Materia es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio y tiene masa
Propiedades cuantitativas:
se valoran con un número y una unidad (por ejemplo
masa de 20 g, temperatura de 18ºC). Propiedades cualitativas: se describen con palabras (por ejemplo, color, olor, sabor…)
Propiedades extensivas:
dependen del tamaño del objeto (por ejemplo, la masa o la longitud). Propiedades intensivas: no dependen del tamaño (por ejemplo, el color o la densidad).
Propiedades generales:
están presentes en cualquier materia y pueden tener cualquier valor. No permiten identificar la materia (por ejemplo, masa, volumen, temperatura). Propiedades carácterísticas o específicas: tienen un valor carácterístico para cada tipo de materia, lo que permite identificarla. Su valor no depende de la cantidad.
La masa, o m, es la cantidad de materia que posee un cuerpo. Cuanta más materia tiene un cuerpo, mayor es su masa.
La unidad del Sistema Internacional de Unidades (SI) es el kilogramo (kg)
Para medir la masa de los objetos, se utilizan las balanzas o. La masa de un cuerpo no varía, no importa el lugar en el que esté, pero el peso es una medida que depende de la fuerza gravitatoria que actúa sobre el objeto, es decir, de la fuerza con la que la Tierra atrae a ese cuerpo, por lo tanto varía de un sitio a otro, sobre todo con la altura.
El volumen, o V, es el espacio que ocupa un cuerpo. Cuanto más espacio ocupa un cuerpo, mayor es su volumen. La unidad de volumen del SI es el metro cúbico (m3 )
Densidad
Es la relación que hay entre la masa de un material y el volumen que ocupa. Su unidad en el SI es el kg/m3 .
Temperatura de fusión
Es la temperatura a la que un sólido se convierte en líquido.
Temperatura de ebullición
Es la temperatura a la que un líquido se convierte en gas.
Sólido:
Forma constante,Volumen constante, No se expanden
Líquido
Forma variable, Volumen constante, No se comprimen, Se expanden poco
Gas
Forma variable, Volumen variable, Se comprimen, Se expanden
Plasma
Es similar al estado gaseoso, pero las partículas que lo conforman tienen carga eléctrica.
Las diferencias en las propiedades de cada estado se explican por la teoría cinética molecular.
Según esta teoría, La materia está constituida por partículas muy pequeñas que se encuentran más o menos unidas según el estado en que se encuentren Además, estas Los estados de la materia y los cambios de estado. 2 partículas están en continuo movimiento, más rápido cuanto más alta sea la temperatura de la materia. Este movimiento sucede siempre, aunque la materia esté en reposo.
En los sólidos, las partículas están fuertemente unidas, formando una estructura rígida. Sólo tienen un pequeño movimiento de vibración, que aumenta cuando el cuerpo se calienta y disminuye cuando se enfría
En los líquidos, las partículas están unidas formando pequeños grupos que pueden deslizarse unos sobre otros. Las partículas tienen un movimiento de vibración mayor que las de los sólidos, y al igual que en éstos, aumenta cuando el líquido se calienta y disminuye cuando se enfría
En los gases, las fuerzas entre partículas son tan débiles que se mueven con total libertad por todo el recipiente. Al igual que en sólidos y líquidos, la velocidad de las partículas aumenta cuando el gas se calienta y disminuye cuando se enfría.
El cambio de estado de sólido a líquido se llama fusión.
El cambio de estado de líquido a sólido se llama solidificación.
El cambio de estado de líquido a gas se llama ebullición (en toda la masa líquida) o vaporización (sólo en su superficie).
El cambio de estado de gas a líquido se llama condensación.
El cambio de estado de sólido a gas se llama sublimación
El cambio de estado de gas a sólido se llama sublimación regresiva o inversa.
Una sustancia pura es aquella cuya composición no varía, aunque cambien las condiciones físicas en que se encuentre.
Los elementos son sustancias puras que no se pueden descomponer en otras más simples por ningún procedimiento. Están formadas por un único tipo de átomo
Los compuestos son sustancias puras que sí se pueden descomponer en otras sustancias más simples (elementos) por medio de métodos químicos.
Una mezcla es la combinación de dos o más sustancias puras que se pueden separar mediante métodos físicos.
