1.1. Materia: Estructura, composición, estados de agregación y clasificación por propiedades.
Materia
Denominamos materia a todo aquello que podemos percibir con nuestros sentidos, es decir, todo lo que podemos ver, oler, tocar, oír o saborear es materia
La materia esta formada por:
Átomos
Moleculas
El átomo es la unidad constituyente más pequeña de la materia que tiene propiedades de un elemento químico
una molécula es un grupo eléctricamente neutro y suficientemente estable de al menos dos átomos en una configuración definida, unidos por enlaces químicos fuerte
Sustancia
Una sustancia química es una clase particular de materia homogénea cuya composición es fija y químicamente definida
toda sustancia tiene un :
Cuerpo
Todos los cuerpos tienen masa ya que están compuestos por materia y tienen peso, ya que son atraídos por la fuerza de gravedad
Por lo tanto, la masa y el peso son dos propiedades diferentes y no deben confundirse. Otra propiedad de la materia es el volumen,
Masa
Peso
Volumen
La masa es la cantidad de materia o sustancia que posee un cuerpo u objeto material. gravedad que sucede en todos los cuerpos
el peso es una medida de la fuerza gravitatoria que actúa sobre un objeto. El peso equivale a la fuerza que ejerce un cuerpo sobre un punto de apoyo,
Es la cantidad de espacio que ocupa un cuerpo
La materia está en constante cambio las transformaciones que pueden producirse son de dos tipos:
Físicas
Química
son aquellas en las que se mantienen las propiedades originales de la sustancia ya que sus moléculas no se modifican.
son aquellas en las que las sustancias se transforman en otras, debido a que los átomos que componen las moléculas se separan formando nuevas moléculas.
Los estados físicos de la materia son tres :
solido
Liquido
Gaseoso
Las moléculas de un sólido tienen una gran cohesión y adoptan formas bien definidas
lo que significa que su volumen es casi constante en un rango grande de presión
compuesto principalmente por moléculas no unidas, expandidas y con poca fuerza de atracción, lo que hace que los gases no tengan volumen definido ni forma definida,
Independientemente de su estado físico, toda la materia es homogénea o heterogénea.
Homogénea
Una mezcla homogénea es un tipo de mezcla en la cual no se distinguen sus componentes y en la que la composición es uniforme y cada parte de la solución posee las mismas propiedades
Heterogénea
Una mezcla heterogénea es una asociación de sustancias que no puede ser representada por una fórmula química y cada sustancia conserva sus propiedades químicas.
ejemplos:
El hormigón. Es una mezcla de cemento, agua y áridos en proporciones específicas para formar una pasta. El agua con aceite. ... El engrudo. ...
Las ensaladas. ...
El aire y la gasolina.
ejemplos:
El aire. ... Café con azúcar. ... Agua con sal. ...
Leche chocolatada. ...
El acero. ...
Agua y alcohol.
podemos dividir la materia homogénea en tres categorías:
mezclas homogéneas
disoluciones
sustancias puras
En las mezclas homogéneas, sus componentes se encuentran mezclados uniformemente, formando una sola fase
Una disolución o solución es una mezcla homogénea a nivel molecular o iónico de dos o más sustancias puras que no reaccionan entre sí, cuyos componentes se encuentran en proporciones variables.
Sustancias puras Es materia que tiene propiedades definidas y una composición que no varía de una muestra a otra
1.2 Compuestos y elementos.
Las sustancias puras se dividen en dos grupos:
Compuestos
Elementos
Un compuesto químico es una sustancia formada por la combinación química de dos o más elementos de la tabla periódica. Los compuestos son representados por una fórmula química.
Los elementos químicos son un tipo de materia constituida por átomos de la misma clase. En su forma más simple, posee un número determinado de protones en su núcleo haciéndolo pertenecer a una categoría única clasificada por su número atómico,
Tipos de descomposición de compuestos
Punto de fusion
Punto de ebullición
El punto de fusión de un elemento o compuesto es la temperatura a la cual la forma sólida del elemento o compuesto se encuentra en equilibrio con la forma líquida.
El punto de ebullición de un elemento o compuesto significa la temperatura a la cuambia la forma líquida de un elemento o compuesto se encuentra en equilibrio con la forma gaseosa.
