Posgrado
  1. Química Física  1.1. Termodinámica  1.1.1. Leyes de la Termodinámica  1.1.2. Entalpía y capacidad calorífica  1.1.3. Entropía y energía libre  1.1.4. Equilibrio de Fase  1.1.5. Termodinámica estadística  1.1.6. Ciclo termodinámico  1.1.7. Fugacidad y actividad  1.2. Química Cuántica  1.2.1. Principios de la mecánica cuántica  1.2.2. Ecuación de Schrödinger  1.2.3. Partícula en una caja  1.2.4. Operadores y valores propios  1.2.5. Orbitales atómicos  1.2.6. Teoría de orbitales moleculares  1.2.7. Teoría de perturbaciones  1.2.8. Teoría del enlace de valencia  1.2.9. Hibridación y enlace químico  1.3. Cinética química  1.3.1. Leyes de velocidad y mecanismos de reacción  1.3.2. Teoría de colisiones  1.3.3. Teoría del estado de transición  1.3.4. Cinética Enzimática  1.3.5. Reacciones en cadena y polimerización  1.3.6. Reacciones fotoquímicas  1.4. Mecánica estadística  1.4.1. Función de partición  1.4.2. Funciones de distribución molecular  1.4.3. Distribución de Boltzmann  1.4.4. Estadísticas de Bose–Einstein y Fermi–Dirac  1.5. Espectroscopía  1.5.1. Espectroscopía Rotacional  1.5.2. Espectroscopia Vibracional  1.5.3. Espectroscopía Electrónica  1.5.4. Espectroscopia de resonancia magnética nuclear  1.5.5. Espectrometría de Masas  1.5.6. Espectroscopía Raman  1.5.7. Espectroscopía de resonancia paramagnética electrónica  1.6. Química de superficies y coloides  1.6.1. Isoterma de absorción  1.6.2. Tensión superficial y mojado  1.6.3. Estabilidad Coloidal  1.6.4. Catalisis  1.6.5. Emulsiones y micelas  1.7. Electroquímica  1.7.1. Ecuación de Nernst  1.7.2. Células electroquímicas  1.7.3. Conductividad y movilidad  1.7.4. Guerra  1.7.5. Celdas de combustible  1.7.6. Electrólisis
  2. Química orgánica  2.1. Mecanismo de reacción  2.1.1. Reacciones de sustitución nucleofílica  2.1.2. Reacciones de adición electrofílica  2.1.3. Reacciones de eliminación  2.1.4. Reacciones de reordenamiento  2.1.5. Reacciones radicales  2.1.6. Reacciones pericíclicas  2.2. Espectroscopia y determinación estructural  2.2.1. Espectroscopía UV-Vis  2.2.2. Espectroscopia IR  2.2.3. Espectroscopía de RMN  2.2.4. Espectrometría de Masa  2.2.5. Cristalografía de rayos X  2.3. Estereoscópico  2.3.1. Quiralidad y actividad óptica  2.3.2. Análisis estructural  2.3.3. Isomería geométrica  2.3.4. Estereoquímica Dinámica  2.4. Química Organometálica  2.4.1. Reactivos de organolitio y organomagnesio  2.4.2. Reacciones de acoplamiento cruzado catalizadas por paladio  2.4.3. Complejos de metales de transición  2.4.4. Enlace metal-carbono  2.5. Química de polímeros  2.5.1. Mecanismo de polimerización  2.5.2. Características de los Polímeros  2.5.3. Polímero Biodegradable  2.5.4. Polímero conductor  2.5.5. Polímeros supramoleculares  2.6. Química medicinal  2.6.1. Diseño y desarrollo de fármacos  2.6.2. Farmacocinética y farmacodinámica  2.6.3. Relaciones estructura-actividad  2.6.4. Acoplamiento molecular y selección de fármacos
  3. Química inorgánica  3.1. Química de coordinación  3.1.1. Teoría del campo cristalino  3.1.2. Teoría del campo de ligandos  3.1.3. Serie espectroquímica  3.1.4. Quelación y estabilidad  3.2. Química Organometálica  3.2.1. Carbonilos Metálicos  3.2.2. Catalysis por complejos organometálicos  3.2.3. Metalocenos  3.3. Química bioinorgánica  3.3.1. Metaloproteínas y enzimas  3.3.2. El rol de los metales en los sistemas biológicos  3.3.3. Transporte y almacenamiento de iones metálicos  3.4. Química del estado sólido  3.4.1. Estructuras Cristalinas  3.4.2. Teoría de bandas de los sólidos  3.4.3. Superconductors  3.4.4. Defectos en el cristal  3.5. Lantánidos y Actínidos  3.5.1. Configuración electrónica en lantánidos y actínidos  3.5.2. Química de coordinación de los lantánidos  3.5.3. Propiedades Magnéticas de los Lantánidos
  4. Química analítica  4.1. Cromatografía  4.1.1. Cromatografía de Gases  4.1.2. Cromatografía Líquida de Alta Resolución  4.1.3. Cromatografía en Capa Fina  4.2. Técnicas Espectroscópicas  4.2.1. Espectroscopía de absorción atómica  4.2.2. Difracción de rayos X  4.2.3. Espectroscopía de plasma acoplado inductivamente  4.3. Métodos electroanalíticos  4.3.1. Potenciometría  4.3.2. Voltametría  4.3.3. Colometría  4.4. Espectrometría de masas  4.4.1. Técnica de Ionización  4.4.2. Patrón de Fragmentación  4.5. Chemometría  4.5.1. Análisis multidisciplinario  4.5.2. Aprendizaje Automático en Química
  5. Química Teórica y Computacional  5.1. Simulación de dinámica molecular  5.1.1. Force fields and energy minimization  5.1.2. Simulación de Monte Carlo en simulaciones de dinámica molecular  5.2. Métodos químicos cuánticos  5.2.1. Teoría de Hartree–Fock  5.2.2. Teoría del funcional de la densidad  5.2.3. Métodos semiempíricos  5.3. Diseño computacional de fármacos  5.3.1. Alineamiento Molecular  5.3.2. Modelado QSAR  5.3.3. Tamizaje Virtual
  6. Bioquímica  6.1. Enzyme Kinetics  6.1.1. Cinética de Michaelis-Menten  6.1.2. Mecanismo de inhibición  6.2. Metabolismo y Bioenergética  6.2.1. Glicólisis  6.2.2. Ciclo del ácido cítrico  6.2.3. Cadena de transporte de electrones  6.3. Biología Molecular  6.3.1. Replicación y reparación del ADN  6.3.2. La síntesis de proteínas  6.3.3. Regulación Génica  6.4. Bioquímica Estructural  6.4.1. Plegado de proteínas  6.4.2. Biofísica de Membranas
  7. Química Ambiental  7.1. Química Atmosférica  7.1.1. Gases de efecto invernadero  7.1.2. Agotamiento del ozono  7.1.3. Contaminantes del aire y humo  7.2. Química del Agua  7.2.1. pH y dureza del agua  7.2.2. Tratamiento de aguas residuales  7.2.3. Química Acuática  7.3. Química del Suelo  7.3.1. Contaminación por metales pesados  7.3.2. pH del Suelo y Amortiguación  7.3.3. Ciclo de nutrientes  7.4. Toxicología y Seguridad Química  7.4.1. Toxicocinética  7.4.2. Evaluación de Riesgos en Toxicología y Seguridad Química en Química Ambiental  7.4.3. Efectos de los contaminantes en el medio ambiente

