2. EL ÁTOMO MECANO-CUÁNTICO Y EL SISTEMA PERIÓDICO
Modelos atómicos. Orígenes de la teoría cuántica: Dualidad de la materia onda-partícula. Relación de De Broglie. Principio de incertidumbre de Heisemberg. Ecuación de Schrödinger. El átomo de hidrógeno. Números cuánticos. Orbitales atómicos. Átomos polielectrónicos. Estructura electrónica de los átomos. Configuración electrónica de los elementos químicos. La Tabla Periódica Moderna. Propiedades periódicas: Radio atómico y iónico, energía de ionización, electronegatividad, afinidad electrónica, estados de oxidación, acidez y basicidad. Predicción de propiedades periódicas: Método de Mendeleiev y el Primer Método de Cálculo Comparativo.
Teoría de Lewis (octeto). Tipos de enlaces químicos. Enlace iónico y el Ciclo de Born-Haber. Enlace Covalente: Teoría de orbitales moleculares, Teoría de enlace valencia (hibridación). Geometría y Polaridad molecular. Fuerzas intermoleculares. Influencia de las fuerzas intermoleculares en las propiedades: punto de ebullición, punto de fusión, densidad, solubilidad. Enlace Metálico: Teoría del gas electrónico, Teoría de bandas y Orbitales moleculares en metales.
Concepto de mol y las leyes ponderales. La reacción y ecuación química. Reactivo limitante y rendimiento. Estequiometria en la industria. Balance de materia.
La energía en las reacciones químicas. Sistemas. Estado y función de estado. Energía, entalpía y Primer Principio de la Termodinámica. Calores de reacción. Ecuaciones termoquímicas (Ley de Hess). Calores de formación. Calor de combustión. Balance energético.
Diagrama de fases. Cambios de estado. Punto crítico. Estado gaseoso: Gases ideales. Gases reales: Ecuación de Van Der Waals y Ecuación con factor de compresibilidad. Estado líquido: Presión de vapor, tensión superficial, humedad relativa. Estado sólido: Tipos de sólidos. Red espacial. Sistemas y redes cristalinas. Celda elemental. Número de coordinación. Factor de acomodamiento. Empaquetamientos cristalinos comunes: metales y compuestos iónicos.
Solubilidad. Procesos de disolución. Expresiones de la concentración. Soluciones ideales. Propiedades coligativaas: presión de vapor, puntos de ebullición y congelación, presión osmótica. Electrolitos. Soluciones con dos componentes líquidos volátiles. Ley de Raoult. Solubilidad y presión. Ley de Henry. Líquidos no miscibles.
Rapidez de reacción. Leyes diferencial e integral de velocidad. Ley de acción de masas. Orden y molecularidad de reacción. Mecanismos de reacción y leyes de velocidad. Energía de activación. Influencia de la temperatura. Influencia de la naturaleza de los reactivos. Influencia de catalizadores.
Equilibrio químico. Cociente de reacción (Q). Principio de Le Chatelier. Acción de la temperatura. Energía libre: el criterio de espontaneidad. Variaciones de energía libre. Energía libre y equilibrio.
Equilibrio iónico. Producto iónico del agua. pH. Soluciones de ácidos y bases (Bronsted-Lowry). Ka y Kb. Fuerzas de ácidos y bases. Hidrólisis. Soluciones reguladoras. Equilibrios de sales poco solubles.
Procesos de oxidación-reducción. Estados de oxidación. Estequiometría redox. Energía libre en las reacciones redox. Celdas galvánicas. Potenciales redox. Ecuación de Nernst. Celdas de concentración. Celdas de combustible. Diagramas de Latimer y Frost. Corrosión. Celdas electrolíticas. Leyes de Faraday. Sobretensión.