Whitten Quimica General

Whitten, Kenneth W.; Gailey, Kenneth D. y Davis, Raymond E. Química general. 3a ed. México : McGraw-Hill, 1992. xxxiii, 884 p

QUÍMICA GENERAL TERCERA EDICIÓN (Segunda e d i c i ó n e n español)

Kenneth W. Whitten Universidad de Georgia, Athenas, U.S.A.

Kenneth D. Gailey Exp. Prof. de la Universidad de Georgia, Athenas, U.S.A.

Raymond E. Davis Universidad de Texas, Austin, U.S.A. TRADUCCIÓN:

María Teresa Aguilar Ortega Químico, Facultad de Química, UNAM Profesora de Inglés, Centro de Lenguas, Universidad Anáhuac R E V I S I Ó N TÉCNICA:

Rosa María González Muradas Q.F.B. Facultad de Química, UNAM Profesora de asignatura, Depto. de Química Orgánica y Nuclear, UNAM

McGRAW-HILL M É X I C O • BOGOTÁ • B U E N O S A I R E S • C A R A C A S • G U A T E M A L A • LISBOA M A D R I D • N U E V A Y O R K • P A N A M Á • S A N J U A N • S A N T I A G O • SAO PAULO AUCKLAND • HAMBURGO • LONDRES • MILÁN • MONTREAL • NUEVA DELHI PARIS • SAN FRANCISCO • SINGAPUR • ST. LOUIS SIDNEY • TOKIO • TORONTO

Gerente de producto: Ricardo del Bosque Alayón Supervisor de traducción y corrección de estilo: César Suárez Azueta Supervisor de producción: Zeferino García García QUÍMICA GENERAL Prohibida la reproducción total o parcial de esta obra por cualquier medio, sin autorización escrita del editor. DERECHOS RESERVADOS © 1992, respecto a la segunda edición en español por McGRAW-HILL INTERAMERICANA DE MÉXICO, S. A. de C. V. Atlacomulco 499-501, Fracc. Ind. San Andrés Atoto, 53500 Naucalpan de Juárez, Edo. de México Miembro de la Cámara Nacional de la Industria Editorial, Reg. Num. 1890 ISBN 968-422-985-2 (ISBN 968-422-291-1 primera edición) Traducido de la tercera edición en inglés de GENERAL CHEMISTRY Copyright © MCMLXXX, by SAUNDERS COLLEGE PUBLISHING, a division of Holt, Rinehart and Winston, Inc. ISBN 0-03-012818-8 1234567890 ING-91 Impreso en México

9087654321 Printed in Mexico

Esta obra se terminó de imprimir en diciembre de 1991 en Litográíica Ingramex Centeno No. 162-1 Col. Granjas Esmeralda Delegación Iztapalapa 09810 México, D.F. Se tiraron 6000 ejemplares

RESUMEN DEL CONTENIDO

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32

Los fundamentos de la química Fórmulas químicas y composición estequiométrica Ecuaciones químicas y estequiometría de las reacciones La estructura de los átomos Periodicidad química Enlace químico y nomenclatura inorgánica Estructura molecular y teorías del enlace covalente Los orbitales moleculares en el enlace químico Reacciones químicas: un estudio sistemático Los gases y la teoría cinética molecular Líquidos y sólidos Soluciones Ácidos, bases y sales Reacciones de óxido-reducción Termodinámica química Cinética química ®^ Equilibrio químico Equilibrios iónicos I: ácidos y bases Equilibrios iónicos II: hidrólisis Equilibrio iónico III: el principio del producto de solubilidad Electroquímica Metales y metalurgia Los metales representativos Elementos no metálicos, parte I: gases nobles y el grupo VIIA Elementos no metálicos, parte II: elementos del grupo VIA Elementos no metálicos, parte III: elementos del grupo VA Elementos no metálicos, parte IV: carbono, silicio y boro 732 Los metales de transición Compuestos de coordinación Química nuclear Química orgánica I: hidrocarburos Química orgánica II: grupos funcionales

1 34 59 86 125 145 176 206 223 259 296 340 375 409 430 467 497 527 565 580 600 642 662 679 697 712

