TERMODINAMICA

Una ciencia microscopia que estudia el calor,el trabajo,la energía y los cambios que ellos produce en los sistemas.Se basa en una serie de principios,llamados Principios de la termodinámica,que son enunciados axiomaticamente,y que se basan en las observaciones  de la naturaleza.A partir de estos principios,mediante unos desarrollos matemáticos sencillos,se obtienen unas leyes que pueden considerarse fiables,ya que no se han encontrado en la naturaleza situaciones que los contradigan.
La termodinámica química,por tanto estudia de forma microscopia fenómenos químicos y físicos que ocurren con las sustancias de nuestro material.

Actualmente se están aplicando estos principios microscopios en fenómenos a nivel microscópico,pero tratados estadisticamente.

Es el estudio de la  interrelación entre el calor y el trabajo con reacciones químicas o cambios físicos del estado dentro de los confines de las leyes termodinámicas.La termodinámica química involucra no solo mediciones de varias propiedades termodinámicas en el laboratorio,sino también la aplicación de métodos matemáticos al estudio de preguntas químicas y a las reacciones de los procesos.
La estructura de la química termodinámica esta basada en las primeras dos leyes de la termodinámica. Comenzando  a partir de la primera y segunda ley de la termodinámica,cuatro de estas cuatro,gran cantidad de ecuaciones relaciones con propiedades termodinámicas del sistema termodinámico puede ser derivadas utilizando matemáticas relativamente sencillas.Esto de linea la infraestructura matemática de la termodinámica química.

En 1865,el físico alemán Rudolf  Clausius  en su Teoria Mecanica del calor surgio que los principios de la termoquimica,por ejemplo,el calor producido en reacciones de combustión,podían ser aplicados a los principios de latermodinamica.Ampliando el trabajo de clausius,entre los años 1873 y 1873 el físico-matemático americano Willard Gibbs publico una serie de tres articulos,siendo el mas famoso de ellos En el Equilibrio de Sustancias Heterogeneas. 

CINÉTICA Y EQUILIBRIO QUÍMICO

cinética

La cinética química se encarga del estudio de la velocidad de reacción y los cambios que la acompañan.A medida que una reacción química progresa,los reactivos se van consumiendo y por ende va disminuyendo su concentración.La velocidad de una reacción química (Vr) se define como el cambio  de concentración de los reactivos en la unidad de tiempo.

                         Vr= (∆[R] / t)

La velocidad de una reacion se ve afectada por diversos factores:

- La naturaleza de los reactivos (los compuestos ionicos reaccionan mas rápido).   

- La temperatura ( aumenta la energía cinética,por lo tanto,la frecuencia de a las colisiones).

- Los catalizadores ( modifican la energía de activación).

- La concentración de los reactivos (al aumentar la concentración de los reactivos aumenta las posibilidades de colision).

Es de gran importancia saber determinar y hallar la concentración de cada uno de los reactivos,de los cuales va a depender la velocidad de reacción;de la concentración de un solo reactivo,que en este caso es A,esto lo podemos expresar diciendo que:

                                            Vr a [A

Según el orden de reacción estas se clasifican en reacciones de cero,primer,según,y tercer  orden.

EQUILIBRIO QUÍMICO

En las reacciones reversibles hay un momento en que la velocidad de la reacción directa (Vr1) llega a ser igual a la velocidad de la reacción inversa (Vr2);cuando esto sucede ( Vr1=Vr2) se establece el equilibrio químico,esto se caracteriza por que la concentración de los reactivos y los productos no van a cambiar,(ya que están produciendo con la mima velocidad que esta consumiendo.

Si reemplazamos las velocidades de reacción por las expresiones mencionadas en el apartado interior en el equilibrio tenemos 

                                                                k1[A]=k2 [C] [D]

         pasando los constantes de velocidad a un mismo lado de la                                                                       educación:

La relación entre las constantes directa o inversa se conoce como constante de equilibrio:

      ke=[C] [D] /  [A] [B]

Esta expresión constituye la ley de acción de masas,que nos dice que una vez alcanzado el equilibrio,el resultado de la multiplicación de las concentraciones de los productos,dividido entre a las concentraciones de los reactivos es una constante.

REACCIONES ÁCIDO-BASE

Son dos tipos de compuestos químicos que presentan características opuestas.Su existencia se conoce desde antiguo,cuando su diferenciación se efectuaba por el nada recomendable procedimiento de comprobar su sabor:los ácidos suelen ser agrios mientras que las bases presentan apariencia jabonosa.
El termino ácido,en realidad proviene el termino que quiere decir ácido.En el siglo XVll,el escritor irlandés y químico amateur Robert Boyle primero denomino las substancias como ácidos o bases (llamo a las bases álcalis) de acuerdo a las siguientes características:

ÁCIDOS:
Sus disoluciones acuosas tiene sabor ácido y son conductoras.Corren el metal desprendiendo H2 y enrojen el Tornasol azul decoloran la Fenolflaleina, y se vuelven menos ácidos cuando se mezclan con las bases.Se neutralizan con las bases dando lugar a sales.

