Unidad 1Unidad 1

Conceptos básicos de Química

Prof. Jorge Díaz Galleguillos

CienciaExperimental

Materia(propiedades,

transformaciones, combinaciones)

Ramas

Química: General

InorgánicaOrgánicaAnalítica

FísicaIndustrial

Bioquímica

MétodoCientífico Trabajo de

laboratorio

estudiaSe divide

Se basa

1. Características de la materia

Todas las sustancias que nos rodean constituyen la materia.

Tiene masa y ocupa volumen. Se presenta en tres estados:

sólido, líquido y gaseoso. Cuando las partículas de una

sustancia ganan o pierden energía, la sustancia puede cambiar de estado.

La partícula más pequeña de la materia es el átomo.

Estructura atómica

El átomo está conformado por una parte central llamada núcleonúcleo, que contiene las partículas subatómicas llamadas protones (p+) y protones (p+) y neutrones (n).neutrones (n).

Rodeado de una capa externa donde se encuentran los electrones (e-).electrones (e-).

Moléculas

Partícula formada por dos o más átomos dos o más átomos unidos entre sí por unidos entre sí por enlaces químicosenlaces químicos.

Por ejemplo la molécula de agua (H2O) tiene un átomo de oxígeno y dos átomos de hidrógeno.

Iones:Iones:

Son átomos cargados eléctricamente que se forman cuando un átomo gana o cede gana o cede electroneselectrones.

Se dividen en cationes y cationes y anionesaniones.

Estados de la Estados de la materiamateria

Sólido:Sólido: Tiene forma y volumen definido. (Fa>Fr)

Líquido :Tiene volumen definido y forma variable. (Fa=Fr)

Gas: Gas: Carecen de forma y volumen. (Fa<Fr) Estado plasmático:Estado plasmático:

Estado energético Se encuentra a altas

temperaturas.

Cambios de estado de la materia

La materia cambia de un estado a otro por efecto de la temperatura y temperatura y presiónpresión. Ya sea aumentando o disminuyendo la energía calórica.

Se reconocen 2 tipos de cambios: Progresivos y Progresivos y regresivos.regresivos.

a) Cambios de estado progresivos

Los cambios de estado progresivos se producen cuando se aplica calor a los cuerpos y son: sublimación sublimación progresiva, fusión progresiva, fusión y evaporacióny evaporación..

1. Sublimación progresiva

Este cambio se produce cuando un cuerpo pasa del estado sólido al sólido al gaseoso gaseoso directamente.

Ejemplo: sublimación del yodo, sublimación de la naftalina.

2. Fusión

Es el paso de una sustancia, del estado sólido al líquidosólido al líquido por la acción del calor. La temperatura a la que se produce la fusión es característica de cada sustancia.

Por ejemplo, la temperatura a la que ocurre la fusión del hielo es 0º C.

La temperatura constante a la que ocurre la fusión se denomina Punto de Fusión

3. Evaporación Es el paso de una

sustancia desde el estado líquido al estado líquido al gaseosogaseoso.

Este cambio de estado ocurre normalmente a la temperatura ambiente.

Si se aplica mayor calor, tanto las partículas de la superficie como las del interior del líquido podrán pasar al estado gaseoso. El cambio de estado así producido se llama EbulliciónEbullición..

b) Cambios de estado regresivos

Son aquellos que se producen cuando los cuerpos se enfrían.

Se reconocen 3 tipos: Sublimación Sublimación regresiva, regresiva, solidificación y solidificación y condensacióncondensación.

1. Sublimación regresiva

Es el cambio de estado que ocurre cuando una sustancia gaseosa se gaseosa se vuelve sólidavuelve sólida, sin pasar por el estado líquido.

2. Solidificación Es el paso de una

sustancia desde el estado líquido al sólido. líquido al sólido.

Este proceso ocurre a una temperatura característica para cada sustancia denominada punto de solidificación y que coincide con su punto de fusión.

3. Condensación Es el cambio de estado que

se produce en una sustancia al pasar del estado gaseoso gaseoso al estado líquidoal estado líquido.

La temperatura a la que ocurre esta transformación se llama punto de condensación y corresponde al punto de ebullición.

Cambios de estado

2. Propiedades de la 2. Propiedades de la materiamateria

Las propiedades de la materia se dividen en Físicas y Químicas, extensivas e intensivas. Propiedades Físicas

Son las características que pueden observarse y medirse, sin que se modifique la composición sin que se modifique la composición ni estructura interna de la materiani estructura interna de la materia.

Ejemplos: La dureza, la masa, el volumen, la densidad, el

punto de ebullición y el punto de fusión.

Propiedades químicas Determinan qué cambios o

transformaciones puede experimentar la materia en su composición y estructura interna.

Ejemplo: la capacidad de reaccionar con oxígeno (combustióncombustión), la reacción con ácidos, la reacción con bases, la reacción con el agua (oxidaciónoxidación), grado de toxicidad.

Propiedades extensivas Son aquellas que varían según la

cantidad de materia considerada. Ejemplo: la masa, longitud, volumen

Bolita de vidrio 1

Bolita de vidrio 2

Propiedades intensivas o específicas

Son aquellas que no varían según la cantidad de materia considerada.