Mezclas homogéneas son aquellas en las que no es posible distinguir sus componentes ni a simple vista ni a través de ningún procedimiento óptico
Mezclas heterogéneas son aquellas en las que es posible distinguir sus componentes a simple vista o mediante procedimientos ópticos.
las disoluciones están compuestas por dos o más componentes entre los que podemos distinguir: El disolvente, que es el componente que está en mayor proporción (el agua en una manzanilla o en el agua de mar) Los solutos, que son los que están en menor proporción. Puede haber uno o más de uno (en el agua de mar, el soluto es la sal, en una manzanilla, son todos los compuestos que dan color y sabor al agua).
Disolución diluida
Aquella que contiene una cantidad pequeña de soluto disuelto.
Disolución concentrada:
si tiene una cantidad considerable de soluto disuelto.
Disolución saturada
La que no admite más soluto.
Criba
La criba es un procedimiento que se emplea para separar mezclas heterogéneas sólidas donde uno de los componentes tiene un tamaño muy distinto al otro.
Filtración
La filtración es un procedimiento que se emplea para separar mezclas heterogéneas sólidolíquido donde el sólido es insoluble en el líquido.
Separación magnética
La separación magnética es un procedimiento que se emplea cuando uno de los componentes de la mezcla es ferromagnético (Fe, Ni, Co), el cual se separa del resto empleando un imán.
Decantación
La decantación es un procedimiento que se emplea para separar mezclas heterogéneas de líquidos inmiscibles con diferente densidad. Para este procedimiento se usa un embudo llamado embudo de decantación, que tiene una válvula en la parte inferior. Cuando los dos líquidos están claramente separados, la válvula se abre y sale el primero que es el líquido de mayor densidad.
Mezclas homogéneas
Evaporación y cristalización:
cuando tenemos un sólido disuelto en un líquido, puede dejarse que el líquido se evapore y quedará el sólido en el fondo del recipiente. Se puede acelerar el proceso calentando la mezcla, pero si se deja que evapore lentamente y en reposo se forman cristales de buen tamaño. A este proceso se le llama cristalización
Destilación:
es el procedimiento utilizado para separar dos líquidos miscibles con distintos puntos de ebullición o un líquido con sustancias disueltas
Extracción con disolventes
Se usa para separar sustancias cuando sólo una de ellas se disuelve en el disolvente utilizado.
Cromatografía:
es una técnica que se usa para separar los distintos componentes de una mezcla homogénea aprovechando su distinta afinidad o apetencia por un soporte o un disolvente. Estas técnicas son muy variadas, pero en todas ellas hay una fase móvil (líquido o gas) y una fase estacionaria (sólido)
BLOQUE 2: LA MATERIA
MODELOS ATÓMICOS:
Modelo de Dalton:
– Cada elemento químico está formado por partículas diminutas e indivisibles llamadas átomos. Dichos átomos permanecen inalterados en el proceso químico, es decir, son inmutables: no se pueden transformar unos en otros.
– Los átomos de un elemento son idénticos entre sí: tienen la misma masa y las mismas propiedades. Los átomos de un elemento son distintos a los átomos de cualquier otro elemento.
– Los compuestos químicos están formados por uniones de átomos de distintos elementos que se llaman moléculas. La proporción numérica entre ellos es simple y constante.
Modelo de Thomson:
Joseph Thomson descubríó el electrón, que es una partícula subatómica con carga negativa. Thomson propuso un modelo en el que el átomo estaba formado por electrones inmersos en una gran masa con carga positiva, como las pasas en un pastel.
Un discípulo de Thomson (Jim Perrin) propuso posteriormente que los electrones están en la parte exterior de los átomos.
Modelo de Rutherford
Este modelo fue desarrollado por el físico Ernest Rutherford en 1911. Este científico propuso que el átomo se compone de una parte positiva que se concentra en un núcleo, el cual también contiene toda la masa del átomo, mientras que los electrones (parte negativa del átomo) se ubican en una corteza orbitando al núcleo en órbitas circulares o elípticas con un enorme espacio vacío entre ellos y el núcleo.
Modelo de Bohr
Fue propuesto en 1913 por el físico danés Niels Bohr para explicar cómo los electrones pueden tener órbitas estables alrededor del núcleo. En este modelo los electrones giran en órbitas circulares alrededor del núcleo, ocupando la órbita de menor energía posible, o la órbita más cercana posible al núcleo. A diferencia con 3 el modelo de Rutherford, en este modelo las órbitas de los electrones no están todas a la misma distancia del núcleo, sino que cada electrón se mueve en una órbita distinta más o menos alejada del núcleo, que concentra la carga positiva y la mayor parte de la masa del átomo.
