Conceptos Básicos de Química Unidad 1: Conceptos Básicos de Química Lic. Yamile Cortes Prof. Jorge Díaz Galleguillos

Química Materia Ciencia Experimental estudia Se divide Ramas Química: (propiedades, transformaciones, combinaciones) Ramas estudia Ciencia Experimental Se divide Química Química: General Inorgánica Orgánica Analítica Física Industrial Bioquímica Se basa Método Científico Trabajo de laboratorio

1. Características de la materia Todas las sustancias que nos rodean constituyen la materia. Tiene masa y ocupa volumen. Se presenta en tres estados: sólido, líquido y gaseoso. Cuando las partículas de una sustancia ganan o pierden energía, la sustancia puede cambiar de estado. La partícula más pequeña de la materia es el átomo. Prof. Jorge Díaz Galleguillos

Estructura atómica El átomo está conformado por una parte central llamada núcleo, que contiene las partículas subatómicas llamadas protones (p+) y neutrones (n). Rodeado de una capa externa donde se encuentran los electrones (e-). Prof. Jorge Díaz Galleguillos

Moléculas Partícula formada por dos o más átomos unidos entre sí por enlaces químicos. Por ejemplo la molécula de agua (H2O) tiene un átomo de oxígeno y dos átomos de hidrógeno. Prof. Jorge Díaz Galleguillos

Iones: Son átomos cargados eléctricamente que se forman cuando un átomo gana o cede electrones. Se dividen en cationes y aniones. Prof. Jorge Díaz Galleguillos

Estados de la materia Estado plasmático: Estado energético Sólido: Tiene forma y volumen definido. (Fa>Fr) Líquido :Tiene volumen definido y forma variable. (Fa=Fr) Gas: Carecen de forma y volumen. (Fa<Fr) Estado plasmático: Estado energético Se encuentra a altas temperaturas.

Cambios de estado de la materia La materia cambia de un estado a otro por efecto de la temperatura y presión. Ya sea aumentando o disminuyendo la energía calórica. Se reconocen 2 tipos de cambios: Progresivos y regresivos. Prof. Jorge Díaz Galleguillos

a) Cambios de estado progresivos Los cambios de estado progresivos se producen cuando se aplica calor a los cuerpos y son: sublimación progresiva, fusión y evaporación. www.iquimica.blogspot.com Prof. Jorge Díaz Galleguillos

a.1) Sublimación progresiva Este cambio se produce cuando un cuerpo pasa del estado sólido al gaseoso directamente. Ejemplo: sublimación del yodo, sublimación de la naftalina. www.iquimica.blogspot.com Prof. Jorge Díaz Galleguillos

a.2) Fusión Es el paso de una sustancia, del estado sólido al líquido por la acción del calor. La temperatura a la que se produce la fusión es característica de cada sustancia. Por ejemplo, la temperatura a la que ocurre la fusión del hielo es 0º C. La temperatura constante a la que ocurre la fusión se denomina Punto de Fusión www.iquimica.blogspot.com Prof. Jorge Díaz Galleguillos

a.3) Evaporación Es el paso de una sustancia desde el estado líquido al gaseoso. Este cambio de estado ocurre normalmente a la temperatura ambiente. Si se aplica mayor calor, tanto las partículas de la superficie como las del interior del líquido podrán pasar al estado gaseoso. El cambio de estado así producido se llama Ebullición.

b) Cambios de estado regresivos Son aquellos que se producen cuando los cuerpos se enfrían. Se reconocen 3 tipos: Sublimación regresiva, solidificación y condensación. Prof. Jorge Díaz Galleguillos

b.1) Sublimación regresiva Es el cambio de estado que ocurre cuando una sustancia gaseosa se vuelve sólida, sin pasar por el estado líquido. Prof. Jorge Díaz Galleguillos

b.2) Solidificación Es el paso de una sustancia desde el estado líquido al sólido. Este proceso ocurre a una temperatura característica para cada sustancia denominada punto de solidificación y que coincide con su punto de fusión. Prof. Jorge Díaz Galleguillos

b.3) Condensación Es el cambio de estado que se produce en una sustancia al pasar del estado gaseoso al estado líquido. La temperatura a la que ocurre esta transformación se llama punto de condensación y corresponde al punto de ebullición. Prof. Jorge Díaz Galleguillos

Cambios de estado

2. Propiedades de la materia Las propiedades de la materia se dividen en Físicas y Químicas, extensivas e intensivas. Propiedades Físicas Son las características que pueden observarse y medirse, sin que se modifique la composición ni estructura interna de la materia. Ejemplos: La dureza, la masa, el volumen, la densidad, el punto de ebullición y el punto de fusión.

Propiedades químicas Determinan qué cambios o transformaciones puede experimentar la materia en su composición y estructura interna. Ejemplo: la capacidad de reaccionar con oxígeno (combustión), la reacción con ácidos, la reacción con bases, la reacción con el agua (oxidación), grado de toxicidad.

