Castilla-La Mancha PAU Chemistry (Química - UCLM 2026) cheat sheet

Configuración electrónica: orden de llenado 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p; en iones, se vacían primero los orbitales de mayor n (4s antes que 3d).

Números cuánticos: n = 1,2,3…; l = 0…n−1; m = −l…+l; s = ±½. Dos electrones en el mismo orbital difieren al menos en m_s (Pauli).

Regla de Hund: en orbitales degenerados se coloca un electrón por orbital con espines paralelos antes de aparear; explica el paramagnetismo de especies con electrones desapareados.

Energía de ionización y radio atómico: aumentan hacia la izquierda y hacia arriba en la tabla; la EI₂ siempre es mayor que EI₁ porque se arranca un electrón de un catión.

Electronegatividad (Pauling) aumenta en el mismo sentido que la EI; diferencia > 1,7 orienta a enlace iónico, < 1,7 a covalente polar o apolar.

Estructuras de Lewis: contar electrones de valencia, formar octetos (dueto en H) y calcular carga formal = (electrones de valencia) − (no enlazantes) − ½(enlazantes).

TRPEV: 2 pares → lineal (180°); 3 → triangular plana (120°); 4 → tetraédrica (109,5°); cada par no enlazante reduce el ángulo (NH₃ ≈ 107°, H₂O ≈ 104,5°).

Hibridación: sp (2 pares, 180°), sp² (3 pares, 120°, un enlace π), sp³ (4 pares, 109,5°); los dobles y triples enlaces no giran.

Fuerzas intermoleculares por intensidad creciente: dispersión de London < dipolo-dipolo < enlace de hidrógeno. El enlace de hidrógeno requiere H unido a N, O o F, y explica los puntos de ebullición anómalos de H₂O, HF y NH₃.

Primer principio: ΔU = q + w. Criterio de signos IUPAC: q > 0 si el sistema absorbe calor; w > 0 si el entorno realiza trabajo sobre el sistema.

Trabajo de expansión frente a presión externa constante: w = −p·ΔV (en julios si p en Pa y V en m³). En procesos isócoros w = 0; en isobáricos q_p = ΔH.

Entalpía: ΔH = ΔU + Δ(pV); para gases ideales ΔH = ΔU + Δn·R·T, con Δn = moles de gas productos − reactivos.

Ley de Hess: ΔH de una reacción es independiente del camino; se combinan entalpías de reacciones parciales invirtiendo el signo al invertir y multiplicando al multiplicar los coeficientes.

Entalpía de enlace: ΔH_reacción ≈ Σ(enlaces rotos) − Σ(enlaces formados); valores positivos de energía de enlace indican estabilidad del enlace.

Espontaneidad: ΔG = ΔH − T·ΔS. ΔG < 0 proceso espontáneo; ΔG = 0 equilibrio; ΔG > 0 no espontáneo. La temperatura de inversión es T = ΔH/ΔS.

ΔG° = −R·T·ln K = −n·F·E°_celda; R = 8,314 J·mol⁻¹·K⁻¹, F = 96 485 C·mol⁻¹.

Entropía: aumenta al pasar de sólido a líquido a gas, al aumentar el número de moles gaseosos y al aumentar la temperatura; ΔS_universo = ΔS_sistema + ΔS_entorno > 0 en proceso espontáneo.

Entalpías estándar de formación: la de un elemento en su forma más estable es cero; ΔH°_reacción = Σν·ΔH°_f(productos) − Σν·ΔH°_f(reactivos).

Velocidad media = −(1/a)·Δ[A]/Δt = (1/c)·Δ[C]/Δt; los coeficientes estequiométricos normalizan las velocidades de cada especie.

Ley de velocidad experimental: v = k·[A]^m·[B]^n; los órdenes m y n se determinan experimentalmente y no coinciden necesariamente con los coeficientes.

Orden global = m + n; unidades de k: mol^(1−orden)·L^(orden−1)·s⁻¹ (orden 0: mol·L⁻¹·s⁻¹; orden 1: s⁻¹; orden 2: L·mol⁻¹·s⁻¹).

Ecuación de Arrhenius: k = A·e^(−Ea/RT); ln(k₂/k₁) = (Ea/R)·(1/T₁ − 1/T₂). Un aumento de temperatura aumenta k y, por tanto, la velocidad.