753 770 801 831 857

CONTENIDO

1

LOS FUNDAMENTOS DE LA QUÍMICA

1-1 1-2 1-3 1-4 1-5 1-6 1-7 1-8 1-9 1-10 1-11 1-12 1-13

Materia y energía Estados de la materia Propiedades químicas y físicas Cambios químicos y físicos Sustancias, compuestos, elementos y mezclas Separación de mezclas Las mediciones en química Unidades de medición Cifras significativas Método del factor unitario (análisis dimensional) Densidad y gravedad específica Calor y temperatura Transferencia de calor y medición de calor

2 4 5 6 7 11 13 14 17 20 23 25 27

2

FÓRMULAS QUÍMICAS Y COMPOSICIÓN ESTEQUIOMETRICA

34

2-1 2-2 2-3 2-4 2-5 2-6 2-7 2-8 2-9 2-10

3

.3-1 3-2 3-3 3-4 3-5 3-6 3-7

Átomos y moléculas Fórmulas químicas Iones y compy#§£os iónicos Pesos atómicos La mol Pesos fórmula, pesos moleculares y moles Composición porcentual y fórmulas de compuestos Deducción de las fórmulas a partir de la composición elemental Determinación de fórmulas moleculares Pureza de la muestras

ECUACIONES QUÍMICAS Y ESTEQUIOMETRÍA DE LAS REACCIONES e l a c i o n e s químicas ¿culos que se realizan a partir de ecuaciones químicas El concepto del reactivo limitante Rendimientos porcentuales a partir de las reacciones químicas Concentraciones de soluciones Dilución de soluciones Empleo de soluciones en reacciones químicas

1

35 37 39 41 41 44 48 49 50 53

59 60 62 65 67 68 73 74

xxii

CONTENIDO

4

LA ESTRUCTURA DE LOS ÁTOMOS

86

Partículas subatómicas 4-1 Partículas fundamentales 4-2 El descubrimiento del electrón 4-3 Rayos canal y protones 4-4 Rutherford y el átomo nuclear; número atómico 4-5 Neutrones 4-6 Número de masa e isótopos 4-7 Espectrometría de masa y abundancia isotópica 4-8 La escala de pesos atómicos y los pesos atómicos

87 87 88 90 91 93 93 94 97

Estructuras electrónicas de los átomos 4-9 Radiación electromagnética 4-10 Efecto fotoeléctrico 4-11 Naturaleza ondulatoria del electrón 4-12 Espectros atómicos y el átomo de Bohr 4-13 Descripción del átomo según la mecánica cuántica 4-14 Números cuánticos 4-15 Orbitales atómicos 4-16 Configuraciones electrónicas

99 99 102 103 103 106 108 109 113

5

PERIODICIDAD QUÍMICA

125

5-1 5-2

La tabla periódica Representación de los elementos según la fórmula puntual de Lewis

126 131 131

Propiedades periódicas 5-3 Radio atómico 5-4 Energía de ionización 5-5 Afinidad electrónica 5-6 Radios iónicos 5-7 Electronegatividad 5-8 Metales, no metales y metaloides

6

131 132 136 137 139 140

ENLACE QUÍMICO Y NOMENCLATURA INORGÁNICA 145

Enlace iónico 6-1 Formación de compuestos iónicos 6-2 Estructuras de compuestos iónicos

147 147 151

Enlace covalente 6-3 Enlace covalente polar y no polar 6-4 Momentos dipolares 6-5 Fórmulas puntuales de Lewis para moléculas e iones poliatómicos

151 153 154 156

6-6 6-7 6-8

Regla del octeto Resonancia Limitaciones de la regla del octeto para las fórmulas de Lewis

Introducción a los nombres de compuestos inorgánicos 6-9 Números de oxidación 6-10 Manera de nombrar compuestos binarios 7

ESTRUCTURA MOLECULAR Y TEORÍAS DEL ENLACE COVALENTE

Teoría de la repulsión del par de electrones en la capa de valencia (RPECV) 7-2 Teoría del enlace de valencia (EV) 7-3 Moléculas A B sin pares de electrones no-compartidos en moléculas A-lineales 7-4 Moléculas A B sin pares de electrones no-compartidos en moléculas A-plano triangulares 7-5 Moléculas A B sin pares de electrones no-compartidos en moléculas A-tetraédricas 7-6 Moléculas A B con un par de e'fctrones no-compartidos en moléculas A-piramidales 7-7 Moléculas A B con dos pares de electrones no-compartidos en moléculas A-angulares 7-8 Moléculas AB con tres pares de electrones no-compartidos en moléculas A-lineales 7-9 Moléculas AB sin pares de electrones no-compartidos en moléculas A-bipiramidales trigonales 7-10 Moléculas A B sin par de electrones no-compartidos en moléculas A-octaédricas 7-11 Compuestos que contienen enlaces dobles 7-12 Compuestos que contienen enlace triple 7-13 Resumen de geometrías moleculares y electrónicas 7-14 Geometrías de iones poliatómicos 7-15 Resumen