1.3. Dispersiones o mezclas.
En el mundo natural, la materia usualmente se encuentra en forma de mezclas; casi todos los gases, líquidos y sólidos de los cuales está formado el mundo son mezclas de dos o más sustancias juntas
Existen dos tipos de mezclas:
las sintéticas
Las mezclas vivientes
que contienen pocos componentes y las naturales como el agua de mar o el suelo que son complejas ya que contienen más de 50 sustancias diferentes.
son más complejas aún, la mezcla más maravillosa es la célula, una bacteria sencilla contiene más de 5000 compuestos diferentes, todos en armonía formando un sistema altamente organizado que sostiene a la vida.
1.4 Caracterización de los estados de agregación: sólido cristalino, líquido, sólido, vítreo y gel.
Los componentes elementales de una red cristalina pueden ser
átomos
Moléculas
Iones
El átomo es la unidad constituyente más pequeña de la materia que tiene propiedades de un elemento químico. Cada sólido, líquido, gas y plasma se compone de átomos neutros o ionizados
En química, una molécula es un grupo eléctricamente neutro y suficientemente estable de al menos dos átomos en una configuración definida
Un ion es una partícula cargada eléctricamente constituida por un átomo o molécula que no es eléctricamente neutro. Conceptualmente esto se puede entender como que, a partir de un estado neutro de un átomo o molécula
Las propiedades físicas de los sólidos
temperatura de fusión
capacidad para conducir la corrient
resistencia a la deformación,
La Temperatura o Punto de fusión de una sustancia se define como la temperatura en la cual ésta se encuentra completamente fundida
La conductividad eléctrica es la capacidad que tiene una sustancia o material para permitir el paso de corriente eléctrica a través de sí, es decir, de transportar electrones. ... Los conductores eléctricos varían según la temperatura y las estructuras atómicas y moleculares de las sustancias o materiales
La resistencia de un elemento se define como su capacidad para resistir esfuerzos y fuerzas aplicadas sin romperse, adquirir deformaciones permanentes o deteriorarse de algún modo
fuerzas de enlace
Estado Sólido
Características
Tiene una relativa ordenación espacial de sus átomos en una estructura. Tienen la capacidad para soportar tensiones. Son resistentes a la deformidad.
Las distancias que separan los nudos de las redes son pequeñas por lo que consecuentemente la fuerza intermolecular o COHESION es muy potente.
Su volumen es muy constante y su forma es propia.
Estado Líquido
Características.
Se caracterizan por ser fácilmente miscibles debido a que las moléculas tienden a moverse desordenadamente, así pues, cuando las partículas pertenezcan a dos clases diferentes, la combinación de ambas se producirá con rapidez.
1.5. Cambios de estado.
En nuestro medio ambiente y bajo ciertas condiciones, las substancias se presentan en uno de los estados de agregación antes mencionados, pero pueden cambiar de un estado a otro si las condiciones cambian.
Estas condiciones son
presión
temperatura.
La temperatura es una magnitud referida a las nociones comunes de calor o frío, por lo general un objeto más "caliente" tendrá una temperatura mayor. La temperatura es una magnitud referida a las nociones comunes de calor o frío, por lo general un objeto más "caliente" tendrá una temperatura mayor.
La presión es una magnitud física que mide la proyección de la fuerza en dirección perpendicular por unidad de superficie, y sirve para caracterizar cómo se aplica una determinada fuerza resultante sobre una línea
Cambios de la materia
Fusión
Evaporación
Sublimación
Solidificación
Condensación
Licuefacción
cambio que sufren las sustancias al pasar del estado sólido al líquido al incrementar el calor: ejemplo fundición de hacer para hacer laminas tubos; hielo, etc.
Cambio que se experimenta cuando un líquido pasa al estado de vapor o gas por incremento de calor. Ejemplo: eliminación de agua en una meladura para obtener azúcar, eliminación de un solvente orgánico para obtener un sólido cristalino, etc.
Es el paso del estado sólido al gaseoso o al de vapor sin pasar por el estado líquido, necesitandose calor. Ejemplo yodo, alcanfor, bióxido de carbono, hielo seco, etc. Nota: El cambio contrario, de gas o vapor sólido, también se llama sublimación o degradación
Este cambio requiere eliminar calor y ocurre cuando un líquido pasa al estado sólido. Ejemplo, una vez moldeado un plástico, fundida una pieza de acero o de alguna aleación, etc.
Es el paso del estado de vapor al estado líquido. Este cambio también supone la eliminación del calor. Ejemplo, lluvia, al eliminar el agua de una meladura o el solvente de una solución, etc.
