Fundamentos de la Química: Materia, Medida y Transformaciones
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La Materia: Composición y Propiedades Fundamentales
La materia es todo aquello que tiene masa y ocupa un espacio, es decir, tiene volumen.
Propiedades de la Materia
- Propiedades Generales: Son aquellas que posee toda la materia, como la masa y el volumen.
- Propiedades Específicas: Son las que nos permiten distinguir una sustancia de otra, como la densidad, el punto de fusión o el punto de ebullición.
La Medida en Ciencias: Magnitudes y Unidades
Todas las propiedades que podemos medir, es decir, cuantificar, se denominan magnitudes.
Magnitudes Fundamentales y Derivadas
Las magnitudes fundamentales son independientes entre sí y se han elegido para expresar las demás mediante combinaciones matemáticas de ellas.
Tabla de Magnitudes Fundamentales y Unidades del Sistema Internacional (SI)
Magnitud | Unidad (SI) | Símbolo |
---|---|---|
Longitud | metro | m |
Masa | kilogramo | kg |
Tiempo | segundo | s |
Temperatura | kelvin | K |
Definiciones de Magnitudes Comunes
- Longitud:
- Es la distancia que hay entre dos puntos.
- Superficie:
- Es la magnitud que expresa la extensión de un cuerpo en dos dimensiones: el largo y el ancho.
- Volumen:
- Es una magnitud que mide el espacio que ocupa un cuerpo.
Tipos de Cuerpos según su Volumen
- Sólidos de forma regular
- Sólidos de forma irregular
- Líquidos
- Gases
- Masa:
- Es una magnitud fundamental que mide la cantidad de materia que tiene un cuerpo.
- Densidad:
- Es la cantidad de materia que tiene en relación con el espacio que ocupa.
Los Estados de la Materia y sus Características
La materia puede presentarse principalmente en tres estados: sólido, líquido y gas.
Características de los Estados de la Materia
- Características de los Sólidos: Poseen forma propia y volumen fijo.
- Características de los Líquidos: No tienen forma propia (adoptan la del recipiente), pero sí volumen fijo y la capacidad de fluir.
- Características de los Gases: No tienen forma propia, no tienen volumen fijo (ocupan todo el espacio disponible) y también pueden fluir.
Los Cambios de Estado de la Materia
Los cambios de estado son procesos físicos en los que la materia pasa de un estado a otro debido a variaciones de temperatura o presión.
- Solidificación:
- Paso de líquido a sólido.
- Vaporización (o Evaporación/Ebullición):
- Paso de líquido a gas.
- Fusión:
- Paso de sólido a líquido.
- Sublimación:
- Paso directo de sólido a gas.
- Condensación:
- Paso de gas a líquido.
- Sublimación Inversa (o Deposición):
- Paso directo de gas a sólido.
Las Mezclas: Combinación de Sustancias
Una mezcla es cuando se juntan dos o más sustancias distintas sin que ocurra una reacción química entre ellas.
Componentes de una Disolución
- Disolvente:
- Es el componente que se encuentra en mayor cantidad en una disolución.
- Soluto:
- Es el componente minoritario de la disolución.
Métodos de Separación de Mezclas
Existen diversas técnicas para separar los componentes de una mezcla, aprovechando sus diferentes propiedades físicas.
- Filtración:
- Sirve para separar un sólido mezclado con un líquido en el cual no es soluble.
- Decantación:
- Sirve para separar líquidos de diferente densidad que no son solubles entre sí.
- Destilación:
- Sirve para separar dos o más líquidos solubles entre sí, basándose en sus diferentes puntos de ebullición.
Elementos Químicos Comunes
A continuación, se presenta una lista de algunos elementos químicos con su símbolo y número atómico:
- H-1: Hidrógeno
- He-2: Helio
- Li-3: Litio
- Be-4: Berilio
- Na-11: Sodio
- Mg-12: Magnesio
- K-19: Potasio
- Ca-20: Calcio
- Ti-22: Titanio
- Fe-26: Hierro
- Cu-29: Cobre
- Pt: Platino
- Au: Oro
- Ag: Plata
- Pb: Plomo
- C: Carbono
- N: Nitrógeno
- F: Flúor
- P: Fósforo
- S: Azufre
- Cl: Cloro
- U: Uranio
- Np: Neptunio
- Pu: Plutonio
Componentes Fundamentales de la Materia
La materia está compuesta por diversas partículas y estructuras:
Partículas Subatómicas
- Electrones: Partículas con carga negativa, representadas aquí como azules y pequeñas.
- Neutrones: Partículas sin carga, representadas aquí como verdes y grandes.
- Protones: Partículas con carga positiva, representadas aquí como rojos y grandes.
Moléculas y Cristales
- Moléculas: Agrupaciones de átomos, como O2 (oxígeno molecular) y H2O (agua).
- Cristales: Estructuras ordenadas de átomos o iones, como C (carbono en forma cristalina, por ejemplo, diamante), NaCl (cloruro de sodio) y FeS2 (pirita).