OBJETIVO.-
Analizar la relación entre materia y energía a partir de sus propiedades
para comprender su vinculación con los fenómenos físicos
y químicos de su entorno.
Materia: Es todo lo que ocupa un lugar en el espacio, por tanto, tiene masa y volumen.
Clasificación de la materia.-
Estados
de agregación molecular.-
Los estados de agregación molecular se refieren a los estados de la materia.
Estados de la materia | Sólido | Líquido | Gaseoso |
Forma | Definida | Del recipiente | Del recipiente |
Volumen | Definido | Definido | Del recipiente |
Compresibilidad | Despreciable | Muy poca | Alta |
Fuerza entre sus partículas | Muy fuerte | Media | Casi nula |
Ejemplo | Azúcar | Gasolina | Aire |
Cambios
de estado.-
ELEMENTO:
|
Sustancia pura que no puede descomponerse en otras más sencillas. Ejemplos: Plata, oro, níquel, estroncio, oxígeno, helio, etc. |
ÁTOMO: |
Partícula más pequeña de un elemento que conserva sus propiedades. |
Los nombres de los elementos se representa mediante símbolos. Existen
dos reglas para escribir un símbolo correctamente:
Si el
símbolo es una sola letra, ésta
debe ser mayúscula. Ejemplos: C (carbono), H (hidrógeno), S (azufre), etc. |
|
Si el símbolo
tiene dos o tres letras la primera es mayúscula
y las demás son minúsculas. |
COMPUESTO:
|
Sustancia pura que se puede descomponer por medio químicos en dos o mas sustancias diferentes. Está formado por dos o más elementos. Ejemplos: Na2CO3 (carbonato de sodio), HNO3 (ácido nítrico), SO3 (trióxido de azufre), Fe2O3 (óxido de hierro III), etc. |
MOLÉCULA: | Es la partícula más pequeña de un compuestos que conserva sus propiedades. |
MEZCLAS: | Las mezclas están formados por dos o más sustancias puras (elementos y/o compuestos), pero su unión es solo aparente, ya que los componentes no pierden sus características originales. Ejemplos: Agua de limón, azufre y azúcar, latón, bronce, agua de mar, etc. |
Cuadro
comparativo entre mezclas y compuestos.-
Característica
|
Mezcla
|
Compuesto
|
Composición | Puede estar formada por elementos, compuestos o ambos en proporciones variables. | Formados por dos o más elementos en proporción de masa definida y fija. |
Separación de componentes | La separación se puede hacer mediante procedimientos físicos. | Los elementos solo se pueden separar por métodos químicos. |
Identificación de los componentes | Los
componentes no pierden su identidad. |
No se asemeja a los elementos de los que está formado. |
Mezclas homogéneas.- | Tiene las misma composición en toda su extensión. No se pueden distinguir sus componentes. |
Mezclas heterogéneas.- | Se pueden distinguir sus componentes a simple vista. Están formadas por dos o más fases. |
Tabla comparativa de ejemplos.
Elementos
|
Compuestos
|
Mezcla
homogénea
|
Mezcla
heterogénea
|
Lingotes
de oro
|
Sal
de mesa (NaCl)
|
Agua
de mar
|
Agua
y arena
|
Papel
de aluminio
|
Azúcar
(C12H22O11)
|
Té
de manzanilla
|
Sopa
de verduras
|
Flor
de azufre
|
Alcohol
etílico (C2H6O)
|
Alcohol
y agua
|
Yoghurt
con frutas
|
Alambres
de cobre
|
Acetona
(C3H6O)
|
Aire
(nitrógeno y oxígeno principalmente)
|
Mosaico
de granito
|
Clavos de hierro |
Agua
(H2O)
|
Bronce
(cobre y estaño)
|
Madera
|
Ley de las proporciones definidas.- Establece que un compuesto puro siempre contiene los mismos elementos exactamente en las mismas proporciones de masa. |
Ejemplo: Cualquier muestra de sal pura (cloruro de sodio), contiene 39.93% de sodio y 60.7% de cloro en masa. |
PROPIEDADES
FÍSICAS Y QUÍMICAS
Las propiedades física y químicas de las sustancias nos permiten
diferenciar unas de otras.
