Quimica general universitaria /
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- CECSA
- 858 páginas Ilustraciones, Tablas y Gráficas 23 cm X 16 cm
Incluye Referencias Bibliográficas
Prefacio, 11
I Conceptos Básicos de Materia y Energía, 15
MEDICIONES CIENTIFICAS, 17. Sistema métrico. PRIMERAS IDEAS SOBRE LA MATERIA, 22. Propiedades de la materia. Cambios de materia y energía. Leyes sobre la materia y la energía. PRIMERAS IDEAS SOBRE LA TEORIA ATOMICA, 30. Teoría atómica de Dalton.
Estructura General de los Atomos; Tablas Periódicas, 37
PRUEBAS DE LA EXISTENCIA DE COMPONENTES EN LOS ATOMOS, 38. Evidencia experimental de la existencia del electrón. El núcleo del átomo. Pesos y tamaños de los átomos. Distribuciones de electrones en los átomos. Energías de ionización de los átomos. Com-portamiento periódico de los elementos. Distribución periódica de los electrones. Tablas periódicas. 3 Estructura Detallada de los Atomos, 61
Electrones y cambios de energía, 62. Espectros atómicos. Expli-cación de Bohr sobre los espectros atómicos. SUBNIVELES DE ENER-GIA, 69. Ampliación de Sommerfeld de la teoría de Bohr. Natura-leza ondulatoria de la materia. Principio de incertidumbre de Heisenberg. Modelo de mecánica ondulatoria. Orbitales y energias de ionización.
Enlaces Químicos, 87
Cómo se combinan los átomos. Transferencia de electrones. Elec-trones compartidos. Compuestos electrovalentes y covalentes. Tamaños de átomos, iones y moléculas. Ideas cambiantes sobre la estructura electrónica.
Fórmulas y Ecuaciones; Relaciones de Pesos, 119
Fórmulas. Introducción a la nomenclatura sistemática de los compuestos. Ecuaciones químicas. Mol. Relaciones de peso en las reacciones químicas. Cambios de energía que acompañan a las reacciones químicas. Composición por ciento de los compuestos. Cálculo de fórmulas a partir de datos experimentales.
6 Electrólitos; Acidos, Bases y Sales, 143
Clasificaciones generales. Conducción de corriente en las soluciones. Formación de iones. Acidos y bases. Estructuras de los hidroxicompuestos. Neutralización. Sales. Pesos equivalentes.
Comportamiento Químico de Algunas Sustancias Comunes, 165
Comportamiento químico del oxígeno. Comportamiento químico del hidrógeno. Comportamiento químico del agua. Oxidación y reducción. Ozono y peróxido de hidrógeno. Efectos isotópicos.
8 Estados de la Materia y Teoría Cinética; Comportamiento Físico, 189
ESTADO GASEOSo, 189. Presión de gases. Efectos de la temperatura. Licuación de gases. ESTADO LIQUIDO, 199. Vaporización. ESTADO SOLIDO, 203. Sólidos cristalinos. COMPORTAMIENTO FISICO DEL HIDROGENO, OXIGENO Y AGUA.
9 Cálculos Basados en las Leyes de los Gases, 221
Ley de Boyle. Ley de Charles. Relación entre la presión y la temperatura. Ley de Dalton de las presiones parciales. Ley de Avogadro. Ley de la difusión de Graham. Pesos moleculares experimentales. Relaciones peso-volumen. Problemas representativos con las leyes de los gases. Ecuación general de los gases. Desviaciones con respecto a las leyes de los gases.
10 Soluciones, 247
Naturaleza de las soluciones. Por qué se disuelven las sustan-cias. Soluciones saturadas. Factores que influyen en la solubili-dad. Expresión de las concentraciones. Titulación de ácidos y bases. Propiedades de las soluciones de no electrólitos. Propieda-des de las soluciones de electrólitos. Soluciones ideales. Destila-ción. Osmosis.
11 El Estado Coloidal, 281
Sistemas coloidales. Formación de sistemas coloidales. Sistemas coloidales líquidos. Propiedades de los sistemas coloidales. Coagu-lación de los sistemas coloidales. Geles y gelatinas.
