MATERIA ESTRUCTURA Y PERIODICIDAD

1.1 MATERIA ESTRUCTURA COMPOSICION ESTADOS  DE AGREGACION CLASIFICACION POR PROPIEDADES.

 Se llama materia a cualquier tipo de entidad física que es parte del universo observable, tiene energía asociada, es capaz de interaccionar, es decir, es medible y tiene una localización espaciotemporal compatible con las leyes de la física.

Propiedades generales.                                                                                         

 Las presentan los cuerpos sin distinción y por tal motivo no permiten diferenciar una sustancia de otra. Algunas de las propiedades generales se les da el nombre de extensivas, pues su valor depende de la cantidad de materia, tal es el caso de la masa, peso, volumen, la inercia, la energía, impenetrabilidad, porosidad, divisibilidad, elasticidad, maleabilidad, tenacidad y dureza entre otras.

Propiedades características.                                                                              

Permiten distinguir una sustancia de otra. También reciben el nombre de propiedades intensivas porque su valor es independiente de la cantidad de materia. Las propiedades características se clasifican en:

Físicas.                                                                                                                                  

 Es el caso de la densidad, el punto de fusión, el punto de ebullición, el coeficiente de solubilidad, el índice de refracción, el módulo de Young y las propiedades organolépticas.

Químicas.                                                                                                                                  

Están constituidas por el comportamiento de las sustancias al combinarse con otras, y los cambios con su estructura íntima como consecuencia de los efectos de diferentes clases de energía.

EJEMPLO:

·         corrosividad de ácidos

·         poder calorífico

·         acidez  

·         reactividad.

La estructura es la disposición y orden de las partes dentro de un todo. Uno de los objetivos de la semántica y de la ciencia consiste en que la estructura del lenguaje refleje fielmente la estructura de la realidad.

Todos los estados de agregación poseen propiedades y características diferentes, los más conocidos y observables cotidianamente son cuatro, las llamadas fases sólida, líquida, gaseosa y plasmática

Estado sólido                                                                                                                                                        Los objetos en estado sólido se presentan como cuerpos de forma compacta y precisa; sus átomos a menudo se entrelazan formando estructuras estrechas definidas, lo que les confiere la capacidad de soportar fuerzas sin deformación aparente. Son calificados generalmente como duros y resistentes, y en ellos las fuerzas de atracción son mayores que las de repulsión. En los sólidos cristalinos, la presencia de espacios intermoleculares pequeños da paso a la intervención de las fuerzas de enlace, que ubican a las celdillas en formas geométricas.  

 

       

Las sustancias en estado sólido suelen presentar algunas de las siguientes características:

• Cohesión elevada.
• Forma definida.
• Incompresibilidad.
• Resistencia a la fragmentación.
• Fluidez muy baja o nula.
• Algunos de ellos se subliman.

Estado líquido                                                                                                                           

Si se incrementa la temperatura, el sólido va perdiendo forma hasta desaparecer la estructura cristalina, alcanzando el estado líquido. Característica principal: la capacidad de fluir y adaptarse a la forma del recipiente que lo contiene. En este caso, aún existe cierta unión entre los átomos del cuerpo, aunque mucho menos intensa que en los sólidos.                                          

El estado líquido presenta las siguientes características:

• Cohesión menor.
• Movimiento energía cinética.
• No poseen forma definida.
• Toma la forma de la superficie o el recipiente que lo contiene.
• En el frío se contrae (exceptuando el agua).
• Posee fluidez a través de pequeños orificios.
• Puede presentar difusión.
• Volumen constante.

Estado gaseoso                                                                                                               

 Incrementando aún más la temperatura, se alcanza el estado gaseoso. Las moléculas del gas se encuentran prácticamente libres, de modo que son capaces de distribuirse por todo el espacio en el cual son contenidos.                                                                                                                                         

El estado gaseoso presenta las siguientes características:

• Cohesión casi nula.
• No tienen forma definida.
• Su volumen es variable dependiendo del recipiente que lo contenga.
• Pueden comprimirse fácilmente.
• Ejercen presión sobre las paredes del recipiente contenedor.
• Las moléculas que lo componen se mueven con libertad.
• Ejercen movimiento ultra dinámico.                                                                                                                                  

Estado plasmático                                                                                                                  

El plasma es un gas ionizado, es decir que los átomos que lo componen se han separado de algunos de sus electrones. De esta forma el plasma es un estado parecido al gas pero compuesto por aniones y cationes (iones con carga negativa y positiva, respectivamente), separados entre sí y libres, por eso es un excelente conductor. Un ejemplo muy claro es el Sol.

