química

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RevisoRes técnicos
MéXico
Alicia Blanco Aquino
universidad de Guadalajara

Ma. Luisa Martínez Medel
universidad iberoamericana León
víctor Hugo del valle Muñoz
universidad anáhuac

Alejandra Montes servín
Escuela Superior de ingeniería mecánica y Eléctrica del
instituto Politécnico Nacional

Amador osorio Pérez
universidad autónoma de Sinaloa

Rosario Alicia Gálvez chan
instituto Tecnológico de Sonora

coLoMBiA

violeta Luz María Bravo Hernández

Facultad de contaduría, uNam

carlos Alberto Arango M
universidad icesi

Randall Gregory Jesus coffie Goedhoop
Tecnológico de monterrey, campus Guadalajara

Óscar eduardo osorno Reyes
universidad Nacional de colombia

teresita Guadalupe Avalos Munguía
universidad de Guadalajara

Jorge Hernando castañeda Lizarazo
universidad de américa

José Arturo León velázquez
universidad autónoma de Sinaloa

Germán viveros cobo
colegio Lacordaire - Dominicos

Julio Óscar Quintana Grado
universidad autónoma de chihuahua

Jorge e. Granados A
Fundación universidad autónoma de colombia

Luis Alfonso Guerrero Rodríguez

universidad Panamericana campus Bonaterra

PeRÚ

nely Ríos Donato
universidad de Guadalajara

susana esther Morales cabeza
universidad Nacional de Piura

oralia orduño Fragoza
universidad de Sonora

tulio Guido vignolo Boggio
universidad Nacional de Piura

Fredy cuéllar Robles
instituto Tecnológico de Toluca

césar Augusto Loayza Morales
universidad Nacional del centro del Perú

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química
Décima EDición


Raymond chang
Williams College

Revisión técnica

Rodolfo Álvarez Manzo
Departamento de Química Orgánica
Facultad de Química
Universidad Nacional Autónoma de México

silvia Ponce López
Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores
de Monterrey, Campus Monterrey

Rosa Zugazagoitia Herranz
Universidad Autónoma Metropolitana
Unidad Xochimilco

MÉXICO • BOGOTÁ • BUENOS AIRES • CARACAS • GUATEMALA • MADRID • NUEVA YORK
SAN JUAN • SANTIAGO • SÃO pAULO • AUCKLAND • LONDRES • MILÁN • MONTREAL
NUEVA DELHI • SAN FRANCISCO • SINGApUR • ST. LOUIS • SIDNEY • TORONTO

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Director Higher education: miguel Ángel Toledo castellanos
editor sponsor: Pablo E. Roig V.
coordinadora editorial: marcela i. Rocha martínez

editora de desarrollo: ana L. Delgado Rodríguez
supervisor de producción: Zeferino García García
traducción: Erika Jasso Hernán D’Borneville
QuíMicA
Décima edición
Prohibida la reproducción total o parcial de esta obra,
por cualquier medio, sin la autorización escrita del editor.

DEREcHOS RESERVaDOS © 2010 respecto a la sexta edición en español por
mcGRaW-HiLL/iNTERamERicaNa EDiTORES, S.a. DE c.V.
A Subsidiary of The McGraw-Hill Companies, Inc.
Edificio Punta Santa Fe
Prolongación Paseo de la Reforma 1015, Torre a
Piso 17, colonia Desarrollo Santa Fe,
Delegación Álvaro Obregón
c.P. 01376, méxico, D. F.
miembro de la cámara Nacional de la industria Editorial mexicana, Reg. Núm. 736
isBn: 978-607-15-0307-7
(iSBN edición anterior: 970-10-6111-X)

Traducido de la décima edición de: chemistry, by Raymond chang,
copyright © 2010 by The mcGraw-Hill companies, inc. all rights
reserved.
iSBN: 978-007-351109-2

1234567890

19876543210

impreso en méxico


Printed in Mexico

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acERca DEL auTOR

Raymond chang nació en Hong Kong y creció en Shangai
y en Hong Kong. Obtuvo la licenciatura en química por la London university, en inglaterra y se doctoró en química en Yale university.
Después de realizar su investigación posdoctoral en Washington university y enseñar durante un año en Hunter college of the city university
of New York, se unió al Departamento de química en Williams college,
donde ha enseñado desde 1968.
El profesor chang ha prestado sus servicios en el american chemical
Society Examination committee, el National chemistry Olympiad Examination committee y el Graduate Record Examinations (GRE) committee. Es editor de la obra titulada The Chemical Educator. chang ha escrito
libros sobre fisicoquímica, química industrial y ciencia física. También ha
participado como autor de libros sobre el idioma chino, libros infantiles de
fotografías y una novela de literatura juvenil.
Para relajarse, el doctor chang cultiva un jardín selvático, juega tenis,
ping-pong, toca la armónica y practica el violín.