Modelo actual
Actualmente se sabe que los átomos están formados por varias partículas subatómicas, entre las que destacan: Los protones: son partículas de masa muy pequeña (1 unidad de masa atómica (uma)=1,66·10-24 g) y con carga eléctrica positiva (1,6·10-19 C). Los neutrones: no tienen carga (son neutros) y su masa es similar a la del protón (1 uma=1,66·10-24 g). Los electrones: poseen una carga eléctrica negativa (-1,6×10-19 C) y su masa es aún mucho menor que la de protones y neutrones (en la práctica se considera despreciable). Los protones y los neutrones se sitúan en el centro del átomo formando el núcleo. Los electrones se mueven en orbitales (zonas con alta probabilidad de encontrar un electrón) de formas distintas alrededor del núcleo, formando una especie de nube de carga negativa.
Número másico, A :
es la suma de los protones y los neutrones que tiene un átomo. Los átomos de un elemento siempre tienen el mismo número de protones, pero su número de neutrones puede variar, dando lugar a los isótopos del elemento.
Número atómico, Z:
es el número de protones que tiene un átomo. Coincide con el número de electrones si el átomo está neutro. Todos los átomos de un mismo elemento tienen el mismo número de protones, por lo tanto, tienen el mismo número atómico.
TABLA Periódica
En la actualidad se conocen los átomos de 118 elementos distintos. Para representarlos, se utilizan los símbolos formados por una o dos letras.
“las propiedades de los elementos químicos no son arbitrarias sino que dependen de la estructura del átomo y varían con la masa atómica de una manera sistemática”.
El grupo 18 está formado por los gases nobles.
Se llaman así porque no se combinan con ningún otro elemento de la tabla periódica y su estado físico natural es gaseoso. Son las únicas sustancias puras formadas por átomos aislados.
Los elementos no metales (B, C, Si, N, P, As, O, S, Se, Te, F, Cl, Br, I y At) se caracterizan por no ser buenos conductores de la electricidad ni el calor.
El resto de elementos son los metales, que se caracterizan por ser buenos conductores de la electricidad y el calor.
El número de oxidación es un número entero que representa el número de electrones que un átomo gana o pierde cuando forma un compuesto determinado.
Valencia es el número de electrones que tiene un átomo en su última capa. Estos electrones son los que un átomo puede ceder o compartir para formar enlaces con otros átomos.
ALCALINOS:
es la familia 1 de la tabla luego tienen sólo un electrón en su última capa, la más externa, resulta más fácil eliminar la capa, perder ese electrón y así le queda la anterior que está completa, perder un electrón es +1.
ALCALINOTÉRREOS
Es la familia 2 de la tabla luego tienen dos electrones en la última capa, la más externa, le resulta más fácil eliminar esta capa que está casi vacía y quedarse con la anterior que está llena, así que pierde dos electrones y queda +2.
ELEMENTOS DE TRANSICIÓN como no siguen reglas fijas estos nos vamos a aprender este año sólo dos: plata (Ag) +1 cinc (Zn) +2.
TÉRREOS:
es la familia 13 y tiene tres electrones en su última capa. Como el objetivo es tener ocho y tres todavía es menos de la mitad, resulta más fácil perder esos tres de la capa más externa y quedarse con la anterior que estaba llena, de manera que es +3.
CARBONOIDEOS
Es la familia 14 como tiene 4 electrones en su capa de Valencia, que es justo la mitad de 8, a estos les da igual en principio ganar 4 electrones que perder los 4 que tienen de ambas formas quedan con la capa llena, de hecho tienden a compartir electrones. Entonces estos serían +4 y -4.
NITROGENOIDEOS
Es la familia 15 y tienen 5 electrones en su última capa, apenas le faltan 3 electrones para lograr 8 y ser estable, de manera que lo que hacen es ganar 3 electrones, es decir -3.
ANFÍGENOS
Es la familia 16 de la tabla y tienen 6 electrones en su última capa, les faltan 2 para llegar a 8, así que los ganan -2
HALÓGENOS:
es la familia 17 de la tabla y tienen 7 electrones en su última capa así que le falta un electrón para llegar a 8 y ser estable, fácilmente gana ese electrón y es -1
GASES NOBLES:
familia 18, tienen 8 electrones en la última capa y por lo tanto son estables, no necesitan hacer nada y no ganan ni pierden electrones ni forman enlaces, ni se unen a otros átomos.
Fórmula molecular es aquella que representa una molécula de un compuesto indicando los elementos que la forman (según su símbolo) y en qué número.