QUIMICA 1QUIMICA 1QUIMICA 1QUIMICA 1

NOMBRE

1 Introducción al estudio de la Química

1.1.La Química: una ciencia interdisciplinaria.

1.1.1. Relación de la química con otras ciencias.

1.2 Materia

1.2.1 Características y manifestaciones de la materia

1.2.2. Propiedades químicas y físicas de la materia

1.2.3. Extensivas e intensivas. Estados de agregación

1.2.4. Cambios de estado

1.3 Energía

1.3.1. Características y manifestaciones

1.3.2. Beneficios y riesgos en su consumo

1.3.3. Aplicación de energías no contaminantes

1.4 Cambios de la materia.

Físico

Químico

Nuclear

2 Estructura atómica y tabla periódica

2.1. Átomo y estructura.

Primeras aproximaciones al modelo atómico actual.

2.1.1. Leyes ponderales y la teoría atómica de Dalton.

2.2 Partículas subatómicas.

2.2.1.El protón y los rayos canales.

2.2.2. El electrón y el modelo atómico de Thomson.

2.2.3 El neutrón y los experimentos de Chadwik.

2.2.4. Número atómico, masa atómica y número de masa.

2.2.5. Isótopos y sus aplicaciones.

2.3. La radiación y el modelo de Rutherford..

2.4. Modelo atómico actual.

2.4.1. Los números cuánticos (n.l.m) y los modelos de Bohr y Sommerfeld.

2.4.2. Los orbítales atómico. REEMPE.

2.4.3. La configuración electrónica.

2.5. Tabla periódica actual.

2.5.1. Ubicación y clasificación de los elementos.

2.5.2. Grupos y periodos, Bloques s, p, d, f.

2.5.2.1. Definición de valencia o número de oxidación.

2.5.3. Metales, no metales y semimetales, Su utildad e importancia socioeconómica en México.

3 Enlace químico: modelos de enlaces e interacciones intermoleculares

3. Enlace químico

3.1 El modelo de enlace ionico.

3.1.1. Regla del octeto.

3.1.2. Estructuras de Lewis.

3.1.3. Formación de iones y las propiedades periódicas.

3.2 El modelo de enlace covalente.

3.2.1. Estructuras de

Lewis y electronegatividad.

3.2.2. Geometría molecular y polaridad.

3.2.3. Propiedades de los compuestos covalentes.

3.3. El modelo de enlace metálico.

3.3.1. Los electrones libres y la energía de ionización.

3.3.2. Propiedades de los metales.

3.4 Fuerzas Intermoleculares (dipolos inducidos y dipolos instantáneos).

3.5 Puente de hidrógeno.

3.5.1 Características del agua.

3.5.2 Otros compuestos que presentan puente de hidrógeno.

3.6 Los nuevos materiales.

3.6.1 Principales características y usos.

3.6.2 Impacto en la sociedad.

1 Introducción al estudio de la Química

Por qué estudiar química

Como sabemos, la materia es el objeto de estudio de la química, y como ya has visto, todo lo que se encuentra a nuestro alrededor está conformado por materia en diversos estados de composición.

Una de las particularidades del ser humano es su capacidad para transformar el ambiente donde habita con el objeto de vivir mejor. De acuerdo con las investigaciones antropológicas, la manipulación del fuego fue uno de los avances fundamentales en la historia de la humanidad. Entre otras acciones, el fuego permitió la defensa frente a animales salvajes y abrió la posibilidad de cocinar los alimentos y de hervir el agua. De esta manera, el ser humano comenzó a transformar el medio en el que vivía.

Posteriormente, fue dominando otros procesos y conociendo el comportamiento de la Naturaleza, las propiedades de las plantas y la conducta de los animales. Con el tiempo, este conocimiento le permitió dominar la realidad natural. Así, aprendió a conocer y manejar diversas sustancias.

En este camino de construcción del saber jugaron un papel importante los alquimistas en la Edad Media, a quienes se les llegó a considerar una especie de magos y sabios rodeados de un halo de misterio. Ellos debieron mantener sus conocimientos en secreto debido a la persecución a la que fueron sometidos por la intolerancia religiosa de la época. Si bien buscaban encontrar la piedra filosofal y la fuente de la eterna juventud, lo cierto es que en ese intento fueron descubriendo sustancias y compuestos, inventando aparatos útiles para el laboratorio y desarrollando técnicas nuevas de evaporación, destilación y cristalización; conocimientos que más tarde fueron los fundamentos para la química. En síntesis, aportaron grandes ideas en la transformación de la materia.