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1
2

3
4
5
6
7
8
9
10

química. El estudio del cambio

11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22

Fuerzas intermoleculares y líquidos y sólidos

23
24
25


química nuclear

Átomos, moléculas y iones

40

Relaciones de masa en las reacciones químicas
Reacciones en disolución acuosa
Gases

78

120

172

Termoquímica

228

Teoría cuántica y la estructura electrónica de los átomos
Relaciones periódicas entre los elementos
Enlace químico i: conceptos básicos

274

322

364


Enlace químico ii: Geometría molecular e hibridación de orbitales
atómicos 408
Propiedades físicas de las disoluciones
cinética química
Ácidos y bases

460

512

556

Equilibrio químico

614

658

Equilibrios ácido-base y equilibrios de solubilidad
química en la atmósfera
Electroquímica

712

768

Entropía, energía libre y equilibrio

800


836

metalurgia y la química de los metales

884

Elementos no metálicos y sus compuestos

912

química de los metales de transición y compuestos de
coordinación 952
química orgánica

986
1024

Polímeros orgánicos sintéticos y naturales

APénDice
APénDice
APénDice
APénDice

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2

1
2

3
4

1060

Derivación de los nombres de los elementos
unidades para la constante de los gases
Datos termodinámicos a 1 atm y 25°c
Operaciones matemáticas

a-1

a-7
a-8

a-13

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Prefacio xxi
Herramientas para obtener mayor provecho xxvi
Nota para el estudiante xxx

química. El estudio del cambio 2
1.1
1.2
1.3

química: una ciencia para el siglo xxi 2

Estudio de la química 7
El método científico 8
QUíMICA en acción
El helio primordial y la teoría del Big Bang 10

1.4
1.5
1.6
1.7

clasificación de la materia 10
Los tres estados de la materia 13
Propiedades físicas y químicas de la materia 14
mediciones 16
QUíMICA en acción
La importancia de las unidades 21

1.8
1.9

manejo de los números

22

análisis dimensional en la resolución de problemas 27
Ecuaciones básicas 31
Resumen de conceptos 31
Términos básicos 31
Preguntas y problemas 32
MISTERIO de la química

La desaparición de los dinosaurios 38

Átomos, moléculas y iones 40
2.1
2.2
2.3
2.4

Teoría atómica 42
Estructura del átomo 43
Número atómico, número de masa e isotopos 49
La tabla periódica 51
QUíMICA en acción
Distribución de los elementos en la Tierra y en los sistemas vivos 52

2.5
2.6
2.7

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moléculas y iones 53
Fórmulas químicas 55
Nomenclatura de los compuestos 59

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viii


contenido

2.8

introducción a los compuestos orgánicos 68
Ecuaciones básicas 70
Resumen de conceptos 70
Términos básicos 70
Preguntas y problemas 71

Relaciones de masa en las reacciones
químicas 78
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
3.10

masa atómica 80
Número de avogadro y masa molar de un elemento 81
masa molecular 85
Espectrómetro de masas 88
composición porcentual de los compuestos 88
Determinación experimental de fórmulas empíricas 92
Reacciones químicas y ecuaciones químicas 94

cantidades de reactivos y productos 99
Reactivo limitante 103
Rendimiento de reacción 106
QUíMICA en acción
Fertilizantes químicos 108
Ecuaciones básicas 109
Resumen de conceptos 109
Términos básicos 109
Preguntas y problemas 110

Reacciones en disolución acuosa 120
4.1
4.2

Propiedades generales de las disoluciones acuosas 122
Reacciones de precipitación 124
QUíMICA en acción
Una reacción de precipitación indeseable 129

4.3
4.4

Reacciones ácido-base 129
Reacciones de oxidación-reducción 135
QUíMICA en acción
Alcoholímetro 146

4.5
4.6
4.7

4.8

concentración de las disoluciones 147
análisis gravimétrico 151
Valoraciones ácido-base 153
Valoraciones redox 156
QUíMICA en acción
Metal proveniente del mar 158
Ecuaciones básicas 159
Resumen de conceptos 159

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contenido

ix

Términos básicos 160
Preguntas y problemas 160
MISTERIO de la química
¿Quién asesinó a Napoleón? 170

Gases 172
5.1
5.2
5.3
5.4

5.5
5.6
5.7

Sustancias que existen como gases 174
Presión de un gas 175
Leyes de los gases 179
Ecuación del gas ideal 185
Estequiometría de los gases 194
Ley de Dalton de las presiones parciales 196
Teoría cinética molecular de los gases 201
QUíMICA en acción
El buceo y las leyes de los gases 202
QUíMICA en acción
Átomos superenfriados 210

5.8

Desviación del comportamiento ideal 211
Ecuaciones básicas 214
Resumen de conceptos 214
Términos básicos 215
Preguntas y problemas 215
MISTERIO de la química
Sin oxígeno 226

Termoquímica 228
6.1
6.2
6.3


naturaleza y tipos de energía 230
cambios de energía en las reacciones químicas 231
introducción a la termodinámica 233
QUíMICA en acción
Fabricar nieve e inflar un neumático de bicicleta 239

