Química I

Descripción

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Descripción:
La ciencia química en sus orígenes es tan misteriosa como mágica. Desde las teorías y especulaciones que
los antiguos griegos tuvieron sobre la composición de la materia hasta los numerosos experimentos que
los alquimistas realizaron en la búsqueda de la piedra fi losofal y el elixir de la vida.
Desde entonces se fueron asentando los pilares básicos para el desarrollo de una futura ciencia
química. En la actualidad, numerosas voces han resaltado la posición central que ocupa la química en
el desarrollo del conocimiento científi co y el impacto que ello ha tenido en el desarrollo del hombre
mismo, y en la relación de esta ciencia con la tecnología y la sociedad contemporánea.
En este marco, y en el de la Reforma Integral de la Educación Media Superior (RIEMS), se ha
escrito este libro de texto, el cual te ofrece una fabulosa oportunidad para descubrir el mundo de la química,
de entenderla no sólo como un resultado sino también como un proceso que se renueva y amplía
continuamente, de conocer su importancia en la explicación e interpretación de los fenómenos de la
naturaleza y de tu vida cotidiana.
Asimismo, la organización de su contenido, las situaciones didácticas con las que inicia cada bloque
y las evidencias de aprendizaje propuestas, tratan de despertar tu interés y motivación por aprender con
mayor profundidad los saberes que se presentan en el texto, pero también pretende ayudar al docente en
la elaboración de sus secuencias didácticas, cuya planeación fomentará la adquisición de competencias en
sus estudiantes que conforman el perfi l de egreso del bachiller de acuerdo con la RIEMS.
Por último, en la elaboración de tu libro de Química I, se ha puesto un empeño muy particular, para
que, motivado por el hecho de que al identifi carte con tu entorno, valores el cuidado que se debe tener
de la naturaleza y los recursos que te ofrece, y de juzgar con responsabilidad los peligros y desafíos que
caracterizan a la ciencia química en nuestra época, proponiendo soluciones alternativas a los problemas
generados.

Tabla de contenidos:

Front Matter
   Presentación
Bloque I: La química como una herramienta para la vida
   Desempeños del estudiante
   Objetos de aprendizaje
   Competencias a desarrollar
   Evaluación diagnóstica
   Introducción
   La química está en todas partes
   Figura 1.1
   Grandes momentos del desarrollo de la química
   La química a lo largo del tiempo
   La química en la antigüedad (hasta el año 300 d. C.)
   ¿Sabías que…?
   La alquimia (año 300 al 1550)
   La iatroquímica (año 1550 al 1650)
   Periodo del flogisto (año 1650 al 1775)
   La química moderna (año 1775 hasta nuestros días)
   Actividad
   Un descubrimiento reciente, pero una larga historia
   Actividad
   Relación de la química con otras ciencias
   Esquema 1.1
   Esquema 1.2
   Cuadro 1.1: La química y su relación con otras ciencias
   Actividad
   La química en México
   Actividad
   Aplicación
   La química y el método científico
   Toma nota
   Cuadro 1.2: Etapas del método científico
   Comunicación del trabajo realizado
   Esquema 1.3
   Toma nota
   Aplicación y evaluación
   Evidencias de aprendizaje
   Autoevaluación
   Rúbrica
Bloque II: Interrelación de la materia y la energía
   Desempeños del estudiante
   Objetos de aprendizaje
   Competencias a desarrollar
   Evaluación diagnóstica
   Introducción
   Características y manifestaciones de la materia
   Esquema 2.1
   Recuerda
   ¿Sabías que…?
   ¿Sabías que…?
   Figura 2.1
   Figura 2.2
   Actividad
   Propiedades de la materia
   Esquema 2.2
   Toma nota
   Toma nota
   Recuerda
   Cuadro 2.1: Propiedades físicas de algunas sustancias
   Figura 2.3
   ¿Sabías que…?
   Propiedades físicas
   Propiedades químicas
   Estados físicos de la materia
   Recuerda
   Figura 2.4
   Figura 2.5
   Cuadro 2.2: Características de los estados de agregación de la materia
   Recuerda
   Toma nota
   Sabías que…?
   Reflexiona y descubre
   Cambios de estado de la materia
   Cuadro 2.3: Cambios de estado
   Esquema 2.3
   Toma nota
   ¿Sabías que…?
   Aplicación y evaluación
   ¿Sabías que…?
   Cambios que experimenta la materia
   Toma nota
   Figura 2.6
   Cuadro 2.4: Ejemplos de cambios físicos y químicos
   Aplicación y evaluación
   Manifestaciones de la energía y su interrelación
   Toma nota
   Características y manifestaciones de la energía
   Aplicación y evaluación
   Esquema 2.4
   Cuadro 2.5: Características de la energía
   Beneficios y riesgos en el consumo de la energía
   Aplicación y evaluación
   Reflexiona y descubre
   Energías limpias o no contaminantes
   Cuadro 2.6: Descripción de algunas energías no contaminantes
   Aplicación y evaluación
   Evidencias de aprendizaje
   Experiencias de laboratorio
   Más frío que el frío
   Presentación
   Hipótesis
   ¿Qué necesitas?