156 160 163 166 166 168

176

7-1

178 178

2

180

3

182

4

184

3

186

2

184 190

5

191

6

8

193 194 196 197 197 197

LOS ORBITALES MOLECULARES EN EL ENLACE QUÍMICO

206

8-1 8-2 8-3 8-4 8-5 8-6

Orbitales moleculares Diagramas de niveles de energía de los orbitales moleculares Orden de enlace y estabilidad de enlace Moléculas diatómicas homonucleares Moléculas diatómicas heteronucleares Deslocalización y formas de los orbitales moleculares

207 210 210 211 215 217

9

REACCIONES QUÍMICAS: UN ESTUDIO SISTEMÁTICO

223

Soluciones acuosas—Introducción

225

9-1

Clasificación de las reacciones químicas 9-2 Reacciones de combinación

229 229

9-3 9-4 9-5 9-6 9-7

Descripción de reacciones en soluciones acuosas Reacciones de desplazamiento Reacciones de descomposición Reacciones de metátesis Reacciones de óxido-reducción—Introducción

231 233 235 236 238

Reacciones químicas y periodicidad 9-8 El hidrógeno y los hidruros 9-9 El oxígeno y los óxidos

240 240 244

10

LOS GASES Y LA TEORÍA CINÉTICA MOLECULAR

259

10-1 10-2

Comparación de sólidos, líquidos y gases Composición de la atmósfera y algunas propiedades comunes de los gases Presión Ley de Boyle: la relación entre el volumen y la presión Ley de Charles: relación entre el volumen y la temperatura; escala de temperaturas absolutas Temperatura y presión estándar Ecuación corr nada de las leyes de los gases Densidades délos gases y volumen molar estándar Resumen de las leyes de los gases—ecuación de los gases ideales Determinación de pesos moleculares y fórmulas moleculares de sustancias gaseosas Ley de Dalton de las presiones parciales La teoría cinética molecular ¿@s* Ley de Graham: difusión y efusión de los gases Gases reales—desviaciones de la idealidad

260

10-3 10-4 10-5 10-6 10-7 10-8 10-9 10-10 10-11 10-12 10-13 10-14

Ki

261 262 264 266 268 268 270 271 273 276 279 281 284

Estequiometría en reacciones en las que participan gases 10-15 Ley de Gay-Lussac de los volúmenes de combinación 10-16 Relaciones de masa-volumen en reacciones en las que participan gases

286 286

11

LÍQUIDOS Y SÓLIDOS

296

11-1

Descripción de líquidos y sólidos según la cinética molecular Atracciones intermoleculares y cambios de fase

297 299

11-2

El estado líquido 11-3 Viscosidad 11-4 Tensión superficial 11-5 Acción capilar 11-6 Evaporación 11-7 Presión de vapor 11-8 Puntos de ebullición y destilación 11-9 Transferencia de calor en líquidos

288

304 304 305 305 306 307 308 310

El estado sólido 11-10 Punto de fusión 11-11 Transferencia de calor en sólidos 11-12 Sublimación y presión de vapor de los sólidos 11-13 Diagramas de fase (P contra T) 11-14 Sólidos amorfos y sólidos cristalinos 11-15 Estructuras de los cristales 11-16 Enlaces en sólidos 11-17 Teoría de banda de los metales

313 313 314 315 316 318 320 324 329

12

340

SOLUCIONES

El proceso de disolución 12-1 Espontaneidad del proceso de disolución 12-2 Disolución de sólidos en líquidos 12-3 Disolución de líquidos en líquidos (miscibilidad) 12-4 Disolución de gases en líquidos 12-5 Velocidades de disolución y saturación 12-6 Efecto de la temperatura en la solubilidad 12-7 Efecto de la presión en la solubilidad 12-8 Molalidad y fracción molar

342 342 343 346 347 348 350 351 351

Propiedades coligativas de las soluciones 12-9 Abatimiento de la presión de vapor y la ley de Raoult 12-10 Destilación fraccionada 12-11 Elevación del punto de ebullición 12-12 Abatimiento del punto de congelación 12-13 Determinación del peso molecular por abatimiento del punto de congelación 12-14 Disociación de electrólitos y propiedades coligativas 12-15 Presión de la membrana osmótica 12-16 Purificación de agua por osmosis inversa