6.4
6.5

Entalpía de las reacciones químicas 239
calorimetría 245
QUíMICA en acción
Valores energéticos de los alimentos y otras sustancias 251

6.6

Entalpía estándar de formación y de reacción 252
QUíMICA en acción
Cómo se defiende el escarabajo bombardero 257

6.7

calor de disolución y de dilución 258
Ecuaciones básicas 261
Resumen de conceptos 261

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x

contenido

Términos básicos 262
Preguntas y problemas 262
MISTERIO de la química
El neumático explosivo 272

Teoría cuántica y la estructura electrónica
de los átomos 274
7.1
7.2
7.3

De la física clásica a la teoría cuántica 276
El efecto fotoeléctrico 280
Teoría de Bohr del átomo de hidrógeno 282
QUíMICA en acción
Láser: la luz esplendorosa 288

7.4

La naturaleza dual del electrón 288
QUíMICA en acción
Microscopia electrónica 292

7.5

7.6
7.7
7.8
7.9

mecánica cuántica 293
Números cuánticos 294
Orbitales atómicos 297
configuración electrónica 300
El principio de construcción 307
Ecuaciones básicas 311
Resumen de conceptos 311
Términos básicos 312
Preguntas y problemas 312
MISTERIO de la química
Descubrimiento del helio y el surgimiento y caída del coronio 320

Relaciones periódicas entre
los elementos 322
8.1
8.2
8.3

Desarrollo de la tabla periódica 324
clasificación periódica de los elementos 326
Variaciones periódicas de las propiedades físicas 330
QUíMICA en acción
¿El tercer elemento líquido? 337

8.4

8.5
8.6

Energía de ionización 337
afinidad electrónica 341
Variación de las propiedades químicas de los elementos
representativos 344
QUíMICA en acción
El descubrimiento de los gases nobles 355

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xi

contenido

Ecuaciones básicas 356
Resumen de conceptos 356
Términos básicos 356
Preguntas y problemas 356

Enlace químico i: conceptos básicos 364
9.1
9.2
9.3

Símbolos de puntos de Lewis 366

Enlace iónico 367
Energía reticular de los compuestos iónicos 369
QUíMICA en acción
Cloruro de sodio: un compuesto iónico común e importante 373

9.4
9.5
9.6
9.7
9.8
9.9

Enlace covalente 374
Electronegatividad 377
Escritura de las estructuras de Lewis 380
carga formal y estructura de Lewis 383
El concepto de resonancia 386
Excepciones a la regla del octeto 389
QUíMICA en acción
Sólo diga NO 393

9.10 Entalpía de enlace 394
Ecuaciones básicas 399
Resumen de conceptos 399
Términos básicos 399
Preguntas y problemas 399

Enlace químico ii: Geometría molecular
e hibridación de orbitales atómicos 408
10.1 Geometría molecular 410

10.2 momento dipolar 420
QUíMICA en acción
Los hornos de microondas: el momento dipolar en acción 424

10.3
10.4
10.5
10.6
10.7
10.8

Teoría de enlace valencia 424
Hibridación de orbitales atómicos 428
Hibridación en moléculas que contienen enlaces dobles y triples 437
Teoría de orbitales moleculares 440
configuraciones de orbitales moleculares 443
Orbitales moleculares deslocalizados 448
QUíMICA en acción
El buckybalón ¿un balón cualquiera? 450
Ecuaciones básicas 452
Resumen de conceptos 452
Términos básicos 453
Preguntas y problemas 453

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xii


contenido

Fuerzas intermoleculares y líquidos
y sólidos 460
11.1
11.2
11.3
11.4

Teoría cinética molecular de líquidos y sólidos 462
Fuerzas intermoleculares 463
Propiedades de los líquidos 469
Estructura cristalina 472
QUíMICA en acción
¿Por qué los lagos se congelan desde la superficie hacia el fondo? 473

11.5 Difracción de rayos X de estructuras cristalinas 480
11.6 Tipos de cristales 482
QUíMICA en acción
Superconductores a altas temperaturas 486

11.7 Sólidos amorfos 486
QUíMICA en acción
Y todo por un botón 488

11.8 cambios de fase 489
11.9 Diagramas de fases 498
QUíMICA en acción
Hervir un huevo en la cima de una montaña, las ollas de presión

y el patinaje sobre hielo 500
QUíMICA en acción
Cristales líquidos 501
Ecuaciones básicas 503
Resumen de conceptos 503
Términos básicos 504
Preguntas y problemas 504

Propiedades físicas de las disoluciones 512
12.1
12.2
12.3
12.4
12.5

Tipos de disoluciones 514
Enfoque molecular del proceso de disolución 515
unidades de concentración 517
Efecto de la temperatura en la solubilidad 521
Efecto de la presión en la solubilidad de los gases 524
QUíMICA en acción
El lago asesino 526

