1. SUBSTÀNCIES QUÍMIQUES
M atèria
(tot allò que té massa i volum)
Sistemes hom ogenis
(no s’aprecien els seus components)
Sistemes heterogenis
(s’aprecien els seus components)
Substàncies pures
(un sol component)
Dissolucions
(més d’un component)
C ompostos
(més d’un element de la taula periòdica)
Substàncies simples o elements
(un element de la taula periòdica)
Nom F órmula El ements Es t at Ta m b
Tf
(º C ) Te b
(º C )
Aigua H2O H i O Líquid 0 100
Hidrogen H2 H Gas -259 -253
2. AGRUPACIONS D’ÀTOMS
Els elements s’uneixen entre si per formar molècules estables, complint la regla de l’octet.
Regla de l’octet: tenir vuit electrons a l’última capa (capa de valència). Acabar amb ns2 np6.
Configuració electrònica: els electrons d’un element es col·loquen en els diferents orbitals seguint el diagrama de Möeller.
Regla de l’octet
1123
Na: 1s
22s
22p
63s
11s
22s
22p
63s
23p
61s
22s
22p
6gu a nyar 7 e-
Pe r dre 1 e-
1735
Cl: 1s
22s
22p
63s
23p
51s
22s
22p
63s
23p
51s
22s
22p
6gu a nyar 1 e-
Pe r dre 7 e-
Metalls: Tendeixen a perdre electrons per complir la regla de l’octet.
2.1 Enllaç covalent
Enllaç entre elements no metàl·lics. Com que tots tendeixen a guanyar electrons, comparteixen els electrons.
816
O: 1s
22s
22p
411
H: 1s
1gu a nyar 2 e-
gu a nyar 1 e-
612
C: 1s
22s
22p
2gu a nyar 4 e- 816
O: 1s
22s
22p
4gu a nyar 2 e-
Estructures de Lewis
3. AGRUPACIONS D’ÀTOMS: CRISTALLS
Cristall: matèria, les partícules de la qual estan ordenades en diferents direccions de l’espai. Ex. Diamant
Amorf: matèria amb partícules desordenades. Ex. Vidre
Segons el tipus d’elements que s’uneixen, tenim diferents tipus de cristalls: iònics, metàl·lics i covalents.
Cristall iònic
Enllaç iònic El metall cedeix electrons i el no metall els accepta.
Tfusió = mitjana - alta Solubles en aigua Conductores foses o en dissolució
Ex. Sal comuna, guix
Cristall metàl·lic
E n llaç entre metallsEnllaç metàl·lic El metall cedeix electrons a un núvol d’electrons que donen voltes per tot el cristall.
Tfusió = alta – molt alta Insolubles en aigua
Molt conductores Ex. Ferro, coure, or
Cristall covalent
E n llaç entre no-metalls Enllaç covalent El no-metall comparteixen electrons.Tfusió = molt alta Insolubles en aigua
No conductores Ex. Diamant, grafit, quars
gu a nyar 2 e- gu a nyar 4 e-
4. FÓRMULES I MASSES MOLECULARS
Les substàncies químiques s’expressen mitjançant f órmules moleculars.
Ex . Na2CO3
Na, C i O: són els símbols químics dels elements que formen la substància corresponent, en aquest cas, el carbonat de sodi.
Els subíndex (2 i 3): indiquen quants àtoms de cada element hi ha. Si no hi ha subíndex, vol dir que hi ha un únic àtom d’aquell element. En aquest exemple hi ha 2 àtoms de sodi, 1 de carboni i 3 d’oxigen.
Ex . Cu(NO3)2
Parèntesi amb subíndex: indica que el grup del parèntesi està repetit les mateixes vegades que el subíndex, per tant, el subíndex del parèntesi multiplica a tot el que hi ha dins del parèntesi. En aquest exemple, hi ha un àtom de coure, 2 de nitrogen i 6 d’oxigen.
La massa molecular, es determina sumant les masses de tots els àtoms de la fórmula molecular.
Ex . Na2CO3
2 àtoms de Na: 2 x 23 = 46
1 àtom de C: 12
3 àtoms d’oxigen: 3 x 16 = 48
M assa total: 46 + 12 +48 = 106 umm
Ex . Cu(NO3)2
1 àtom de Cu: 63,5
2 àtoms de N: 2 x 14= 28
6 àtoms d’oxigen: 6 x 16 = 96
M assa total: 63,5 + 28 +96 = 187,5 umm
4.1 EL MOL
El mol és la quantitat de substància que conté, exactament, 6,022·1023 partícules.
