Prefacio
Para el estudiante: Consejos para el estudio de la química
CAPÍTULO 1
LOS ORÍGENES DE LA QUÍMICA
En dónde empezó todo
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
INTRODUCCIÓN
1.1 Historia
1.2 La química es un campo diverso
1.3 Cómo afecta la química a nuestro mundo
RESUMEN
PERFIL DE CARRERA: Ocupaciones en enfermería
¿QUÉ ES UNA FRONTERA DE LA QUÍMICA?
FRONTERAS DE LA QUÍMICA: Llénelo con la microalga, por favor
EJERCICIOS PARA AUTOEVALUACIÓN
EJERCICIOS EXTRAS
CAPÍTULO 2
SISTEMAS DE MEDICIÓN
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
INTRODUCCIÓN
2.1 Solución de problemas
2.2 Método de Polya: el modelo general de cuatro pasos
2.3 Habilidades esenciales de estimación
2.4 Cifras significativas
2.5 Notación científica: potencias de 10
2.6 Área y volumen
2.7 El sistema inglés de medición
2.8 El sistema métrico de medición
2.9 Masa y peso
2.10 Densidad
2.11 Escalas de temperatura y calor
2.12 Conversión de grados Celsius y Fahrenheit
RESUMEN
TÉRMINOS CLAVES
FRONTERAS DE LA QUÍMICA: Medición de la temperatura usando la luz
EJERCICIOS PARA AUTOEVALUACIÓN
EJERCICIOS EXTRAS
CAPÍTULO
MATERIA Y ENERGÍA; ÁTOMOS Y MOLÉCULAS
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
INTRODUCCIÓN
3.1 El método científico
3.2 Materia y energía
3.3 Ley de conservación de la masa y la energía
3.4 Energía potencial y energía cinética
3.5 Los estados de la materia
3.6 Propiedades físicas y químicas
3.7 Mezclas y sustancias puras
3.8 Soluciones
3.9 Elementos
3.10 Atomos
3.11 Compuestos
3.12 Moléculas
3.13 Compuestos moleculares contra compuestos iónicos
3.14 Símbolos y fórmulas de elementos y compuestos
3.15 Masa atómica
3.16 Masa de fórmula mínima y masa molecular
RESUMEN
TÉRMINOS CLAVES
FRONTERAS DE LA QUÍMICA: Nuevo material de cerámica para motores de automóvil en el futuro
EJERCICIOS PARA AUTOEVALUACIÓN
EJERCICIOS EXTRAS
REVISIÓN ACUMULATIVA /Capítulos 1 a 3
CAPÍTULO 4
TEORÍA ATÓMICA, PARTE 1:
¿Qué hay en un átomo?
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
INTRODUCCIÓN
4.1 ¿Qué es un modelo?
4.2 Teoría atómica de Dalton
4.3 El descubrimiento del electrón
4.4 El protón
4.5 El neutrón
4.6 Número atómico
4.7 Isótopos
4.8 ¿Qué viene después para el átomo?
