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Hidrógeno

Hidrógeno.

Se puede ver en el primer lugar de tu tabla periódica, condiciones normales gas insípido, inodoro e incoloro, unido a otros elementos forma moléculas diatónicas, H2

Se simboliza en la tabla al atomo de hidrógeno con la letra H, posee un núcleo como unidad de carga positiva y un solo electrón.

Su número atómico es el 1 y su peso atómico es de 1.00797, es uno de los elementos principales del agua (H2O), más toda materia orgánica, se encuentra en todas partes del universo.

Sus tres isotopos:

  • Protio: masa 1, es el 99.98% del elemento natural.
  • Deuterio: masa 2, podemos encontrarlo en la naturaleza en una cantidad aproximada al 0.02%.
  • Tritio: masa 3, se encuentra en pequeñas cantidades en la naturaleza, se puede producir de manera artificial por medio de varias reacciones nucleares.

Se utiliza en síntesis del amoniaco, las petroleras lo utilizan en las refinerías, para el rompimiento por hidrógeno (hydrocrackina)y también para la eliminación del azufre

El hidrógeno es consumido en grandes cantidades para la hidrogenación catalítica de aceites vegetales líquidos instaurados en la obtención de grasas sólidas, otro uso es la manufactura de productos químicos orgánicos, un potencial de uso en combustión para cohetes, se combinan con oxigeno o flúor.

El gas tiene una densidad del hidrógeno es de 0.071 g/l a 0ºc y 1 atm, su peso molecular es de 2.01594, si se compara su densidad con el aire, esta es de 0.0695.

El hidrógeno a temperatura normal es una sustancia muy poco reactiva, para que sea reactiva debe ser inducida por algún catalizador adecuado, pero a temperaturas elevadas si es una sustancia altamente reactiva.

Siendo el hidrógeno la sustancia más inflamable de todas las que se conocen, es algo más soluble en solventes orgánicos que el agua

El hidrógeno es la sustancia más inflamable de todas las que se conocen. El hidrógeno es un poco más soluble en disolventes orgánicos que en el agua. Muchos metales absorben hidrógeno. La absorción del hidrógeno en el acero puede volverlo quebradizo, lo que lleva a fallas en el equipo para procesos de quimica

Por lo general es diatómico, el hidrógeno molecular se disocia a temperaturas elevadas en átomos libres.

El hidrógeno atómico es un poderoso agente reductor , incluyendo a temperatura ambiente.

Reacciona con los óxidos y los cloruros de muchos metales, entre ellos el cobre, plomo, plata, mercurio y el bismuto, para la produccion de metales libres.

Reduce a su estado metálico algunas sales, como los nitratos, nitritos y cianuros de sodio y potasio. Reacciona con cierto número de elementos, tanto metales como no metales, para producir hidruros, como el NaH, KH, H2S y PH3.

El hidrógeno atómico produce peróxido de hidrógeno, H2O2, con oxígeno. Con compuestos orgánicos, el hidrógeno atómico reacciona para generar una mezcla compleja de productos; con etileno, C2H4, por ejemplo, los productos son etano, C2H6, y butano, C4H10. El calor que se libera cuando los atomos de hidrógeno se recombinan para formar las moléculas de hidrógeno se aprovecha para obtener temperaturas muy elevadas en soldadura de hidrógeno atómico.

El hidrógeno reacciona con oxígeno para formar agua y esta reacción es extraordinariamente lenta a temperatura ambiente; pero si la acelera un catalizador, como el platino, o una chispa eléctrica, se realiza con violencia explosiva. Con nitrógeno, el hidrógeno experimenta una importante reacción para dar amoniaco.

El hidrógeno reacciona a temperaturas elevadas con cierto número de metales y produce hidruros. Los óxidos de muchos metales son reducidos por el hidrógeno a temperaturas elevadas para obtener el metal libre o un óxido más bajo.

El hidrógeno reacciona a temperatura ambiente con las sales de los metales menos electropositivos y los reduce a su estado metálico. En presencia de un catalizador adecuado, el hidrógeno reacciona con compuestos orgánicos no saturados adicionándose al enlace doble.

Los compuestos principales:

El hidrógeno es constituyente de un número muy grande de compuestos que contienen uno o más de otros elementos. Esos compuestos incluyen el agua, los acidos y bases, la mayor parte de los compuestos orgánicos y muchos minerales. Los compuestos en los cuales el hidrógeno se combina sólo con otro elemento se denominan generalmente hidruros.