Catalizador: disminuye Ea sin alterar ΔH ni la constante de equilibrio; aumenta a la vez las velocidades directa e inversa.

Equilibrio: K_c = Π[productos]^coef / Π[reactivos]^coef (sólidos y líquidos puros no aparecen). K_p = K_c·(R·T)^Δn(gas).

Cociente de reacción Q: si Q < K evoluciona hacia productos; Q > K hacia reactivos; Q = K el sistema está en equilibrio.

Principio de Le Châtelier: un aumento de presión favorece el lado con menos moles gaseosos; un aumento de temperatura favorece el sentido endotérmico; un catalizador no desplaza el equilibrio.

Relación entre constantes: K de la reacción inversa = 1/K; si se multiplica la ecuación por n, la nueva constante es K^n; al sumar reacciones se multiplican las K.

Definición de Brønsted-Lowry: ácido cede protones, base los acepta. Par conjugado: el ácido y su base difieren en un H⁺.

K_w = [H₃O⁺]·[OH⁻] = 1,0·10⁻¹⁴ a 25 °C; pH + pOH = 14; pH = −log[H₃O⁺].

K_a·K_b = K_w para un par conjugado; pK_a + pK_b = 14. Ácido fuerte: K_a grande, base conjugada muy débil.

Ácido fuerte: [H₃O⁺] = c (HCl, HBr, HI, HNO₃, H₂SO₄ en primera disociación, HClO₄). Base fuerte: [OH⁻] = c (NaOH, KOH, hidróxidos de metales alcalinos).

Ácido débil: [H₃O⁺] ≈ √(K_a·c) si c/K_a > 100; si no, resolver la ecuación de segundo grado con x²/(c−x) = K_a.

Henderson-Hasselbalch: pH = pK_a + log([base]/[ácido]); en una disolución tampón el pH cambia poco al añadir ácido o base en cantidad pequeña.

Hidrólisis de sales: sal de ácido fuerte y base fuerte → pH 7; de ácido débil y base fuerte → pH > 7; de ácido fuerte y base débil → pH < 7; de ácido débil y base débil depende de K_a y K_b.

Valoración ácido-base: en el punto de equivalencia n(H⁺) = n(OH⁻); la curva de un ácido fuerte con base fuerte tiene pH 7 en la equivalencia; la de un ácido débil tiene pH > 7 por la hidrólisis de la sal.

Indicadores: vira en un intervalo pH ≈ pK_a ± 1; debe elegirse el indicador cuyo intervalo contenga el pH del punto de equivalencia (fenolftaleína 8,3–10; naranja de metilo 3,1–4,4).

Oxidación: pérdida de electrones y aumento del número de oxidación. Reducción: ganancia de electrones y disminución del número de oxidación. El oxidante se reduce; el reductor se oxida.

Números de oxidación habituales: O = −2 (salvo peróxidos, −1); H = +1 (salvo hidruros metálicos, −1); metales alcalinos +1; alcalinotérreos +2; la suma en una especie neutra es 0 y en un ion, su carga.

Ajuste en medio ácido: igualar átomos distintos de O y H, añadir H₂O para igualar O, H⁺ para igualar H y electrones para igualar carga. En medio básico, añadir OH⁻ a ambos lados para neutralizar los H⁺.

Celdas galvánicas: ánodo = oxidación (polo negativo); cátodo = reducción (polo positivo). E°_celda = E°_cátodo − E°_ánodo; si E° > 0 la reacción es espontánea.

Notación de pila: ánodo | disolución || disolución | cátodo; el puente salino mantiene la electroneutralidad y cierra el circuito.

Ecuación de Nernst a 25 °C: E = E° − (0,059/n)·log Q; en el equilibrio E = 0 y log K = n·E°/0,059.

Electrólisis: proceso no espontáneo forzado por una fuente externa; el ánodo se conecta al polo positivo y el cátodo al negativo. La masa depositada sigue m = (M·I·t)/(n·F).

Aplicaciones: prevención de corrosión mediante ánodos de sacrificio (metal con E° menor que el protegido), pilas y acumuladores (recargables por reacciones reversibles).

Grupos funcionales y sufijo: alcohol -ol, aldehído -al, cetona -ona, ácido carboxílico -oico, éster -oato de -ilo, amina -amina, amida -amida.

