Instrucciones
Usted tiene las siguientes opciones en este simulador para moléculas pequeñas tanto inorgánicas como orgánicas.
- En la parte superior, aparecen los botones 2D y 3D para que pueda observar el modelo en dos o tres dimensiones.
- A continuación se presenta el modelo en dos o tres dimensiones.
- "Search" puede ser utilizado para buscar alguna molécula, escribiendo el nombre en inglés, por ejemplo al escribir, sulphuric acid (ácido sulfúrico).
- Color de fondo, sirve seleccionar el color del fondo del modelo en tres dimensiones.
- Girar X, Y, Z, para girar el modelo en tres dimensiones en los ejes x, y, z.
- Alambres, varillas y pelotas y varillas, para cambiar el modelo en tres dimensiones en esas representaciones.
- Energía, aparce en la parte superior la energía de la molécula en kJ/mol o kcal/mol.
- Minmizar por MMFF94, normalmente las estructuras iniciales que se crean en los simuladores poseen energías mucho mayores a las que tendría un objeto real, por esta razón, se utilizan algoritmos para calcular las posiciones y fuerzas originales, con el objetivo de minimizarlas y que sean más realistas.
- Arrastrar Minimizar, usted puede arrastrar un átomo, soltarlo y entonces el sistema hace un cálculo de minimización de energía.
- Superficie VDW, La superficie de van der Waals de una molécula es una representación abstracta o modelo de esa molécula, que ilustra dónde, en términos muy generales, podría haber una superficie para la molécula en función de los cortes duros de los radios de van der Waals para átomos individuales, y representa una superficie a través de la cual la molécula podría concebirse interactuando con otras moléculas.
- PEM es el mapa de potencial electrostático.
- Cargas parciales, para ver el valor de la carga relativa positiva o negativa de cada átomo.
- Tetraedros, para el caso que exista alguna átomo tetraédrico.
- Dipolos enlaces, para ver el los dipolos de todos los enlaces.
- Dipolo molecular, para ver el momento dipolar resultante de toda la molécula.
- Botón 2D, cuando escoge el botón 2D, la aplicación tiene su propio menú y quedan inhabilitados todos los botones 3D.
Ácidos y Bases
Para comprender el equilibrio iónico, es importante hacer una revisión de algunos conceptos preliminares sobre ácidos y bases.
Propiedades generales de ácidos en solución acuosa
- Sabor agrio. Las frutas cítricas como el limón tienen sabor agrio debido al ácido cítrico que contienen, el vinagre es una solución aproximadamente al 5% de ácido acético; la leche agria contiene ácido láctico.
- Cambian el papel tonasol azul a rojo. El tornasol es un indicador.
- Neutralizan las bases.
Propiedades generales de las bases en solución acuosa
- Sabor amargo.
- Jabonosa al tacto, esto se debe a la disolución de la capa delgada de la piel.
- Cambian el papel tornasol de rojo a azul.
- Neutralizan los ácidos.
Teoría de Ionización de Arrhenius
Ácido: es un compuesto que produce iones H+ en solución acuosa.
Base: es un compuesto que produce iones OH- en solución acuosa.
Sal: Es un electrolito que se forma en el proceso de neutralización.
Fue Arrhenius quien en 1887 dio una explicación teórica al fenómeno de la conductividad eléctrica de las soluciones de electrolitos mediante su famosa teoría de la ionización. Esta se puede resumir así:
- Las soluciones de electrolitos contienen iones.
- Los iones se producen por la disociación de los electrolitos cuando se colocan en un disolvente.
- Los iones son los responsables de la conducción de electricidad a través de una solución.
- La conductividad de la corriente eléctrica depende del grado de disociación del electrolito en solución.
Electrolitos Débiles y Fuertes
Electrolitos débiles son aquellos que se disocian sólo en parte, y por consiguiente, conducen la corriente eléctrica en poca cantidad. El ácido acético es un electrolito débil; puesto que en solución acuosa sus moléculas se disocian en escaso porcentaje, de acuerdo con la siguiente ecuación:
Electrolitos fuertes son los compuestos que se disocian en su totalidad, dando a la solución gran capacidad de conducción eléctrica. El ácido clorhídrico es un ejemplo de un electrolito fuerte.
