descompuesto. Pero si es inestable, se pueden desintegrar (una reacción nuclear) o inclusive transformarse en otros elementos (transmutación), lo que los volvería radiactivos.
Siempre en cada isotopo, hay un elemento más común otro.
Este porcentaje sirve para poder calcular la masa atómica de los isotopos, siguiendo un procedimiento matemático:
Se multiplica la masa atómica de cada isotopo por su abundancia en la naturaleza.
Para empezar a calcular elementos en un átomo se tiene que saber con anterioridad que:
Un protón es una partícula subatómica con carga positiva. Se simboliza con P+. Estos confieren la identidad de cualquier átomo en la tabla periódica.
Un electrón es la carga negativa del átomo. Se presentan en la misma cantidad que los protones. Se representan E-. Se ubican en la parte exterior del átomo.
El neutrón es la carga neutra del átomo y varía según el número másico del átomo. Éstas se encuentran en el centro de un átomo.
Número Másico: Se representa con la letra A.
Los anteriores se pueden encontrar según la ecuación A=Z+N.
Si se quiere encontrar la cantidad de neutrones en cualquier átomo, simplemente se usa la formula: N=A-Z.
No se requiere una formula especifica para encontrar los electrones, ya que se encuentran en la misma cantidad que los protones.