Su Preparación:

Diversos métodos para preparar hidrógeno gaseoso pueden ser aplicados. Depende de factores la elección del método, como la cantidad de hidrógeno deseada, la pureza requerida y la disponibilidad y costo de la materia prima.

Entre los procesos que más se emplean están las reacciones de metales con agua o con acidos y bases, la electrolisis del agua, la reacción de vapor con hidrocarburos u otros materiales orgánicos, y la descomposición térmica de hidrocarburos.

La principal materia prima para la producción de hidrógeno son los hidrocarburos, como el gas natural, gas de aceite refinado, gasolina, aceite combustible y petróleo crudo

Son producidas por las industrias quimicas veamos reciclar

Notaciones complementarias:

Titulaciones.

Metodos de sepración de mezclas

Protones

formulación Inorgánica

formulación Inorgánica.

El lenguaje que utilizamos a diario para comunicarnos entre las personas, al referirnos en la química usamos fórmulas para la representación de los compuestos, estas formulas han de responder a determinadas reglas que ya están establecidas y que han ido variando a lo largo del tiempo, pero que no importa el idioma natal que tengas es igual a la miones, aniones, cationes, electrones, negativos, positivos,es como la música, un idioma universal.

La Valencia:

La valencia es la capacidad que los elementos poseen para lograr combinarse entre si, el átomo de hidrógeno es tomado como referente, al poseer valencia 1.

Es de esta forma que podemos definir la valencia como el número de átomos de hidrógeno que podrían ser combinados con otro átomo de cualquier elemento.

Número de oxidación o de valencia.

Cuando nos referimos al número de electrones de un átomo el cual puede ceder o captar (parcial o tonal) al formar un compuesto.

Ocurre que si es negativo cuando gana eletrones y es positivo al perder dichos electrones.

Cuando observemos el siguiente sistema periódico aparecen los números oxidación delos elementos más comunes.

Reglas Generales:

Las regla para una  fórmula química es escribir en primer lugar los elementos que se situan a la izquierda del sistema periodico (los menos electronegativos), y posteriormente en segundo lugar van los que estan situados a la derecha (los que son más electronegativos).

Como toda regla tiene una exepción y en este caso la excepción es el Fluor (F), (ya que posee una altisima electronegatividad), al ser combinado con el Hidrógeno (H), este se anotara en segundo lugar.

El aumento de la electronegatividad en un periodo del sistema periódico se ubican desde la izquierda asía la derecha.

Los compuestos inorgánicos

Como un apartado presentaremos una visión general de algunos de los muchos de los compuestos inorganicos de la naturaleza.

Sustancias Simples.

Reciben este nombre aquellas sustancias químicas constituidas por átomos de un mismo elemento. Las sustancias simples se formulan mediante el símbolo del elemento y se nombran con el nombre del elemento. (Ejemplo: Hierro=Fe; Sodio=Na.) Hay siete sustancias simples que son diatónicas (constituidas por dos átomos del mismo elemento):

Nitrógeno: N2.

Hidrógeno: H2

Oxígeno: O2.

Flúor: F2

Cloro: Cl2

Yodo: I2

Bromo: Br2

Compuestos binarios

Reciben este nombre aquellos compuestos químicos formados por la combinación de dos elementos. Podemos distinguir los siguientes grupos:

Con oxígeno

Óxidos ácidos (anhídridos)

Óxidos básicos.

Con hidrógeno

Hidruros metálicos.

Hidruros volátiles.

Haluros de hidrógeno (ácidos hidrácidos).

Sales binarias

Sales neutras.

Sales volátiles.

Compuestos ternarios

Reciben este nombre aquellos compuestos químicos formados por la combinación de tres elementos. Podemos distinguir los siguientes grupos:

Hidróxidos.

Ácidos oxoácidos.

Sales neutras ternarias (oxisales).

Compuestos cuaternarios

Reciben este nombre aquellos compuestos químicos formados por la combinación de cuatro elementos. Los más habituales son las sales ácidas.

El Átomo y videos de todos los Modelos y postulados

EL ÁTOMO

1.- El átomo en la antigüedad
Los filósofos griegos discutieron mucho acerca de la naturaleza de la materia y concluyeron que el mundo era más simple de lo que parecía. Algunas de sus ideas de mayor relevancia fueron:

Leucipo

Demócrito

En el siglo V a. C., Leucipo sostenía que había un sólo tipo de materia y pensaba que si dividíamos la materia en partes cada vez más pequeñas, obtendríamos un trozo que no se podría cortar más. Demócrito llamó a estos trozos átomos (“sin división”).