Fuerza de un Ácido o Base
Se determina por el grado de disociación de un compuesto en agua. Un ácido fuerte es aquel que se disocia completamente. Observe que el concepto de Arrhenius se fundamenta en los iones de agua. Observe que el agua actúa anfotéricamente, es decir como ácido o como base.
El ion hidrógeno es un protón que en solución acuosa se hidrata y se convierte en el ion hidronio (H3O+), tal como se muestra en la siguiente ecuación:
Sin embargo por simplicidad se debe usar la forma simplificada H+(ac), entendiendo que existe una forma hidratada. Ahora se conoce que hay varias moléculas de agua asociadas en cada ion H+, para formar iones como H5O2+ (con dos moléculas de agua) y H9O4+ (con cuatro moléculas de agua).
Ampliación del concepto de ácido y base
Las definiciones de Arrhenius fueron los primeros conceptos modernos de ácidos y bases. Sin embargo, son insuficientes en ciertos casos ya que restringen el comportamiento de los electrolitos únicamente en soluciones acuosas. Debido a lo anterior, estos conceptos fueron extendidos por Bronsted-Lowry y por Lewis.
Ácidos y bases según Bronsted y Lowry
En 1923, J. N. Bronsted, en Dinamarca, y T. M. Lowry, en Gran Bretaña, ampliaron la definición de ácidos y bases e incluyeron las bases que no contienen iones OH. Un ácido de Bronsted-Lowry puede donar un ión hidrógeno, H+, a otra sustancia, y una base de Bronsted-Lowry puede aceptar un ión hidrógeno.
- Ácido: es una sustancia que puede donar un protón a otra sustancia.
- Base: es una sustancia que puede aceptar un protón de otra sustancia.
Un ión hidrógeno libre, H+, en realidad no existe en agua. Su atracción hacia las moléculas de agua polares es tan fuerte que el H+ se enlaza a la molécula de agua y forma un ión hidronio, H3O+.
Es posible escribir la formación de una disolución de ácido clorhídrico como una transferencia de H+ del cloruro de hidrógeno al agua. Al aceptar un H+ en la reacción, el agua actúa como una base de acuerdo con el concepto de Bronsted-Lowry.
En otra reacción, el amoniaco (NH3) reacciona con agua. Puesto que el átomo de nitrógeno de NH3 tiene una atracción más fuerte por H+, el agua actúa como ácido al donar H+.
Pares ácido-base conjugados
La neutralización de acuerdo con esto, es una reacción que implica una transferencia de protones. En este proceso se pueden o no formar sales. Estas relaciones se pueden representar así:
En la ecuación 1, el ácido al ceder un protón forma una base ya que por la reacción inversa, ésta puede aceptar un protón. En la ecuación 2, una base forma un ácido al aceptar un protón.
El ácido y la base representados en las ecuaciones 1 y 2 constituyen lo que se denomina par conjugado, o sea que, un ácido forma su base conjugada al perder un protón, y una base forma su ácido conjugado al ganar un protón. La reacción de HCl con el agua muestra en concreto lo descrito anteriormente:
El ácido1 (HCl) y la base1 (Cl-) constituyen el par conjugado ya que esta última se forma al perder el ácido (HCl) el protón. En la misma forma, la base2 (H2O) y el H3O+ se formó al ganar el H2O, un protón.
La ecuación 3 como la del ejemplo anterior constituye una reacción de neutralización, en la cual se produce una transferencia de protones.
Ácidos y Bases según Lewis
- Ácido: es una sustancia que puede formar un enlace covalente aceptando un par de electrones de una base.
- Base: es una sustancia que posee un par de electrones sin compartir, con el cual se puede formar un enlace covalente con un átomo, una molécula o un ion.