353 353 354 355 356

Coloides 12-17 Efecto Tyndall 12-18 El fenómeno de adsorción 12-19 Coloides hidrofílicos e hidrofóbicos

364 365 366 367

13

ÁCIDOS, BASES Y SALES

375

13-1 13-2 13-3 13-4 13-5 13-6 13-7 13-8 13-9 13-10 13-11 13-12

La teoría de Arrhenius El ion hidrógeno hidratado La teoría de Br0nsted-Lowry Propiedades de soluciones acuosas de ácidos y bases Fuerzas de ácidos binarios Reacciones de ácidos y bases Sales acidas y sales básicas Nomenclatura de ácidos ternarios y sus sales Fuerzas de los ácidos ternarios y anfoterismo La preparación de ácidos La preparación de bases solubles fuertes La teoría de Lewis

376 377 378 380 381 383 385 386 388 390 391 392

357 358 360 364

Concentraciones y reacciones acuosas ácido/base 13-13 Cálculos de molaridad 13-14 Estandarización de soluciones y titulaciones ácido-base: procedimientos 13-15 Estandarización de soluciones y titulaciones ácido-base: cálculos

394 394

14

REACCIONES DE ÓXIDO-REDUCCIÓN

409

14-1

Conceptos fundamentales

410

396 398

Balanceo de ecuaciones de óxido-reducción 14-2 Método del cambio en el número de oxidación 14-3 Adición de H , OH o H 0 para balancear oxígeno o hidrógeno 14-4 Método del ion-electrón (método de la semirreacción)

413 413

Titulaciones rédox 14-5 Método de la mol y soluciones molares de agentes oxidantes o reductores 14-6 ^esos equivalentes y soluciones normales de agentes oxidantes y reductores

421

15

TERMODINÁMICA QUÍMICA

430

15-1 15-2 15-3 15-4 15-5 15-6 15-7 15-8 15-9 15-10 15-11 15-12

La primera ley de la termodinámica Algunos términos termodinámicos Cambios de energía interna, AE Calorimetría Cambio de entalpia, AH Entalpias molares estándar de Ley de Hess Energía de enlace El ciclo de Born-Haber La segunda ley de la termodinámica Entropías, S Cambio de energía libre, AG

431 433 434 436 439 439 441 444 447 449 449 453

16

CINÉTICA QUÍMICA

+

-

2

formación,

415 418

421 424

AH

f

467

16-1 Teoría de colisiones de las velocidades de reacción 16-2 Teoría del estado de transición

468 470

Factores que afectan las velocidades de reacción 16-3 Naturaleza de los reactivos 16-4 Concentración de los reactivos 16-5 Temperatura 16-6 Catalizadores 16-7 Mecanismos de reacción y expresión de la ley de velocidad 16-8 Ecuación de velocidad integrada: vida media de un reactivo

472 472 472 479 480 486 489

17

EQUILIBRIO QUÍMICO

497

17-1 17-2 17-3 17-4 17-5 17-6 17-7 17-8 17-9 17-10 17-11

Conceptos fundamentales La constante de equilibrio El cociente de reacción Aplicaciones de la constante de equilibrio, K Factores que afectan al equilibrio Aplicación de tensión en un sistema en equilibrio Presiones parciales y la constante de equilibrio Relación entre K y K Equilibrios heterogéneos Relación entre AG° y la constante de equilibrio Evaluación de las constantes de equilibrio a diferentes temperaturas

498 500 503 504 507 513 516 517 517 518

18

EQUILIBRIOS IÓNICOS I: ÁCIDOS Y BASES

527

18-1 18-2 18-3 18-4

528 529 531

18-5 18-6 18-7 18-8 18-9 18-10

Electrólitos fuertes La autoionización del agua La escala de pH Constantes de ionización para ácidos y bases débiles monopróticas Indicadores ácido-base Curvas de titulación ácido fuene/base fuerte El efecto del ion común y las soluciones amortiguadoras Acción amortiguadora Preparación de soluciones amortiguadoras Ácidos polipróticos