Propiedades extensivas Son aquellas que varían según la cantidad de materia considerada. Ejemplo: la masa, longitud, volumen Bolita de vidrio 1 Bolita de vidrio 2 Prof. Jorge Díaz Galleguillos

Propiedades intensivas o específicas Son aquellas que no varían según la cantidad de materia considerada. Ejemplo: densidad, temperatura, color 10L 1L p.e.b= 100 ºC H2O

Resumiendo Sólido Líquido Gas Plasma Materia Estados Estructura Átomos Se puede Estados que encontrar son Posee una Esta formada por Estructura Átomos Moléculas Iones Que determina sus Propiedades formados por Núcleo Envoltura Como Físicas Químicas Extensivas Intensivas En el que se encuentran Donde están los Protones Neutrones Electrones

3. Composición química de la materia Se refiere a la identificación y a la cantidad de diversas unidades que componen una materia. Sabemos que los átomos, los iones y las moléculas son los “ladrillos” o unidades básicas que constituyen la materia que nos rodea. www.iquimica.blogspot.com Prof. Jorge Díaz Galleguillos

Sustancias puras Formada por un solo tipo de unidades. Tienen una composición definida e invariable, con propiedades constantes y características, y no pueden descomponerse en otras sustancias más simples mediante procesos físicos. Se dividen en elementos y compuestos químicos. Prof. Jorge Díaz Galleguillos

Elementos químicos Están formados por un solo tipo de átomos. Tienen el mismo número de protones. No pueden ser descompuestos en otras sustancias más simples. Están designados por símbolos químicos. Existen elementos naturales y sintéticos. Han sido ordenados en una tabla, conocida como el Sistema Periódico de los Elementos.

Compuestos químicos Resultan de la unión de dos o más elementos. Pueden clasificarse según: el Nº de elementos (binarios, ternarios) y tipo de elementos (orgánicos e inorgánicos). Se representan mediante fórmulas químicas. Para nombrarlos se utiliza la nomenclatura química. H2O Prof. Jorge Díaz Galleguillos

Mezclas 1. Mezclas homogéneas Reunión de 2 o más sustancias con una composición variable. Las sustancias que la componen no pierden sus propiedades características. De acuerdo al tamaño de las partículas de la fase dispersa, las mezclas pueden homogéneas o heterogéneas. 1. Mezclas homogéneas Sus componentes están mezclados uniformemente, son miscibles formando una sola fase. Se llaman también soluciones químicas (soluto y solvente) Según el estado del solvente hay soluciones sólidas (bronce), líquidas (mezcla agua-sal) y gaseosas (aire).

Mezclas heterogéneas Sus componentes no están mezclados uniformemente; son inmiscibles. Se observan varias fases. Por ejemplo; en una mezcla de agua-arena. Prof. Jorge Díaz Galleguillos

Resumiendo Prof. Jorge Díaz Galleguillos

Técnicas de separación de mezclas Los componentes de la mezcla pueden ser separados, sin cambien las propiedades físicas y químicas de ellos. a) Filtración Sirve para separar un sólido que se encuentra en suspensión en un líquido. La mezcla se vierte sobre un material poroso como el papel filtro que permite el paso solamente del líquido y retiene el sólido. Prof. Jorge Díaz Galleguillos

b) Destilación Técnica utilizada para purificar un líquido o separar mezclas líquidas. Comprende 2 etapas: Transformación del líquido en vapor y Condensación del vapor. Prof. Jorge Díaz Galleguillos

c) Extracción Se basa en las diferentes afinidades de los componentes de las mezclas en 2 solventes distintos y no solubles entre sí. Es muy útil para aislar cada sustancia de sus fuentes naturales o de una mezcla de reacción. La técnica de extracción simple es la más común y utiliza un embudo especial llamado de decantación.

d) Cromatografía Técnica que permite separar los componentes de una mezcla haciéndola pasar a través de un medio adsorbente (adhesión a una superficie). Prof. Jorge Díaz Galleguillos

e) Tamizado Consiste en hacer pasar una mezcla de sólidos de distinto tamaño a través de un tamiz.

4. Transformaciones de la materia La materia no permanece estática, se transforma constantemente. No todos los cambios son iguales. Conocemos los cambios físicos, cambios químicos y fenómenos alotrópicos. Prof. Jorge Díaz Galleguillos

Fenómeno alotrópico Cuando un elemento químico se encuentra en 2 o más formas diferentes. Ejemplo: ozono (O3) y oxígeno (O2), carbono (grafito) y carbono (diamante). Prof. Jorge Díaz Galleguillos

Cambio Físico Son aquellos en los que cambia el estado o la forma de las sustancias pero no su composición química, Las sustancias no se transforman en otras diferentes. Es un proceso reversible. Ejemplo, los cambios de estado, la dilatación y contracción de un gas y la fragmentación de un sólido. Prof. Jorge Díaz Galleguillos

Cambio Químico Son aquellos en los que cambia la composición química de las sustancias. Se forman nuevas sustancias con una composición y propiedades diferentes a las sustancias originales. La mayoría son cambios irreversibles. Todos los cambios químicos son también reacciones químicas. Ejemplos, la corrosión de los metales y la combustión. El hidrógeno arde en el aire para formar agua Prof. Jorge Díaz Galleguillos

Reacciones químicas Se producen cuando una o más sustancias químicas, llamadas reactantes, se transforman en nuevas sustancias llamadas productos. Se representan mediante ecuaciones químicas, utilizando símbolos y fórmulas químicas. 2 Mg (s) + O2 2 MgO Se producen cuando una o más sustancias químicas, llamadas reactantes, se transforman en nuevas sustancias llamadas productos. Se representan mediante ecuaciones químicas, utilizando símbolos y fórmulas químicas. Prof. Jorge Díaz Galleguillos

Ley de Lavoisier Reacción Química Proceso de Transformación Intercambio de energía Se representan por Reactantes Productos Ecuación Química Prof. Jorge Díaz Galleguillos

Ley de Conservación de la masa Resumiendo Materia experimenta Cambios Que ocurren según la Que pueden ser Ley de Conservación de la masa Químico Físico Como las como los Reacciones químicas Cambios de estado Por ejemplo Combustión Oxidación