 1.2 SUSTANCIAS PURAS O ELEMENTOS

Una sustancia pura es aquella que tiene propiedades específicas que la caracterizan y la diferencian de otras sustancias. Y pueden ser elementos y compuestos. Las sustancias puras tienen una composición constante. Pueden ser de dos tipos: elementos y compuestos. Ambos son homogéneos y mantienen sus propias características.

·     Las sustancias elementales que constituyen la materia, se combinan en proporciones fijas de la masa, para formar compuestos.              

·       La naturaleza tiene poco más de 100 elementos.

·       Los elementos no se descomponen en sustancias sencillas.

Los elementos pueden ser: metales, no metales y metaloides.

·       METALES: poseen brillo metálico, todos son sólidos a temperatura ambiente, excepto el mercurio (Hg), que es un líquido; la mayoría tiene un punto de fusión elevado, son buenos conductores de calor y electricidad, son maleables y dúctiles.

·      NO METALES: son opacos, existen en diferentes estados físicos (gas, sólidos y líquidos), los puntos de fusión son inferiores a los de los metales, no conducen calor y electricidad, los sólidos no son maleables (frágiles), muchos no metales son gases a temperatura ambiente.

·      METALOIDES (también llamados semimetales): tienen propiedades intermedias entre los metales y no metales. Tienen aspecto de metales pero poseen características de ambos.

Los compuestos están formados por dos o más elementos unidos químicamente en proporciones fijas. Un compuesto se forma por una reacción química entre los elementos.

La descomposición de un compuesto es una reacción química que reciente el proceso de formación.

COMPUESTOS INORGANICOS.

·         OXIDOS: provienen de la combinación de un metal con el oxigeno. Ejemplo (HgO) oxido mercúrico.

·         ACIDOS: provienen de la unión de un oxido no metálico (anhídrido) con agua, o de un no metal con hidrógeno. Ejemplo: (HCI) ácido clorhídrico.

·         BASES: provienen de la unión de un óxido con agua. (NaOH) hidróxido de sodio.

·         SALES: provienen de la unión de un metal con un no metal, o de un ácido con base. Ejemplo: (NaCI) cloruro de sodio.

COMPUESTOS ORGANICOS Son muy variados y más abundantes que los inorgánicos. Ejemplos:

Hidrocarburos, proteínas, carbohidratos, lípidos, vitaminas, alcoholes, ácidos orgánicos, ásteres y otros más. Son muy utilizados en la elaboración de alimentos, medicinas, vestidos, combustibles, pinturas, entre otros.

1.3Dispersiones o Mezclas.

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. Si después de mezclar algunas sustancias, éstas reaccionan químicamente, entonces no se pueden recuperar por medios físicos, pues se han formado compuestos nuevos. Aunque no hay cambios químicos, en una mezcla algunas propiedades físicas, como el punto de fusión, pueden diferir respecto a la de sus componentes.

Las mezclas se clasifican en homogéneas y heterogéneas. Los componentes de una mezcla pueden ser sólidos, líquidos o gaseosos.

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 sí mismo. Está formada por un soluto y un solvente.

Una mezcla heterogénea es aquella que posee una composición no uniforme 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.

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.¹La fase dispersa es la que se halla en menor proporción. Normalmente la fase continua es un líquido, pero pueden encontrarse coloides cuyos componentes se encuentran en otros estados de agregación.

La definición clásica de coloide, también llamada dispersión coloidal, se basa en el tamaño de las partículas que lo forman, llamadas micelas. Poseen un tamaño bastante tamaño bastante pequeño, tanto que no pueden verse con los mejores microscopios ópticos, aunque son mayores que las moléculas ordinarias. Las partículas que forman los sistemas coloidales tienen un tamaño comprendido entre 50 y 2.000 Å.

En las dispersiones coloidales se distinguen dos partes:

Fase dispersa: las llamadas micelas.

Fase dispersante: en las que están dispersas las partículas coloidales.

Las partículas coloidales tienen un tamaño diminuto, tanto que no pueden separarse de una fase dispersante por filtración.

Las disoluciones son transparentes, por ejemplo: azúcar y agua.

 1.4 Caracterización Estados Agregación: sólido         cristalino, líquido, sólido, vítreo y gel.

Solido: poseen forma propia sus moléculas se hallan en un estado de orden regular, no son compresibles, sus moléculas se hallan en un estado de orden regular, no son comprensibles, entre sus moléculas predomina la fuerza de atracción Van der Waals.

