MATERIA ESTRUCTURA Y PERIDICIDAD
1.1MATERIA
MATERIA
Es todo lo que
tiene masa y ocupa un lugar en el espacio.
La materia esta
integrada por;
ATOMOS
Son
las extructuras mas paquenas de un elemento,fragmentos e particulas
(moleculas) indivisibles por medios quimicos y capaces de formar sustancias
quimicas. La molecula de H2O AGUA, esta constituida por 2 atomos de
hidrogeno y 1 de oxigeno.
Existen tantos
tipos de atomos como elementos en la naturaleza. JONH DALTON desarrollo
la 1a teoria moderna del atomo, en base a los trabajos de GALILEO
GALILEI(1564-1642),ISSAC NEWTON(1642-1727),ROBERT BOYLE(1627-1691). Estos
solo se pueden separar por medio de procesos quimicos.
Toda la materia
esta constituida por particulas, por ej. el agua esta constituida por muchas
particulas que son demasiado pequenas que no pueden verse se denominan
moleculas.
Una molecula es
la parte mas pequena de una sustancia pura que conserva las propiedades
de esta, las moleculas de agua pueden dividirse en entidades quimicas mas
pequenas, pero los fragmentos que resulten de la division de una molecula de
agua ya no son esta sustancia.
La materia esta
intregada por atomos que a su ves se componen de otras
particulas mas pequenas llamadas particulas subatomicas las cuales se agrupan
para constituir diferentes objetos, un atomo es la menor cantidad de un
elemento quimicoque tiene existencia propia y puede entrar en conbinacion.
SOLIDOS
Cuando las
moleculas de un cuerpo estan ordenadas y unidas fuertemente por las
fuerzas de cohesio, el cuerpo adqiere una forma y volumen definidos estas son
sus caracteristicas,son incomprensibles, es decir su volumen no puede ser
reducido cuando se aplica presion sobre ellos.
Solidos
cristalinos, la sal comun,el diamante,el cuarzo
Solidos amorfos,
el vidrio y los materiales ceramicos
LIQUIDOS
Las fuerzas de
cohesion de las moleculas son menores que un solido, la sutancia pierde
rigidez y aunque tiene volumen fijo su forma depende del recipiente que la
contiene, los liquidos son practicamente incomprensibles fluyen a traves de un
recipiente o tuberia.
Los liquidos
tienen la capacidad de volatilidad es decir de evaporarse por medio de la
temperatura, cada uno tiene una presion propia ,en el caso de la
obtencion de sal cristalizada la aculacion del agua permite que por medio
de sol se obtenga la sal al evaporarse el agua, que es el disolente liquido.
GASEOSO
En los gases la
fuerza de cohesion molecular es aun menor que en los liquidos las moleculas
permanecen separadas y desordenadas por lo que no tienen forma ni volumen
definidos.
El aire es una
mezcla de gases , el hidroogeno obtenido en muchas reacciones de acidos con
metales es tambien un gas.
ESTADO DE PLASMA
La materia esta
formada por cargas positivas y negativasen continuo movimiento y desordenado, los
atomos como tales no existen y ha desaparecido el nucleo,esto es propio del sol
y las estrellas que tienen temperaturas muy altas por arriba de un millon de
grados centigados, donde las porticulas de los gases se rompen,esta constituida
por hidrogeno y helio principalmente, en la actualidad en ciertos paises se usa
esta energia principalmente para generar electrcidad,pero como es inestable se
deben tener muchas precauciones para generarla.Mezcla
En química, una mezcla es un sistema material formado por dos o más sustancias puras pero
no combinadas químicamente. En una mezcla no ocurre una reacción química y cada uno de
sus componentes mantiene su identidad y propiedades químicas. No obstante, algunas mezclas
pueden ser reactivas, es decir, que sus componentes pueden reaccionar entre sí en determinadas
condiciones ambientales, como una mezcla aire-combustible en un motor de combustión interna.
Los componentes de una mezcla pueden separarse por medios físicos
como destilación, disolución, separación magnética, flotación,
filtración , decantación o centrifugación..
Las mezclas se clasifican en homogéneas y heterogéneas. Los componentes de una mezcla pueden
ser sólidos, líquidos o gaseosos.
Mezcla homogénea
La mezcla homogénea es aquella en la que sus componentes no se perciben a simple vista,
ni siquiera con la ayuda del microscopio. Su raíz "homo" significa semejanza de procrear de si
mismo. Está formada por un soluto y un solvente.
Dispersión coloidal
En química un coloide, suspensión coloidal o dispersión coloidal es un sistema
fisicoquímico formado por dos o más fases, principalmente: una continua, normalmente fluida, y
otra dispersa en forma de partículas; por lo general sólidas. La fase dispersa es la que se halla
en menor proporción de menor cantidad y volumen a la mezcla o materia Son aquellas cuyos
componentes no son identificables a simple vista, es decir, se aprecia una sola fase física.
