Resumen de Conceptos Fundamentales de Matemáticas

## Introducción La química estudia la materia y cómo se une para formar sustancias nuevas. En esta guía verás la estructura del átomo, la organización de los elementos en la tabla periódica, los tipos principales de enlaces químicos y la nomenclatura básica de compuestos de carbono. Está pensada para estudiantes que no asisten a clases presenciales, con explicaciones claras, ejemplos y ejercicios prácticos. ## 1. El átomo: partes y características ### ¿Qué es un átomo? > Un átomo es la unidad básica de un elemento que participa en combinaciones químicas; está formado por partículas subatómicas: protones, neutrones y electrones. - Tamaño: del orden de $1$ a $5\ \text{Å}$ (ångström). - Componentes: - **Protón**: carga positiva, se encuentra en el núcleo; determina el número atómico y la identidad del elemento. - **Neutrón**: sin carga eléctrica, también en el núcleo; aporta masa y estabilidad. - **Electrón**: carga negativa, se mueve en la región alrededor del núcleo (niveles o capas electrónicas). ### Modelos atómicos (breve) - Dalton: átomo indivisible. - Thomson: modelo de pudín, electrones en una esfera positiva. - Rutherford: núcleo pequeño y denso, electrones alrededor. - Bohr: niveles discretos de energía para electrones. Did you know que el número de protones en el núcleo define el elemento y se llama número atómico $Z$? ## 2. Tabla periódica y clasificación de elementos ### Historia en breve - Robert Boyle introdujo el uso de la palabra químico en 1661. - Frankland propuso la «valencia» en 1852. - Newlands y luego Mendeléiev buscaban orden en los elementos; Moseley los ordenó por número atómico. ### Tipos de elementos - **Metales**: buena conductividad eléctrica y térmica, maleables y dúctiles. - **No metales**: variados estados, suelen ser malos conductores. - **Gases nobles**: elementos inertes con capa externa completa. ### Aplicaciones reales - Aleaciones (mezclas de metales) para herramientas y estructuras. - Gases nobles en iluminación y atmósferas inertes para soldadura. ## 3. Enlaces químicos: cómo se unen los átomos ### Concepto clave > Un enlace químico es la interacción que mantiene unidos a los átomos en una molécula o sólido; su tipo determina propiedades físicas y químicas. Se clasifican principalmente en: metálico, covalente e iónico. ### Enlace metálico (metal–metal) - Ocurre entre átomos metálicos; los electrones de valencia forman un “mar de electrones” deslocalizados. - Propiedades: - Conductividad eléctrica y térmica alta. - Ductilidad y maleabilidad. - Brillo metálico. - Ejemplos: **Cu**, **Al**, **Fe** y aleaciones como el bronce. ### Enlace covalente (no metal–no metal) - Se forma cuando dos no metales comparten electrones. - Tipos: 1. **No polar**: átomos iguales o con electronegatividades iguales; ejemplo: $\ce{H2}$, $\ce{N2}$, $\ce{O2}$. 2. **Polar**: átomos diferentes con distinta electronegatividad; ejemplo: $\ce{H2O}$, $\ce{NH3}$, $\ce{H2S}$. 3. **Coordinado (dativo)**: un átomo aporta el par de electrones compartido; ejemplo en ácido sulfúrico $\ce{H2SO4}$ (en estructuras de Lewis se representan pares compartidos). - Propiedades generales: - No polares: generalmente insolubles en agua y no conducen electricidad. - Polares: mayor solubilidad en solventes polares como agua; pueden tener puntos de ebullición más altos. ### Enlace iónico (metal–no metal) - Resultado de la transferencia completa de electrones del metal al no metal, formando iones. - Características: - Sólidos cristalinos, duros y frágiles. - Altos puntos de fusión y ebullición. - Solubles en solventes polares; en solución acuosa conducen la electricidad. - Ejemplos: $\ce{NaCl}$, $\ce{CaF2}$. ### Comparación rápida | Enlace | Estado típico | Conductividad | Solubilidad | Otras propiedades | | --- | ---: | --- | --- | --- | | Iónico | Sólido cristalino | Conduce en solución | Soluble en agua | Duros, frágiles, altos puntos de fusión | | Covalente no polar | Gases o líquidos | No conducen |