RESUMEN
TÉRMINOS CLAVES
FRONTERAS DE LA QUÍMICA: Diamantes usados para crear vacunas
PERFIL DE CARRERA: Bioquímico
EJERCICIOS PARA AUTOEVALUACIÓN
EJERCICIOS EXTRAS
CAPÍTULO 5
TEORÍA ATÓMICA, PARTE 2:
Niveles de energía y el átomo de Bohr
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
INTRODUCCIÓN
5.1 Espectros
5.2 La luz como energía
5.3 El átomo de Bohr
5.4 Modelo de la mecánica cuántica
5.5 Niveles de energía de los electrones
5.6 Subcapas del electrón
5.7 Orbitales electrónicos
5.8 Escribir configuraciones electrónicas
5.9 La importancia de la configuración electrónica
RESUMEN
TÉRMINOS CLAVES
PERFIL DE CARRERA: Vida científica
FRONTERAS DE LA QUÍMICA: La química da lugar a vegetales enlatados más frescos
EJERCICIOS PARA AUTOEVALUACIÓN
EJERCICIOS EXTRAS
CAPÍTULO 6
LA TABLA PERIÓDICA:
Información sobre los elementos
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
INTRODUCCIÓN
6.1 Historia
6.2 La tabla periódica moderna
6.3 Tendencias periódicas
6.4 Periodicidad y configuración electrónica
6.5 Similitudes entre elementos en un grupo y periodo
6.6 Radio atómico
6.7 Potencial de ionización
6.8 Afinidad electrónica
RESUMEN
TÉRMINOS CLAVES
PERFIL DE CARRERA: Científico de alimentos
FRONTERAS DE LA QUÍMICA: Tratamiento nuevo para desórdenes del crecimiento
EJERCICIOS PARA AUTOEVALUACIÓN
EJERCICIOS EXTRAS
REVISIÓN ACUMULATIVA 1 Capítulos 4 a 6
CAPÍTULO 7
ENLACES QUÍMICOS:
Cómo se combinan los átomos
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
INTRODUCCIÓN
7.1 De Lewis estructura electrón punto
7.2 El enlace covalente: la regla del octeto
7.3 El enlace covalente coordinado
7.4 Enlaces iónicos
7.5 Excepciones a la regla del octeto
7.6 Enlaces covalentes o iónicos: El concepto de electronegatividad
7.7 Porcentaje iónico y porcentaje covalente de un enlace
7.8 Formas y polaridades de las moléculas
RESUMEN
TÉRMINOS CLAVES
PERFIL DE CARRERA: Astrónomo
FRONTERAS DE LA QUÍMICA: Creando un vendaje mejor
EJERCICIOS PARA AUTOEVALUACIÓN
EJERCICIOS EXTRAS
CAPÍTULO 8
NOMENCLATURA QUÍMICA:
Nombres y fórmulas de los compuestos químicos
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
INTRODUCCIÓN
8.1 Escribir las fórmulas de compuestos a partir de sus nombres sistemáticos
8.2 Escribir las fórmulas de compuestos binarios que contienen dos no metales
8.3 Escribir las fórmulas de compuestos binarios que contienen un metal y un no metal
8.4 Iones poliatómicos
8.5 Escribir las fórmulas de compuestos ternarios y superiores
8.6 Escribir los nombres de compuestos binarios que contienen dos no metales
8.7 Escribir los nombres de compuestos binarios que contienen un metal y un no metal
8.8 Escribir los nombres de compuestos ternarios y superiores
8.9 Escribir los nombres y fórmulas de ácidos inorgánicos
8.10 Nombres comunes de los compuestos
RESUMEN
TÉRMINOS CLAVES
PERFIL DE CARRERA: Químico de tratamiento de aguas residuales
FRONTERAS DE LA QUÍMICA: Prolongando la vida de órganos usados para transplantes
EJERCICIOS PARA AUTOEVALUACIÓN
EJERCICIOS EXTRAS
REVISIÓN ACUMULATIVA / Capítulos 7 a 8
CAPÍTULO 9
CÁLCULOS QUE IMPLICAN FÓRMULAS QUÍMICAS
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
INTRODUCCIÓN
9.1 Masa gramo-atómica y el mol
9.2 Fórmulas empíricas
9.3 Masa gramo-fórmula y el mol
9.4 Fórmulas moleculares
