RESUMEN SEMANA 1

1.1 Materia Estructura Composición Estados Agregación  Clasificación

Clasificación de los sistemas materiales.

Hemos visto que una primera clasificación de la materia estaba en función de su estado de agregación (sólido, líquido, gaseoso). La clasificación que nos interesa en este apartado se corresponde con la composición del sistema material, de acuerdo con esto, los sistemas materiales se clasifican en:

·         Sustancias puras.

·         Mezclas de sustancias. Que a su vez se clasifican en:

o    Mezclas heterogéneas.

o    Mezclas homogéneas, habitualmente llamadas disoluciones.

·         Mezclas heterogéneas

·          

·         Una mezcla heterogénea o sistema material heterogéneo es un sistema material formado por varias sustancias en el que su composición, estructura o propiedades no se mantienen en cualquier punto de su masa, pudiéndose percibir límites de separación entre regiones diversas.

·         Algunas veces no resulta fácil comprobar si un sistema material es una mezcla heterogénea. Puede que a simple vista encontremos cierta apariencia de regularidad y de uniformidad pero un análisis más cuidadoso puede advertirnos ciertas diferencias. La mayoría de los materiales de uso habitual son heterogéneos y sólo algunos pueden considerarse realmente homogéneos.

·         La forma de separar las sustancias que forman una mezcla utilizará algunas de las propiedades de las mismas, propiedades que sean diferentes entre las sustancias que la forman.

Resumen de métodos:

• Sólido de sólido:
• Imantación si uno de ellos es atraído por imanes.
• Manual si el tamaño lo permite.
• Criba si son de diferentes tamaños.
• Sólido de líquido:
• Sedimentación seguida de decantación.
• Sedimentación y centrifugación, seguido de decantación.
• Filtración.
• Líquido de líquido, no miscibles:
• Decantación normal.
• Decantación, utilizando el embudo de decantación.

Mezclas homogéneas o disoluciones.

Una mezcla homogénea es un sistema material homogéneo formado por varias sustancias. Las mezclas homogéneas se llaman disoluciones.

Nos encontramos con disoluciones de sustancias que se encuentran cualquier estado de agregación con otras sustancias que se encuentran en el mismo estado de agregación o en otros diferentes.

En una disolución denominamos disolvente a la sustancia de la mezcla que se encuentra en mayor proporción. Denominamos soluto a la sustancia o sustancias que se encuentran en menor proporción.

Soluto	Disolvente	Comentarios y ejemplos
Sólido	Sólido	Son las aleaciones.
Líquido		Amalgamas.
Gas		El más habitual es el hidrógeno en determinados metales.
Sólido	Líquido	Son las disoluciones más habituales, las que se suelen utilizar en química.
Líquido		Cuando los líquidos se disuelven uno en el otro, por ejemplo alcohol en agua.
Gas		Siempre se suele disolver algo de gas en los líquidos. Por ejemplo, el aire disuelto en el agua, las bebidas gaseosas, etc.
Sólido	Gas	Humo.
Líquido		Niebla.
Gas		Por ejemplo, el más habitual es el aire.

los  métodos de separación se basan en diferencias entre las propiedades físicas de los componentes de una mezcla. Para las disoluciones, los métodos más habituales son:

• Destilación. Este método consiste en separar los componentes de las mezclas basándose en lo volátiles que sean las sustancias que forman la mezcla se utilizan los destiladores. Una sustancia de punto de ebullición bajo se considera “volátil” en relación con las otras sustancias de puntos de ebullición mayor. Hay varios tipos de destilación, la más sencilla es la destilación simple en la que el proceso se lleva a cabo por medio de una sola etapa, es decir, que se evapora el líquido de punto de ebullición más bajo (calentando la mezcla) y se condensa por medio de un refrigerante.
• Evaporación y cristalización:
• La evaporación consiste en eliminar el disolvente líquido, quedándonos con el soluto. Para favorecer la evaporación podemos calentar la mezcla o dejar que ocurra lentamente.
• La cristalización es el depósito del sólido disuelto en el líquido por alguno de los siguientes motivos:
• Por enfriamiento, habitualmente se disuelven mejor los sólidos en los líquidos la aumentar la temperatura. Si nosotros enfriamos deberá tener menos sólido disuelto en el líquido, el sólido que sobra acabará depositándose en el fondo del recipiente (cristalización).
• Por evaporación, al disminuir la cantidad de disolvente deberá tener menos sólido disuelto, el que vaya sobrando a medida que se evapore el líquido se depositará en el fondo del recipiente (cristalización).
• Extracción.  Consiste en separar varios solutos disueltos en un disolvente. Se utiliza la diferencia de solubilidad (ver apartado cuarto) de cada soluto en diferentes disolventes. Se añade un disolvente inmiscible (que no se disuelve) con el disolvente de la mezcla, los solutos se distribuyen entre los dos disolventes: alguno de los solutos será más soluble en el primer disolvente y otro de los solutos en el segundo disolvente. Posteriormente las dos fases se separan como mezclas heterogéneas, por decantación en este caso.
• Cromatografía.  Las sustancias a separar se distribuyen entre dos fases según la tendencia que tengan a estar más en una de las fases o en la otra. Una fase es la denominada móvil, la que avanza, y la otra es la fase fija. Los más solubles o que retiene mejor la fase fija retrasan su avance y, de esta forma, se separan de los que retiene mejor la fase móvil.

Sustancias puras.

Son sistemas materiales homogéneos formados de un solo tipo de sustancia. Pueden ser de dos tipos:

• Simples o elementos. Son sustancias de composición simple y que no pueden descomponerse en otras más sencillas por métodos químicos ordinarios. Son los elementos químicos.
• Compuestos. Son sustancias formadas por la unión química, o combinación, de dos o más elementos en proporciones fijas, siendo las propiedades del compuesto diferentes de las de sus elementos constituyentes. Los compuestos se pueden descomponer en los elementos que los constituyen por métodos químicos habituales.

 1.2 SUSTANCIAS PURAS: ELEMENTOS Y COMPUESTOS

Sustancias: es una forma de materia que tiene una composición constante y con propiedades distintivas. Todas las sustancias  están formadas por moléculas. Una molécula puede estar formada por un átomo (monoatómica), por dos átomos (diatónica), por tres átomos (triatómica) o más átomos (poliatómica).

Una sustancia pura: es aquella que tiene unas propiedades específicas que la caracterizan y que sirven para diferenciarla de otras sustancias. Las sustancias puras pueden ser elementos o compuestos.

ELEMENTOS Y COMPUESTOS

Los elementos: son sustancias que están constituidas por átomos iguales, o sea de la misma naturaleza. Por ejemplo: hierro, oro, plata, calcio, etc. Los compuestos están constituidos por átomos diferentes. 

Compuesto: es una sustancia formada por átomos de dos o más elementos unidos químicamente en proporciones definidas.

 El agua y el hidrógeno son ejemplos de sustancias puras. El agua es un compuesto mientras que el hidrógeno es un elemento. El agua está constituida por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno y el hidrógeno únicamente por dos átomos de hidrógeno.

Si se somete el agua a cambios de estado, su composición no varía porque es una sustancia pura, pero si se somete a cambios químicos el agua se puede descomponer en átomos de hidrógeno y de oxígeno. Con el hidrógeno no se puede hacer lo mismo. Si se somete al calor, la molécula seguirá estando constituida por átomos de hidrógeno. Si se intenta separarla por medios químicos siempre se obtendrá hidrógeno.

1.3 DISPERSIONES O MEZCLAS

En química, una mezcla es un sistema material formado por dos o más sustancias puras pero no combinadas químicamente. En una mezcla no ocurre una reacción química y cada uno de sus componentes mantiene su identidad y propiedades químicas. No obstante, algunas mezclas pueden ser reactivas, es decir, que sus componentes pueden reaccionar entre sí en determinadas condiciones ambientales, como una mezcla aire-combustible en un motor de combustión interna.

Los componentes de una mezcla pueden separarse por medios físicos como destilación, disolución, separación magnética, flotación, filtración, decantación o centrifugación. Si después de mezclar algunas sustancias, éstas reaccionan químicamente, entonces no se pueden recuperar por medios físicos, pues se han formado compuestos nuevos. Aunque no hay cambios químicos, en una mezcla algunas propiedades físicas, como el punto de fusión, pueden diferir respecto a la de sus componentes.

Las mezclas se clasifican en homogéneas y heterogéneas. Los componentes de una mezcla pueden ser sólidos, líquidos o gaseosos.