Solido cristalino.- los cristales están formados por la unión de partículas dispuestas de forma regular siguiendo un esquema determinado que se reproduce, en forma y orientación, en todo el cristal y que crea una red tridimensional.

Liquido.- no tiene forma propia, sus moléculas no se hallas en estado de Orden regular, tiene superficie libre y horizontal, no son compresibles, las fuerzas de atracción y repulsión están equilibradas.

Gaseoso.-no tienen forma propia, sus moléculas tienen muchas movilidad y lo hacen en ex pación muy grandes con respecto a su propio volumen, poseen fuerza expansiva, no tienen suficiente libre, son fácilmente compresibles, predominan entre sus moléculas las fuerzas de repulsión

Vítreo.- liquido de alta viscosidad que ha perdido su capacidad para fluir.

Gel.- suspensión coloidal de partículas solidas en un líquido,  en el que estas forman una especie de red que le da a la suspensión cierto grado de firmeza elástica.

1.5 Cambios de Estado

·         Fusión: Es el paso de un sólido al estado líquido por medio de la energía térmica; durante este proceso isotérmico (proceso que absorbe energía para llevarse a cabo este cambio) hay un punto en que la temperatura permanece constante. El "punto de fusión" es la temperatura a la cual el sólido se funde, por lo que su valor es particular para cada sustancia. Cuando dichas moléculas se moverán en una forma independiente, transformándose en un líquido.

·         Solidificación: Es el paso de un líquido a sólido por medio del enfriamiento; el proceso es exotérmico. El "punto de solidificación" o de congelación es la temperatura a la cual el líquido se solidifica y permanece constante durante el cambio, y coincide con el punto de fusión si se realiza de forma lenta (reversible); su valor es también específico.

·         Vaporización: Es el proceso físico en el que un líquido pasa a estado gaseoso. Si se realiza cuando la temperatura de la totalidad del líquido iguala al punto de ebullición del líquido a esa presión al continuar calentando el líquido, éste absorbe el calor, pero sin aumentar la temperatura: el calor se emplea en la conversión del agua en estado líquido en agua en estado gaseoso, hasta que la totalidad de la masa pasa al estado gaseoso. En ese momento es posible aumentar la temperatura del gas.

La evaporación se produce a cualquier temperatura, aunque es mayor cuanta más alta es la temperatura. Es importante e indispensable en la vida cuando se trata del agua, que se transforma en vapor de agua y al condersarse en nube, volviendo en forma de lluvia, nieve, niebla o rocío.

Cuando existe un espacio libre encima de un líquido caliente, una parte de sus moléculas está en forma gaseosa, al equilibrase, la cantidad de materia gaseosa define la presión de vapor saturante, la cual no depende de la temperatura.

·         Condensación: Se denomina condensación al cambio de estado de la materia que se encuentra en forma gaseosa a forma líquida. Es el proceso inverso a la vaporización. Si se produce un paso de estado gaseoso a estado sólido de manera directa, el proceso es llamado sublimación inversa. Si se produce un paso del estado líquido a sólido se denomina solidificación.

·         Sublimación: es el proceso que consiste en el cambio de estado de la materia sólida al estado gaseoso sin pasar por el estado líquido. Al proceso inverso se le denomina Sublimación inversa; es decir, el paso directo del estado gaseoso al estado sólido. Un ejemplo clásico de sustancia capaz de sublimarse es el hielo seco.

Es importante hacer notar que en todas las transformaciones de fase de las sustancias es de que éstas no se transforman en otras sustancias ni sus propiedades, solo cambia su estado físico.

1.6 Clasificación Sustancias Naturales Por 

Semejanzas en: propiedades físicas, propiedades

 químicas.

Las sustancias naturales, que se encuentran directamente en la Naturaleza, como son las especies químicas que se extraen de las aguas potables y minerales, del agua de mar, de los fragmentos de rocas, de los minerales y vegetales, de la atmosfera, etc. Ejemplos: el agua, la sal de cocina, el salitre, el azufre, la morfina, el almidón, el azúcar, los aceites y grasas, los metales, el oxigeno, etc.

PROPIEDADES QUÍMICAS: Son aquellas que se refieren a la naturaleza intima de la sustancia o a la manera de reaccionar con otra. Por ejemplo: La combustión del azufre para producir anhídrido sulfuroso, la explosión producida al quemar hidrogeno, la combustión de un trozo de cinta de magnesio para producir óxido de magnesio.