9.5 Composición de porcentaje por masa
RESUMEN
TÉRMINOS CLAVES
FRONTERAS DE LA QUÍMICA: Formas nuevas para tumores
EJERCICIOS PARA AUTOEVALUACIÓN
EJERCICIOS EXTRAS
CAPÍTULO 10
LA ECUACIÓN QUÍMICA:
Receta para una ecuación
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
INTRODUCCIÓN
10.1 Ecuaciones con palabras
10.2 La ecuación fórmula
10.3 Balancear una ecuación química
10.4 Tipos de reacciones químicas
10.5 Las series de actividad
10.4 Reacciones de oxidación-reducción(redox)
RESUMEN
TÉRMINOS CLAVES
FRONTERAS DE LA QUÍMICA: Llenando una molécula
PERFIL DE CARRERA: Técnico en salud y seguridad ocupacional
EJERCICIOS PARA AUTOEVALUACIÓN
EJERCICIOS EXTRAS
CAPÍTULO 11
ESTEQUIOMETRÍA:
Las cantidades en las reacciones
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
INTRODUCCIÓN
11.1 El método del mol
11.2 Cantidades de reactivos y productos
11.3 El problema del reactivo limitante
RESUMEN
TÉRMINOS CLAVES
FRONTERAS DE LA QUÍMICA: Limpieza de derrames de petróleo
PERFIL DE CARRERA: Oceanógrafo
EJERCICIOS PARA AUTOEVALUACIÓN
EJERCICIOS EXTRAS
REVISIÓN ACUMULATIVA /Capítulos 9 a 11
CAPÍTULO
TEMPERATURAS DE REACCIÓN:
Química y energía
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
INTRODUCCIÓN
12.1 La liberación o absorción de energía
12.2 Calor y la reacción química
12.3 Calor específico
12.4 El calorímetro
12.5 Escritura de ecuaciones termoquímicas
12.6 Otra fforma para escribir calores de reacción
12.7 Calores de formación
12.8 Determinación de calores de reacción
12.9 Aplicaciones prácticas de energía calórica a las reacciones químicas
RESUMEN
TÉRMINOS CLAVES
FRONTERAS DE LA QUÍMICA: La resonancia magnética nuclear registra la absorción de fármacos
PERFIL DE CARRERA: Higienista dental
EJERCICIOS PARA AUTOEVALUACIÓN
EJERCICIOS EXTRAS
CAPÍTULO 13
EL ESTADO GASEOSO:
Comportamiento ideal
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
INTRODUCCIÓN
13.1 Teoría cinética de los gases
13.2 La presión del aire y el barómetro
13.3 Ley de Boyle
13.4 Ley de Charles
13.5 La Ley Combinada de los Gases
13.6 Temperatura y presión estándar (TPS)
13.7 Ley de las presiones parciales de Dalton
13.8 Ley de los volúmenes en combinación de Gay-Lussac
13.9 Volumen molar de un Gas y Principio de Avogadro
13.10 La Ley del Gas Ideal
13.11 Determinación de la Masa Molecular con la Ley del Gas Ideal
13.12 Revisión de la Teoría Cinética
RESUMEN
TÉRMINOS CLAVES
FRONTERAS DE LA QUÍMICA: La investigación bioquímica beneficia a las personas que
padecen alergia
EJERCICIOS PARA AUTOEVALUACIÓN
EJERCICIOS EXTRAS
CAPÍTULO 14
LOS ESTADOS LÍQUIDO Y GASEOSO
Cómo se combinan los átomos
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
INTRODUCCIÓN
14.1 La teoría cinética extendida a líquidos y sólidos
14.2 Evaporación de los líquidos
14.3 Ebullición de los líquidos
14.4 Congelación de líquidos
14.5 El proceso de destilación
14.6 Sólidos
FRONTERAS DE LA QUÍMICA: El desarrollo de ultramicroelectrodos
14.7 Agua
RESUMEN
TÉRMINOS CLAVES
EJERCICIOS PARA AUTOEVALUACIÓN
EJERCICIOS EXTRAS
REVISIÓN ACUMULATIVA / Capítulos 12 a 14
CAPÍTULO 15
LA QUÍMICA DE LAS SOLUCIONES
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
INTRODUCCIÓN
15.1 Lo semejante disuelve lo semejante
15.2 Soluciones saturadas, insaturadas y sobresaturadas
