Fundamentos de Química y Física: Conceptos Esenciales de la Materia

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Conceptos Fundamentales de la Materia

La química y la física se construyen sobre una base de definiciones esenciales que nos permiten comprender el universo que nos rodea. A continuación, exploraremos los pilares de estas ciencias, desde las propiedades básicas de la materia hasta la intrincada estructura atómica.

Propiedades y Características de la Materia

Materia
Es todo aquello que ocupa un volumen y tiene masa.
Masa
Característica de los cuerpos que indica cuánta materia contienen.
Volumen
Espacio que ocupa un cuerpo.
Densidad
Concentración de la masa en el volumen que ocupa. Se expresa con las fórmulas: d = m/v, m = d·v, v = m/d.

Cambios de Estado y Propiedades Térmicas

Punto de Fusión
Temperatura a la que un sólido se transforma en líquido.
Punto de Ebullición
Temperatura a la cual una sustancia pasa de estado líquido a gaseoso.
Evaporación
Proceso en el que un líquido se vaporiza solamente por su superficie.
Ebullición
Proceso en el que un líquido se vaporiza por todo su volumen.
Dilatación
Fenómeno en el que, al aplicar calor a una sustancia, esta aumenta su volumen.
Contracción
Fenómeno en el que, al enfriar una sustancia, esta disminuye su volumen.

Clasificación de la Materia: Sustancias y Mezclas

Sustancia Pura
Material formado por una única sustancia.
Mezcla
Material que contiene dos o más sustancias.
Disolución
Mezcla homogénea en la que un cuerpo o una sustancia se disuelve en un líquido.
Disolvente
Componente mayoritario de una disolución.
Soluto
Componente en menor cantidad en una disolución.

Modelos Atómicos y Estructura del Átomo

Teoría de Dalton
La materia está formada por pequeñas partículas separadas e indivisibles llamadas átomos (representados como esferas).
Modelo de Thomson
El átomo es una esfera maciza de materia cargada positivamente en cuyo interior están incrustados los electrones (conocido como "pudín de pasas", con electrones negativos y una masa positiva).
Modelo de Rutherford
El átomo está formado por un núcleo central, donde se encuentran los protones y neutrones, y una corteza exterior, donde se hallan los electrones (conocido como "modelo planetario").

Partículas Subatómicas y Características Atómicas

  • Electrón (e-): Partícula con masa muy pequeña y carga negativa.
  • Protón (p+): Partícula con masa aproximadamente 1000 veces mayor que la del electrón y carga positiva.
  • Neutrón (n): Partícula con masa similar a la del protón y sin carga eléctrica.
  • Número Atómico (Z): Representa el número de protones (y, en un átomo neutro, de electrones) que tiene un átomo. Se ubica en la parte inferior izquierda del símbolo del elemento.
  • Número Másico (A): Es la suma de protones y neutrones en el núcleo de un átomo. Se ubica en la parte superior izquierda del símbolo del elemento.

Iones e Isótopos

Iones
Átomos que han ganado o perdido electrones, adquiriendo una carga eléctrica neta.
Aniones
Átomos que ganan electrones, resultando en una carga negativa.
Cationes
Átomos que pierden electrones, resultando en una carga positiva.
Isótopos
Átomos del mismo elemento que tienen el mismo número atómico (mismo número de protones) pero diferente número másico (diferente número de neutrones).

Elementos, Compuestos y Masas

Elementos
Sustancias puras formadas por un solo tipo de átomos.
Compuestos Binarios
Sustancias formadas por átomos de dos elementos diferentes (por ejemplo, un metal y un no metal, o dos no metales).
Masa Atómica
Masa promedio de uno de los átomos de un elemento, expresada en unidades de masa atómica (uma).
Masa Molecular
Suma de todas las masas atómicas de los átomos que componen una fórmula química.

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