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 y se han elegido para expresar las demás mediante combinaciones matemáticas de ellas.

Tabla de Magnitudes Fundamentales y Unidades del Sistema Internacional (SI)

MagnitudUnidad (SI)Símbolo
Longitudmetrom
Masakilogramokg
Tiemposegundos
TemperaturakelvinK

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 .
Destilación:
Sirve para separar dos o más líquidos solubles entre , 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).

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