   Sustancias
   ¿Cómo hacerlo?
   Registro de observaciones
   Cuestionario de reflexión
   Conclusiones
   Bibliografía
   Espuma negra
   Presentación
   Hipótesis
   ¿Qué necesitas?
   Sustancias
   Prevención y seguridad
   ¿Cómo hacerlo?
   Registro de observaciones
   Cuestionario de reflexión
   Conclusiones
   Bibliografía
   Autoevaluación
   Rúbrica
Bloque III: El modelo atómico actual y sus aplicaciones
   Desempeños del estudiante
   Objetos de aprendizaje
   Competencias a desarrollar
   Evaluación diagnóstica
   Introducción
   Primeras aproximaciones en el conocimiento del átomo
   Esquema 3.1
   Toma nota
   Las leyes ponderales y Dalton
   Toma nota
   Esquema 3.2
   Recuerda
   ¿Sabías que…?
   Algo de historia
   ¿Sabías que…?
   Esquema 3.3
   Toma nota
   Reflexiona y descubre
   Reflexiona y descubre
   Algo de historia
   Toma nota
   Recuerda
   Las partículas subatómicas y los modelos atómicos
   Toma nota
   ¿Sabías que…?
   Se descubre una estrella: el electrón
   Cuadro 3.1: Hechos experimentales que precedieron al descubrimiento del electrón
   Experimentos con tubos de descarga
   Roentgen y el descubrimiento de los rayos X
   Algo de historia
   ¿Sabías que…?
   Reflexiona y descubre
   Retrato de un asesino
   Figura 3.1
   Modelo atómico de Thomson
   Toma nota
   Recuerda
   Figura 3.2
   Toma nota
   Figura 3.3
   Figura 3.4
   Figura 3.5
   Nace otra estrella: el protón
   ¿Sabías que…?
   La radiación y el modelo de Rutherford
   Cuadro 3.2: Principales radiaciones emitidas por sustancias radiactivas y sus características
   Figura 3.6
   Figura 3.7
   Toma nota
   El neutrón, la justificación de la masa atómica
   Figura 3.8
   Otras partículas elementales
   Número atómico y número de masa
   Cuadro 3.3: Número atómico y número de masa o másico
   Reflexiona y descubre
   La masa atómica, los isótopos y sus aplicaciones
   Toma nota
   Figura 3.9
   Cuadro 3.4: Aplicaciones de algunos isótopos
   ¿Alimentos irradiados?
   Actividad
   Reflexiona y descubre
   Modelo atómico actual
   Números cuánticos, su significado y valores
   Principios teórico-experimentales que fundamentan el actual modelo atómico
   La espectroscopia y los espectros atómicos
   Teoría cuántica
   Louis de Broglie: dualidad ondacorpúsculo
   Sabías que…?
   Werner Heisenberg: principio de incertidumbre
   Sabías que…?
   Mecánica cuántica
   Cuadro 3.5: Modelos atómicos surgidos a partir de la estructura atómica del átomo
   Figura 3.10
   Cuadro 3.6: Valores de los primeros niveles de energía
   Reflexiona y descubre
   Configuraciones electrónicas de los elementos
   Recuerda
   Toma nota
   Cuadro 3.7: Configuración electrónica de los elementos de los periodos 1 y 2 de la tabla periódica
   Toma nota
   Cuadro 3.8: Configuración electrónica de los elementos del periodo 3 de la tabla periódica
   Cuadro 3.9: Configuraciones electrónicas de los elementos
   Electrón diferencial
   Aplicación y evaluación
   Evidencias de aprendizaje
   Experiencias de laboratorio
   Estrellas mágicas
   Presentación
   Hipótesis
   ¿Qué necesitas?
   Sustancias
   Prevención y seguridad
   ¿Cómo hacerlo?
   Registro de observaciones
   Cuestionario de reflexión
   Autoevaluación
   Rúbrica
Bloque IV: Tabla periódica
   Desempeños del estudiante
   Objetos de aprendizaje
   Competencias a desarrollar
   Evaluación diagnóstica
   Introducción
   Antecedentes históricos de la clasificación de los elementos químicos
   Toma nota
   Cuadro 4.1: Ejemplos de símbolos químicos actuales
   Figura 4.1
   Cuadro 4.2: Ejemplos de tríadas de Döbereiner
   Aplicación y evaluación
   Toma nota
   Toma nota
   Toma nota
   ¿Sabías que…?
   ¿Sabías que…?