13 Cinética Química; Equilibrio Químico, 305
CINETICA QUIMICA, 305. Mecanismo de reacción. Velocidad de reac-ción. Orden de una reacción química. EQUILIBRIO QUIMICO, 318. Reacciones reversibles y equilibrio químico. Influencia de la na-turaleza de los reactivos. Influencia de la concentración. Influen-cia de un catalizador.
13 Equilibrios Iónicos en Solución, 341
CLIAT
Ionización de ácidos débiles, Constantes de ionización. Determi-nación de constantes de ionización. Dilución de soluciones de elec-trólitos débiles. Relaciones generales ácido-base. Ionización del agua. Expresión de la concentración de iones hidrógeno. Hidró-lisis. Efecto del ion común. Soluciones reguladas. Indicadores. Constante del producto de solubilidad.
A Cambios Nucleares, 369
Elementos radiactivos. Equivalentes masa-energía. Estabilidad nu-clear. Radiaciones de elementos radiactivos naturales. Detección de las radiaciones. Series radiactivas naturales. Vida media. Reac-ciones de bombardeo. Aceleración de partículas cargadas. Pérdida de masa y energía de enlace nuclear.
Aplicaciones de los Cambios Nucleares, 399
Aplicaciones de los procesos de fisión. Producción de energía. Reactores nucleares para otros propósitos. Reacciones de fusión. Aplicaciones a la investigación. Elementos transuránicos. 16 Termoquimica, 423
ENTALPIA, 423. Ley de Hess. Entalpía patrón. Entalpía de pérdida o ganancia de electrones. Entalpía de cristales iónicos. ENERGIA LIBRE, 439. Entalpía, entropía y energía libre. Energía libre y equi-librio. Influencia de la temperatura sobre AG. Resumen de los principios generales.
Enlazamiento Químico y Propiedades Físicas, 455
ESPECTROSCOPIA Y ESTRUCTURA MOLECULAR, 455. Espectros ultra-violeta y visible. Espectros infrarrojos. Espectros de resonancia magnética nuclear. Espectros de masas. Diversos usos de la espec-troscopia, ESTRUCTURA Y PROPIEDADES, 472. Enlazamento cova-lente. Enlazamiento iónico. Enlazamiento metálico. Resumen de estructura y propiedades.
18 Electroquímica; Ecuaciones de Oxidorreducción, 491
PRODUCCION DE ELECTRICIDAD CON REACCIONES QUIMICAS, 493. Reacciones químicas espontáneas. Celda voltaica. Electrodo de hi-drógeno. Potenciales normales de electrodo. Potenciales de celdas voltaicas. Importancia de los potenciales patrón o normales de electrodo. Constantes de equilíbrio y energía libres a partir de po-tenciales de electrodo. ELECTROLISIS, 508. Potenciales de descom-posición. Productos de electrodo. Electrodeposición. Ley de Fara-day. BATERIAS PARA LA ENERGIA ELECTRICA, 512. Clases de celdas. das. BALANECEO DE ECUACIONES DE OXIDORREDUCCION, 516. Mé-Método del número de oxidación. Método ion-electrón.
19 Metales 1: Propiedades Químicas y Froducción, 525
ESTUDIO SISTEMATICO DE LA QUIMICA INORGANICA, 525. METALES ALCALINOS Y ALCALINOTERREOS, 530. Propiedades físicas. Propie-dades químicas. Compuestos de los elementos IA y IIA. METALES DE TRANSICION Y SUS VECINOS, 536. Clasificación. Propiedades físicas. Propiedades químicas. PRODUCCION DE METALES, 545. Me-talurgia. Metalurgia de los metales comunes. Reacciones del estado sólido.
30 Metales II: Química de los Compuestos de Coordinación, 567
OXIACIDOS Y OXISALES, 568. QUIMICA DE OXIDORREDUCCION DE LOS METALES, 569. Primera serie de transición. Otros diagramas de energía libre. Influencia de los ligandos sobre los valores E°. COMPUESTOS DE COORDINACION, 577. Primeras ideas sobre la teoría de la coordinación. Formas de los complejos metal-ligando. Estabilidad de los complejos. Color. Estructura electrónica. Usos de los compuestos de coordinación.
