Química Básica: Minerales, Materia, Tabla Periódica y Nomenclatura de Óxidos

1. Los Cimientos: Rocas y Minerales

Roca: Sólido formado por minerales con propiedades definidas.

Mineral: Sólido natural con composición cristalina y homogénea.

Petrología: Rama de la geología que estudia el origen, composición y clasificación de las rocas.

Yacimientos: Lugares donde se encuentran de forma natural rocas, minerales y fósiles.

Clasificación de Minerales

Elementos Nativos: Minerales encontrados en la naturaleza compuestos por un solo elemento en estado puro.

  • Metálicos: Cobre, oro, plata (maleables).
  • Semimetálicos: Arsénico, bismuto (quebradizos, no maleables).
  • No metálicos: Azufre, fluorita, carbón (sin brillo, no conductores).

2. Familias Químicas de Minerales

  • Óxidos / Hidróxidos: Compuestos donde el oxígeno se combina con los metales (duros). Ej.: cuprita, cromita, manganita.
  • Haluros: Combinaciones químicas con halógenos (brillosos). Ej.: fluorita, silvina.
  • Carbonatos / Nitratos / Boratos: Metal + grupo aniónico; escasos en la naturaleza y solubles. Ej.: calcita, bórax, yeso.
  • Sulfatos: Se forman en condiciones de oxígeno elevado y baja presión. Ej.: yeso.
  • Wolframatos / Molibdatos: Compuestos con metales de transición. Ej.: wolframita, wulfenita.
  • Silicatos: Formados por sales de ácido silícico; son los más abundantes. Ej.: cuarzo, piroxeno.

3. Propiedades Físicas de los Minerales

  • Vítreo: Cuarzo, turmalina, fluorita.
  • Adamantino: Destellos intensos (cerusita, circón).
  • Resinoso: Brillo interno, color amarillento/azufre (azufre, ópalo).
  • Graso: Aspecto cubierto de aceite (apatito, nefelina).
  • Nacarado: Brillo rosado como perla (moscovita).
  • Sedoso: Brillante, forma hilos y fibras (yeso).
  • Metálico: Brillo opaco / metálico.
  • Exfoliación: Capacidad de ser cortado en láminas o trozos finos.

4. Química, Materia y Estados de Fase

¿Qué es la química? Ciencia que estudia la materia, la energía, su naturaleza, composición y experimentación.

Modelos científicos: Permiten comprender y explicar teorías.

Pasos científicos: Planteamiento, hipótesis, registro/obtención de información, experimentación, resultados y conclusiones.

Materia: Todo lo que tiene masa y ocupa lugar en el espacio, sujeta a cambios e interacciones.

Ley de conservación de la materia (Lavoisier): «La materia no se crea ni se destruye, solo se transforma».

Masa: Magnitud física que define la cantidad de materia de un objeto (kg, g).

Peso: Fuerza con la que un objeto es atraído hacia la Tierra.

Estados físicos y cambios de fase: Sólido, líquido, gaseoso, plasma, condensado fermiónico y condensado de Bose-Einstein.

  • Sólido → Líquido: Fusión
  • Líquido → Gas: Vaporización
  • Líquido → Sólido: Solidificación
  • Gas → Líquido: Condensación
  • Sólido → Gas: Sublimación
  • Gas → Sólido: Deposición
  • Gas → Plasma: Ionización
  • Plasma → Gas: Desionización

Punto de fusión: Temperatura en que un sólido se convierte en líquido.

Punto de ebullición: Temperatura en que un líquido se convierte en vapor.

5. Elementos, Átomos y Partículas Subatómicas

Partes de la tabla del elemento: ….

Elemento: Sustancia constituida por el mismo tipo de átomos que no se puede dividir en sustancias más simples.

Compuesto: Formación de 2 o más elementos químicos en proporciones definidas (compuesto de 2 partes: una + catión, una – anión).

Mezcla: Combinación de 2 o más sustancias. Homogénea (bien mezclada) o heterogénea (mal mezclada).

Átomo: Unidad pequeña de materia que cuenta con núcleo, protones (+), neutrones (sin carga) y electrones (-).

Modelo atómico de Dalton: Toda la materia está compuesta por átomos, estos son siempre idénticos y pueden combinarse para formar compuestos.

Cálculo de Partículas Subatómicas

Fórmulas: n° = A − Z

  • A = Número másico
  • Z = Número atómico (protones, electrones)
  • n° = Número de neutrones

6. Nomenclatura de Óxidos y Tipos

Óxidos metálicos (básicos): Unión de metal + oxígeno (el oxígeno trabaja con estado de oxidación -2).

Fórmula: metal + oxígeno (óxido metálico)

Reglas de oxidación: Oxígeno: -2; hidrógeno: +1 con no metales, -1 con metales; el compuesto es neutro (la suma total debe ser 0).

Nomenclatura Tradicional (3 sistemas)

Se antepone la palabra «óxido».

Terminaciones: Valencia menor → -oso; valencia mayor → -ico; única valencia → -ico.

Fórmula: óxido + metal/no metal (-ico, -oso)

Nomenclatura Stock

Comienza con la palabra «óxido de», seguida del nombre del elemento y, entre paréntesis y con números romanos, el número de oxidación.

Nomenclatura Sistemática

Se anteponen prefijos numéricos para indicar la cantidad de átomos de cada elemento.

Prefijos: 1 = mono, 2 = di, 3 = tri, 4 = tetra, 5 = penta, 6 = hexa, 7 = hepta.

Fórmula: prefijo + «óxido de» + prefijo + metal.

7. Tabla Periódica y Modelos Atómicos

Tabla Periódica (Dmitri Mendeléyev): 63 elementos, 7 períodos (filas horizontales) y 18 grupos (columnas verticales).

Modelo Atómico de Bohr

(Niveles de energía: 7)

Niveles (7): K, L, M, N, O, P, Q

Subniveles de energía (4): s, p, d, f.

Capacidad máxima de electrones por subnivel: s = 2, p = 6, d = 10, f = 14.

Regla de llenado: Siempre se comienza por la primera flecha hacia arriba (diagrama de Möller).

Configuración electrónica: Forma sistemática de representar la ubicación de los electrones en niveles, subniveles y orbitales atómicos. Determina la posición de los elementos en la tabla periódica, su reactividad y sus combinaciones.

Cómo determinar el período y el grupo con la configuración electrónica

Período: Indicar el coeficiente más alto en el que termina la configuración.

Grupo: Si termina en «s» o «p», se calcula sumando los exponentes de los últimos niveles.

Ej.: 4s² → Período: 4, Grupo: 2.