A diferencia de los compuestos, una mezcla está formada por la unión de sustancias en cantidades variables y que no se encuentran químicamente combinadas. Por lo tanto, una mezcla no tiene un conjunto de propiedades únicas, sino que cada una de las sustancias constituyentes aporta al todo con sus propiedades específicas.

Las mezclas están compuestas por una sustancia, que es el medio, en el que se encuentran una o más sustancias en menor proporción. Se llama fase dispersante al medio y fase dispersa a las sustancias que están en él.

Mezcla homogénea

La mezcla homogénea es aquella en la que sus componentes no se perciben a simple vista, ni siquiera con la ayuda del microscopio. Su raíz "homo" significa semejanza de procrear de sí mismo. Está formada por un soluto y un solvente.

Son aquellas cuyos componentes no son identificables a simple vista, es decir, se aprecia una sola fase física.

Ejemplo:

El agua potable es una mezcla homogénea de agua (fase dispersante) y varias sales minerales (fase dispersa). Sin embargo, no vemos las sales que están disueltas; sólo observamos la fase líquida.

Entre las mezclas homogéneas se distingue una de gran interés: la solución o disolución química.

Mezcla heterogénea

Una mezcla heterogénea es aquella que posee una composición no uniforme en la cual se pueden distinguir a simple vista sus componentes y está formada por dos o más sustancias, físicamente distintas, distribuidas en forma desigual. Las partes de una mezcla heterogénea pueden separarse mecánicamente. Por ejemplo, las ensaladas, o la sal mezclada con arena.

Son aquellas cuyos componentes se pueden distinguir a simple vista, apreciándose más de una fase física.

Ejemplo: Agua con piedra, agua con aceite.

Característica de la mezcla: 2 fases (difásico)

2 componentes (agua y aceite)

Sistema binario (existen 2 componentes)

Las mezclas heterogéneas se pueden agrupar en: emulsiones, suspensiones y coloides.

Dispersión coloidal

En química un coloide, suspensión coloidal o dispersión coloidal es un sistema fisicoquímico formado por dos o más fases, principalmente: una continua, normalmente fluida, y otra dispersa en forma de partículas; por lo general sólidas. La fase dispersa es la que se halla en menor proporción de menor cantidad y volumen a la mezcla o materia Son aquellas cuyos componentes no son identificables a simple vista, es decir, se aprecia una sola fase física.

Emulsiones: Conformada por 2 fases líquidas inmiscibles. El diámetro de las partículas de la fase dispersa es aproximadamente ≤ 0.005 mm.

Ejemplo: agua y aceite, leche, mayonesa.

Suspensiones: Conformada por una fase sólida insoluble en la fase dispersante líquida, por lo cual tiene un aspecto opaco. Las partículas dispersas son relativamente grandes.

Ejemplo: Arcilla, tinta china (negro de humo y agua), pinturas al agua, cemento.

Suspensión se denomina a las mezclas que tienen partículas finas suspendidas en un líquido durante un tiempo y luego se sedimentan. En la fase inicial se puede ver que el recipiente contiene elementos distintos. Se pueden separar por medios físicos. Algunos ejemplos de suspensiones son el engrudo (agua con harina) y la mezcla de agua con aceite.

Coloides o soles: Es un sistema heterogéneo en donde el sistema disperso puede ser observado a través de un ultramicroscopio, el tamaño de las partículas del sistema disperso está entre 10 y 1000 Aº.

Según la afinidad de los coloides por la fase dispersante se denominan: Liofilos si tienen afinidad y Liofobos si no la tienen. Cuando el medio dispersante es el agua se llaman Hidrófilos o Hidrófobos respectivamente.

La fase dispersa está constituida por partículas llamadas micelas, las cuales se hallan en continuo movimiento, siguiendo trayectorias de zig-zag, a este fenómeno se le denomina Movimiento Browniano. Una propiedad óptica de los coloides consiste en la difracción de los rayos de luz que pasan a través de una disolución coloidal (Efecto Tyndall). Esto no ocurre si el rayo de luz atraviesa una solución verdadera.

 1.4 Características de los Estados de Agregación de la Materia

Estado Sólido

La materia está en estado sólido cuando posee forma y volumen propios, que tiende a recuperar si ha sido modificado por acción de alguna fuerza externa.