12.6 Propiedades coligativas de las disoluciones de no electrólitos 526
12.7 Propiedades coligativas de las disoluciones de electrólitos 539
QUíMICA en acción
Desalinización 541

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xiii

contenido

12.8 coloides 541
Ecuaciones básicas 545
Resumen de conceptos 545
Términos básicos 545
Preguntas y problemas 546
MISTERIO de la química
El cuchillo equivocado 554

cinética química 556
13.1 La rapidez de una reacción 558
13.2 La ley de rapidez 565
13.3 Relación entre la concentración de reactivos y el tiempo 569
QUíMICA en acción
Determinación de la edad del Sudario de Turín 580

13.4 constantes de rapidez y su dependencia de la energía de activación
y de la temperatura 582

13.5 mecanismos de reacción 588
QUíMICA en acción
Femtoquímica 593

13.6 catálisis 594

Ecuaciones básicas 601
Resumen de conceptos 602
Términos básicos 602
Preguntas y problemas 602

Equilibrio químico 614
14.1
14.2
14.3
14.4
14.5

El concepto de equilibrio y la constante de equilibrio 616
Escritura de las expresiones de las constantes de equilibrio 618
Relación entre cinética química y equilibrio químico 630
¿qué información proporciona la constante de equilibrio? 632
Factores que afectan el equilibrio químico 638
QUíMICA en acción
La vida a grandes alturas y la producción de hemoglobina 645
QUíMICA en acción
El proceso Haber 646
Ecuaciones básicas 646
Resumen de conceptos 646
Términos básicos 647
Preguntas y problemas 648

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xiv

contenido

Ácidos y bases 658
15.1
15.2
15.3
15.4
15.5
15.6
15.7

Ácidos y bases de Brønsted 660

15.8
15.9
15.10
15.11
15.12

Ácidos dipróticos y polipróticos 681

Propiedades ácido-base del agua 661
El pH: una medida de la acidez 663
Fuerza de los ácidos y las bases 666
Ácidos débiles y la constante de ionización de un ácido 670
Bases débiles y la constante de ionización de una base 678
Relación entre las constantes de ionización de los ácidos y sus

bases conjugadas 680
Estructura molecular y fuerza de los ácidos 685
Propiedades ácido-base de las sales 689
Propiedades ácido-base de los óxidos y los hidróxidos 695
Ácidos y bases de Lewis 697
QUíMICA en acción
Antiácidos y el balance del pH en el estómago 698
Ecuaciones básicas 701
Resumen de conceptos 701
Términos básicos 702
Preguntas y problemas 702
MISTERIO de la química
La descomposición de los papeles 710

Equilibrios ácido-base y equilibrios
de solubilidad 712
16.1 comparación entre los equilibrios homogéneo y heterogéneo
en disolución 714

16.2 Efecto del ion común 714
16.3 Disoluciones amortiguadoras 717
16.4 Valoraciones ácido-base 723
QUíMICA en acción
Mantenimiento del pH de la sangre 724

16.5
16.6
16.7
16.8
16.9

16.10

indicadores ácido-base 732
Equilibrios de solubilidad 735
Separación de iones por precipitación fraccionada 742
El efecto del ion común y la solubilidad 744
El pH y la solubilidad 746
Los equilibrios de iones complejos y la solubilidad 749
QUíMICA en acción
¿Cómo se forma un cascarón de huevo? 753

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contenido

xv

16.11 aplicación del principio del producto de solubilidad
al análisis cualitativo 754
Ecuaciones básicas 756
Resumen de conceptos 757
Términos básicos 757
Preguntas y problemas 757
MISTERIO de la química
Un duro bocadillo 766

química en la atmósfera 768

17.1
17.2
17.3
17.4
17.5
17.6
17.7
17.8

atmósfera terrestre 770
Fenómenos en las capas externas de la atmósfera 773
Destrucción del ozono en la estratosfera 775
Volcanes 780
Efecto invernadero 781
Lluvia ácida 785
Esmog fotoquímico 789
contaminación doméstica 791
Resumen de conceptos 794
Términos básicos 794
Preguntas y problemas 794

Entropía, energía libre y equilibrio 800
18.1
18.2
18.3
18.4

Las tres leyes de la termodinámica 802
Procesos espontáneos 802
Entropía 803

Segunda ley de la termodinámica 808
QUíMICA en acción
La eficiencia de las máquinas térmicas 814

18.5 Energía libre de Gibbs 814
18.6 Energía libre y equilibrio químico 821
18.7 Termodinámica en los sistemas vivos 825
QUíMICA en acción
La termodinámica de una liga 826
Ecuaciones básicas 828
Resumen de conceptos 828
Términos básicos 828
Preguntas y problemas 829

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xvi

contenido

Electroquímica 836
19.1
19.2
19.3
19.4
19.5
19.6


Reacciones redox 838
celdas galvánicas 841
Potenciales estándar de reducción 843
Termodinámica de las reacciones redox