Isomería estructural: de cadena, de posición y de función (p. ej. etanol y dimetiléter, C₂H₆O). Fórmula molecular igual, conectividad distinta.

Estereoisomería: isomería geométrica cis/trans requiere doble enlace con dos grupos distintos en cada carbono; isomería óptica requiere un carbono asimétrico (cuatro grupos diferentes) y da enantiómeros no superponibles.

Nomenclatura: cadena más larga con el grupo funcional principal, numeración que dé el localizador más bajo a ese grupo; prefijos met-, et-, prop-, but- y sufijo -ano, -eno, -ino.

Alcanos: reacciones de sustitución radicalaria (halogenación) con luz o calor; orden de reactividad del radical terciario > secundario > primario.

Alquenos y alquinos: adición electrófila (H₂, HX, H₂O, halogenación); el enlace π es más débil y reactivo que el σ; Markovnikov orienta la adición de HX.

Alcoholes: oxidación a aldehído (primario, con destilación) o a ácido carboxílico (exceso de oxidante); los secundarios dan cetona; los terciarios no se oxidan en condiciones suaves.

Ácidos carboxílicos y derivados: esterificación de Fischer (ácido + alcohol + H₂SO₄, equilibrio) y saponificación de ésteres con NaOH (hidrólisis básica irreversible).

Reacciones de identificación: el reactivo de Tollens y el de Fehling oxidan aldehídos pero no cetonas; el Br₂/agua decolora con alquenos y fenoles; el Na libera H₂ con alcoholes.

Petróleo: fraccionamiento por destilación según el punto de ebullición; el craqueo térmico o catalítico rompe cadenas largas en alquenos y gasolinas de mayor octanaje.

Polímeros: adición (polietileno, poliestireno, PVC a partir de monómeros con doble enlace) y condensación (poliéster, poliamida, con pérdida de una molécula pequeña).

Biomoléculas: glúcidos (mono-, di- y polisacáridos), lípidos (ésteres de glicerol y ácidos grasos; saponificación produce jabón), proteínas (polímeros de aminoácidos unidos por enlace peptídico) y ácidos nucleicos.

Efecto invernadero: CO₂, CH₄, N₂O y vapor de agua absorben radiación infrarroja; la combustión de combustibles fósiles incrementa el CO₂ atmosférico.

Lluvia ácida: SO₂ y NOₓ de la combustión forman H₂SO₄ y HNO₃; se mitiga con desulfuración de humos y catalizadores de tres vías.

Capa de ozono: los CFC liberan átomos de cloro que catalizan la destrucción del O₃; el Protocolo de Montreal restringió su uso.

Química verde: economía atómica = (masa de producto deseado/masa total de reactivos)·100; busca menor número de etapas, disolventes no tóxicos y catálisis.

Combustibles: poder calorífico y relación C/H; la combustión completa produce CO₂ y H₂O, la incompleta genera CO tóxico. El etanol y el biodiésel son alternativas renovables.

Material volumétrico: matraz aforado (volumen fijo, precisión alta), bureta (lectura ±0,05 mL) y pipeta aforada; la probeta es solo para medidas aproximadas.

Preparación de disoluciones: n = m/M; c = n/V; dilución c₁·V₁ = c₂·V₂. Enrasar con el disolvente hasta el aforo, no por encima.

Cifras significativas: el resultado de una multiplicación o división tiene tantas como el factor con menos; en sumas y restas se atiende a los decimales.

Errores: sistemático (afecta a la exactitud, se corrige o calibra) y aleatorio (afecta a la precisión, se reduce repitiendo). Error relativo = |valor medido − real|/real · 100.

Ajuste de rectas: y = mx + b por mínimos cuadrados; el coeficiente de correlación R² próximo a 1 indica buen ajuste lineal.

Valoración: se lee el volumen gastado como diferencia entre lectura final e inicial; se repite hasta obtener valores concordantes y se toma la media.

Tratamiento de residuos: los ácidos y bases se neutralizan antes de verter; los disolventes orgánicos se recogen en contenedores específicos; nunca verter metales pesados al desagüe.

Seguridad: gafas y bata obligatorias; al calentar tubos de ensayo, apuntar hacia zona despejada; al diluir ácido, verter el ácido sobre el agua, nunca al revés.