Propiedades físicas.- Son aquellas que se pueden medir u observar sin alterar la composición de la sustancia. Ejemplo: Color, olor, forma, masa, solubilidad, densidad, punto de fusión, etc. |
Propiedades químicas.- Son aquellas que pueden ser observadas solo cuando una sustancia sufre un cambio en su composición. Dentro de estas propiedades se encuentra el que una sustancia pueda reaccionar con otra. |
CAMBIOS
FÍSICOS Y CAMBIOS QUÍMICOS
Cambios
físicos.- Se presentan sin que se altere la composición
de la sustancia. Ejemplos: los cambios de estado, cortar, picar, romper, pintar
de otro color, etc.
Es importante distinguir entre la propiedad y el cambio. Ejemplos:
Propiedad
física
|
Cambio
físico
|
Punto
de fusión
|
Fusión
de una sustancia
|
Solubilidad
|
Disolver
una sustancia
|
Tamaño
|
Cortar
un material
|
Cambios
químicos.- Se
presenta solo cuando la composición de la sustancia se modifica. Ejemplos:
La oxidación de hierro, la fermentación, la putrefacción,
la digestión de los alimentos, la producción de una sustancia
nueva, etc.
Aquí también es importante distinguir entre el cambio y la propiedad.
Propiedad
química
|
Cambio
químico
|
Combustión
|
Quemar
un papel
|
Electrólisis
del agua
|
Separar
los componentes del agua
|
EJERCICIO.- Escriba en
el paréntesis la(s) letra(s) que correspondan de acuerdo a la clave mostrada
a continuación:
E: C: MH: MT: |
elemento |
PF:
PQ: CF: CQ: |
propiedad
física propiedad química cambio físico cambio químico |
(
)
|
Alambres de platino |
(
)
|
Arroz con chícharos |
(
)
|
El azufre es amarillo |
(
)
|
La respiración |
(
)
|
Vapor de agua |
(
)
|
Punto de ebullición |
(
)
|
Abrir un refresco |
(
)
|
Bióxido de carbono (CO2) |
(
)
|
Los gases nobles no reaccionan fácilmente |
(
)
|
Disolver un jarabe de jamaica en agua |
(
)
|
Preparar tepache |
(
)
|
La leche fuera del refrigerador se pone agria. |
(
)
|
Enranciamiento de la mantequilla |
(
)
|
Prepara hielos |
(
)
|
El sodio y el agua reaccionan en forma violenta. |
(
)
|
Al reaccionar sodio y cloro se forma sal. |
(
)
|
Carbonato de calcio (CaCO3) |
(
)
|
El mercurio de un termómetro |
(
)
|
Hervir un caldo de pollo |
(
)
|
Aserrado de madera |
(
)
|
Fotosíntesis |
(
)
|
El sol brilla cada mañana. |
(
)
|
La lluvia |
(
)
|
Acero |
ENERGÍA.-
Todos los cambios físicos y química están acompañados
de energía. Ejemplos: Para un cambio de estado la sustancia debe absorber
o liberar energía, tu cuerpo necesita energía para realizar sus
actividades diarias, el automóviles necesitan energía para moverse
y funcionar, los aparatos eléctricos necesitan energía para funcionar,
etc. En todos los procesos la energía está presente de alguna
forma.
Energía.- Es la capacidad para realiza un trabajo o para transferir calor. |
Energía potencial.- Es la que posee una sustancia en virtud de su posición o de su composición química. |
Energía cinética.- Es la que posee una sustancia en virtud de su movimiento. |
Ejemplo: El agua que
está en la parte superior de una presa tiene energía potencial
debido a la fuerza gravitacional. Cuando se permite que el agua fluya por una
turbina, hacia un nivel inferior, la energía potencial se convierte en
energía cinética (energía de movimiento). Conforme el agua
cae, su energía potencial disminuye y su energía potencial aumenta.
La turbina convierte parte de la energía cinética del agua en
energía eléctrica. La electricidad así producida se transporta
por medio de cables hasta los hogares y fábricas, donde se puede transformar
en energía lumínica, energía calorífica o energía
mecánica.
Así pues, la energía
puede manifestarse en diferentes formas y transformarse de una a otra. A continuación
se muestra una tabla con diversas formas de energía y su fuente.
