Grado 12
  1. Estado sólido  1.1. Clasificación de sólidos  1.2. Celosía cristalina y celda unitaria  1.3. Eficiencia de Embalaje  1.4. Densidad de la celda unidad  1.5. Imperfecciones en sólidos (defectos puntuales y lineales)  1.6. Propiedades Eléctricas de los Sólidos (Conductores, Aislantes y Semiconductores)  1.7. Propiedades Magnéticas de los Sólidos (Materiales Diamagnéticos, Paramagnéticos y Ferromagnéticos)
  2. Solución  2.1. Tipos de Soluciones (Homogéneas y Heterogéneas)  2.2. Expresando la concentración de soluciones (masa %, volumen %, molaridad, molalidad, normalidad, fracción molar)  2.3. Solubilidad de sólidos y gases en líquidos (ley de Henry)  2.4. La ley de Raoult y las soluciones ideales y no ideales  2.5. Propiedades del síndrome  2.6. Masa molar anormal y factor de Van't Hoff
  3. Electroquímica  3.1. Celdas electroquímicas (celdas galvánicas y electrolíticas)  3.2. Célula galvánica y EMF de la célula  3.3. Pontencial de electrodo estándar y serie electroquímica  3.4. Ecuación de Nernst y sus aplicaciones  3.5. Conductividad y celdas electrolíticas (conductividad específica, molar y equivalente)  3.6. La ley de Kohlrausch y sus aplicaciones  3.7. Baterías (celdas primarias y secundarias)  3.8. Corrosión y su prevención
  4. Cinética química  4.1. Velocidad de reacción química  4.2. Factores que afectan la velocidad de reacción (concentración, temperatura, catalizador, área superficial)  4.3. Orden y molecularidad de la reacción  4.4. Ecuaciones de tasa integrada (orden cero, primero y segundo)  4.5. Vida media de una reacción  4.6. Teoría de colisiones y energía de activación  4.7. Ecuación de Arrhenius y sus aplicaciones
  5. Química de superficies  5.1. Adsorción y sus tipos (Fisisorción y Quimisorción)  5.2. Catalisis y sus tipos (homogénea y heterogénea)  5.3. Coloides y sus propiedades (efecto Tyndall, movimiento Browniano, coagulación)  5.4. Emulsiones y geles  5.5. Aplicaciones de los coloides
  6. Principios generales y procesos de separación de elementos  6.1. Presencia de metales y minerales  6.2. Concentración de minerales (separación por gravedad, flotación por espuma, separación magnética)  6.3. Extracción de metales en bruto (tostado, calcinación, reducción)  6.4. Principios termodinámicos y electroquímicos de la metalurgia  6.5. Refinación de Metales
  7. Elementos del bloque p  7.1. Elementos del grupo 15 (nitrógeno y fósforo)  7.2. Elementos del Grupo 16 (Oxígeno, Azufre y sus Compuestos)  7.3. Elementos del Grupo 17 (Halógenos y sus Compuestos)  7.4. Elementos del Grupo 18  7.5. Propiedades y Tendencias en Elementos del Bloque p  7.6. Compuestos importantes de los elementos del bloque p (amoníaco, fosfina, ácido sulfúrico, ácido clorhídrico)  7.7. Compuestos interhalógenos y sus aplicaciones
  8. Elementos del bloque d y del bloque f  8.1. Propiedades Generales de los Metales de Transición  8.2. Propiedades de los metales de transición interna (lantanoides y actinoides)  8.3. Contracciones de los lantanoides y actinoides  8.4. Química de Coordinación de Elementos del Bloque d
  9. Compuestos de coordinación  9.1. La teoría de Werner y los conceptos modernos  9.2. Número de coordinación y tipo de ligando  9.3. Nomenclatura de Compuestos de Coordinación  9.4. Isomería (geométrica y óptica) en compuestos de coordinación  9.5. Enlace en compuestos de coordinación (Teoría del enlace de valencia y teoría del campo cristalino)  9.6. Estabilidad y aplicaciones de los compuestos de coordinación en medicina e industria
  10. Haloalcanos y haloarenos  10.1. Clasificación y nomenclatura de haloalcanos y haloarenos  10.2. Propiedades Físicas y Químicas de Haloalcanos y Haloarenos  10.3. Mecanismo de Reacciones de Sustitución Nucleofílica (SN1 y SN2)  10.4. Usos y efectos ambientales (agotamiento del ozono, CFCs)
  11. Alcohol, fenol y éter  11.1. Estructura y clasificación de alcoholes, fenoles y éteres  11.2. Preparación y propiedades de los alcoholes  11.3. Preparación y propiedades del fenol  11.4. Preparación y propiedades de los éteres  11.5. Reacciones y Usos Químicos
  12. Aldehídos, cetonas y ácidos carboxílicos  12.1. Estructura y nomenclatura de aldehídos, cetonas y ácidos carboxílicos  12.2. Preparación y propiedades de aldehídos y cetonas  12.3. Reacciones químicas en aldehídos, cetonas y ácidos carboxílicos (adición nucleofílica, oxidación y reducción)  12.4. Preparación y propiedades de los ácidos carboxílicos  12.5. Reacciones químicas y usos de los ácidos carboxílicos
  13. Compuestos orgánicos que contienen nitrógeno  13.1. Aminas (clasificación, estructura, basicidad)  13.2. Preparación y propiedades de las aminas  13.3. Reacciones de Aminas (Diazotización, Reacción de Carbylamina)  13.4. Sales de diazonio y sus aplicaciones en la industria de pinturas
  14.1. Carbohidratos (clasificación y propiedades)  14.2. Proteínas (Estructura y Función)  14.3. Enzimas (Mecanismo y Función)  14.4. Ácidos nucleicos (ADN y ARN)  14.5. Vitaminas y hormonas
  15. Polímero  15.1. Clasificación de polímeros (Adición, Condensación, Copolímeros)  15.2. Tipos de polimerización (radical libre, iónica, condensación)  15.3. Polímeros importantes y sus usos  15.4. Polímeros biodegradables y no biodegradables
  16. La química en la vida cotidiana  16.1. Medicamentos y su clasificación (analgésicos, antipiréticos, antibióticos, antiácidos)  16.2. Químicos en alimentos y cosméticos (conservantes, edulcorantes artificiales, antioxidantes)  16.3. Agentes de limpieza y detergentes (jabones, detergentes sintéticos, surfactantes)  16.4. Química Ambiental (Contaminación, Química Verde, Química Sostenible)