Es el paso del estado gaseoso al estado líquido. Además de eliminar calor debe aumentarse la presión para conseguir el cambio. Ejemplo, gas, extintores, tanques de oxígeno, etc. Nota: la diferencia entre un vapor y un gas es que el vapor condensa y el gas licua.
Clasificación de las sustancias naturales
propiedades físicas
propiedades químicas.
Una propiedad física es cualquier propiedad que es medible, usualmente se asume que el conjunto de propiedades físicas define el estado de un sistema físico. Los cambios en las propiedades físicas de un sistema describen sus transformaciones y su evolución temporal entre estados instantáneos
Una propiedad química es cualquier propiedad de la materia por la cual cambia de composición.Cuando se enfrenta una sustancia química a distintos reactivos o condiciones experimentales puede o no reaccionar con ellos
Ejemplo: Formación de arcoiris, fusión de la cera, disolución de la azúcar, etc. Fenómenos Químicos: Cambio experimentado modifica permanentemente la naturaleza íntima de la sustancia y no es reversible, el fenómeno es de tipo químico.
Las sustancias puras se clasifican en elementos y compuestos:
Elementos
Elementos: son substancias simples que no pueden descomponerse por métodos químicos ordinarios en algo más sencillo. Actualmente se conocen 109 elementos diferentes, 92 de los cuales son naturales y el resto son artificiales.
Compuestos
Compuestos: Son sustancias que resultan de la unión química de dos o más elementos en proporciones definidas, se combinan de tal manera que ya no es posible identificarlos por sus propiedades originales e individuales y solo una acción química los puede separar.
Mezclas
Mezclas: Son el resultado de la unión física de dos o más sustancias (elementos compuestos) que al hacerlo conservan sus propiedades individuales. La composición de las mezclas es variable y sus componentes siempre podrán separarse por medios físicos o mecánicos.
Métodos de Separación de Mezclas
Decantación
Método utilizado para separar un sólido, de grano grueso e insoluble, de un líquido. Ejemplo, petróleo, agua de mar, etc.
Filtración
Permite separar un sólido insoluble (de grano relativamente fino) de un líquido. Ejemplo, Café de olla, papel de filtro, fibra de asbesto, algodón, fibra de vidrio, etc.
Centrifugación
Utilizado para separar un sólido (insoluble de grano muy fino y de difícil sedimentación) de un líquido. Ejemplo, los sólidos y el plasma de la sangre.
Destilación
Permite separar mezclas de líquidos miscibles, aprovechando sus diferentes puntos de ebullición. Existen diferentes tipos de destilación, entre ellos los más comunes, son: destilación simple, destilación fraccionada, destilación por arrastre de vapor, destilación a vacío, etc
Cristalización
Provoca la separación de un sólido que se encuentra disuelto en una solución; finalmente el sólido queda como cristal y el proceso involucra cambios de temperatura, agitación, eliminación de solvente, etc.
Evaporación
Es la operación por la cual se separa un sólido disuelto en un líquido y por incremento de temperatura hasta que el líquido hierve o ebulle y pasa al estado de vapor, quedando sólido como residuo en forma de polvo seco.
Sublimación
Método utilizado en la separación de sólidos, aprovechando que alguno de ellos es sublime, pasando por el estado sólido al gaseoso por incremento de la temperatura.
Imantación
Se aprovecha la propiedad de algún material para ser atraído por un campo magnético. Ejemplo, materiales ferrosos, etc.
Diferencia de solubilidad
permite separar los sólidos de los líquidos o líquidos de líquidos al contacto con un solvente que selecciona uno de los componentes de la mezcla, ejemplo, preparación y análisis de productos farmacéuticos.
Cromatografía
Consiste en separar las mezclas de gases o de líquidos por el paso de estas a través de un medio poroso y adecuado y ayuda de solventes.
Filosofosy sus aportaciones
Leucipo siglo V a.c.
Leucipo de Mileto (Siglo V a.C) Nació en Mileto, Grecia. Filósofo griego considerado el fundador de la teoría del atomismo, según la cual el universo está conformado por pequeñas partículas en constante movimiento llamadas átomos
Empedocles.
C., Etna, Italia) Los aportes de Empédocles más destacados son la idea de los cuatro elementos que forman al ser humano, el ciclo cósmico y una teoría sobre el origen de los seres vivos.
Aristóteles siglo III a.c.