Características

-Tiene una relativa ordenación espacial de sus átomos en una estructura.

-Tienen la capacidad para soportar tensiones.

-Son resistentes a la deformidad.

-Las distancias que separan los nudos de las redes son pequeñas por lo que consecuentemente la fuerza intermolecular o COHESION es muy potente.

-Su volumen es muy constante y su forma es propia.

-Cohesión

-Tienen un movimiento mínimo. La única posibilidad de movimiento de partículas es la vibración. Ya que la atracción es mayor que la repulsión.

-Volumen

Poseen un volumen constante. Los sólidos poseen elasticidad de volumen y forma. Sin embargo, las variaciones de volumen que los sólidos son capaces de experimentar alcanzan, por lo general, valores muy pequeños de modo que solo la elasticidad de forma suele tener importancia.

-Forma

Tienen forma constante. Pueden ser ordenadas, semi-ordenadas o desordenadas. La resistencia que los sólidos ofrecen a las variaciones de forma se pone en manifiesto en su dureza, rigidez y elasticidad. La ductilidad, maleabilidad y fragilidad de los sólidos son propiedades en virtud de las cuales pueden producirse en ellos deformaciones permanentes.

-Atracción y Repulsión

Poseen una relativa ordenación espacial de sus átomos en una estructura en tres dimensiones. En donde la atracción siempre es mayor que la repulsión.

Sólido Cristalino

Se denomina cristal al sólido que presenta una estructura integrada por unidades regulares que se repiten para construir un retículo o red tridimensional. Las unidades son básicamente poliedros, es decir, cuerpos geométricos espaciales cuyas caras son polígonos.

Algunas características:

-Se caracterizan por su simetría, en posición idéntica en relación con un punto, eje o plano.

-Se ordenan espacialmente.

-Son cristales duros, con capacidad de separarse en láminas.

-Son susceptibles en corte y pulido. Ejemplos: Cuarzo - Rubí - Topacio.

Cristalizados Amorfos Se caracterizan por ser isótopos, es decir, por demostrar propiedades que no dependen en ningún caso de la dirección que se considere al analizarlas; carecen de un patrón.

-Entre los amorfos se destacan los plásticos, los vidrios, los jabones, las parafinas y muchos compuestos orgánicos e inorgánicos.

Su disposición interna es en gran parte aleatoria, semejante a los líquidos.

La propiedad más destacada de los amorfos es su carencia de punto fijo de fusión.

Su principal ejemplo son Las Piedras Preciosas

Son diversas clases de minerales que, por su belleza, durabilidad y rareza, son apreciadas en joyería, decoración y otras manifestaciones artísticas. Entre ellas se incluyen, además, algunas sustancias de origen orgánico como las perlas, el coral rojo y el ámbar. Se clasifican en: Berilos, Corindones, Diamante, Seldespatos, Granates, Jades, Sílices. Ejemplos: Esmeralda - Diamante - Turmalinas.

Estado Líquido

Las moléculas que constituyen las materias se atraen entre sí mediante fuerzas de intensidad variable. La situación vibratoria de las moléculas que marca la transición entre el estado sólido y el gaseoso es el estado líquido, pauta intermedia en los estados de agregación de la materia.

Un líquido es un fluido que mana bajo la acción de fuerzas débiles y que se adapta a la forma que lo contiene.

Características

Se caracterizan por ser fácilmente miscibles debido a que las moléculas tienden a moverse desordenadamente, así pues, cuando las partículas pertenezcan a dos clases diferentes, la combinación de ambas se producirá con rapidez.

Cohesión

El espacio mínimo que existe entre sus moléculas hace que los líquidos sean prácticamente incompresibles en comparación con los fluidos gaseosos. La naturaleza e intensidad de las fuerzas de cohesión hace que puedan variar dentro de amplios márgenes.

Atracción y Repulsión

Tienen una mayor fuerza de atracción intermolecular que los gases. Existe una cierta tendencia a la ordenación molecular, aunque las partículas mantienen cierta libertad de movimientos que los diferencia de los cuerpos sólidos.

Volumen

Definido y constante. Son elásticos, lo que significa que después de haber sido comprimidos por la acción de una fuerza, recobran exactamente su volumen original cuando la fuerza desaparece. En otros términos, se necesita la misma fuerza para aumentar el volumen de un líquido que para disminuirlo en un porcentaje determinado.