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Química inorgánica


La química inorgánica es una rama de la química que se ocupa de las propiedades y el comportamiento de los compuestos inorgánicos. Este campo de la química cubre una amplia gama de sustancias, incluidos metales, minerales y compuestos organometálicos. A diferencia de la química orgánica, donde los compuestos contienen carbono e hidrógeno, la química inorgánica explora un amplio espectro de elementos y proporciona información sobre elementos de casi todas las clasificaciones de la tabla periódica.

¿Qué son los compuestos inorgánicos?

Los compuestos inorgánicos son a menudo aquellos que no contienen un enlace carbono-hidrógeno (C-H). Aunque esto es una generalización amplia, ayuda a distinguir entre los enfoques principales de la química orgánica versus la inorgánica. Ejemplos de compuestos inorgánicos incluyen:

H₂O (agua)
NaCl (cloruro de sodio)
Fe₂O₃ (óxido de hierro)
NH₃ (amoníaco)

Conceptos clave en química inorgánica

Tabla periódica

La tabla periódica es un arreglo tabular de los elementos químicos, organizado según su número atómico, configuración electrónica y propiedades químicas recurrentes. Los elementos en la tabla periódica están agrupados en períodos (filas) y grupos (columnas). La química inorgánica hace un uso extensivo de la tabla periódica para predecir cómo reaccionarán entre sí diferentes elementos.

Consideremos las tendencias a través de grupos y períodos:

  • Grupo: Los elementos en el mismo grupo tienen propiedades químicas similares y muestran tendencias similares en electro negatividades, tamaño atómico y energía de ionización.
  • Período: Los elementos en un período muestran cambios progresivos en propiedades como carácter metálico, tamaño atómico y afinidad electrónica.

Ejemplo de tendencia: Radio atómico

El radio atómico se define como el tamaño de un átomo, generalmente medido desde el núcleo hasta la capa de electrones más externa. A medida que se desciende en un grupo de la tabla periódica, el radio atómico aumenta debido a la capa de electrones adicional. Por el contrario, a medida que se avanza a través de un período de izquierda a derecha, el radio atómico disminuye debido al aumento de la carga nuclear efectiva que atrae los electrones más cerca del núcleo.