849

Efecto de la concentración sobre la fem de la celda 852
Baterías 857
QUíMICA en acción
Energía bacteriana 861

19.7 corrosión 862
19.8 Electrólisis 866
QUíMICA en acción
Molestia producida por las amalgamas dentales 871
Ecuaciones básicas 872
Resumen de conceptos 873
Términos básicos 873
Preguntas y problemas 873
MISTERIO de la química
Agua sucia 882

metalurgia y la química de los metales 884
20.1
20.2
20.3
20.4
20.5

20.6
20.7

Presencia de los metales 886
Procesos metalúrgicos 886
Teoría de las bandas de conductividad eléctrica 894
Tendencias periódicas de las propiedades metálicas 896
metales alcalinos 897
metales alcalinotérreos 901
aluminio 903
QUíMICA en acción
Reciclamiento de aluminio 906
Resumen de conceptos 906
Términos básicos 907
Preguntas y problemas 908

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contenido

xvii

Elementos no metálicos y sus
compuestos 912
21.1 Propiedades generales de los no metales 914
21.2 Hidrógeno 914
QUíMICA en acción

Hidrógeno metálico 919

21.3 carbono 920
QUíMICA en acción
Gas sintético a partir del carbón 923

21.4 Nitrógeno y fósforo 924
QUíMICA en acción
Nitrato de amonio: el fertilizante explosivo 931

21.5 Oxígeno y azufre 932
21.6 Halógenos 939
Resumen de conceptos 946
Términos básicos 946
Preguntas y problemas 947

química de los metales de transición y
compuestos de coordinación 952
22.1
22.2
22.3
22.4
22.5

Propiedades de los metales de transición 954
La química del hierro y del cobre 957
compuestos de coordinación 959
Estructura de los compuestos de coordinación 964
El enlace en los compuestos de coordinación:
teoría de campo cristalino 967


22.6 Reacciones de los compuestos de coordinación 973
22.7 aplicaciones de los compuestos de coordinación 974
QUíMICA en acción
Compuestos de coordinación en los sistemas vivos 976
Ecuaciones básicas 976
Resumen de conceptos 976
QUíMICA en acción
Cisplatino: el medicamento anticancerígeno 978
Términos básicos 978
Preguntas y problemas 978
MISTERIO de la química
Datación de pinturas con el azul de Prusia 984

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xviii

contenido

química nuclear 986
23.1
23.2
23.3
23.4
23.5


Naturaleza de las reacciones nucleares 988
Estabilidad nuclear 990
Radiactividad natural 995
Transmutación nuclear 999
Fisión nuclear 1001
QUíMICA en acción
El reactor de fisión nuclear de la naturaleza 1006

23.6 Fusión nuclear 1007
23.7 aplicaciones de los isótopos 1010
23.8 Efectos biológicos de la radiación 1012
QUíMICA en acción
Irradiación de los alimentos 1014
QUíMICA en acción
Terapia por captura neutrónica de boro 1015
Ecuaciones básicas 1015
Resumen de conceptos 1016
Términos básicos 1016
Preguntas y problemas 1016
MISTERIO de la química
El arte de la falsificación en el siglo xx 1022

química orgánica 1024
24.1 clases de compuestos orgánicos 1026
24.2 Hidrocarburos alifáticos 1026
QUíMICA en acción
El hielo que se quema 1038

24.3 Hidrocarburos aromáticos 1039
24.4 química de los grupos funcionales 1042

QUíMICA en acción
La industria del petróleo 1048
Resumen de conceptos 1051
Términos básicos 1051
Preguntas y problemas 1051
MISTERIO de la química
Desaparición de huellas digitales 1058

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contenido

xix

Polímeros orgánicos sintéticos y
naturales 1060
25.1 Propiedades de los polímeros 1062
25.2 Polímeros orgánicos sintéticos 1062
25.3 Proteínas 1067
QUíMICA en acción
Anemia falciforme: una enfermedad molecular 1074

25.4 Ácidos nucleicos 1076
QUíMICA en acción
Huella digital del ADN 1079
Resumen de conceptos 1080
Términos básicos 1080

Preguntas y problemas 1080
MISTERIO de la química
Una historia que le erizará los cabellos 1084

APénDice 1 Derivación de los nombres de los elementos a-1
APénDice 2 unidades para la constante de los gases a-7
APénDice 3 Datos termodinámicos a 1 atm y 25°c a-8
APénDice 4 Operaciones matemáticas a-13
Glosario G-1
Respuestas a las preguntas pares R-1
Créditos C-1
Índice I-1

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D

esde la primera edición, mi intención ha sido escribir un texto de química general que ofrezca una
base firme de conceptos y principios químicos, y
que inculque en los estudiantes el reconocimiento de la función tan vital que la química desempeña en nuestra vida cotidiana. Es responsabilidad del autor del libro de texto ayudar
tanto al estudiante como al maestro a lograr este objetivo;
por eso, este libro contiene una amplia gama de temas presentados en una secuencia lógica. Siempre que ha sido posible, he intentado equilibrar la teoría y la práctica, así como

ilustrar los principios básicos con ejemplos comunes.
En esta décima edición, como en las anteriores, mi
meta ha sido crear un texto que explique con claridad conceptos abstractos, lo bastante conciso para no abrumar a los
estudiantes con información extraña e innecesaria, pero lo
suficientemente amplio para prepararlos para el siguiente
nivel de aprendizaje. Los comentarios alentadores que he
recibido de maestros y estudiantes me han convencido de la
eficacia de este método.