Forma

Los líquidos adoptan la forma del recipiente que los contiene, aunque en pequeñas cantidades tienden a la esfericidad debido a la tensión superficial y forman gotas sin disminuir el volumen, ya que la relación entre la superficie aumenta.

Tensión superficial

Es una fuerza debida a la desigual atracción que sufren en las distintas direcciones las moléculas que se encuentran en la superficie de un líquido. Tales moléculas son atraídas más fuertemente hacia abajo y lateralmente por las moléculas cercanas de la masa líquida que hacia arriba por las moléculas más alejadas y muy separadas del vapor de agua. El resultado es que tiende siempre a contraerse y reducir su superficie.

Estado Gaseoso

Es aquella forma de agregación de la materia en la que los cuerpos presentan una serie de propiedades físicas y químicas, la más significativa de las cuales queda definida por la condensación de las moléculas y las fuerzas que se establece entre ellas.

Características

El estado gaseoso presenta un movimiento libre y desordenado, esto significa choque e impulso. Tiende a expandirse debido a la fuerza repulsiva (tensión), que se genera debido al choque de moléculas del gas contra las paredes del recipiente que lo contiene.

Cohesión

Mínima, casi no existe. Las moléculas se encuentran comparativamente alejadas unas de otras y las fuerzas reciprocas son de muy escasa magnitud.

Atracción y Repulsión

En este caso la atracción es menor que la repulsión.

Volumen

El volumen varía. El volumen de un gas es el espacio en el cual sus moléculas se desplazan de forma arbitraria y con tendencia a la expansión. La unidad para los gases es el centímetro cúbico.

Forma

Varía de acuerdo al recipiente que los contiene y tiende a expandirse debido a la fuerza repulsiva que se genera entre sus átomos o moléculas.

Estado Vítreo

Materiales amorfos, tanto orgánicos como inorgánicos. Muchas de las substancias que utilizamos en nuestra vida diaria son estructuralmente materiales vítreos; tal es el caso de polímeros, semiconductores y azúcares. EJEMPLO EL HULE

El estado vítreo o materiales amorfos pueden obtenerse por distintas técnicas, todas ellas relacionadas con un cambio rápido del material de un estado de equilibrio a uno de no equilibrio. Los métodos más normales para producir materiales amorfos incluyen el enfriamiento rápido a temperaturas inferiores a la temperatura de fusión.

Las diferencias entre los estados cristalino y vítreo reside que no se considera al vítreo como un estado particular de agregación; se considera como un liquido sub-enfriado, con gran fricción interna, y para conciliar las teorías establecidas hay que tener en cuenta que la mayor analogía entre los líquidos y sólido; es el estado amorfo, la falta de regularidad en su estructura se manifiesta en sus propiedades físicas

Tales como la imposibilidad de deformarse por desplazamiento

-Ser quebradizos a temperaturas bajas

-Viscosos a temperaturas altas.

GEL

El estado de gel es la resistencia de un liquido la fluir libremente. Propiedades: Los geles presentan una densidad similar a los líquidos, sin embargo su estructura se asemeja más a la de un sólido. Ciertos geles presentan la capacidad de pasar de un estado coloidal a otro, es decir, permanecen fluidos cuando son agitados y se solidifican cuando permanecen inmóviles. Esta característica se denomina tixotropía. El proceso por el cual se forma un gel se denomina gelación.

Ejemplo: esta la mantequilla amarilla, el vidrio y la gelatina común.

-El estado “gel”, que aparece cuando las cadenas están suficientemente asociadas para formar una red o gel, desde luego, elástico;• en cuanto y a medida que las cadenas se organizan entre sí, el gel se transforma cada vez más rígido, lo que da lugar, en general al fenómeno de la sinéresis; el gel se contrae y exuda una parte de la fase líquida

 1.5 Cambios de estado

son los procesos a través de los cuales un estado de la materia cambia a otro manteniendo una semejanza en su composición A continuación se describen los diferentes cambios de estado o transformaciones de fase de la materia.