19

EQUILIBRIOS IÓNICOS II: HIDRÓLISIS

565

19-1 19-2 19-3 19-4 19-5 19-6

Sales de bases fuertes solubles y ácidos fuertes Sales de bases fuertes y ácidos débiles Sales de bases débiles y ácidos fuertes Sales de bases débiles y ácidos débiles Curvas de titulación ácido débil/base fuerte Hidrólisis de cationes pequeños con carga elevada

567 567 570 571 572 575

20

EQUILIBRIO IÓNICO III: EL PRINCIPIO DEL PRODUCTO DE SOLUBILIDAD

580

20-1 Constantes del producto de solubilidad 20-2 Determinación de las constantes del producto de solubilidad 20-3 Aplicaciones de las constantes del producto de solubilidad 20-4 Precipitación fraccionada 20-5 Equilibrios simultáneos de compuestos poco solubles 20-6 Disolución de precipitados

581 582 584 588 591 593

21

ELECTROQUÍMICA

600

21-1 Conductividad eléctrica 21-2 Electrodos

602 602

c

p

c

521

534 542 543 546 550 553 555

XXVlll

CONTENIDO

Celdas electrolíticas 21-3 La electrólisis de cloruro de sodio fundido (la celda de Downs) 21-4 Electrólisis de cloruro de sodio acuoso 21-5 La electrólisis de sulfato de sodio acuoso 21-6 Ley de Faraday de electrólisis 21-7 Determinación del estado de oxidación (carga de un ion) mediante electrólisis 21-8 Refinación electrolítica y electroplateado de metales

602

Celdas voltaicas o galvánicas 21-9 Construcción de celdas voltaicas simples 21-10 La celda zinc-cobre 21-11 La celda cobre-plata

611 611 612 613

Potenciales estándar del electrodo 21-12 El electrodo estándar de hidrógeno 21-13 La celda zinc-EHE 21-14 La celda cobre-EHE 21-15 La serie electromotriz (serie de actividades) de los elementos 21-16 Aplicaciones de la serie electromotriz 21-17 Potenciales de elec^odo para otras semirreacciones 21-18 Corrosión 21-19 Protección contra la corrosión

615 615 615 616

603 604 605 606 608 609

617 619 610 622 623

Efecto de las concentraciones (o presiones parciales) sobre los potenciales del electrodo 21-20 La ecuación de Nernst 21-21 Relación de £? ida con AG y K

624 624 627

Celdas voltaicas primarias 21-22 La celda seca (celda de Leclanché)

631 631

Celdas voltaicas secundarias 21-23 El acumulador de plomo 21-24 La celda de níquel-cadmio (nicad) 21-25 La celda combustible de hidrógeno-oxígeno

632 632 634 634

22

642

0

e

METALES Y METALURGIA

Metales 22-1 Abundancia de los metales

643 647

Metalurgia 22-2 Tratamiento de los minerales 22-3 Reducción a metales libres 22-4 Refinación o purificación de metales

649 650

Metalurgias de metales específicos 22-5 Aluminio 22-6 Hierro 22-7 Cobre 22-8 Oro 22-9 Magnesio 22-10 Utilización y conservación de los recursos metálicos

652 652 653 656. 657 657 658

23

662

LOS METALES REPRESENTATIVOS

Los metales alcalinos (grupo IA) 23-1 Metales del grupo IA: propiedades y abundancia 23-2 Reacciones de los metales del grupo IA 23-3 Aplicaciones de los metales del grupo IA y sus compuestos

663 663 665 666

Los metales alcalinotérreos (grupo HA) 23-4 Metales del grupo ILA: propiedades y abundancia 23-5 Reacciones de los metales del grupo ILA 23-6 Aplicaciones de los metales del grupo ILA y sus compuestos

667 667 668 670

Los metales de postransición 23-7 Tendencias periódicas—grupos IIIA y IVA 23-8 Aluminio 23-9 Estaño, plomo y bismuto

671 672 674 675

24

ELEMENTOS NO METÁLICOS, PARTE I: GASES NOBLES Y EL GRUPO VIIA

679

Los gases nobles (grupo 0) 24-1 Abundancia, manera de aislarlos y aplicaciones 24-2 Propiedades físicas 24-3 Propiedades químicas 24-4 Compuestos de xenón

680 680 681 682 682

Los halógenos (grupo VIIA) 24-5 Propiedades de los halógenos 24-6 Abundancia, producción y aplicaciones 24-7 Reacciones de los halógenos libres 24-8 Interhalógenos 24-9 Los halogenuros de hidrógeno 24-10 Preparación de los halogenuros de hidrógeno 24-11 Soluciones acuosas de halogenuros de hidrógeno (ácidos alhídricos) 24-12 Halogenuros de otros elementos 24-13 Oxiácidos de los halógenos