31 Grupos VIIA y VIIIA; Los Halógenos y los Gases Nobles, 597
LOS HALOGENOS, 597. Reacciones características. Producción de los halógenos. Usos importantes de los halógenos. Haluros de los no metales y de los metaloides. Oxiácidos y oxisales de los halóge-nos, LOS GASES NOBLES, 617. Antecedentes históricos. Compuestos de los gases nobles. Usos de los gases nobles.
Grupo VIA: La Familia del Azufre, 625
Propiedades de la familia del azufre. Sustancias naturales. Com-puestos con el hidrógeno. Sulfuros, Seleniuros y teluriuros. Poli-sulfuros metálicos. Oxidos y oxiácidos del azufre, selenio y telu-rio. Sulfatos, seleniatos y teluriatos.
Grupo VA: La Familia del Nitrógeno, 647
Propiedades de la familia del nitrógeno. Sustancias naturales. Ni-trógeno. Fósforo. Otros elementos. Compuestos representativos del nitrógeno. Amoníaco. Compuestos de amonio. Acido nítrico y óxi dos del nitrógeno. Acido fosfórico.
Carbono, Silicio y Boro, 673
Propiedades del carbono, del silicio y del boro. Estado natural. Compuestos del carbono. Compuestos de silicio. Compuestos del boro.
Química Orgánica: Hidrocarburos, 697
Las cuatro series de hidrocarburos. Isomería. Nomenclatura sis-temática. Configuración de las moléculas. Fuentes de hidrocarbu-ros alcanos. Fuentes de compuestos aromáticos.
36 Propiedades de los Hidrocarburos; Derivados Halogenados, 723
Propiedades físicas. Propiedades químicas. Derivados de los hidro-carburos. Derivados halogenados. Determinación de la estructura de moléculas orgánicas. Color de los compuestos orgánicos.
Derivados Oxigenados de los Hidrocarburos, 743
Alcoholes. Fenoles. Eteres. Aldehídos. Cetonas, Acidos carboxíli-cos. Esteres, Grasas. Derivados funcionales múltiples. Isomería óptica. Análogos del azufre. Problemas de síntesis. 8 Derivados Complejos de los Hidrocarburos; Bioquímica, 769
Carbohidratos. Proteínas. Enzimas. Oxidorreducción en las célu-las. Hormonas, Virus. Drogas y medicamentos. Polimeros.
Naturaleza Química de Nuestro Mundo, 797
El Universo. La Tierra. La Luna. La corteza terrestre. La hidros-fera, la atmósfera. La biosfera. Pronóstico.
Respuestas a los Ejercicios, 819
Apéndice, 823
Procedimientos Aritméticos, 823. Formas de expresión de los nú-meros. Extracción de raíces. Cifras significativas. Método de fac-tores unitarios. TABLAS, 830.
Indice
Como en las primeras ediciones, este texto está basado en la creencia de que un primer curso de química para universidades constituye una gran contribución a la educación de cualquier estudiante. Por consiguiente, se ha planeado como una introducción al amplio campo de la química, que puede servir para el estudiante que busca una educación general, aunque con suficiente profundidad en las áreas técnicas, para ser de utilidad también al estudiante que planea tomar otros cursos de química o de otras materias que incluyen a la química universitaria como requisito previo.
Entre las características de esta revisión se incluyen las siguientes: una introducción más detallada a las descripciones del enlazamiento y las orbitales químicas, y una mejor utilización de estas ideas a lo largo de todo el texto para correlacionar las estructuras y las propiedades tanto de las sustancias inorgánicas como de las orgánicas; un amplio uso de diagramas de energía libre, basados en potenciales de electrodo, que ayudan a una mejor comprensión cualitativa y cuantitativa del extenso tema de la química de las soluciones; un énfasis en las investigaciones orgánicas de derivados complejos en cuanto a sus aplicaciones bioquímicas; y una modernización de los ejemplos, usados como en las ediciones previas para ilustrar las aplicaciones de la química al universo que nos rodea, tanto en términos de nuestro medio ambiente natural, como de los efectos de las actividades del hombre sobre su estilo de vida y el propio medio ambiente.
