Resumen de Conceptos Fundamentales de Química General

## Introducción La química general estudia la composición, estructura y propiedades de la materia y las transformaciones que ésta experimenta. En este material te explicaré configuración electrónica, números cuánticos, periodicidad, tipos de enlace y ejemplos prácticos para alumnos de nivel medio. ## 1. Configuración electrónica y niveles de energía La configuración electrónica indica cómo se distribuyen los electrones en los orbitales de un átomo. Se sigue el principio de Aufbau, el principio de exclusión de Pauli y la regla de Hund. > Definición: La configuración electrónica es la disposición de electrones en los orbitales atómicos siguiendo principios cuánticos. ### Ejemplo: Silicio (Si) - Configuración: $1s^2\;2s^2\;2p^6\;3s^2\;3p^2$ - Número atómico $Z=14$ (14 electrones) ### Ejemplo: Elemento del período 5, grupo 12 (Zn) - Configuración habitual: $1s^2\;2s^2\;2p^6\;3s^2\;3p^6\;4s^2\;3d^{10}\;4p^6\;5s^2\;4d^{10}$ (se debe adaptar según notación simplificada) ### Ejemplo: Segundo halógeno (Flúor) - Flúor: $1s^2\;2s^2\;2p^5$ - Sal simple: NaCl (cloruro de sodio) ## 2. Números cuánticos Cada electrón en un átomo se describe por cuatro números cuánticos: $n$, $l$, $m_l$, $m_s$. > Definición: Los números cuánticos describen el estado de un electrón: $n$ (nivel principal), $l$ (subnivel), $m_l$ (orientación del orbital), $m_s$ (spin). - $n$ = 1,2,3,... (nivel energético) - $l$ = 0,1,2,3,... (subniveles s, p, d, f corresponden a $l=0,1,2,3$) - $m_l = -l, ..., 0, ..., +l$ - $m_s = +\tfrac{1}{2}$ o $-\tfrac{1}{2}$ ### Ejemplo: electrón en subnivel d - Si $n=3$ y $l=2$ entonces es un orbital d del tercer nivel > Definición: Un elemento de transición tiene electrones en subniveles d parcialmente llenos y se ubica en los grupos centrales de la tabla periódica. ## 3. Propiedades periódicas y tendencias - **Electronegatividad**: aumenta hacia la derecha y hacia arriba en la tabla periódica. Ejemplo: Na tiene menor electronegatividad que Mg. - **Radio atómico**: aumenta hacia abajo y hacia la izquierda. El segundo tamaño más grande en una fila puede corresponder a elementos alcalinotérreos según el contexto. - **Carácter metálico**: mayor hacia la izquierda e inferior; sodio (Na) tiene mayor carácter metálico que magnesio. | Propiedad | Tendencia en la tabla periódica | Ejemplo práctico | | --- | ---: | --- | | Electronegatividad | Aumenta a la derecha/arriba | F > O > N > C > ... | Radio atómico | Aumenta hacia abajo/izquierda | Cs tiene mayor radio que Na | Carácter metálico | Aumenta hacia abajo/izquierda | Na > Mg > Al | Did you know que el flúor es el elemento más electronegativo de la tabla periódica? ## 4. Estructuras de Lewis y regla del octeto - La estructura de Lewis muestra pares de electrones y enlaces entre átomos. - **Regla del octeto**: muchos átomos (C, N, O, F) tienden a tener 8 electrones en su capa de valencia. ### Ejemplo práctico - MOLÉCULA simple con octeto cumplido: $\ce{H2O}$ (O comparte electrones con 2 H, completa 8 electrones) - Ejemplo donde no se cumple: moléculas con electrones no apareados o con elementos que aceptan más/menos de 8 > Definición: Estructura de Lewis es la representación de los electrones de valencia usando puntos y líneas para enlaces. Fun fact: Muchas moléculas biológicas dependen de enlaces covalentes y de la geometría electrones para su función, por ejemplo la estructura tridimensional de las proteínas depende de interacciones químicas a nivel atómico. ## 5. Tipos de enlace químico - **Iónico**: transferencia de electrones entre metal y no metal; forman redes cristalinas; suelen ser solubles en agua y conducen electricidad en solución. - **Covalente**: compartición de electrones entre no metales; pueden ser polares o no polares; no conducen electricidad en estado sólido o líquido puro. - **Metálico**: mar de electrones deslocalizados entre átomos metálicos; conduce electricidad y calor. | Tipo de enlace | Formado entre | Conductividad | Ejemplo | | --- | --- | --- | --