Lo nuevo en esta edición
• Se han agregado muchos problemas nuevos de final
de capítulo con la representación gráfica de moléculas,
para poner a prueba las habilidades de comprensión
conceptual y razonamiento crítico del estudiante. Los
problemas más desafiantes se incluyen bajo la sección
“Problemas especiales”.
• En el capítulo 10 se incluyeron nuevos diagramas
orbitales moleculares generados por computadora.
• Se han revisado y actualizado muchas secciones con
base en los comentarios de revisores y usuarios. algunos ejemplos incluyen:
— Tratamiento revisado de las cantidades de reactivos y productos en el capítulo 3.
— Explicación revisada de las ecuaciones termoquímicas en el capítulo 6.
— cobertura ampliada de la carga nuclear efectiva en
el capítulo 8.
— Tratamiento revisado del factor de orientación en el
capítulo 13.
— análisis revisado de la entropía en el capítulo 18.

— Nueva sección agregada de química en acción (Terapia por captura neutrónica de boro) en el capítulo
23.


Resolución de problemas
Desarrollar las habilidades de resolución de problemas
siempre ha sido uno de los objetivos primordiales de este
texto. Las dos principales categorías de instrumentos para
el aprendizaje son los ejemplos solucionados y los problemas de final de capítulo. muchos de ellos presentan piezas
adicionales de conocimiento y permiten al estudiante resolver un problema que un químico resolvería. Los ejemplos
y problemas muestran a los estudiantes el mundo real de la
química y aplicaciones para las situaciones cotidianas.
• ejemplos resueltos siguen una estrategia probada de
resolución paso por paso y su solución.
— enunciación del problema es la presentación de
los datos necesarios para resolver el problema con
base en la pregunta formulada.
— estrategia es un plan o método cuidadosamente
diseñado para tener una importante función didáctica.
— solución es el proceso de resolver por etapas un
problema determinado.
— verificación permite al estudiante verificar y comparar con la fuente de información para asegurarse
de que la respuesta sea razonable.
— ejercicio de práctica ofrece la oportunidad de resolver un problema similar con el fin de obtener
destreza en la resolución de este tipo de problemas.
La nota al margen enlista problemas similares adicionales para trabajar en la sección de problemas al
final del capítulo.
• Problemas de final de capítulo están organizados de
varias formas. cada sección comprendida debajo de un
encabezado temático comienza con Preguntas de repaso
seguidas por Problemas. La sección de Problemas adicionales ofrece más problemas no organizados por secciones. Por último, la sección “Problemas especiales”
contiene problemas con un mayor grado de dificultad.


xxi

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xxii

Prefacio

visualización
• Gráficas y diagramas de flujo son importantes en
ciencia. En Química, los diagramas de flujo muestran el
proceso mental de un concepto y las gráficas presentan
datos para comprender el concepto.
• Representación molecular aparece en varios formatos
y tiene diferentes funciones. Los modelos moleculares
ayudan a visualizar las distribuciones atómicas tridimensionales de las moléculas. Finalmente, la representación macroscópica a microscópica, ayuda a los estudiantes a comprender procesos en el nivel molecular.
• Fotografías ayudan a los estudiantes a familiarizarse
con los químicos y a comprender cómo se presentan
realmente las reacciones químicas.
• imágenes de aparatos permiten al estudiante visualizar la distribución real de un laboratorio químico.

Ayudas para el estudio
ambientación
un despliegue de dos páginas al inicio de cada capítulo
consta de las secciones: sumario del capítulo y avance del
capítulo.
• sumario del capítulo permite al estudiante captar rápidamente el panorama de las principales ideas que se

exponen en él.

mismo tipo. Las respuestas a los Ejercicios de práctica
se presentan al final de los problemas del capítulo.
• Revisión de conceptos permite al estudiante evaluar si
ha comprendido el concepto presentado en cada sección.
• ecuaciones básicas se presentan dentro de cada capítulo y se resaltan para captar la atención del estudiante en
cuanto al material que necesita comprender y recordar.
También se presentan como parte del resumen de cada
capítulo y son fácilmente identificables para fines de
repaso y estudio.
• Resumen de conceptos ofrece un repaso rápido de los
conceptos presentados y analizados a detalle dentro de
cada capítulo.
• Palabras clave son listas de todos los términos importantes para ayudar al estudiante a comprender el lenguaje de la química.