PROPIEDADES FISICAS: Son aquellas que pueden ser observadas sin cambiar la naturaleza de las sustancias ejemplos: Color, olor, dureza, elasticidad, punto de fusión y punto de ebullición.

Algunas de las propiedades físicas son: dureza, tenacidad, maleabilidad, ductibilidad, punto de fusión, punto de ebullición, las organolépticas y densidad.

·         Dureza: es la resistencia de los cuerpos a ser rayados.                                                                  

·         Tenacidad: es la resistencia de la materia a ser fraccionada por tensión.                                               

·         Maleabilidad: es la capacidad que tienen los metales para formar láminas.                                          

·         Ductibilidad: es la propiedad de los metales para formar alambres o hilos muy delgados.                

·         Punto de ebullición: es la temperatura a la que hierve un líquido y pasa al estado de gas o vapor.

·         Punto de fusión: es la temperatura en la que un cuerpo sólido pasa al estado líquido.                    

·         Las sustancias que se pueden observar se clasifican en sustancias puras y mezclas.

Se llama sustancia pura a aquella que no se puede descomponer en otras mediante procedimientos físicos (como calentamiento o un campo magnético), ésta puede contener 1 o más sustancias que no se combinen (como el agua y el aceite). Es posible que la sustancia pura se descomponga mediante procesos químicos. Si ello es posible, se dice que la sustancia es compuesta; en caso contrario, se dice que es una sustancia simple.

Se llama mezcla al resultado de la combinación de varias sustancias puras, y es posible la separación de éstas mediante procedimientos físicos (destilación, evaporación, suspensión y filtración) y mecánicos (decantación e imantación).

Se dice mezcla homogénea a aquella en la que las propiedades intensivas son las mismas en toda la mezcla (por ejemplo, sal disuelta en agua). Estas propiedades intensivas son las que no dependen de la cantidad de material considerado (por ejemplo, densidad, sabor, viscosidad, calor específico).

Existe un método, que se apoya en el efecto Tyndall, que permite determinar con facilidad si se trata de una mezcla homogénea. Para que una mezcla se pueda considerar homogénea no se deben poder observar partículas en suspensión al iluminar la mezcla mientras se observa en dirección perpendicular a la del haz de luz.

Un ejemplo de cómo clasificar a las sustancias en base a sus propiedades físicas y químicas es la TABLA PERIODICA, donde organiza a los diversos elementos químicos naturales y sintéticos, los clasifica en grupos y familias donde podemos apreciar a los metales alcalinos, metales alcalinotérreos, halógenos (formadores de sales), gases nobles, lantánidos, actínidos, semimetales o metaloides, etc.

1.7  Base Experimental Teoría Cuántica Y Estructura Atómica.

TEORIA CUANTICA

La teoría cuántica, es una teoría física basada en la utilización del concepto de unidad cuántica para describir las propiedades dinámicas de las partículas subatómicas y las interacciones entre la materia y la radiación. Las bases de la teoría fueron sentadas por el físico alemán Max Planck, que en 1900 postuló que la materia sólo puede emitir o absorber energía en pequeñas unidades discretas llamadas cuantos. Otra contribución fundamental al desarrollo de la teoría fue el principio de incertidumbre, formulado por el físico alemán Werner Heisenberg en 1927, y que afirma que no es posible especificar con exactitud simultáneamente la posición y el momento lineal de una partícula subatómica.

ESTRUCTURA ATOMICA

En el átomo distinguimos dos partes: el núcleo y la corteza.- El núcleo es la parte central del átomo 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 protón es aproximadamente igual a la de un neutrón. Todos los átomos de un elemento químico tienen en el núcleo el mismo número de protones. Este número, que caracteriza a cada elemento y lo distingue de los demás, es el número atómico y se representa con la letra Z.- La corteza es la parte exterior del átomo. En ella se encuentran los electrones, con carga negativa. Éstos, ordenados en distintos niveles, giran alrededor del núcleo. La masa de un electrón es unas 2000 veces menor que la de un protón. Los átomos son eléctricamente neutros, debido a que tienen igual número de protones que de electrones. Así, el número atómico también coincide con el número de electrones.

 QUIMICA EQUIPO 3 

1. ANABEL SUAZO MUÑOZ 
2. JOSE FERNANDO MARTINEZ AGUILERA
3. MISAEL JIMENEZ GARCIA
4. EDUARDO MARTAGON
5. JAVIER ANTONIO SALINAS COBARRUBIAS
6. JUAN EMMANUEL IPARREA RODRIGUEZ