   Figura 4.2
   Estructura de la tabla periódica moderna: ubicación de los elementos químicos en grupos, periodos y bloques
   Recuerda
   Toma nota
   Figura 4.3
   Figura 4.4
   Figura 4.5
   ¿Sabías que…?
   Toma nota
   ¿Sabías que…?
   Toma nota
   Aplicación y evaluación
   Figura 4.6
   Cuadro 4.3: Descripción de las características de los grupos del sistema periódico
   ¿Sabías que…?
   ¿Sabías que…?
   ¿Sabías que…?
   Reflexiona y descubre
   Esquema 4.1
   Los elementos químicos y su importancia socioeconómica en México
   Cuadro 4.4: Propiedades de los metales, no metales y metaloides
   Recuerda
   Figura 4.7
   Algo de historia
   Recuerda
   ¿Sabías que…?
   ¿Sabías que…?
   Algo de historia
   Aplicación y evaluación
   Figura 4.8
   Reflexiona y descubre
   Propiedades periódicas
   Tamaño de los átomos
   Figura 4.9
   Figura 4.10
   Afinidad electrónica
   Toma nota
   Figura 4.11
   Figura 4.12
   Toma nota
   Energía de ionización
   Figura 4.13
   Cuadro 4.5: Energías de ionización sucesivas para algunos elementos (kJ/mol)
   Electronegatividad
   Figura 4.14
   Figura 4.15
   Reflexiona y descubre
   Evidencias de aprendizaje
   Experiencias de laboratorio
   Jugando al alquimista: convirtiendo plata en oro
   Presentación
   Hipótesis
   ¿Qué necesitas?
   Sustancias
   ¿Cómo hacerlo?
   Registro de observaciones
   Cuestionario de reflexión
   Conclusiones
   Bibliografía
   Autoevaluación
   Rúbrica
Bloque V: Enlaces químicos e interacciones moleculares
   Desempeños del estudiante
   Objetos de aprendizaje
   Competencias a desarrollar
   Evaluación diagnóstica
   Introducción
   Estabilidad de los átomos: regla del octeto y estructuras de Lewis
   Toma nota
   Recuerda
   Recuerda
   Aplicación y evaluación
   Estructuras de Lewis
   Cuadro 5.1: Representación de Lewis
   Aplicación y evaluación
   Modelo de enlace iónico
   Recuerda
   Toma nota
   Cuadro 5.2: Diferencia de electronegatividades y tipo de enlace
   Recuerda
   Toma nota
   Figura 5.1
   Propiedades de los compuestos iónicos
   Cuadro 5.3: Ejemplos de sistemas cristalográficos en algunas sustancias
   Cuadro 5.4: Puntos de fusión y ebullición de algunos compuestos iónicos
   Modelo de enlace covalente
   Enlace covalente no polar y polar
   Recuerda
   Recuerda
   ¿Sabías que…?
   Toma nota
   Toma nota
   Enlace covalente coordinado
   Enlaces covalentes múltiples
   Cuadro 5.5: Formación de enlaces sigma(σ) y pi(π)
   Cuadro 5.6: Tipos de enlaces covalentes por el número de pares de electrones compartidos
   Reflexiona y descubre
   Estructuras de Lewis para compuestos covalentes
   Ejemplo 1
   Ejemplo 2
   Ejemplo 3
   Geometría molecular: TRPECV, TEV y TOM
   Toma nota
   La magia de la visión
   Teoría de la repulsión de pares electrónicos de la capa de valencia, RPECV
   Teoría del enlace de valencia, TEV
   Cuadro 5.7: Geometría molecular de acuerdo con la TRPECV. Formas de moléculas en donde la distribución de pares de electrones resulta en repulsiones mínimas
   Cuadro 5.8: Forma de los orbitales híbridos más importantes
   Teoría del orbital molecular, TOM
   Figura 5.2
   Propiedades de los compuestos covalentes
   Algo de historia
   Cuadro 5.9: Propiedades de los compuestos covalentes asociadas al tipo de enlace
   Modelo de enlace metálico
   Mar de electrones de valencia
   Bandas de energía
   Características que se derivan del enlace metálico
   Cuadro 5.10: Aleaciones de importancia comercial
   ¿Sabías que…?
   Toma nota
   Recuerda
   Aplicación y evaluación
   Reflexiona y descubre
   Fuerzas intermoleculares
   Fuerzas de Van der Waals
   Cuadro 5.11: Fuerzas de Van der Waals
   Puente de hidrógeno
   Figura 5.3
   El agua y otras moléculas que presentan puentes de hidrógeno
   Figura 5.4
   Aplicación y evaluación
   Los nuevos materiales, el juego de los átomos y sus enlaces
   ¿Sabías que…?
   ¿Sabías que…?