Ponga a prueba sus conocimientos
• Revisión de conceptos permite al estudiante hacer una
pausa y poner a prueba su comprensión del concepto
presentado y analizado en determinada sección.
• Problemas de final de capítulo Permiten al estudiante
poner en práctica sus habilidades de pensamiento crítico y resolución de problemas. Los problemas se dividen en diferentes tipos:

Herramientas didácticas

— Por sección de capítulo. Desde las Preguntas de
repaso que ponen a prueba la comprensión conceptual básica, hasta los Problemas que prueban la
habilidad del estudiante para la resolución de problemas pertenecientes a esa sección particular del
capítulo.


Química abunda en ayudas didácticas útiles que se deben
usar de manera constante para reforzar la comprensión de
los conceptos químicos.

— Los Problemas adicionales utilizan el lenguaje obtenido de las diferentes secciones y capítulos previos para su resolución.

• Avance del capítulo ofrece al estudiante una síntesis de
los conceptos que se presentarán en el mismo.

• notas al margen se utilizan para dar sugerencias, pistas e información con el fin de enriquecer la base cognitiva del estudiante.
• ejemplos resueltos junto con el Ejercicio de práctica,
son una herramienta didáctica muy importante para el
dominio de la química. Los pasos para la resolución de
problemas guían al estudiante a través del pensamiento
crítico necesario para dominar esta materia. usar esquemas lo ayudará a comprender el funcionamiento interno de un problema (vea el ejemplo 6.1 de la página
237). una nota al margen muestra problemas similares
en la sección de problemas al final del capítulo, lo que
permite aplicar un nuevo enfoque a otros problemas del

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— La sección de Problema especial contiene problemas más difíciles idóneos para proyectos grupales.

Relevancia práctica
En todo el libro se presentan ejemplos interesantes de las diferentes manifestaciones cotidianas de la química. Se usan
analogías para ayudar a mejorar la comprensión de conceptos químicos abstractos.
• Problemas de final de capítulo presentan muchas preguntas relevantes para el estudiante. Ejemplos: ¿Por
qué en ocasiones los entrenadores de natación vierten

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Prefacio

una gota de alcohol en el oído de los nadadores para extraer el agua? ¿cómo se estima la presión en un envase
de refresco carbonatado antes de destaparlo?
• Química en acción son recuadros que aparecen en cada capítulo y que presentan una variedad de temas, cada
uno con su propia historia de la manera en que la química puede afectar una parte de la vida. El estudiante
aprenderá aspectos de la ciencia del buceo y la medicina nuclear, entre muchos otros temas interesantes.
• Misterio químico presenta al estudiante un caso misterioso. Varias preguntas químicas ofrecen pistas acerca de cómo se podría resolver el misterio. “misterio
químico” fomentará un grado de nivel de pensamiento crítico gracias a los pasos básicos para la resolución
de problemas desarrollados a lo largo del texto.

Agradecimientos
me gustaría agradecer a los siguientes revisores y participantes de simposios cuyos comentarios fueron muy valiosos
para mí en la preparación de esta revisión:
michael abraham University of Oklahoma
michael adams Xavier University of Louisiana
Elizabeth aerndt Community College of Rhode Island
Francois amar University of Maine
Taweechai amornsakchai, Mahidol University
Dale E. arrington Colorado School of Mines
mufeed m. Basti North Carolina A&T State University
Laurance Beauvais San Diego State University
Vladimir Benin University of Dayton
miriam Bennett San Diego State University
christine V. Bilicki Pasadena City College
John J. Blaha Columbus State Community College
mary Jo Bojan Pennsylvania State University
Steve Boone Central Missouri State University

Timothy Brewer Eastern Michigan University
michelle m. Brooks College of Charleston
Philip Brucat University of Florida
John D. Bugay Kilgore College
maureen Burkhart Georgia Perimeter College
William Burns Arkansas State University
Stuart Burris Western Kentucky University
Les Butler Louisiana State University
Bindu chakravarty Houston Community College
Liwei chen Ohio University
Tom clausen University of Alaska–Fairbanks
allen clabo Francis Marion University

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xxiii

Barbara cole University of Maine
W. Lin coker iii Campbell University
Darwin Dahl Western Kentucky University
Erin Dahlke Loras College
Gary DeBoer LeTourneau University
Dawn De carlo University of Northern Iowa
Richard Deming California State University–Fullerton
Gregg Dieckman University of Texas at Dallas
michael Doughty Southeastern Louisiana University
Bill Durham University of Arkansas
David Easter Texas State University–San Marcos
Deborah Exton University of Oregon
David Frank California State University–Fresno

