Fundamentos de Química y Física: Conceptos Esenciales de la Materia

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.