Frecuentemente se ha atribuido a Albert Einstein la frase siguiente: No entiendes realmente algo a menos que seas capaz de explicárselo a un niño de ocho años. Coincidiendo plenamente con esa frase, es cierto que, cuando algo se entiende, se puede explicar de todas las formas posibles. Por el contrario, aquellos conceptos que no se comprenden nunca se podrán ni explicar ni justificar. Por este motivo, es esencial que en los libros de Química los contenidos se describan de forma clara y sencilla, de manera que resulten mucho más atractivos para los estudiantes. El texto se encuentra estructurado en diecisiete capítulos que incluyen la teoría descrita en cada caso y que tienen en común series de ejercicios resueltos, clarificadores de contenidos, además de fragmentos de texto con título ¿sabías que…?, con los que se intenta incentivar la curiosidad del estudiante. En algunos capítulos, también se incluyen resúmenes de vídeos procesados en el transcurso de este trabajo que recogen experimentos sencillos, ilustrativos de la teoría pertinente y a los que se puede acceder por medio de los códigos QR que quedan impresos en el texto. Los vídeos se incluyen con la intención de situar al estudiante dentro de un laboratorio y en los capítulos que versan sobre la bioquímica se insertan fragmentos titulados Comprueba tus conocimientos, que sirven para que el alumno, tras la lectura de los temas, se evalúe de los conocimientos adquiridos.
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- Índice
- Relación de autores
- Prólogo
- 1. Los átomos y l a teoría AT ÓMICA (J. Isasi)
- 1.2. Átomos, moléculas e iones
- 1.2.1. La teoría atómica de la materia
- 1.2.2. La estructura del átomo
- 1.2.3. Radiactividad
- 1.2.4. El protón y el núcleo
- 1.2.5. El neutrón
- 1.3. Isótopos, números atómicos, números de masa e iones
- 1.4. De la física clásica a la teoría cuántica
- 1.4.1. Contenidos a considerar antes de estudiar la teoría cuántica
- 1.5. Teoría cuántica
- 1.5.1. El efecto fotoeléctrico
- 1.6. El átomo de Bohr
- 1.7. Bibliografía
- 1.1. Primeros descubrimientos en Química
- 2. Teoría atómica y mecánica cuántica (J. Isasi)
- 2.1. Introducción. Ideas previas la mecánica cuántica
- 2.1.1. Dualidad onda-partícula
- 2.1.2. El principio de incertidumbre
- 2.1.3. La mecánica ondulatoria y ondas estacionarias
- 2.2. Ondas estacionarias, partículas cuánticas y funciones de onda
- 2.2.1. Funciones de onda del átomo de hidrógeno
- 2.2.2. Números cuánticos y orbitales de los electrones
- 2.2.3. Representación de los orbitales del átomo de hidrógeno
- 2.2.4. Espín del electrón. El cuarto número cuántico. Estructura electrónica del átomo de hidrógeno
- 2.3. Átomos multielectrónicos
- 2.3.1. Penetración y apantallamiento
- 2.3.2. Configuraciones electrónicas
- 2.3.3. El principio de Aufbau o de construcción
- 2.4. Bibliografía
- 3. La ta bla per iódica. Pro piedades at ómicas (J. Isasi)
- 3.1. Primeros intentos de clasificación de los elementos químicos en la tabla periódica
- 3.2. Estructura y organización de la tabla periódica actual
- 3.3. Metales, no metales y sus iones
- 3.3.1. Gases nobles
- 3.3.2. Iones metálicos de los grupos principales
- 3.3.3. Iones no metálicos de los grupos principales
- 3.3.4. Iones de los metales de transición
- 3.4. El tamaño de los átomos y de los iones
- 3.4.1. Radios atómicos
- 3.4.2. Apantallamiento y penetración
- 3.4.3. Variación de los radios atómicos
- 3.4.4. Radios iónicos
- 3.5. Energía de ionización
- 3.6. Afinidad electrónica
- 3.7. Bibliografía
- 4. Enlace quím ico (J. Isasi)
- 4.1. Introducción. ¿Qué se entiende por enlace químico?
