Fundamentos de Química: Conceptos Clave de Sistemas, Reacciones y Estructura Atómica

Conceptos Fundamentales de Química

Sistemas Químicos

Un sistema tiene un límite y es una porción del universo en estudio.

Sistema Homogéneo

Un sistema homogéneo es, por ejemplo, la mezcla de sal común sobre una base de agua. La sal se disuelve en el agua de tal forma que es imposible verla a simple vista. El sistema constará de una sola fase y será homogéneo.

Los sistemas homogéneos se clasifican en:

• Soluciones: Cuando el sistema está formado por dos o más sustancias. Las soluciones están compuestas, como mínimo, por un solvente y un soluto.
• Sustancias puras: Cuando el sistema está formado por una sola sustancia.

Sistema Heterogéneo

Un sistema heterogéneo es el que está formado por dos o más fases.

Consiste en una mezcla en la cual no se unen los elementos. Ejemplo: el agua con aceite comestible; el agua y el aceite no se mezclan.

Tipos de Sólidos

• Cristalinos: Ejemplo: diamantes.
• Amorfos: Ejemplo: vidrios.

Métodos de Separación de Mezclas

• Filtración: Separa un sólido de un líquido a través de un material poroso.
• Tamización: Separa sólidos por tamaño.
• Decantación: Separa dos líquidos por gravedad (lo más denso queda abajo; dos líquidos no se disuelven).
• Imantación: Se separa con un imán.
• Fraccionamiento: Para mezclas homogéneas.
• Cristalización
• Cromatografía
• Destilación

Sustancias y Propiedades

Cuerpo Puro y Sustancia Pura

Cuerpo puro es sinónimo de Sustancia pura.

Una sustancia es aquella que constituye todos los cuerpos puros y que presenta un valor para cada propiedad intensiva.

Propiedades de una Sustancia

Algunas propiedades clave de una sustancia son: punto de fusión, punto de ebullición y densidad.

Alótropos

Un alótropo se refiere a dos o más sustancias simples del mismo elemento. Ejemplo:

• O₂ (oxígeno del aire)
• O₃ (ozono)

Reacciones Químicas

Una reacción química es un proceso en el cual las sustancias químicas cambian de identidad, apareciendo nuevas sustancias llamadas productos a partir de las sustancias iniciales llamadas reactivos.

Ejemplo:

C(s) + O2(g) ---------> CO2(g) + Energía

Donde:

• Reactivos: C_(s) (carbono sólido) y O_2(g) (oxígeno del aire en estado gaseoso).
• Productos: CO_2(g) (dióxido de carbono en estado gaseoso) y Energía liberada.

(Carbono sólido reacciona con oxígeno del aire (gas) para dar dióxido de carbono (gas), liberando energía.)

Igualación de Reacciones Químicas

La igualación de las reacciones químicas es la igualación de la cantidad de átomos de cada elemento en los reactivos y en los productos.

Estructura Atómica

Número de Masa y Número Atómico

La notación ^A_ZX representa un elemento, donde A es el número de masa y Z es el número atómico.

Isótopos

Un isótopo se refiere a dos o más átomos del mismo elemento con diferente número de neutrones.

Partículas Subatómicas

Las principales partículas subatómicas son:

• Electrón: Se encuentra en la corteza; su masa es de 9,1 × 10^-31 kg.
• Protón: Se encuentra en el núcleo; tiene carga positiva y una masa de 1,6 × 10^-27 kg.
• Neutrón: Su masa es igual a la del protón, y a ambos se les puede llamar nucleones. No poseen carga y se encuentran en el núcleo.