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La teoría de Werner y los conceptos modernos


En el mundo de la química, los compuestos de coordinación ocupan un lugar significativo debido a su complejidad y utilidad. El químico suizo Alfred Werner propuso una teoría revolucionaria a principios del siglo XX que sentó las bases para la química de coordinación moderna. Esta teoría es importante para entender cómo diferentes elementos pueden formar estructuras complejas. El estudio de los compuestos de coordinación implica entender cómo las moléculas se forman, interactúan, y pueden aplicarse en una variedad de campos que van desde aplicaciones industriales hasta sistemas biológicos.

La teoría de Werner de compuestos de coordinación

Alfred Werner presentó una teoría en 1893 que desafió los conceptos fundamentales existentes de la valencia. La idea principal de la teoría de Werner es que el comportamiento y estructura de los compuestos de coordinación no pueden explicarse usando un enlace iónico o covalente simple. Echemos un vistazo más de cerca a los aspectos clave de la teoría de Werner:

Conceptos clave

  • Valencia primaria y secundaria: Werner propuso que los iones metálicos exhiben dos tipos de valencia:
    • Valencia primaria: Este es el estado de oxidación del ion metálico y se completa por iones que tienen una carga (positiva o negativa). Por ejemplo, la valencia primaria de Cr en CrCl 3 es +3.
    • Valencia secundaria: Este es el número de coordinación del metal y representa el número de átomos directamente enlazados al ion metálico central. Estos suelen ser moléculas o iones neutros, como NH 3 o Cl -, respectivamente.
  • Número de coordinación: El número de coordinación es el número de átomos donantes de los ligandos que se enlazan al átomo central. En la época de Werner, generalmente se encontraba que era 4 o 6.
  • Geometría de los compuestos de coordinación: Werner sugirió que los compuestos de coordinación podrían formar geometrías espaciales. Identificó arreglos octaédricos, tetraédricos y cuadrados planares.