John Gelder Oklahoma State University
Leanna c. Giancarlo University of Mary Washington
Kenneth Goldsby Florida State University
Eric Goll Brookdale Community College
John Gorden Auburn University
Todor Gounev University of Missouri–Kansas City
Thomas Gray University of Wisconsin–Whitewater
alberto Haces Florida Atlantic University
michael Hailu Columbus State Community College
Randall Hall Louisiana State University
Ewan Hamilton Ohio State University at Lima
Gerald Handschuh Kilgore College
michael a. Hauser St. Louis Community College
Daniel Lee Heglund South Dakota School of Mines
Brad Herrick Colorado School of Mines
Huey Hoon HNG, Nanyang Technological University
Byron E. Howell Tyler Junior College
Lee Kim Hun, NUS High School of Math and Science
Tara Hurt East Mississippi Community College
Wendy innis-Whitehouse University of Texas at
Pan American
Jongho Jun, Konkuk University
Jeffrey Keaffaber University of Florida
michael Keck Emporia State University
myungHoon Kim Georgia Perimeter College
Jesudoss Kingston Iowa State University
Pamela Kraemer Northern Virginia Community College
Bette a. Kreuz University of Michigan–Dearborn
Jothi V. Kumar North Carolina A&T State University
Joseph Kushick Amherst College

Richard H. Langley Stephen F. Austin State University
William Lavell Camden County College

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xxiv

Prefacio

Daniel B. Lawson University of Michigan–Dearborn
Young Sik Lee, Kyung Hee University
clifford Lemaster Ball State University
Neocles Leontis Bowling Green State University
alan F. Lindmark Indiana University Northwest
Teh Yun Ling, NUS High School of Maths and Science
arthur Low Tarleton State University
Jeanette madea Broward Community College
Steve malinak Washington Jefferson College
Diana malone Clarke College
c. michael mccallum University of the Pacific
Lisa mccaw University of Central Oklahoma
Danny mcGuire Carmeron University
Scott E. mcKay Central Missouri State University
John milligan Los Angeles Valley College
Jeremy T. mitchell-Koch Emporia State University
John mitchell University of Florida
John T. moore Stephan F. Austin State University
Bruce moy College of Lake County
Richard Nafshun Oregon State University

Jim Neilan Volunteer State Community College
Glenn S. Nomura Georgia Perimeter College
Frazier Nyasulu Ohio University
maryKay Orgill University of Nevada–Las Vegas
Jason Overby College of Charleston
m. Diane Payne Villa Julie College
Lester L. Pesterfield Western Kentucky University
Richard Petersen University of Memphis
Joanna Piotrowska Normandale Community College
amy Pollock Michigan State University–East Lansing
William quintana New Mexico State University
Edward quitevis Texas Tech University
Jeff Rack Ohio University
Lisa Reece Ozarks Technical Community College
michelle Richards-Babb West Virginia University
Jim D. Roach Emporia State University
Rojrit Rojanathanes, Chulalongkorn University
Steve Rowley Middlesex County College
Kresimir Rupnik Louisiana State University
Somnath Sarkar Central Missouri State University
Jerry Sarquis Miami University
Susan Scheble Metropolitan State College of Denver
Raymond Scott University of Mary Washington
Thomas Selegue Pima Community College
Sheila R. Smith University of Michigan–Dearborn

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David Speckhard Loras College
Rick Spinney Ohio State University

David Son Southern Methodist University
Larry O. Spreer University of the Pacific
Shane Street University of Alabama
Satoshi Takara University of Hawaii
Kimberly Trick University of Dayton
Bridget Trogden Mercer University
cyriacus uzomba Austin Community College
John B. Vincent University of Alabama
Thomas Webb Auburn University
Lyle Wescott University of Mississippi
Wayne Wesolowski University of Arizona
Ken Williams Francis Marion University
W.T. Wong, The University of Hong Kong
Troy Wood University of Buffalo
Gloria a. Wright Central Connecticut State University
Stephanie Wunder Temple University
christine Yerkes University of Illinois
Timothy Zauche University of Wisconsin–Platteville
William Zoller University of Washington
También agradezco a las siguientes personas por todos sus
comentarios y sugerencias:
mufeed Basti North Carolina A&T
Ken Goldsby Florida State University
John Hagen California Polytechnic University
Joseph Keane Muhlenberg College
Richard Nafshun Oregon State University
michael Ogawa Bowling Green State University
Jason Overby College of Charleston
John Pollard University of Arizona
William quintana New Mexico State University

Troy Wood University of Buffalo
Kim Woodrum University of Kentucky
También me gustaría agradecer al doctor Enrique Peacock-Lopez y Desire Gijima por los diagramas orbitales generados por computadora del capítulo 10.
como siempre, me he beneficiado de las discusiones
con mis colegas del Williams college y de la correspondencia con los profesores de ahí y del extranjero.
Es un placer agradecer el apoyo que me han otorgado
los siguientes miembros de la división de estudios universitarios de mcGraw-Hill: Tammy Ben, Doug Dinardo, chad
Grall, Kara Kudronowicz, mary Jane Lampe, marty Lange,
michael Lange, Kent Peterson y Kurt Strand. En particular,

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