La filosofía atomista de Leucipo y Demócrito podía resumirse en:

1.- Los átomos son eternos, indivisibles, homogéneos e invisibles.

2.- Los átomos se diferencian en su forma y tamaño.

3.- Las propiedades de la materia varían según el agrupamiento de los átomos.

Empédocles

En el siglo IV a. C., Empédocles postuló que la materia estaba formada por 4 elementos: tierra, aire, agua y fuego.

Aristóteles

Aristóteles, posteriormente, postula que la materia estaba formada por esos 4 elementos pero niega la idea de átomo, hecho que se mantuvo hasta 200 años después en el pensamiento de la humanidad.

1.1.- La teoría atómica de Dalton

En 1808, John Dalton  publicó su teoría atómica, que retomaba las antiguas ideas de Leucipo y de Demócrito. Según la teoría de Dalton:

1.- Los elementos están formados por partículas diminutas, indivisibles e inalterables llamadas átomos.

Dalton estableció un sistema para designar a cada átomo de forma que se pudieran distinguir entre los distintos elementos:

2.- Los átomos de un mismo elemento son todos iguales entre sí en masa, tamaño y en el resto de las propiedades físicas o químicas. Por el contrario, los átomos de elementos diferentes tienen distinta masa y propiedades.

3.- Los compuestos se forman por la unión de átomos de los correspondientes elementos según una relación numérica sencilla y constante.

De la teoría atómica de Dalton se pueden obtener las siguientes definiciones:

– Un átomo es la partícula más pequeña de un elemento que conserva sus propiedades.

– Un elemento es una sustancia pura que está formada por átomos iguales.

– Un compuesto es una sustancia que está formada por átomos distintos combinados en una relación numérica sencilla y constante.

2.- El átomo es divisible

Una vez aceptada la teoría atómica de la materia, los fenómenos de electrización y electrólisis pusieron de manifiesto, por un lado, la naturaleza eléctrica de la materia y, por otro, que el átomo era divisible; es decir, que estaba formado por otras partículas fundamentales más pequeñas.

En esta página puedes ver ejemplos sobre fenómenos de electrización.

Los fenómenos eléctricos son una manifestación de su carga eléctrica. La unidad de carga eléctrica en el SI es el culombio (C).

Hay 2 tipos de cargas eléctricas: positiva y negativa. dos cuerpos que hayan adquirido una carga del mismo tipo se repelen, mientras que si poseen carga de distinto tipo se atraen.

La materia es eléctricamente neutra, es decir, tiene la misma cantidad de cada tipo de carga. cuando adquiere carga, tanto positiva como negativa, es porque tiene más cantidad de un tipo que de otro.

A finales del siglo XIX y principios del XX, una serie de experimentos permitieron identificar las partículas responsables de la carga negativa (el electrón) y de la carga positiva (el protón). Estos experimentos proporcionaron los datos siguientes sobre la estructura de la materia:

– El átomo contiene partículas materiales subatómicas.

– Los electrones tienen carga eléctrica negativa y masa. Cada electrón posee una carga eléctrica elemental.

– Los protones tienen carga eléctrica positiva y mayor masa.

– Como el átomo es eléctricamente neutro, hay que suponer que el número de cargas eléctricas negativas (electrones) es igual al número de cargas positivas (protones).

3.- Modelos atómicos

En Ciencia, un modelo intenta explicar una teoría mediante una comparación. Un modelo será tanto más perfecto cuanto más claramente explique los hechos experimentales. El modelo es válido mientras explica lo que ocurre en los experimentos; en el momento en que falla, hay que modificarlo.

3.1.- Modelo atómico de Thomson

Por ser tan pequeña la masa de los electrones, el físico inglés J. J. Thomson supuso, en 1904, que la mayor parte de la masa del átomo correspondía a la carga positiva, que, por tanto, debía ocupar la mayor parte del volumen atómico. Thomson imaginó el átomo como una especie de esfera positiva continua en la que se encuentran incrustados los electrones (como las pasas en un pudin).

Este modelo permitía explicar varios fenómenos experimentales como la electrización y la formación de iones.