Mezcla heterogénea
Una mezcla heterogénea es aquella que posee una composición no uniforme en la cual se
pueden distinguir a simple vista sus componentes y está formada por dos o más sustancias,
físicamente distintas, distribuidas en forma desigual. Las partes de una mezcla heterogénea
pueden separarse mecánicamente. Por ejemplo, las ensaladas, o la sal mezclada con arena.
Suspensión
Suspensión se denomina a las mezclas que tienen partículas finas suspendidas en un líquido
durante un tiempo y luego se sedimentan. En la fase inicial se puede ver que el recipiente
contiene elementos distintos. Se pueden separar por medios físicos. Algunos ejemplos de
suspensiones son el engrudo (agua con harina) y la mezcla de agua con aceite.
LOS ESTADOS DE
AGREGACIÓN DE LA MATERIA
Todo en el Universo está
formado por materia. La materia se puede encontrar en 3 estados de agregación o
estados físicos: sólido, líquido y gaseoso. Sus propiedades
son:
| SÓLIDO | LÍQUIDO | GAS |
 |
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Los estados de agregación y la teoría cinética
La teoría cinética es
capaz de explicar porqué una misma sustancia se puede encontrar en los 3
estados: sólido, líquido y gas. Esto depende sólo de la manera de agruparse y
ordenarse las partículas en cada estado.
La temperatura de los cuerpos y
la teoría cinética
Cuando calentamos un
cuerpo, sus partículas se mueven más deprisa con lo cual aumentan su energía
cinética. Si lo enfriamos ocurre lo contrario: disminuye la energía cinética de
las partículas. La energía cinética es la energía que tiene un cuerpo en
movimiento.
La temperatura es la medida de la
energía térmica (energía cinética media de todas las partículas que forman un
cuerpo) de una sustancia. Se mide con un termómetro. Las escalas más
empleadas para medir esta magnitud son la Escala Celsius (o centígrada) y la
Escala Kelvin. 1ºC es lo mismo que 1 K, la única diferencia es que el 0 en la
escala Kelvin está a - 273 ºC.
En la escala Celsius se asigna el
valor 0 (0 ºC) a la temperatura de congelación del agua y el valor 100 (100 ºC)
a la temperatura de ebullición del agua. El intervalo entre estas dos
temperaturas se divide en 100 partes iguales, cada una de las cuales corresponde
a 1 grado.
En la escala Kelvin se asignó el 0 a
aquella temperatura a la cual las partículas no se mueven (temperatura más baja
posible). Esta temperatura equivale a -273 ºC de la escala Celsius.
Para convertir ambas temperaturas,
tenemos que tener en cuenta que:
T (K) = t(ºC) + 273
En esta página, calor y temperatura,
puedes ver lo que es la temperatura y su relación con el calor.
En esta web temperatura
puedes ver qué es la temperatura y cómo se mide.
Realiza las siguientes actividades.
La teoría cinética
explica el estado gaseoso de la siguiente forma:
-
Los gases están formados por un gran número de partículas muy pequeñas, sobre todo si se las compara con la distancia que las separa.
-
Las fuerzas de atracción entre las partículas son muy débiles.
-
Estas partículas se mueven continuamente y de forma desordenada.
-
Las partículas en su movimiento chocan entre sí y contra las paredes del recipiente que contiene el gas.
Los gases tienden a ocupar todo
el volumen disponible
En los gases, las
partículas están muy separadas unas de otras y se mueven libremente a gran
velocidad; por eso ocupan todo el espacio disponible y no tienen volumen ni
forma fijos.
El que las partículas se
encuentren tan separadas da lugar a que los gases sean compresibles y ocupen el
volumen del recipiente que los contiene.
Los gases pueden sufrir
compresión y expansión. Si acercamos las partículas del gas, entonces se
comprime y si las alejamos se expanden.
Los gases ejercen presión
Debido a que las
partículas del gas están en continuo movimiento chocan entre ellas y con las
paredes del recipiente. Estas colisiones son las responsables de la presión
que ejerce el gas.
La presión varía con el volumen
Si la temperatura de un
gas permanece constante:
-
Su presión aumenta al disminuir su volumen.
-
Su presión disminuye al aumentar su volumen.
El volumen de los gases varía
con la temperatura
Si la presión a la que se
ve sometido un gas permanece constante:
-
Su volumen aumenta al elevar la temperatura.
-
Su volumen disminuye al descender la temperatura.
La presión y la temperatura
están relacionadas
Si el volumen de un gas
permanece constante:
-
Su presión aumenta al elevar la temperatura.
-
Su presión disminuye al bajar la temperatura.
Un cambio de estado
es el paso de un estado de agregación a otro en una sustancia como consecuencia
de una modificación de la temperatura (o de presión).