§  Fusión: Es el paso de un sólido al estado líquido por medio de la energía térmica; durante este proceso isotérmico (proceso que absorbe energía para llevarse a cabo este cambio) hay un punto en que la temperatura permanece constante. El "punto de fusión" es la temperatura a la cual el sólido se funde, por lo que su valor es particular para cada sustancia. Cuando dichas moléculas se moverán en una forma independiente, transformándose en un líquido.

§  Solidificación: Es el paso de un líquido a sólido por medio del enfriamiento; el proceso es exotérmico. El "punto de solidificación" o de congelación es la temperatura a la cual el líquido se solidifica y permanece constante durante el cambio, y coincide con el punto de fusión si se realiza de forma lenta (reversible); su valor es también específico.

§  Vaporización: Es el proceso físico en el que un líquido pasa a estado gaseoso. Si se realiza cuando la temperatura de la totalidad del líquido iguala al punto de ebullición del líquido a esa presión al continuar calentando el líquido, éste absorbe el calor, pero sin aumentar la temperatura: el calor se emplea en la conversión del agua en estado líquido en agua en estado gaseoso, hasta que la totalidad de la masa pasa al estado gaseoso. En ese momento es posible aumentar la temperatura del gas.

La evaporación se produce a cualquier temperatura, aunque es mayor cuanto más alta es la temperatura. Es importante e indispensable en la vida cuando se trata del agua, que se transforma en vapor de agua y al condensarse en nube, volviendo en forma de lluvia, nieve, niebla o rocío.

Cuando existe un espacio libre encima de un líquido caliente, una parte de sus moléculas está en forma gaseosa, al equilibrase, la cantidad de materia gaseosa define la presión de vapor saturante, la cual no depende de la temperatura.

§  Condensación: Se denomina condensación al cambio de estado de la materia que se encuentra en forma gaseosa a forma líquida. Es el proceso inverso a la vaporización. Si se produce un paso de estado gaseoso a estado sólido de manera directa, el proceso es llamado sublimación inversa. Si se produce un paso del estado líquido a sólido se denomina solidificación.

§  Sublimación: es el proceso que consiste en el cambio de estado de la materia sólida al estado gaseoso sin pasar por el estado líquido. Al proceso inverso se le denomina Sublimación inversa; es decir, el paso directo del estado gaseoso al estado sólido. Un ejemplo clásico de sustancia capaz de sublimarse es el hielo seco.

Es importante hacer notar que en todas las transformaciones de fase de las sustancias es de que éstas no se transforman en otras sustancias ni sus propiedades, solo cambia su estado físico.

Las diferentes transformaciones de fase de la materia en este caso las del agua son necesarias y provechosas para la vida y el sustento del hombre cuando se desarrollan normalmente.

Los cambios de estado están divididos generalmente en dos tipos: progresivos y regresivos.

Cambios progresivos: Vaporización, fusión y sublimación progresiva. Cambios regresivos: Condensación, solidificación y sublimación regresiva

La siguiente tabla indica cómo se denominan los cambios de estado:

Inicial\Final	Sólido	Líquido	Gas
Sólido		fusión	Sublimación, sublimación progresiva o sublimación directa
Líquido	solidificación		evaporación o ebullición
Gas	sublimación inversa, regresiva o deposición	condensación y licuefacción (Licuación)

Punto de fusión

El punto de fusión es la temperatura a la cual la materia pasa de estado sólido a estado líquido, es decir, se funde.

Al efecto de fundir un metal se le llama fusión (no podemos confundirlo con el punto de fusión). También se suele denominar fusión al efecto de licuar o derretir una sustancia sólida, congelada o pastosa, en líquida.

Punto de ebullición

El punto de ebullición es aquella temperatura en la cual la materia cambia de estado líquido a gaseoso, es decir se ebulle. Expresado de otra manera, en un líquido, el punto de ebullición es la temperatura a la cual la presión de vapor del líquido es igual a la presión del medio que rodea al líquido. En esas condiciones se puede formar vapor en cualquier punto del líquido.

La temperatura de una sustancia o cuerpo depende de la energía cinética media de las moléculas. A temperaturas inferiores al punto de ebullición, sólo una pequeña fracción de las moléculas en la superficie tiene energía suficiente para romper la tensión superficial y escapar. Este incremento de energía constituye un intercambio de calor que da lugar al aumento de la entropía del sistema (tendencia al desorden de las partículas que lo componen).