– La electrización: Es el exceso o la deficiencia de electrones que tiene un cuerpo y es la responsable de su carga eléctrica negativa o positiva.

– La formación de iones: Un ion es un átomo que ha ganado o ha perdido electrones. Si gana electrones tiene carga neta negativa y se llama anión y si pierde electrones tiene carga neta positiva y se llama catión.

3.2.- Modelo atómico de Rutherford

El modelo de Thomson tuvo una gran aceptación hasta que, en 1911, el químico y físico inglés Ernest Rutherford y sus colaboradores llevaron a cabo el “Experimento de Rutherford”.

En esta página puedes ver cómo este experimento ofrecía unos resultados que no podían explicarse con el modelo de átomo que había propuesto Thomson y, por tanto, había que cambiar el modelo.

En el experimento se bombardeaba una fina lámina de oro con partículas alfa (positivas) procedentes de un material radiactivo y se observaba que:

– La mayor parte de las partículas alfa atravesaban la lámina sin cambiar de dirección, como era de esperar.

– Algunas partículas alfa se desviaron considerablemente.

– Unas pocas partículas alfa rebotaron hacia la fuente de emisión.

Puedes ver el experimento en este vídeo.

Aquí tienes otra versión interactiva del mismo experimento.

El Modelo atómico de Rutherford o modelo nuclear establece que:

– El átomo tiene un núcleo central en el que están concentradas la carga positiva y casi toda la masa.

– La carga positiva de los protones del núcleo se encuentra compensada por la carga negativa de los electrones, que están fuera del núcleo.

– El núcleo contiene, por tanto, protones en un número igual al de electrones del átomo.

– Los electrones giran a mucha velocidad alrededor del núcleo y están separados de éste por una gran distancia.

3.3.- Los neutrones

La masa de protones y electrones no coincidía con la masa total del átomo; por tanto, Rutherford supuso que tenía que haber otro tipo de partículas subatómicas en el núcleo de los átomos.

Estas partículas fueron descubiertas en 1933 por J. Chadwick. Al no tener carga eléctrica recibieron el nombre de neutrones.

Los neutrones son partículas sin carga y de masa algo mayor que la masa de un protón.

3.4.- Estructura del átomo

Según esto, el átomo quedó constituido así:

– Una zona central o NÚCLEO donde se encuentra la carga total positiva (la de los protones) y la mayor parte de la masa del átomo, aportada por los protones y los neutrones.

– Una zona externa o CORTEZA donde se hallan los electrones, que giran alrededor del núcleo.

Hay los mismos electrones en la corteza que protones en el núcleo, por lo que el conjunto del átomo es eléctricamente neutro.

Resumen y Terminos I

1ª Qímica: ciencia que estudia la composición propiedade y todos los cambios de la materia.

Dependiendo de la compocición de la materia, esta tendra que ver con el tipo de elemento que contenga.

Extructura de la materia tendra que ver con la dispocición y forma del átomode los elemento.

Se denomina entidad compuesta a una molécula, esta puede ser dos o mas átomos unidos entre si de un manera especifica.

Existen: tres estados de la materia, líquido, sólido y gas, la mayoria de la materia consiste en mezclas de sustancias, las compociciónes variables de las mezclas pueden ser homogéneas o hererogéneas.

Se llaman solución a las mezclas homogéneas, son dos, puras, elementos y compuestos.

Elemento: una sola clase de átomo como representación química se simbolisa en una o dos letras, la mayuscula es primera.

Todos los compuestos tienen dos o más elementos que estan unidos químicamente.

Ley de la compocición constante, igual a ley de las proporciones definidas, es cuando decimos que la compocición de un elemento de(x) compuesto es siempre la misma.

Resumen y terminos: Parte I, Parte II, Parte III

Propiedades periódicas de los elementos I


Como veras en la actualidad se conocen 112 elementos, varian ampliamente en abundancia, podemos decir que el 90% de nuestra corteza terrestre consta de cinco.

Estos son, oxígeno, sílicio, aluminio, hierro y calcio.

El ser humano de estos cinco elementos posee tres siendo estos (oxígeno, carbono e hidrógeno), siendo estos mas del 90% de la masa del cuerpo humano.

Para ordenar estos elementos se creo la tabla periodica la cual se divide de una forma determinada intimamente relacionados entre si.

Los simbolos de estos elementos se identifican por una o dos letras siendo la primera mayúscula

Propiedades periodicas Parte I,