683 684 685 687 688 689 689

25

ELEMENTOS NO METÁLICOS, PARTE II: ELEMENTOS DEL GRUPO VIA

Azufre, selenio y telurio 25-1 Abundancia, propiedades y aplicaciones de los elementos

690 691 691

697 698 699

25-2 25-3 25-4 25-5 25-6 25-7

Reacciones de los no metales del grupo VIA Hidruros de los elementos del grupo VIA Soluciones acuosas de los hidruros del grupo VIA Reacciones de los hidruros del grupo VIA Sulfuros metálicos y compuestos análogos Halogenuros de los elementos del grupo VIA

Óxidos del grupo VIA 25-8 Dióxidos del grupo VIA: S 0 , S e 0 y T e 0 25-9 Trióxidos del grupo VIA: S 0 , S e 0 y T e 0 2

2

3

2

3

3

Oxiácidos de azufre, setenio y telurio 25-10 Ácidos sulfuroso, selenoso y teluroso 25-11 Ácidos sulfúrico, selénico y telúrico 25-12 Ácido tiosulfúrico y tiosulfatos

26

ELEMENTOS NO METÁLICOS, PARTE III: ELEMENTOS DEL GRUPO VA

700 700 702 702 703 703

704 704 706

707 707 708 710

712

Nitrógeno 26-1 Abundancia, propiedades e importancia 26-2 El ciclo del nitrógeno 26-3 Producción y estados de oxidación del nitrógeno

714 714 714 715

Compuestos nitrogenados con hidrógeno 26-4 Amoniaco y sales de amonio 26-5 Aminas 26-6 Hidrazina

716 716 718 718

Óxidos de nitrógeno 26-7 Óxido de dinitrógeno (estado de oxidación + 1) 26-8 Óxido de nitrógeno (estado de oxidación + 2) 26-9 Trióxido de dinitrógeno (estado de oxidación + 3) 26-10 Dióxido de nitrógeno y tetraóxido de dinitrógeno (estado de oxidación + 4) 26-11 Pentaóxido de dinitrógeno (estado de oxidación + 5) 26-12 Óxidos de nitrógeno y niebla fotoquímica

718 719 719 720

Algunos oxiácidos del nitrógeno y sus sales 26-13 Ácido nitroso (estado de oxidación +3) 26-14 Ácido nítrico (estado de oxidación +5) 26-15 N a N 0 y N a N 0 como aditivos alimenticios

722 722 723 724

Fósforo y arsénico 26-16 Fósforo: abundancia, producción y aplicaciones 26-17 Arsénico 26-18 Alótropos del fósforo y el arsénico 26-19 Fosfina y arsina

725 725 725 726 726

2

3

720 721 721

26-20 Halogenuros de fósforo y arsénico 26-21 Óxidos y ácidos de fósforo y arsénico

27

727 728

ELEMENTOS NO METÁLICOS, PARTE IV: CARBONO, SILICIO Y BORO

732

Carbono 27-1 Abundancia del carbono 27-2 Reacciones del carbono 27-3 Óxidos de carbono 27-4 Ácido carbónico y carbonatos 27-5 Tetrahalogenuros de carbono

734 734 736 737 739 741

Silicio 27-6 Producción y aplicaciones del silicio 27-7 Propiedades químicas del silicio 27-8 Halogenuros de silicio 27-9 Dióxido de silicio (sílice) 27-10 Silicatos y ácidos silícicos 27-11 Silicatos naturales 27-12 Silicones

741 742 742 743 743 744 744 746

Boro 27-13 27-14 27-15 27-16 27-17

Ácidos bóricos y óxido de boro Boro elemental Enlaces de tres centros con dos electrones Hidruros de boro (boranos) Haluros de boro

747 747 747 748 748 751

28

LOS METALES DE TRANSICIÓN

753

Los metales de transición-d 28-1 Propiedades generales 28-2 Configuraciones electrónicas y estados de oxidación 28-3 Clasificación en subgrupos 28-4 Color 28-5 Tendencias en las propiedades físicas 28-6 Óxidos e hidróxidos de manganeso 28-7 Óxidos e hidróxidos de cromo 28-8 Metales de transición como catalizadores