Existen varios cambios de
estado, que son:
- Fusión: Es el
paso de una sustancia de sólido a líquido. La temperatura a la que esto ocurre
se llama Temperatura de fusión o punto de fusión de esa sustancia.
Mientras hay sólido convirtiéndose en líquido, la temperatura no cambia, se
mantiene constante. Por ejemplo, en el agua el punto de fusión es 0 ºC; mientras
haya hielo transformándose en agua la temperatura no variará de 0 ºC. Esto
ocurre porque toda la energía se invierte en romper las uniones entre partículas
y no en darles mayor velocidad en ese tramo. Puedes verlo en esta
- Solidificación:
Es el cambio de estado de líquido a sólido. La temperatura a la que ocurre es la
misma: el punto de fusión.
- Vaporización: Es
el cambio de estado de líquido a gas. Se puede producir de 2 formas: evaporación
y ebullición. La evaporación se produce sólo en la superficie del líquido
y a cualquier temperatura, se escapan las partículas más energéticas del
líquido. por el contrario, la ebullición se produce en todo el líquido y
a una temperatura característica llama temperatura o punto de ebullición. por
ejemplo, en el agua es de 100 ºC y se mantiene mientras hay agua pasando a
vapor. puedes ver la diferencia entre ambas formas de vaporización.
- Condensación: Es
el cambio de estado de gas a líquido. La temperatura a la que ocurre es el punto
de ebullición.
- Sublimación: Es
el cambio de estado de sólido a gas (sin pasar por el estado líquido). Esto
ocurre, por ejemplo, en sustancias como: alcanfor, naftalina, yodo, etc. Un buen
ejemplo práctico serían los ambientadores sólidos o los antipolillas.
- Sublimación inversa:
Es el cambio de estado de gas a sólido (sin pasar por el estado líquido).
Los cambios de estado se
suelen representar en unas gráficas llamadas gráficas de calentamiento o
gráficas de enfriamiento que son iguales para todas las sustancias, ya
que sólo varían en su punto de fusión y en su punto de ebullición, que son
propiedades características de cada sustancia.
Los puntos de fusión y
de ebullición de las sustancias puras tienen valores constantes y cada sustancia
pura tiene su propio punto de fusión y de ebullición. Por ejemplo, el agua
tiene como punto de fusión 0 ºC y como punto de ebullición 100 ºC (a la presión
del nivel del mar), el alcohol etílico tiene punto de fusión -114 ºC y punto de
ebullición 78 ºC. En la siguiente tabla puedes ver algunos ejemplos:
|
Sustancia
|
P. F. (ºC) | P. E. (ºC) |
| Agua | 0 | 100 |
| Etanol | - 114 | 78 |
| Sodio | 98 | 885 |
| Hierro | 1540 | 2900 |
| Mercurio | - 39 | 357 |
| Oxígeno | - 219 | - 183 |
La presión atmosférica
es la presión que ejerce la atmósfera debido a su peso sobre la superficie de
los cuerpos que están en contacto con ella.
La presión atmosférica se
mide con un instrumento llamado barómetro.
La presión a nivel del
mar es de 1013 mb o 1 atm.
La presión superior a
1013 mb se llama alta presión y, si es menor, baja presión.
En los mapas
meteorológicos se unen puntos con la misma presión mediante unas líneas llamadas
isobaras.
BASE EXPERIMENTAL DE LA TEORIA CUANTICA
La teoria cuántica, es una teoría física basada en la utilización del concepto
de unidad cuántica para describir las propiedades dinamicas de las particulas
subatómicas y las interacciones entre la materia y la relación. Las bases de la
teoría fueron sentadas por el físico alemán Max Plank, que en 1900 postulo que
la materia solo puede emitir o absorber energía en pequeñas unidades llamadas
cuantos.
Otra contribución fundamental al desarrollo de la teoría fue el principio de
incertidubre, formulado por el físico alemán Werner Heinsenberg en 1927, y que
afirma que no es posible especificar con exactitud simultáneamente la posición y
el momento lineal de una particula subatómica.
ESTRUCTURA ATOMICA
En el atomo distinguimos dos partes: el nucleo y la corteza. El nucleo es la
parte central del atomo y contiene partículas con carga positiva, los protones,
y partículas que no poseen carga eléctrica, es decir son neutras, los neutrones.
La masa de un proton es paroximadamente igual a la de un neutrón. Todos
los atomos de un elemento químico tienen en el nucleo el mismo numero de
preotones. Este numero que caracteriza a cada elemento y lo distingue de los
demás, es el numero atomico y se representa con la letra Z. La corteza es la parte
exterior del atomo. En ella se encuentran los electrones, con carga negativa en
distintos niveles, giran alrededor del nucleo. La masa de un electron es unas 2000
veces menor que la de un proton. Los atomos son eléctricamente neutros, debido
a que tienen igual numero de protones que de electrones. Asi, el numero atomico
también coincide con el numero de electrones.