15.3 Concentraciones de soluciones por porcentaje
15.4 Molaridad
15.5 Normalidad
15.6 Dilución de soluciones
15.7 Ionización en soluciones
15.8 Molalidad
15.9 Propiedades coligativas (colectivas) de las soluciones
15.10 Elevación del punto de ebullición, depresión del punto de congelación y molalidad
15.11 Los procesos de difusión y ósmosis
RESUMEN
TÉRMINOS CLAVES
FRONTERAS DE LA QUÍMICA: Celdas encapsuladas usadas
para tratar la diabetes
PERFIL DE CARRERA: Dietista
EJERCICIOS PARA AUTOEVALUACIÓN
EJERCICIOS EXTRAS
CAPÍTULO 16
ÁCIDOS, BASES Y SALES
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
INTRODUCCIÓN
16.1 Ácidos
FRONTERAS DE LA QUÍMICA: Combustible de hidrógeno para automóviles
16.2 Bases
16.3 La potencia de los ácidos y las bases
16.4 Ácidos y bases débiles y equilibrio dinámico
16.5 La ionización del agua
16.6 La escala pH
16.7 Relación entre las concentraciones ion-hidrógeno y ion-hidroxido
16.8 Sales
16.9 Titulación
16.10 Indicadores
16.11 Las matemáticas de las titulaciones ácido-base
RESUMEN
TÉRMINOS CLAVES
PERFIL DE CARRERA: Técnico radiológico (rayos X)
EJERCICIOS PARA AUTOEVALUACIÓN
EJERCICIOS EXTRAS
CAPÍTULO 17
CINÉTICA QUÍMICA Y EQUILIBRIO
Químico
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
INTRODUCCIÓN
17.1 Cinética química: velocidades de reacción y el mecanismo de reacción
17.2 Reacciones químicas reversibles
17.3 La constante del equilibrio
17.4 Concentraciones de equilibrio
17.5 Principio de LeChatelier
17.6 Constantes de ionización
17.7 El producto de solubilidad
17.8 Soluciones amortiguadoras y control del pH
RESUMEN
TÉRMINOS CLAVES
FRONTERAS DE LA QUÍMICA: Tómese dos aspirinas...
PERFIL DE CARRERA: Trabajador de laboratorio médico
EJERCICIOS PARA AUTOEVALUACIÓN
EJERCICIOS EXTRAS
REVISIÓN ACUMULATIVA /Capítulos 15 a 17
CAPITULO 18
PUNTOS COMUNES ESPECIALES:
Química nuclear, electroquímica y química ambiental
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
INTRODUCCIÓN
18.1 Química nuclear
18.2 Radioisótopos y medicina
18.3 Electroquímica
FRONTERAS DE LA QUÍMICA: Innovaciones químicas para el ahorro de energía
18.4 Química ambiental y contaminación del aire
18.5 El problema de los desechos peligrosos
18.6 Contaminación del agua
RESUMEN
TÉRMINOS CLAVES
PERFIL DE CARRERA: Técnico en manipulación de materiales nucleares
EJERCICIOS PARA AUTOEVALUACIÓN
EJERCICIOS EXTRAS
CAPÍTULO 19
QUÍMICA ORGÁNICA, PARTE 1:
Hidrocarburos
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
INTRODUCCIÓN
19.1 Química orgánica y carbono
19.2 Escribir fórmulas para compuestos orgánicos
19.3 La clasificación de los compuestos orgánicos
19.4 Los alcanos
19.5 Isómeros
19.6 Grupos alquilos
19.7 Nombres para compuestos orgánicos
19.8 Los alquenos y los alquinos
19.9 Hidrocarburos cíclicos
19.10 Hidrocarburos aromáticos
19.11 Otros tipos de compuestos orgánicos
RESUMEN
TÉRMINOS CLAVES
PERFIL DE CARRERA: ingeniero químico
FRONTERAS DE LA QUÍMICA: Una forma natural para prevenir el cáncer
EJERCICIOS PARA AUTOEVALUACIÓN
EJERCICIOS EXTRAS
CAPÍTULO 20
QUÍMICA ORGÁNICA, PARTE 2:
Clases de compuestos orgánicos
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
INTRODUCCIÓN
20.1 Grupos funcionales
20.2 Alcoholes
20.3 Éteres
FRONTERAS DE LA QUÍMICA: Cálculos biliares disueltos sin cirugía