Entre muchas otras contribuciones, Aristóteles formuló la teoría de la generación espontánea, el principio de no contradicción y las nociones de categoría, sustancia, acto y potencia. Algunas de sus ideas, que fueron novedosas para la filosofía de su tiempo, hoy forman parte del sentido común de muchas personas
Demócrito
Una de las principales aportaciones de Demócrito fue el desarrollo de la "teoría atómica del universo", que fue concebida originariamente por su mentor, el filósofo Leucipo. Demócrito acuñó por primera vez con esta teoría el término "átomo".
Platón
Entre los más destacados aportes de Platón se destacan la Teoría de las ideas (consistía en la diferenciación entre el mundo que se percibe a través de los sentidos y lo que se conoce a través de la razón), que fue representada en la alegoría del Mito de la caverna y la Teoría tripartita en la que reconocía al alma
John Dalton 1808
En 1808 se editó su obra Nuevo sistema de filosofía química, que incluía las masas atómicas de varios elementos conocidos en relación con la masa del hidrógeno. Llegó a su teoría atómica a través del estudio de las propiedades físicas del aire atmosférico y de otros gases
J.J. Thomson 1897
El 30 de abril de 1897 anuncia el descubrimiento del electrón. Recibe el Premio el Nobel de Física 1906. A su vez, descubrió que el neón posee dos isótopos, el neón-20 y el neón-22
E. Ruthenford año 1911
En 1911 hará su mayor contribución a la ciencia, al descubrir el núcleo atómico. Había observado en Montreal al bombardear una fina lámina de mica con partículas alfa, que se obtenía una deflexión de dichas partículas.
Henry y Merie Curie Bequerel
Antoine Henri Becquerel (París, 15 de diciembre de 1852-Le Croisic, 25 de agosto de 1908) fue un físico francés descubridor de la radiactividad y galardonado con el Premio Nobel de Física del año 1903, compartido con Pierre Curie y Marie Curie
Aportaciones
Teoria
En el siglo V a.C., Leucipo pensaba que sólo había un tipo de materia. Sostenía, además, que si dividíamos la materia en partes cada vez más pequeñas, acabaríamos encontrando una porción que no se podría seguir dividiendo. ... Empédocles estableció que la materia estaba formada por 4 elementos: tierra, agua, aire y fuego
Empédocles postuló como principios constitutivos de todas las cosas cuatro «raíces» o elementos inalterables y eternos (el agua, el aire, la tierra y el fuego), que, al combinarse en distintas proporciones por efecto de dos fuerzas cósmicas (el Amor y el Odio), dan lugar a la multiplicidad de seres del mundo físico
Contrario al platonismo, Aristóteles desarrolló una filosofía empírica en donde la experiencia es la fuente del conocimiento. Según su teoría hilemórfica, cada entidad o sustancia sensible está compuesta de materia, aquello que constituye las cosas; y forma, lo que organiza la materia, siendo esta última su esencia
Demócrito (Abdera, 460-370 a.C) desarrolló la teoría atomista. Demócrito concebía el universo formado por átomos indivisibles, indestructibles, y sustancialmente idénticos, en movimiento en el vacío, que únicamente difieren entre sí en su tamaño, forma y posición
Platón proclama que el Universo es un ser vivo y único y el Demiurgo lo ha hecho lo más parecido a su modelo. Es esférico, porque esa es la forma más perfecta y hermosa, y le aplicó un movimiento circular sobre sí mismo y en torno a un punto fijo con movimiento uniforme y circular.
En 1808, John Dalton propuso el primer modelo atómico que fue aceptado. El usó sus experimentos científicos para probar la existencia de los átomos. Dalton creía que los átomos de un elemento eran exactamente iguales en tamaño y peso. En su modelo atómico, Dalton sugirió que los átomos eran similares a bolas
El 30 de abril de 1897 anuncia el descubrimiento de una nueva partícula y demostró que era aproximadamente mil veces más ligera que el hidrógeno, el electrón, designación propuesta años antes por el irlandés George Johnstone Stoney, que había teorizado sobre su existencia
En 1911 Rutherford propuso su modelo de estructura atómica para explicar los resultados del experimento anterior de Geiger y Marsden, que indicaba la presencia de una concentración de carga positiva en el centro del átomo: el núcleo atómico
¿Cómo descubrió la radioactividad Marie Curie? Resultado de imagen para Henry y Marie Curie Becquerel teoria Marie compensaba la carga del electrómetro con un cuarzo piezoeléctrico que ella hacía que se deformara para que produjera una corriente opuesta a la generada por los rayos, hasta conseguir que la aguja volviera a su posición inicial