- 4.2. Teoría de Lewis
- 4.3. Introducción al enlace covalente
- 4.3.1. Enlaces covalentes coordinados
- 4.3.2. Enlaces covalentes múltiples
- 4.3.3. Enlaces covalentes polares
- 4.4. Electronegatividad
- 4.5. Resonancia
- 4.6. Excepciones a la regla del octeto
- 4.6.1. Especies con número impar de electrones
- 4.6.2. Octetos incompletos
- 4.6.3. Capas de valencia expandidas
- 4.7. Forma de moléculas
- 4.7.1. Teoría de repulsión entre pares de electrones de la capa de valencia (teoría RPECV)
- 4.7.2. Posibles distribuciones de los grupos de electrones
- 4.8. Orden, longitud y energías de enlace
- 4.9. Teorías del enlace covalente
- 4.10. Introducción a la teoría de enlace de valencia
- 4.11. Hibridación de orbitales atómicos
- 4.11.1. Hibridación sp3
- 4.11.2. El enlace en las moléculas NH3 y H2O
- 4.11.3. Hibridación sp2
- 4.11 4. Hibridación sp
- 4.11.5. Orbitales híbridos sp3d y sp3d2
- 4.12. Enlaces covalentes múltiples
- 4.12.1. El enlace en el C2H4
- 4.12.2. El enlace en el C2H2
- 4.13. Teoría de orbitales moleculares
- 4.13.1. Moléculas diatómicas de los elementos del primer periodo
- 4.13.2. Moléculas diatómicas de los elementos del segundo periodo
- 4.14. El enlace en los metales
- 4.14.1. El modelo del mar de electrones
- 4.14.2. Teoría de bandas
- 4.15. Enlace iónico
- 4.15.1. Cálculo de la energía reticular
- 4.16. Bibliografía
- 5. Fuer zas intermo leculares, S Ólidos y líquidos (J. Isasi)
- 5.1. Introducción. ¿Qué son las fuerzas intermoleculares?
- 5.2. Tipos de fuerzas intermoleculares
- 5.2.1. Fuerzas ion-dipolo
- 5.2.2. Fuerzas de van der Waals
- 5.2.3. Enlace de hidrógeno
- 5.3. Agua y propiedades
- 5.4. Algunas propiedades de los líquidos
- 5.4.1. Viscosidad
- 5.4.2. Tensión superficial
- 5.4.3. Constante dieléctrica
- 5.5. Cambios de fase. Cambios de energía que acompañan a los cambios de fase
- 5.5.1. Curvas de calentamiento
- 5.5.2. Temperatura y presión críticas
- 5.5.3. Equilibrio líquido-vapor
- 5.5.4. Presión de vapor y punto de ebullición
- 5.6. Diagramas de fase
- 5.7. Estructura cristalina
- 5.7.1. Celdilla unidad
- 5.7.2. Empaquetamiento compacto
- 5.7.3. Número de coordinación y número de átomos por celda unidad
- 5.8. Tipos de cristales
- 5.9. Bibliografía
- 6. Diso luciones (M. Gonzalo y J. Isasi)
- 6.1. Introducción. Concepto de disolución
- 6.2. Métodos físicos de separación de mezclas
- 6.3. Formas de expresar la concentración de las disoluciones
- 6.4. Solubilidad
- 6.5. Evaluación del grado de disolución entre un soluto y un disolvente
- 6.6. Propiedades de las disoluciones
- 6.7. Propiedades coligativas
- 6.7.1. Presión de vapor
- 6.7.2. Propiedad coligativa 1: descenso de la presión de vapor
- 6.7.3. Propiedad coligativa 2: descenso del punto de congelación
- 6.7.4. Propiedad coligativa 3: aumento del punto de ebullición
- 6.7.5. Propiedad coligativa 4: presión osmótica
- 6.8. Bibliografía
- 7. Equilibrio quím ico (M. Fernández y J. Isasi)
- 7.1. Introducción. ¿Cómo entender el equilibrio químico?