Forma
de energía
|
Fuente
|
Energía
calorífica
|
Combustión
de carbón, madera, petróleo, gas natural, gasolina y otros
combustibles.
|
Energía
eléctrica
|
Plantas hidroeléctricas o termoeléctricas. |
Energía
química
|
Reacciones
química.
|
Energía hidráulica |
Corrientes
de agua.
|
Energía
eólica
|
Movimiento
del aire.
|
Energía nuclear |
Ruptura
del núcleo atómica mediante la fisión nuclear.
|
Biomasa
|
Cultivar plantas y quemarlas para producir energía. |
Energía
lunar
|
Potencia de las mareas |
Energía
geotérmica
|
Fuerzas gravitaciones y radiactividad natural en el interior de la tierra (géiseres y volcanes). |
Energía
radiante
|
Onda
electromagnéticas (ondas de radio, rayos luminosos, etc.)
|
|
Energía
Hidroeléctrica
|
Las diferentes formas
de energía tienen ventajas y desventajas que deben sera analizadas. Por
ejemplo, la construcción de plantas para la utilización de la
energía lunar destruiría bahías o costas apreciadas por
su belleza natural.
Es cierto que el mundo enfrenta un problemas de recursos energéticos.
La decisión debe ser tomada por personas bien informada que analicen
los pro y los contra de las diversas alternativas que existen para obtener energía.
Ley de la conservación de la energía
Todos los cambios físicos y químicos involucran energía, pero esta energía no se crea ni se destruye, solo se transforma. |
Unidades
de la energía.-
CALORÍA.- Es la unidad estándar de
la energía calórica (energía transferida de una sustancia
a otra cuando hay una diferencia de temperatura entre ellas).
JOULE.- Es la unidad
estándar para la medición de la energía calórica
en el Sistema Internacional de unidades.
1
cal = 4.184 Joules
|
En nutrición se utilizan las calorías para determinar el valor energético de los alimentos y la energía necesaria en una persona para realiza ciertas actividades.
METALES, NO METALES Y METALOIDES
Propiedades física de los METALES.-
Tienen mayor lustre (brillo). Ejemplo: plata (Ag) | |
Son buenos conductor del calor y la electricidad. Ejemplo: oro (Au) | |
Son maleables (puede dárseles forma golpeándolos con un martillo). Ejemplo: estaño (Sn) | |
Son dúctiles (es posible estirarlos para formar alambres) . Ejemplo: cobre (Cu). | |
Tienen densidades altas. Ejemplo el plomo, d20° = 11,34 g/mol. | |
Tienen altos punto de fusión. Ejemplo pfFe = 1535°C. | |
Por esta razón, los metales son sólidos a temperatura ambiente, excepto el mercurio (Hg). | |
Casi todos son duros, como es el caso de hierro, el tungsteno y el cromo. Pero algunos son blandos como el sodio. |
Propiedades químicas de los METALES.-
No es fácil combinarlos entre sí. | |
Se combinan con los no metales formando diversos compuestos. | |
El hierro se encuentra en la naturaleza combinado con el oxígeno o el azufre, el silicio con el oxígeno. | |
Otros como la plata, el oro, el cobre y el platino, se encuentran en estado libre. |
Propiedades
físicas de los NO METALES.-
Suelen ser opacos, como el azufre y el carbono (grafito). | |
Son malos conductores del calor y la electricidad. | |
No son dúctiles, ni maleables. | |
Tienen bajas densidades. | |
Tiene un punto de fusión bajo, por lo que existen en los tres estados de la materia. Por ejemplo: El azufre (S), el fosforo (P) y el yodo (I) son sólidos, el bromo (Br) es líquido, el cloro (Cl), el nitrógeno (N) y el oxígeno(O) son gases a temperatura ambiente. | |
Generalmente son blandos, excepto el diamante que es una forma del carbono. |
Propiedades químicas de los NO METALES.-
Se combinan con los metales. | |
Se combinan entre si. Ejemplo: El CO2 (bióxido de carbono), el HCl (ácido clorhídrico), el C12H22O11 (azúcar de mesa) son compuestos formados por no metales. |
METALOIDES.-
Son los elementos que separan los metales de los no metales y tienen propiedades
metálicas y no metálicas.
Los metaloides son: Boro (B), silicio (Si), germanio (Ge), arsénico (As),
antimonio (Sb), telurio (Te), polonio (Po) y astatino (At).
EJERCICIO.- Consulte su tabla periódica y complete la siguiente tabla.
Símbolo
|
Nombre
|
Carácter
metálico
(metal, no metal o metaloide) |
Estado
físico
|
Zn
|
|||
Antimonio
|
|||
Se
|
|||
Argón
|
|||
Hg
|
|||
Arsénico
|
|||
Cl
|
|||
Sodio
|
|||
Cu
|
|||
Silicio
|
|||
He
|