Los experimentos de Werner

Discutamos una serie específica de experimentos que ayudaron a Werner a formular su teoría. Considere el compuesto CoCl 3 .6NH 3. Werner propuso tres formas diferentes para este compuesto químico: [Co(NH 3) 6]Cl 3, [CoCl(NH 3) 5]Cl 2, y [CoCl 2(NH 3) 4]Cl. Esto muestra que la molécula puede exhibir diferentes arreglos con diferentes cantidades de átomos de cloro coordinados y aniónicos.

Cuando estos compuestos se disolvieron en agua, se produjeron diferentes cantidades de iones, que Werner midió a través de experimentos de conductividad. Esta diferencia en la cantidad de iones respalda las diferentes estructuras propuestas.

Compuesto 1 Compuesto 2

Conceptos modernos de la química de coordinación

La química de coordinación moderna ha evolucionado considerablemente desde la época de Werner debido al desarrollo de la mecánica cuántica y técnicas analíticas avanzadas. Aquí hay algunos conceptos modernos que se basan en la fundación de Werner:

Teoría del campo cristalino (CFT)

La teoría del campo cristalino proporciona un modelo simple para entender cómo interactúan los iones metálicos con los ligandos. Según la CFT, la interacción electrostática entre ligandos e iones metálicos causa una división en la energía del orbital d. Esta división produce:

  • Orbitales t 2g: conjunto de energía inferior
  • Orbitales e g: conjunto de energía superior

La diferencia de energía entre estos orbitales afecta las propiedades del compuesto, como su color y comportamiento magnético.

Teoría del campo de ligandos (LFT)

La teoría del campo de ligandos combina aspectos de la CFT y la teoría de orbitales moleculares (MOT) para proporcionar una comprensión más completa de los compuestos de coordinación. La LFT proporciona información sobre tanto el enlace como la estructura electrónica, analizando cómo diferentes ligandos pueden afectar la hibridación y geometría de un compuesto.

Teoría del enlace de valencia (VBT)

La teoría del enlace de valencia incluye el concepto de hibridación, donde los orbitales atómicos de los iones metálicos se mezclan para formar orbitales híbridos. Estos orbitales híbridos pueden enlazarse con los orbitales de los ligandos para formar complejos de coordinación. Por ejemplo, el níquel experimenta hibridación sp 3 en el complejo [Ni(CN) 4] 2-.

Metal Ligando 1 Ligando 2

Ejemplo: compuestos de coordinación en sistemas biológicos

Los compuestos de coordinación no se limitan solo a aplicaciones industriales. En los sistemas biológicos, cumplen roles importantes. Por ejemplo:

  • Hemoglobina: El complejo de coordinación centrado en hierro en la hemoglobina ayuda a transportar oxígeno en la sangre.
  • Clorofila: En el centro de la molécula de clorofila hay un ion de magnesio, coordinado con átomos de nitrógeno.

Conclusión

La teoría de Werner sentó una base sólida, permitiendo a futuros investigadores y químicos explorar los compuestos de coordinación y encontrar sus aplicaciones. Teorías modernas como la teoría del campo cristalino y la teoría del campo de ligandos han ampliado nuestra comprensión y aplicaciones. Por lo tanto, la química de coordinación sigue siendo un campo integral que conecta varios conceptos químicos y ofrece diversas aplicaciones prácticas.


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La teoría de Werner y los conceptos modernos

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