BASES:
Sus disoluciones acuosas tienen sabor caustico y tacto jabonoso,ademas de ser conductoras y resbaladizas.El tornasol vira al azul  y enrojecen la Fenolftaleina se vuelven menos básicas cuando se mezclan con ácidos neutralizándose y dando lugar a la formación de sales.Aunque Boyle y  otros trataron de explicar por que los ácidos y las bases se comportan de tal manera,la primera definicion  razonable de los ácidos y las bases no seria  propuesta,hasta 200 años después.Los conocimientos modernos de los ácidos y las bases parten de 1834,cuando el físico ingles Michael Faraday descubrió que ácidos,bases y sales eran electrolisis por lo que,disueltos en agua se disocian en partículas con carga o iones que pueden conducir la corriente eléctrica.

REACCIONES DE OXIDACIÓN Y REDUCCIÓN

Se denomina reacción de reducción/oxidación,de oxido-reducción o simplemente reacción redox,a toda reacción química en la que uno o mas electrones se transfieren entre los reactivos,provocando un cambio en sus estados de oxidación .Para que exista  una reacción de reducción y oxidación,en el sistema debe haber un elemento que ceda electrones y otro que los acepte:
° El agente reductor es aquel elemento químico que suministra electrones de su estructura química al medio,aumentando su estado de oxidación,es decir,siendo oxidado.
° El agente oxidante es el elemento químico que tiene a captar esos electrones,quedando con un estado de oxidación inferior al que tenia,es decir,siendo reducido.

Cuando un elemento químico reductor cede electrones al medio,se convierte en un elemento oxidado,y la relación que guarda con su precursor queda establecida mediante lo que se llama un [par redox].Anologicamente,se dice que cuando un elemento químico capta electrones del medio,este se convierte en un elemento reducido,e igualmente forma un par redox con su precursor oxidado.Cuando una especie puede oxidarse y a la vez reducirse,se le denomina anfolito,y al proceso de la oxidación-reducción de esta especie se le llama anfolizacion.

OXIDACIÓN 

La oxidación es una reacción química donde un elemento cede electrones y por lo tanto aumenta su estado de oxidación.

Se debe tener en cuenta que en realidad una oxidación o una reducción es un proceso por el cual cambia el estado de oxidación de un compuesto.Este cambio no significa necesariamente un intercambio de iones.Suponer esto que es un error común implica que todos los compuestos formados mediante una proceso redox son ionicos,puesto que es en estos compuestos donde si se da un enlace ionico,producto de la transferencia de electrones.

Por ejemplo,en la reacción de formación de cloruro de hidrógeno a partir de los gases dihidrogeno y dicloro,se da un proceso redox y sin embargo se forma un compuesto covalente .Estas dos reacciones siempre se dan juntas,es decir cuando un sustancia se oxida siempre es por la acción de otra que se reduce,una cede electrones y la otra los acepta.Por esta raxon se prefiere el termino general de reacciones redox.

Ejemplo:

El hierro puede presentar dos formas oxidas:

° oxido de hierro (||): FeO             

° oxido de hierro (|||):Fe2O3

REDUCCIÓN

En química,reducción es el proceso electroquimico por el cual un atomo o un ion gana electrones.Implica la disminución de su estado de oxidación.Este proceso es contrario al de oxidación.

Cuando un ion o un atomo se reducen presenta estas características:

- Actúa como agente oxidante.

- Es reducido por un agente reductor.

- Disminuye su estado o numero de oxidación.

Ejemplo

El ion hierro(|||) puede ser reducido a hierro (||):

Fe3+ + Plantilla:Fe− → Fe2+

FENÓMENOS NUCLEARES

Los fenómenos nucleares son procesos de combinación y transformación de las partículas y núcleos atómicos.
Otro hecho importante ocurrió puso su mano en la trayectoria de los rayos X y sobre la pantalla vio la sombre de sus huesos.Posteriormente se supo que los rayos X no estaban compuestos por partículas,como los rayos catodicos, sino que se trata de una nueva forma de radiación electromagnética,como la luz visible o las ondas de radio,pero mucho mas energética,penetrante e ionizante. 

Nuclear Fuerte: Es la fuerza mas fuerte de la naturaleza y tiene en principio,muy corto  alcance, 1 fm. Es ña responsable de las ligaduras nucleares. Entre hadrones se manifiesta mediante el intercambio de masones,piones sobre todo. Pero la verdadera expresión de la fuerte ocurre en las uniones entre quarks mediante una partícula mediadora de fuerza llamada gluon que viene de  "glue" que significa pegamento.Los gluones unen,con tal firmeza a los guarks que hasta ahora no se les ha podido observar libres en la naturaleza sino que distancia es decir cuanto mas alejamos dos quarks  mas fuertemente se atraen.Dado que es una fuerza derivada de las atracciones entre quarks aquellas partículas que no están constituidas por estos como son los leptones no se ven afectados por ella.

Nuclear Débil: Es la fuerza de menor alcance,1 am distancia esta menor que el núcleo,es demás,cien mil veces mas débil que la nuclear fuerte.Sus partículas mediadoras de fuerza son los bosones W y Z. Es la responsable de la mayoría de los procesos radioactivos.