El punto de ebullición depende de la masa molecular de la sustancia y del tipo de las fuerzas intermoleculares de esta sustancia. Para ello se debe determinar si la sustancia es covalente polar, covalente no polar, y determinar el tipo de enlaces (dipolo permanente - dipolo inducido o puentes de hidrógeno)

 1.6 Clasificación de las sustancias naturales por semejanzas en: propiedades físicas y propiedades químicas.

La materia presenta diversas propiedades que la caracterizan, algunas de ellas identifican a toda la materia, por ello se les llama propiedades generales; otras, como las propiedades particulares de la materia sólida, precisan ciertas características de un grupo; y las que determinan las diferencias entre una sustancia y otra se llaman propiedades específicas.

Hay dos tipos de propiedades que presentan la Materia, Propiedades Extensivas y Propiedades Intensivas. Las Propiedades Extensivas dependen de la cantidad de Materia, por ejemplo, el peso, volumen, longitud, energía potencial, calor, etc. Las Propiedades Intensivas no dependen de la Cantidad de Materia y pueden ser una relación de propiedades, por ejemplo: Temperatura, Punto de Fusión, Punto de Ebullición, Índice de Refracción, Calor Específico, Densidad, Concentración, etc. Las Propiedades Intensivas pueden servir para identificar y caracterizar una sustancia pura. A continuación se presenta una tabla con algunas de estas propiedades para el Agua.

Masa: es la cantidad de materia que tiene un cuerpo, su unidad fundamental en el Sistema Internacional de Unidades es el kilogramo (kg) y en el Sistema Inglés es la libra (lb) .Para medir masas muy pequeñas, como la del átomo, se emplea la uma (u) que es la unidad atómica de masa cuya equivalencia es:

El gramo (g) es una unidad de masa muy utilizada y se puede representar con múltiplos y submúltiplos.

Peso: es la atracción que ejerce la Tierra sobre los cuerpos hacia su centro, es decir, el efecto que tiene la gravedad terrestre sobre ellos.

Volumen: Un cuerpo es el lugar o espacio que ocupa. Existen cuerpos de muy diversos tamaños. Para expresar el volumen de un cuerpo se utiliza el metro cúbico (m³) y demás múltiplos y submúltiplos.

Con respecto a estas unidades de medida del volumen, existen equivalencias importantes con relación a las de capacidad:

Un decímetro cúbico (dm³) = 1 litro (l)

y un centímetro cúbico (cm³) = 1 mililitro (ml)

El cálculo del volumen de un cuerpo dependerá de la forma que tenga éste; si es de forma regular se aplicará la fórmula ya establecida y si la forma es irregular generalmente se calcula por desplazamiento de agua, a condición de que no sea soluble en ella. Cuando se trata de fluidos (líquidos y gases) se emplea el litro y sus múltiplos.

Inercia: es la resistencia que presenta un cuerpo a cambiar su estado de reposo o de movimiento, mientras no exista una fuerza que lo modifique.

Impenetrabilidad: es la propiedad que tienen los cuerpos de no poder ocupar el mismo lugar o espacio al mismo tiempo.

Divisibilidad: es la propiedad que tiene la materia de ser dividida en partículas muy pequeñas.

Porosidad: en la agregación molecular se forman espacios libres denominados poros.

Propiedades específicas

Las propiedades que diferencian un tipo de materia de otra se denominan específicas y se clasifican en físicas y químicas.

Algunas de las propiedades físicas son: dureza, tenacidad, maleabilidad, ductibilidad, punto de fusión, punto de ebullición, las organolépticas y densidad.

Dureza: es la resistencia de los cuerpos a ser rayados.

Tenacidad: es la resistencia de la materia a ser fraccionada por tensión.

Maleabilidad: es la capacidad que tienen los metales para formar láminas.

Ductibilidad: es la propiedad de los metales para formar alambres o hilos muy delgados.

Punto de ebullición: es la temperatura a la que hierve un líquido y pasa al estado de gas o vapor.

Punto de fusión: es la temperatura en la que un cuerpo sólido pasa al estado líquido.

Las propiedades organolépticas son aquellas que se perciben a través de los sentidos-olor, color, sabor, brillo, etcétera -.

La densidad es la cantidad de sustancia contenida en una unidad de volumen determinado, es una unidad derivada.