El objetivo de muchas de las ilustraciones y de casi todas las fotografías consiste en hacer hincapié en el hecho de que la química es una ciencia experimental basada en observaciones reproducibles. Aunque algunas de las ilustraciones y fotografías son en verdad sorprendentes, se han incluido debido a su interés técnico. Por su ayuda para alcanzar este énfasis de la química descriptiva, logrado a través de la interrelación del texto y las figuras, estamos en deuda con nuestro artista, el Sr. Richard Kassouf. Tanto por su gran cooperación como por sus brillantes trabajos, expresamos nuestro agradecimiento al Sr. Joseph Carroll, quien estuvo a cargo de las fotografías a color, así como al Oak Ridge National Laboratory por sus excер-cionales fotografías y a cada una de las demás contribuciones utilizadas en este libro.
El texto incluye mayor cantidad de material de la que normalmente se cubre en un curso de un año, pero pensamos que esto representa grandes ventajas, además que obviamente proporciona al instructor una mayor elasticidad para seleccionar las áreas de estudio detallado. Para los grupos que no cuenten con una base sólida de la química que se imparte en el bachillerato, se puede hacer referencia a los tópicos más importantes mencionando las importantes generalizaciones básicas. Por ejemplo, resulta relativamente fácil comprender el uso cualitativo de las gráficas de energía libre en los capítulos de química inorgánica, para efectuar predicciones simples de la espontaneidad de las reacciones. Con un grupo de mayores conocimientos se pueden destacar los detalles de descripciones orbitales, equilibrios lónicos, termoquímica, fuerza motriz de las reacciones, espectroscopia y estructura y mecanismos orgánicos, con la riqueza del material descriptivo proporcionando de referencia para ilustrar o comprobar las predicciones teóricas.
datos y ejemplos El hecho de que la ciencia es un desarrollo constante, queda ilustrado no sólo por los breves episodios históricos de investigaciones pasadas tales como las de Wöhler, Kekulé, Werner, Rutherford, Bohr y otros, sino también mediante algunos de los desarrollos más recientes en los campos de la estructura electrónica, la química de los gases nobles y los elementos transuránicos. Hemos incluido varios enunciados didácticos relativos a los métodos científicos, pero con mayor frecuencia hemos intentado explicar los tópicos por medio de ejemplos. Tal como lo expresara A. E. E. McKenzie, "Una deducción es más efectiva cuando ha sido obtenida por el estudiante que por el maestro, o por el lector del libro en vez del autor".
La mayor parte de los ejercicios numéricos son nuevos, proporcionándose las respuestas de aproximadamente dos tercios de ellos al final del texto. Este método de inclusión de las respuestas está basado en un consenso de opiniones relativas a las primeras ediciones. Cuando se define un término por primera vez, éste aparece en letras negras. Los términos de menor importancia pueden estar en itálicas, que también se utilizan para destacar. Nuestra guía principal para la nomenclatura y el uso técnico fue el Handbook for Authors, publicado por la American Chemical Society Publications. Las listas de lecturas suplementarias al final de los capítulos fueron seleccionadas en parte para incluir nuestro reconocimiento a las referencias que consideramos de mayor utilidad, y en parte para sugerir fuentes de información adicional para el estudiante y el profesor. La investigación de artículos técnicos pertinentes se limitó a los números más recientes de las revistas Journal of Chemical Education, Chemistry y Scientific American, en base a que son las más fácilmente disponibles para los estudiantes.
En general, estamos agradecidos a nuestros colegas por sus valiosas sugerencias y, en especial, a los miembros de nuestro propio Departamento de Química. El desarrollo del texto a través de sus diferentes ediciones es, en un sentido verdadero, una ampliación del consejo experto y generoso de estos amigos. Nuestro especial agradecimiento al Profr. Frank Pilar, Universidad de New Hampshire; Profr. E. E., Stansbury, Universidad de Tennessee; al Dr. Robert S. Wood, de Rohm and Haas, por sus sugerencias y adiciones a algunos capítulos; y al Profr. A. D. Melaven, Universidad de Tennessee, por sus muchas sugerencias y mejoras. La Sra. Joyce Wallace mecanografió el original con habilidad y buen humor. Como en el pasado, las tribulaciones de la labor de revisión y edición, así como el sentimiento de satisfacción al formar las últimas galeras, fueron compartidos por nuestras cariñosas y comprensivas esposas.