- 7.2. Constante de equilibrio
- 7.3. Relación entre el equilibrio químico y la cinética
- 7.4. Constante de equilibrio de gases
- 7.5. Relación entre constantes de un mismo proceso
- 7.6. Relación entre constantes Kc y Kp
- 7.7. Significado del valor de la constante K
- 7.8. Principio de le Châtelier
- 7.9. Bibliografía
- 8. Reacciones de pre cipitación (L. A lcaraz y J. Isasi)
- 8.1. Introducción. Reacciones de precipitación
- 8.2. Solubilidad. Disoluciones sólido-líquido
- 8.3. Tipos de disoluciones. Disoluciones líquido-líquido. Miscibilidad de líquidos
- 8.4. Equilibrios de solubilidad
- 8.4.1. Producto de solubilidad
- 8.4.2. Relación entre solubilidad y producto de solubilidad
- 8.5. Reacciones de precipitación
- 8.6. Factores que afectan a la solubilidad
- 8.6.1. Fuerzas intermoleculares
- 8.6.2. Efecto de la temperatura
- 8.6.3. Efecto de la presión
- 8.6.4. Efecto del ion común
- 8.6.5. Efecto del pH
- 8.6.6. Formación de complejos
- 8.7. Valoraciones basadas en reacciones de precipitación
- 8.8. Bibliografía
- 9. Reacciones á cido base (M. Fernández y J. Isasi)
- 9.1. Introducción. Ácidos y bases de BrØnsted-Lowry
- 9.2. Ácidos y bases de Lewis
- 9.3. Propiedades ácido base del agua
- 9.4. Fortaleza de ácidos y bases
- 9.5. Constantes y grado de disociación
- 9.6. Relación entre la constante de acidez Ka y la de basicidad Kb
- 9.7. Ácidos polipróticos
- 9.8. Disoluciones acuosas de sales de ácidos y bases
- 9.9. Efecto del ion común
- 9.10. Disoluciones reguladoras
- 9.11. Valoraciones ácido-base
- 9.12. Bibliografía
- 10. Reacciones Redox (L. A lcaraz y J. Isasi)
- 10.1. Reacciones redox
- 10.2. Número de oxidación
- 10.2.1. Reglas para asignar el número de oxidación
- 10.2.2. Potenciales estándar
- 10.2.3. Agentes oxidantes y reductores
- 10.3. Ajuste de reacciones redox
- 10.3.1. Método del número de oxidación
- 10.3.2. Método del ion-electrón
- 10.3.2. Método del ion-electrón y reacciones en medio ácido
- 10.3.3. Método del ion-electrón y reacciones en medio básico
- 10.4. Espontaneidad de una reacción
- 10.5. Potencial de una pila: ecuación de Nernst
- 10.6. Pila galvánica y célula electrolítica
- 10.7. Notación abreviada de las pilas electroquímicas
- 10.8. Celdas de concentración
- 10.9. Valoraciones redox
- 10.10. Bibliografia
- 11. Una Introducción a la química orgánica (P. Arévalo y J. Isasi)
- 11.1. Introducción
- 11.2. El elemento base de la química: el carbono
- 11.3. Compuestos de carbono
- 11.3.1. Atendiendo a su origen
- 11.3.2. Atendiendo a su estructura
- 11.3.3. Atendiendo a su funcionalidad
- 11.3.4. Atendiendo a su peso molecular
- 11.4. Nomenclatura en Química Orgánica
- 11.5. Propiedades de los compuestos de carbono
- 11.6. Química Orgánica: componente electrónica
- 11.6.1. Conjugación. Teoría de la resonancia
- 11.6.2. Efectos electrónicos
- 11.6.3. Electrófilos vs. nucleófilos
- 11.7. Química Orgánica: componente óptica
- 11.7.1. Isomería, concepto y tipos de isomería
- 11.7.2. Concepto de quiralidad. Nomenclatura de centros quirales
- 11.7.3. Estereoquímica estática y dinámica
- 11.8. Bibliografía
- 12. Química or gánica y me canismos de reacción (P. A révalo y J. Isasi)
- 12.1. Compuestos hidrocarbonados. Alcanos
- 12.1.1. Estructura y propiedades
- 12.1.2. Reactividad. Reacción principal: incorporación de halógenos
- 12.2. Derivados halogenados
- 12.2.1. Estructura y propiedades
- 12.2.2. Reactividad. Reacción principal: sustitución nucleófila (SN) y eliminación (E)
- 12.3. Enlaces múltiples C-C. Alquenos, dienos y alquinos