   Cuadro 5.12: Los nuevos materiales
   Reflexiona y descubre
   Algo de historia
   Evidencias de aprendizaje
   Experiencias de laboratorio
   Y se hizo la luz…
   Presentación
   Hipótesis
   ¿Qué necesitas?
   Sustancias
   ¿Cómo hacerlo?
   Registro de observaciones
   Cuestionario de reflexión
   Conclusiones
   Bibliografía
   Autoevaluación
   Rúbrica
Bloque VI: Nomenclatura química inorgánica
   Desempeños del estudiante
   Objetos de aprendizaje
   Competencias a desarrollar
   Evaluación diagnóstica
   Introducción
   Cuadro 6.1: Datos históricos de algunos elementos químicos
   Algo de historia
   Toma nota
   Toma nota
   Escritura y lectura de fórmulas químicas
   Cuadro 6.2: Definición de valencia, número de oxidación y radical
   Cuadro 6.3: Radicales electropositivos o cationes
   Cuadro 6.4: Radicales electronegativos o aniones con una valencia negativa
   Cuadro 6.5: Radicales electronegativos o aniones con dos valencias negativas
   Cuadro 6.6: Radicales electronegativos o aniones con tres valencias negativas
   Cuadro 6.7: Otros aniones
   Ejemplo 1
   Ejemplo 2
   Ejemplo 3
   Ejemplo 4
   Aplicación y evaluación
   Reglas de la IUPAC para nombrar compuestos inorgánicos
   Cuadro 6.8: Sistemas de nomenclatura
   Toma nota
   Cuadro 6.9: Nombre trivial o común de algunos compuestos
   Óxidos
   Cuadro 6.10: Algunos ejemplos de nomenclatura IUPAC para los óxidos básicos
   Hidruros metálicos
   Hidróxidos
   Ácidos
   Sales
   Normas de seguridad para el manejo de productos químicos
   Cuadro 6.11: Clasificación de sustancias peligrosas
   Toma nota
   Evidencias de aprendizaje
   Autoevaluación
   Rúbrica
Bloque VII: Reacciones químicas inorgánicas
   Desempeños del estudiante
   Objetos de aprendizaje
   Competencias a desarrollar
   Evaluación diagnóstica
   Introducción
   Figura 7.1
   Figura 7.2
   La ecuación química
   Toma nota
   Cuadro 7.1: Términos y símbolos de uso común en las ecuaciones químicas
   Tipos de reacciones químicas
   Reacciones de síntesis o adición
   Reacciones de descomposición
   Reacciones de sustitución o desplazamiento simple
   Cuadro 7.2: Actividades de metales y halógenos
   Figura 7.3
   Figura 7.4
   Reacciones de doble sustitución o desplazamiento doble
   a): Formación de un precipitado
   b): Formación de un gas
   c): Desprendimiento de calor
   Cuadro 7.3: Clasificación de reacciones químicas inorgánicas
   Aplicación y evaluación
   Balanceo de ecuaciones químicas
   Recuerda
   Balanceo de ecuaciones por el método de tanteo
   Aplicación y evaluación
   Balanceo por el método de óxido-reducción
   Recuerda
   Evidencias de aprendizaje
   Experiencias de laboratorio
   Reacciones químicas en acción
   Presentación
   Hipótesis
   ¿Qué necesitas?
   Sustancias
   ¿Cómo hacerlo?
   Experimento 1. Nevando en un vaso
   Cuestionario de reflexión
   Experimento 2. Convirtiendo dos sólidos en un líquido
   Cuestionario de reflexión
   Experimento 3. Oxidación rápida
   Cuestionario de reflexión
   Conclusiones
   Bibliografía
   Autoevaluación
   Rúbrica
Bloque VIII: Procesos asociados con el calor y la velocidad de las reacciones químicas
   Desempeños del estudiante
   Objetos de aprendizaje
   Competencias a desarrollar
   Evaluación diagnóstica
   Introducción
   La energía y sus cambios en las reacciones químicas
   Toma nota
   Cuadro 8.1: Entalpía de formación (Hf °) determinada a 25°C y 1 atm
   Aplicación y evaluación
   La cinética de las reacciones químicas
   Teoría de las colisiones
   Esquema 8.1
   ¿Sabías que…?
   Recuerda
   Recuerda
   Las reacciones químicas y el desarrollo sustentable
   ¿Sabías que…?
   Evidencias de aprendizaje
   Experiencias de laboratorio
   La termoquímica y la cinética química, un par increíble
   Presentación
   Hipótesis
   ¿Qué necesitas?
   Sustancias
   ¿Cómo hacerlo?
   Experimento 1. Reacciones endotérmicas y exotérmicas
   Registro de observaciones
   Cuestionario de reflexión
   Experimento 2. Efecto de la concentración en la velocidad de reacción
   Registro de observaciones
   Cuestionario de reflexión
   Conclusiones
   Bibliografía
   Autoevaluación
   Rúbrica