La densidad se obtiene al dividir la cantidad de su masa entre el volumen que ocupa. La unidad en el Sistema Internacional es kg/m³, utilizándose más en la práctica las siguientes unidades g/cm³o kg/dim³, la ecuación o fórmula para representar la densidad es:

PROPIEDADES PARTICULARES: Son las cualidades características de cada sustancia con independencia de tamaño o forma de la muestra. Ejemplo, el azucar y la sal son sólidos cristalinos blancos. El primero es de sabor dulce y se funde volviéndose marrón cuando se calienta en un cazo, puede arder en el fuego directo en contacto con el aire. La sal en cambio se puede calentar a altas temperaturas y no funde, desprendiendo un color amarillento al contacto del fuego directo.

PROPIEDADES GENERALES: Son cualidades que no son característica de la sustancia de por si, ejemplo: El tamaño, la forma, la longitud, el peso y la temperatura.

PROPIEDADES FISICAS: Son aquellas que pueden ser observadas sin cambiar la naturaleza de las sustancias ejemplos: Color, olor, dureza, elasticidad, punto de fusión y punto de ebullición.

PROPIEDADES QUÍMICAS: Son aquellas que se refieren a la naturaleza intima de la sustancia o a la manera de reaccionar con otra. Ejemplo: La combustión del azufre para producir anhídrido sulfuroso, la explosión producida al quemar hidrogeno, la combustión de un trozo de cinta de magnesio para producir óxido de magnesio.

 1.7 Base Experimental de la Teoría Cuántica y Estructura Atómica

                       

La  teoría cuántica, es una teoría física basada en la utilización del concepto de unidad cuántica para describir las propiedades dinámicas de las partículas subatómicas y las interacciones entre la materia y la radiación. Las bases de la teoría fueron sentadas por el físico alemán Max Planck, que en 1900 postuló que la materia sólo puede emitir o absorber energía en pequeñas unidades discretas llamadas cuantos. Otra contribución fundamental al desarrollo de la teoría fue el principio de incertidumbre, formulado por el físico alemán Werner Heisenberg en 1927, y que afirma que no es posible especificar con exactitud simultáneamente la posición y el momento lineal de una partícula subatómica.

ESTRUCTURA ATÓMICA

En el átomo distinguimos dos partes: el núcleo y la corteza.- El núcleo es la parte central del átomo y contiene partículas con carga positiva, los protones, y partículas que no poseen carga eléctrica, es decir son neutras, los neutrones. La masa de un protón es aproximadamente igual a la de un neutrón. Todos los átomos de un elemento químico tienen en el núcleo el mismo número de protones. Este número, que caracteriza a cada elemento y lo distingue de los demás, es el número atómico y se representa con la letra Z.- La corteza es la parte exterior del átomo. En ella se encuentran los electrones, con carga negativa. Éstos, ordenados en distintos niveles, giran alrededor del núcleo. La masa de un electrón es unas 2000 veces menor que la de un protón. Los átomos son eléctricamente neutros, debido a que tienen igual número de protones que de electrones. Así, el número atómico también coincide con el número de electrones.

La teoría cuántica indujo la idea de que los electrones en las orbitas, tienen una cantidad de energía (se dice que los electrones se encuentran en ciertos niveles de energía). Bohr aplico estas ideas al átomo de hidrógeno y calculo matemáticamente cual sería la frecuencia de la radiación emitida por el hidrógeno, desafortunadamente, esa teoría no funciono también con elementos cuyos átomos son más complejos que los del hidrógeno. Como resultado del trabajo teórico y experimental, se ha llegado a desarrollar una representación de la estructura atómica, que explica en forma satisfactoria los fenómenos químicos. Más que describir al electrón como si se encontrase en un orbital perfectamente definido, la nueva teoría cuántica sugiere que existen en regiones que se conocen como capas. Cada capa tiene la capacidad para contener a más de un electrón, aun cuando existe un límite superior, dependiendo de la capa que sé este considerando. A diferencia de la órbita, una capa tiene una ubicación menos definida alrededor del núcleo.


Equipo 5 
Maria Gpe. Quintero Peña
Jose Dondiego Hernandez
Marisol Sanchez Melo
Carolina Lorenzo Mora
Adrian Azael Mendoza Torres
Luis Montiel
Victor Hugo Mendoza