Took Happen B C N Disminución del radio atómico a través de un período

Enlaces covalentes e iónicos

La química inorgánica estudia muchos tipos de enlaces químicos, pero los dos tipos más importantes son los enlaces covalentes y los iónicos.

  • Enlaces covalentes: Se forman cuando dos átomos comparten uno o más pares de electrones. Por ejemplo, en una molécula de agua H₂O, el oxígeno y el hidrógeno están unidos por enlaces covalentes donde los electrones se comparten entre átomos.
  • Enlace iónico: La unión iónica ocurre cuando un átomo dona electrones a otro átomo, formando iones. Considere NaCl (cloruro de sodio), un ejemplo común donde el sodio (Na) dona electrones al cloro (Cl), formando iones Na⁺ y Cl⁻.
No Cloro

Química de coordinación

La química de coordinación se centra en compuestos con estructuras complejas conocidas como complejos de coordinación. Estos consisten en un átomo o ion central (generalmente un metal) rodeado por moléculas o iones llamados ligandos. Estos pueden variar ampliamente en estructura, tamaño y carga.

Ejemplo: Complejo de coordinación de Co(NH₃)₆³⁺

En este complejo de coordinación, el cobalto (Co) es el átomo central de metal, rodeado por seis ligandos de amoníaco (NH₃). Este complejo tiene una carga de 3⁺ debido al estado de oxidación del metal central. Aprender las estructuras, las convenciones de nomenclatura y las reglas asociadas con los compuestos de coordinación es una parte importante de la química inorgánica.

Asociado NH₃ NH₃ NH₃ NH₃

Química ácido-base

La química ácido-base es otra parte esencial de la química inorgánica, que también se incluye a menudo en la química general. A menudo se aplica la teoría de Bronsted-Lowry, donde un ácido es un donante de protones y una base es un aceptador de protones. Los principales ácidos inorgánicos incluyen el ácido clorhídrico HCl, el ácido sulfúrico H₂SO₄ y el ácido nítrico HNO₃.

Ejemplo: Reacción de HCl con NaOH

Un ejemplo simple es la neutralización del ácido clorhídrico por hidróxido de sodio:

HCl + NaOH → NaCl + H₂O

Aquí, el HCl dona un protón (H⁺) a OH⁻ del NaOH, resultando en la formación de agua y cloruro de sodio. Comprender tales reacciones es importante para comprender el papel de los ácidos y bases en la química y la industria.

Reacciones redox

Las reacciones redox implican la transferencia de electrones entre dos especies. La oxidación implica la pérdida de electrones, mientras que la reducción implica la ganancia de electrones. La química inorgánica investiga estas reacciones de manera extensa.

Ejemplo: Oxidación del hierro

La oxidación del hierro es un ejemplo clásico de una reacción redox:

4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃

En esta reacción, el hierro (Fe) sufre oxidación, perdiendo electrones ante el oxígeno, resultando en la formación de óxido de hierro, conocido como óxido.

Metales de transición

Los metales de transición que se encuentran en el bloque d de la tabla periódica juegan un papel importante en la química inorgánica. Se les conoce por su capacidad de formar estados de oxidación variables y actuar como catalizadores en reacciones. Las propiedades comunes incluyen maleabilidad, altos puntos de fusión y la formación de compuestos coloridos.

Ejemplo con cromo

El cromo exhibe una variedad de estados de oxidación, pero el más estable y comúnmente encontrado es Cr3⁺. En sus diferentes estados, el cromo puede exhibir diferentes colores, como verde o naranja, dependiendo del compuesto que forme, enfatizando su química versátil.

Cr⁶⁺ Cr³⁺ Estados de oxidación del cromo

Aplicaciones industriales de la química inorgánica

La química inorgánica sirve como el pilar de muchos procesos industriales. Por ejemplo, la síntesis de amoníaco a través del proceso Haber, que se utiliza extensamente para la fabricación de fertilizantes, se basa en la conversión catalítica de nitrógeno e hidrógeno:

N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃

Esta es una reacción industrial fundamental que tiene un impacto global en la agricultura al aumentar el rendimiento de los cultivos.

Otra aplicación importante es la producción de ácido sulfúrico a través del proceso de contacto, que es una etapa clave en la fabricación de muchos productos químicos.

Ejemplo: Proceso de contacto

El proceso de contacto implica la oxidación catalítica del gas dióxido de azufre:

2SO₂ + O₂ ⇌ 2SO₃

El trióxido de azufre producido se utiliza para fabricar ácido sulfúrico, uno de los productos químicos industriales más importantes.

Conclusión

La química inorgánica es un campo de estudio vasto e importante que nos ayuda a comprender el mundo. Sus principios se aplican a muchas aplicaciones en diversas disciplinas científicas e ingenieriles. Desde comprender conceptos básicos como el enlace y la geometría molecular hasta comprender sus aplicaciones como la catálisis y los procesos industriales, la química inorgánica proporciona profundas percepciones sobre el mundo físico.


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