Electromagnetica: Esta es una fuerza de largo alcance ,en realidad alcalce infinito.Ademas es una fuerza muy fuerte tan solo cien veces mas débil que nuclear fuerte. Actúan entre cargas eléctricas pudiendo ser repulsiva o atractiva según el signo de estas.La partícula mediadora de fuerza es el foton. Es. responsable de las ligaduras interatomicas así como de los propios electrones al atomo.

Gravitatoria: Débil y de largo alcance. Actúa sobre la masa y la energía. .Siempre es atractiva totalmente negligible en las reacciones nucleares ya que es 10´38 veces mas débil que la nuclear fuerte.Se cree,aunque no se ha probado aun,que podría tener un mediador de fuerza,el gravito.Es la única fuerza que aun se explica mediante un modelo continuo en vez de uno queantizado. Es la única fuerza que aun se explica mediante un modelo continuo en vez de uno quantizado. .Es la responsable de la atracción entre los objetos astronómicos.

Fuente(s): La misma fuente que los mismos de antes.

QUÍMICA ORGÁNICA

La química orgánica fue constituida en 1807 por Jons Jacop Berzelius para estudiar los compuestos derivados de recursos naturales.

La química orgánica  1 trata de los siguientes temas:

1: Alcanos
2: Cicloalcanos
3: Reacciones de halogenacion radicalaria 
4: Estereoquimica
5: Alquenos
6: Reacciones de alquenos
7: Al-quinos
8: Sistemas alilicos
9: Reacción de Diels Alder
10: Alcoholes
11: Éteres
12 Aldehídos y cetonas 
13: Reacciones que transcurren a través de enoles y enolatos 
14: Benceno 



Orgánica Avanzada  
Se estudian los siguientes temas de orgánica avanzada:

1: Productos naturales 
2: Mecanismos de reacción
3: Reacciones de sustitución y eliminación 
4: Síntesis orgánica
5: Reacciones de oxidación reducion 

-La química orgánica es la química del carbono,y de sus compuestos.

Los seres vivos estamos formados por moleculas orgánicas,proteínas,ácidos,nucleicos,azucares y grasas.Todos ellos son compuestos cuya base principal es el carbono.Los productos orgánicos están presentes en todos los aspectos de nuestra vida:la ropa que vestimos,los jabones,champús,desodorantes,medicinas,perfumes,utensilios de cocina,la comida etc.

Compuestos orgánicos: Existen multitud de compuestos orgánicos con gran influencia  sobre nuestras vidas colesterol,nicotina,cafeína,etc. En este punto se describen las propiedades y aplicaciones de estas moleculas orgánicas,así como sus modelos moleculares. 

ESTRUCTURA DE LA MATERIA

La estructura de la materia entendemos un poco de la química orgánica las moleculas contienen el carbono e hidrógeno que también los químicos orgánicos contienen otros elementos

Toda la materia química esta compuesta por:
* Agua (Hasta 70-80% del peso celular)
* Bioelementos primarios como C,O,N,H,P y S, imprescindibles para formar los principales tipos de moleculas biológicas(glucidos,lipidos,proteínas y ac. Nucleicos. )
* Bioelementos secundarios:todos los restantes;algunos son imprescindibles como el Ca, Na, Cl, K, Mg,Fe,etc,otros solo son fundamentales para especies determinadas.

Algunas de esta moleculas,como los hidratos de carbono,las proteínas y los ácidos nucleicos pueden ser polimericas. Se. denomina polímero a toda nacromolecula constituida,por la unión de muchas moleculas pequeñas similares,las que reciben el nombre de mono-meros.Cuando dos mono-meros similares se unen forman un dinero,si son tres un trimero. Hasta diez se lo nombran genéricamente oligomero. 

ESTRUCTURA ATÓMICA
Cada elemento químico esta constituido por unidades mas pequeñas denominadas átomos.Cada atomo esta formando por un núcleo central y 1 o mas capas de electrones.Dentro del núcleo residen partículas subatomicas: protones (de carga positiva) y neutros (partículas del mismo peso,pero sin carga).Los electrones giran alrededor del núcleo en regiones del espacio denominadas órbitas,los átomos grandes albergan a varias órbitas o capas de electrones,el orbital mas externo se llama la capa de valencia,porque determina cuantos enlaces puede formar un atomo. Debido a su repulsión mutua,solo un determinado numero de electrones,la segunda capa puede tener hasta 8 e-en varios orbitales.

 ENLACES IONICOS 
En este enlace uno de los átomos toma un electrón de la capa de valencia del otro,quedando el primero con carga negativa por el electrón adicional y el segundo con carga positiva al perder-lo;el enlace se debe a una ley de la física amplia mente conocida:los polos opuestos se atraen.Cuando un atomo o molécula tiene carga eléctrica se le conoce como ion, de qui el nombre.
Por ejemplo un atomo de cloro al aceptar 1 e-del sodio queda cargado negativamente,forma el ion Cloruro Cl-,(anión) mientras que el Sodio queda con un electrón menos y forma el cation Na+ (cargado positiva mente).