- 12.3.1. Estructura y propiedades
- 12.3.2. Reactividad. Reacción principal: adición al enlace múltiple (adición electrófila AdE)
- 12.3.3. Reactividad. Reacción de Diels-Alder: formación de ciclos
- 12.4. Compuestos aromáticos
- 12.4.1. Estructura y propiedades
- 12.4.2. Reactividad. Reacción principal: sustitución electrófila aromática (SEAr)
- 12.5. Alcoholes, fenoles
- 12.5.1. Estructura y propiedades. Acidez
- 12.5.2. Oxidación de alcoholes
- 12.5.3. Reacción principal: ataque nucleófilo
- 12.6. Éteres, epóxidos
- 12.6.1. Estructura y propiedades. Acidez
- 12.6.2. Éteres cíclicos. Reacción principal: apertura de epóxidos
- 12.7. Aminas
- 12.7.1. Estructura y propiedades físicas. Acidez y basicidad
- 12.8. Cetonas y aldehídos
- 12.8.1. Estructura y propiedades
- 12.8.2. Reacciones de oxidación y reducción
- 12.8.3. Mecanismo principal: adición nucleófila
- 12.9. Ácidos carboxílicos y derivados
- 12.9.1. Estructura y propiedades. Acidez
- 12.9.2. Derivados de ácido carboxílicos. Principales características
- 12.9.3. Reducción de ácidos y derivados
- 12.9.4. Mecanismo principal: adición nucleófila-eliminación
- 12.10. Grupos funcionales de otros elementos químicos en Química Orgánica
- 12.10.1. Azufre y sus compuestos
- 12.10.2. Fósforo y sus compuestos
- 12.10.3. Metales y sus compuestos
- 12.11. Bibliografía
- 13. Una Introducción a l estudio de los polímeros (P. A révalo y J. Isasi)
- 13.1. Introducción
- 13.2. Clasificación y estructura
- 13.3. Propiedades derivadas de la estructura
- 13.4. Síntesis de polímeros
- 13.4.1. Polimerización aniónica
- 13.4.2. Polimerización catiónica
- 13.4.3. Polimerización por radicales libres
- 13.4.4. Polimerización por pasos
- 13.4.5. Polimerización por radicales controlada
- 13.5. Propiedades de los polímeros
- 13.6. Bibliografía
- 14. Una Introducción a la bioquím ica. Células y á cidos nucleicos (M. Pradillo y J. Isasi)
- 14.1. Introducción: la Química de la vida
- 14.2. Unidad básica viva: la célula
- 14.3. Células procariotas y eucariotas. Estructura celular
- 14.4. El origen de la vida
- 14.5. Ácidos nucleicos
- 14.5.1. Composición de los ácidos nucleicos
- 14.5.2. El ADN como portador de la información genética
- 14.5.3. El ADN es una doble hélice
- 14.6. Bibliografía
- 15. Bioquím ica. Proteínas (M. T A lba y J. Isasi)
- 15.1. Origen de las proteínas
- 15.2. Definición
- 15.3. Estructura
- 15.4. Propiedades de los aminoácidos
- 15.5. Enlace peptídico
- 15.6. Estructura de las proteínas
- 15.7. Funciones de las proteínas
- 15.7.1. Función de transporte
- 15.7.2. Función defensiva
- 14.7.3. Función hormonal
- 15.7.4. Función enzimática
- 15.7.5. Función estructural
- 15.7.6. Función contráctil
- 15.8. Bibliografía
- 16. Bioquímica. Hidratos de Carbono (M. T Alba y J. Isasi)
- 16.1. Origen
- 16.2. Definición
- 16.3. Estructura
- 16.4. Monosacáridos
- 16.4.1. Tipos de monosacáridos
- 16.4.2. Propiedades de los monosacáridos
- 16.5. Oligosacáridos. Enlace O-glucosídico
- 16.6. Principales disacáridos
- 16.7. Principales polisacáridos
- 16.8. Glucoconjugados
- 16.9. Bibliografía
- 17. Bioquímica. Lípidos (M. T A lba y J. Isasi)
- 17.1. Origen
- 17.2. Definición
- 17.3. Estructura
- 17.4. Lípidos saponificables
- 17.4.1. Ácidos grasos insaturados y saturados
- 17.4.2. Triacilglicéridos, triglicéridos o grasas
- 17.4.3. Lípidos complejos
- 17.4.4. Ceras
- 17.4.5. Eicosanoides
- 17.5. Lípidos insaponificables
- 17.6. Bibliografía
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