Ejemplo: densidad, temperatura, color

p.e.b= 100 ºC

H2O

1L10L

ResumiendoResumiendoMateria

Estructura

Propiedades

Átomos Moléculas Iones

Núcleo Envoltura

Protones Neutrones

Electrones

Estados

Sólido

Líquido

Gas

Plasma

Físicas

Químicas

Extensivas

Intensivas

Posee unaEsta formada por

Que determina sus

Como

Se puede

encontrar

formados por

En el que se encuentran

que

son

Donde están los

3. Composición química de la materia

Se refiere a la identificación y a la cantidad de diversas unidades que componen una materia.

Sabemos que los átomos, los iones y las moléculas son los “ladrillos” o unidades básicas que constituyen la materia que nos rodea.

Sustancias puras Formada por un solo tipo

de unidades. Tienen una composición

definida e invariable, con propiedades constantes y características, y no pueden descomponerse en otras sustancias más simples mediante procesos físicos.

Se dividen en elementos y compuestos químicos.

Elementos químicos Están formados por un solo

tipo de átomos. Tienen el mismo número de

protones. No pueden ser descompuestos

en otras sustancias más simples.

Están designados por símbolos químicos.

Existen elementos naturales y sintéticos.

Han sido ordenados en una tabla, conocida como el Sistema Periódico de los Elementos.

Compuestos químicos Resultan de la unión de dos o

más elementos. Pueden clasificarse según: el

Nº de elementos (binarios, ternarios) y tipo de elementos (orgánicos e inorgánicos).

Se representan mediante fórmulas químicas.

Para nombrarlos se utiliza la nomenclatura química.

H2O

MezclasMezclas Reunión de 2 o más sustancias con una composición variable. Las sustancias que la componen no pierden sus propiedades

características. De acuerdo al tamaño de las partículas de la fase dispersa, las

mezclas pueden homogéneashomogéneas o heterogéneasheterogéneas.

1. Mezclas homogéneas1. Mezclas homogéneas Sus componentes están mezclados están mezclados

uniformementeuniformemente, son miscibles formando una sola fase.

Se llaman también soluciones químicassoluciones químicas (soluto y solvente)

Según el estado del solvente hay soluciones sólidassólidas (bronce), líquidaslíquidas (mezcla agua-sal) y gaseosasgaseosas (aire).

Mezclas heterogéneas Sus componentes

no están mezclados uniformemente; son inmiscibles.

Se observan varias fases. Por ejemplo; en una mezcla de agua-arena.

Resumiendo

Técnicas de separación de Técnicas de separación de mezclasmezclas

Los componentes de la mezcla pueden ser separados, sin cambien las propiedades físicas y químicas de ellos.

a) Filtración Sirve para separar un sólido

que se encuentra en suspensión en un líquido. La mezcla se vierte sobre un material poroso como el papel filtro que permite el paso solamente del líquido y retiene el sólido.

b) Destilación Técnica utilizada

para purificar un líquido o separar mezclas líquidas. Comprende 2 etapas:

Transformación del líquido en vapor y

Condensación del vapor.

c) Extracción

Se basa en las diferentes afinidades de los componentes de las mezclas en 2 solventes distintos y no solubles entre sí.

Es muy útil para aislar cada sustancia de sus fuentes naturales o de una mezcla de reacción.

La técnica de extracción simple es la más común y utiliza un embudo especial llamado de decantación.

d) Cromatografía Técnica que permite separar los

componentes de una mezcla haciéndola pasar a través de un medio adsorbente (adhesión a una superficie).

e) Tamizado

Consiste en hacer pasar una mezcla de sólidos de distinto tamaño a través de un tamiz.

4. Transformaciones de la materia

La materia no permanece estática, se transforma constantemente.

No todos los cambios son iguales.

Conocemos los cambios físicos, cambios químicos y fenómenos alotrópicos.

Fenómeno alotrópico Cuando un elemento químico se encuentra en 2 o

más formas diferentes. Ejemplo: ozono (O3) y oxígeno (O2), carbono

(grafito) y carbono (diamante).

Cambio Físico Son aquellos en los que

cambia el estado o la forma de las sustancias pero no su composición química,

Las sustancias no se transforman en otras diferentes.

Es un proceso reversible. Ejemplo, los cambios de

estado, la dilatación y contracción de un gas y la fragmentación de un sólido.

Cambio Químico Son aquellos en los que cambia la composición química de

las sustancias. Se forman nuevas sustancias con una composición y

propiedades diferentes a las sustancias originales. La mayoría son cambios irreversiblesirreversibles. Todos los cambios químicos son también reacciones reacciones

químicasquímicas. Ejemplos, la corrosión de los metales y la combustión.

El hidrógeno arde en el aire para formar agua

Reacciones químicas Se producen cuando una o más sustancias

químicas, llamadas reactantesreactantes, se transforman en nuevas sustancias llamadas productosproductos.

Se representan mediante ecuaciones químicasecuaciones químicas, utilizando símbolos y fórmulas químicassímbolos y fórmulas químicas.

2 Mg (s) + O2

2 MgO Se producen cuando una o más sustancias

químicas, llamadas reactantesreactantes, se transforman en nuevas sustancias llamadas productosproductos.

Se representan mediante ecuaciones ecuaciones químicasquímicas, utilizando símbolos y fórmulas símbolos y fórmulas químicasquímicas.

Reacción Química

Ley de Lavoisier

EcuaciónQuímica

Proceso de Transformación

Intercambio deenergía

Reactantes

Productos Se representan por

ResumiendoResumiendo Materia

Ley de Conservación de

la masaQuímico Físico

Reacciones

químicas

Cambios de estado

Combustión Oxidación

Que ocurren según la

Que pueden ser

Como las

Por ejemplo

como los

Cambios

experimenta