755 755 755 757 758 759 762 764 766

Las tierras raras (metales de

766

29

transición-f)

COMPUESTOS DE COORDINACIÓN

29-1 Compuestos de coordinación 29-2 Complejos animados 29-3 Términos importantes 29-4 Nomenclatura 29-5 Estructuras

770

v

771 773 775 776 778

Isomerismo en compuestos de coordinación 29-6 Isómeros estructurales 29-7 Estereoisómeros

780 780 782

Enlace en compuestos de coordinación 29-8 Teoría del enlace valencia 29-9 Teoría del campo cristalino 29-10 El color y la serie espectroquímica 29-11 Energía de estabilización del campo cristalino

786 786 791 794 796

30

QUÍMICA NUCLEAR

801

30-1 30-2 30-3 30-4 30-5 30-6 30-7 30-8 30-9 30-10 30-11 30-12 30-13 30-14 30-15 30-16

El núcleo Relación neutrón-protón y estabilidad nuclear Estabilidad nuclear y energía de enlace Desintegración radiactiva Núcleos por encima de la banda de estabilidad Núcleos por debajo de la banda de estabilidad Núcleos con número atómico mayor de 82 Detección de radiaciones Velocidad de desintegración y vida media Series de desintegración Aplicaciones de los radionuclides Transmutaciones artificiales de los elementos Fisión y fusión nuclear La bomba atómica (fisión) Reactores nucleares (fisión) Energía de fusión nuclear (termonuclear)

803 803 804 807 808 809 809 809 811 813 813 818 821 823 824 827

31

QUÍMICA ORGÁNICA I: HIDROCARBUROS

831

Hidrocarburos saturados 31-1 Los aléanos 31-2 Nomenclatura de los hidrocarburos saturados 31-3 Conformaciones 31-4 Propiedades químicas de los aléanos 31-5 Reacciones de sustitución 31-6 Oxidación de los aléanos 31-7 Petróleo

833 833 837 838 839 839 841 842

Hidrocarburos no saturados 31-8 Los alquenos (olefinas) 31-9 Reacciones de los alquenos 31-10 Oxidación de los alquenos 31-11 Los alquinos

843 843 845 847 848

Hidrocarburos aromáticos 31-12 Benceno 31-13 Otros hidrocarburos aromáticos 31-14 Reacciones de los hidrocarburos aromáticos

849 849 850 852

32

QUÍMICA ORGÁNICA II: GRUPOS FUNCIONALES

857

Alcoholes y fenoles 32-1 Nomenclatura de alcoholes y fenoles 32-2 Propiedades físicas de alcoholes y fenoles 32-3 Preparación de algunos alcoholes 32-4 Reacciones de alcoholes y fenoles

858 859 861 861 862

Ácidos carboxílicos 32-5 Nomenclatura, estructura y fuerza de los ácidos carboxílicos

864 864

Algunos derivados de los ácidos carboxílicos 3 2 ^ Haluros de acilo (haluros ácidos) 32-7 Esteres 32-8 Poliésteres

867 867 868 871

Aminas 32-9 Estructura y nomenclatura de las aminas 32-10 Reacciones de las aminas

872 872 874

Amidas 32-11 Preparación, estructura y nomenclatura de las amidas

874 874

Aldehidos y cetonas 32-12 Estructura y nomenclatura de aldehidos y cetonas 32-13 Preparación de aldehidos y cetonas

876 876 879

Éteres

879

Apéndice A Algunas operaciones matemáticas Apéndice B Configuraciones electrónicas de los átomos de los elementos Apéndice C Unidades, equivalencias y factores de conversión de uso frecuente Apéndice D Constantes físicas Apéndice E Algunas constantes físicas para el agua y algunas sustancias comunes Apéndice F Constantes de ionización para ácidos débiles a 25° C Apéndice G Constantes de ionización para bases débiles a 25° C Apéndice H Constantes del producto de solubilidad para algunos compuestos inorgánicos a 25° C Apéndice I Constantes de disociación para algunos iones complejos Apéndice J Potenciales estándar de reducción en solución acuosa a 25° C Apéndice K Algunos valores termodinámicos Apéndice L Respuestas para los ejercicios de números pares

A.2

Créditos de ilustraciones y tablas índice

.

A.7 A. 10 A. 13 A. 14 A.16 A. 17 A. 18 A. 20 A.21 A.24 A. 26 A.33 1.1