La massa d’un mol coincideix amb la massa d’una molècula, però en grams com a unitats.
Molècula Massa
molar Grams Mols Molècules Àtoms
Ca(NO3)2 164 201,72 1,23 7,41·1023 6,67·1024
Massa molar: 40 + 2x14 + 6x16 = 164 g/mol Grams: 1,23 mols x 164 g/mol = 201,72 g
Molècules: 1,23 mols x 6,022·1023 molècules/mol = 7,41·1023 molècules Àtoms: 7,41·1023 molècules x 9 àtoms/molècula = 6,67·1024 àtoms
5. TRANSFORMACIONS FÍSIQUES I QUÍMIQUES
Canvis físics: la matèria no canvia de composició, de manera que es tracta de la mateixa substància tant a l’inici com al final del canvi. Ex. Canvis d’estat, dissolució, deformació, dilatació, etc.
Canvis químics: la matèria canvia la seva composició i la substància inicial no és la mateixa que la substància final després del canvi. Ex.
El metabolisme, l’oxidació, la cocció dels aliments, etc.
6. REACCIÓ QUÍMICA
Procés pel qual unes substàncies (reactius) es transformen en unes noves substàncies (productes).
En una reacció química, es trenquen els enllaços que hi ha entre els àtoms d’una molècula i es formen nous enllaços entre àtoms diferents per tal de produir noves substàncies.
Zn (s) + 2HCl (aq) → ZnCl2 (s) + H2 (g)
Coeficient es tequiomètric
E s tat en què es troben les substàncies
Reactius Productes
Coeficients estequiomètrics: indiquen la relació entre el nombre de molècules de cada substància per tal que es produeixi la reacció.
Estat d’agregació: sòlid (s), líquid (l), dissolució aquosa (aq) i gas (g).
+ +
Per tal de trencar enllaços dels reactius es necessita energia. No obstant això, quan es formen nous enllaços en els productes, s’allibera energia. La diferència entre les dues energies, s’anomena balanç energètic.
Reacció exotèrmica: l’energia que es necessita per trencar els enllaços de reactius és més petita que la que s’obté en formar els enllaços de productes. Per tant, en el procés, s’allibera energia.
Reacció endotèrmica: l’energia que es necessita per trencar els enllaços de reactius és més gran que la que s’obté en formar els enllaços de productes. Per tant, en el procés, s’absorbeix energia.
6.1 ENERGIA DE LES REACCIONS
7. AJUST DE REACCIONS QUÍMIQUES
Aconseguir que el nombre d’àtoms d’un element en els reactius sigui igual al nombre d’àtoms del mateix element en els productes.
La tècnica que s’utilitza és el tempteig, però hi pot haver algunes indicacions que us poden ajudar:
Els subíndex de les fórmules N O es poden tocar, només es poden modificar els coeficients estequiomètrics.
Començarem ajustant els elements que només apareixen en un reactiu i només en un producte.
Ajustem els elements que apareixen en més d’un reactiu i/o producte.
Intentarem deixar per al final els elements que apareixen sols, com a tal.
8. LLEI DE CONSERVACIÓ DE LA MASSA O LLEI DE LAVOISIER
En una reacció química la massa es conserva, és a dir, la massa de reactius és igual a la massa dels productes.
En una reacció química, el nombre d’àtoms dels reactius és igual al nombre d’àtoms dels productes.
Durant la reacció, els enllaços entre reactius es trenquen i es formen nous enllaços per donar els productes, així, es produeix una reorganització dels àtoms.
8.1 RELACIONS DE MASSA EN REACCIONS QUÍMIQUES
En les reaccions químiques, la relació que hi ha entre les diferents molècules ve donada pels coeficients estequiomètrics. Així podem relacionar m ols d’una substància amb mols d’una altra substància.
Zn (s) + 2HCl (aq) → ZnCl2 (s) + H2 (g)
Grams A Mols A Mols B Grams B
÷ massa molar A Co eficients e stequiomètrics
x massa molar B
26g g?
8.2 RELACIONS DE VOLUM EN REACCIONS QUÍMIQUES AMB GASOS
1 mol de qualsevol gas sotmès a condicions normals (1 atm de pressió i 273 K de temperatura) ocupa un volum de 22,4L.
C3H8 (g) + 5O2 (g) → 3CO2 (g) +4 H2O (g)
Volum A Mols A Mols B Volum B
÷ 22,4 L Co eficients
e stequiomètrics x 22,4 L
8 L L?