En el siglo XVII la química surgió como una ciencia experimental y cien años después ya era una ciencia capaz de encontrar justificación teórica a los fenómenos observados. En la actualidad casi todo tiene que ver con la química: la mayor parte de las actividades industriales y los productos que consumimos a diario, como el jabón, el yogur, el queso, los detergentes, los desinfectantes, el abono, las computadoras, las telas teñidas y las servilletas.

La lista es prácticamente interminable gracias a los avances en esta ciencia. Entonces, ¿será necesario estudiar química? La respuesta la descubrirás en la medida en que avances en este curso.

Si lees con detenimiento el contenido de esta unidad con toda seguridad encontrarás palabras clave que te permitirán definir esta ciencia llamada química.

La química exige compromiso de tu parte. Para comprenderla te sugerimos observar las siguientes pautas:

• Atención y concentración: procura estar atento durante las explicaciones del profesor; evita cualquier distracción.

• Memorización: es necesario que memorices datos como fórmulas, símbolos y elementos, pues conforman el lenguaje de la química.

• Análisis: con los elementos memorizados y la aplicación de lo aprendido podrás solucionar las preguntas.

Si sigues estas pautas, te darás cuenta de que tienes la destreza necesaria para resolver problemas que en principio parecían complejos.

Con un poco de constancia y tenacidad en el estudio, no sólo para Química sino para cualquier asignatura, podrás disfrutar lo aprendido y seguramente tendrás una visión más clara de las ciencias.

ACTIVIDAD 1 COMPLETA EL SIGUIENTE CUADRO DESPUES DE HABER REALIZADO LA LECTURA

DE QUE HABLA LA LECTURA

QUE DATOS COMO FECHA, NOMBRES CONCEPTOS QUE

RECUERDES

QUE OPINAS DE LO QUE ACABA DE LEER

1.1. La Química: una ciencia

interdisciplinaria.

El conocimiento científico no puede prosperar si el objeto de estudio se trata de manera aislada; para entender un fenómeno se requiere la participación de varias disciplinas.

El caso de la química no es la excepción, pues las cuestiones que estudia tienen relación con otras ciencias. Para entender el significado y objeto de estudio de la química, revisemos y analicemos la definición de ciencia en general, y en particular de las ciencias con las que la química se relaciona.

Ciencia

Es la forma en que personas interesadas en algún problema lo estudian cuidadosamente, con frecuencia durante muchos años. Quienes hacen ciencia son personas como tú que, intrigadas por algún tema, comienzan por observar aquello que les inquieta. Entonces, con base en su experiencia, diseñan experimentos en los que controlan todo aquello que puede influir en el resultado de su investigación: temperatura, luz, cantidad, número de sustancias añadidas y muchas otras variables más. Al hacer los experimentos deben suponer lo que va a pasar, es decir, formulan una hipótesis. Y mediante el análisis e interpretación de los resultados confirman si tenían razón.

Así adquieren y generan nuevos conocimientos, los cuales deben organizar tanto para realizar nuevos experimentos como para que otras personas que comparten sus dudas e inquietudes puedan confirmar sus observaciones y diseñar sus propios experimentos.

Entonces ellos también pueden generar nuevos saberes. Esto se conoce como el proceso o método científico y se aplica en muchos campos del conocimiento

como la biología, la física, la matemática y la medicina, entre otros. A partir de este proceso se define cada una de “las ciencias” de acuerdo con lo que estudia.

Por tanto, ciencia es la generación de nuevos conocimientos, organizados de manera sistemática a partir del interés de alguien por ciertas cuestiones.

Podemos afirmar que la ciencia es uno de los productos mas elaborados del ser humano pues a través de ella el hombre ha comprendido, profundizado, explicado y ejercido un control sobre muchos de los procesos naturales y sociales.

Las principales características de la ciencia son:

•Sistemática: ya que se emplea el método científico para sus investigaciones

•Comprobable: porque puede verificarse si es falso o verdadero lo que se propone como conocimiento

•Perfectible: ya que constantemente se modifican sus enunciados, pues el hombre al aumentar sus conocimientos la corrige y mejora.

•Natural: estudia todo lo que se encuentra en el medio ambiente.

Ciencia formales y factuales.

La ciencia se divide para su estudio en:

Las ciencias formales son aquellas que estudian ideas. Su carácter principal es que demuestran o prueban sus enunciados en principios lógicos. Ejemplos: lógica y matemáticas.

Las ciencias factuales comprueban mediante la observación y la experimentación sus hipótesis leyes o teorías. Ejemplos: las ciencias naturales y sociales.

Método científico.

El método científico experimental es el más adecuado para trabajar en química, que es una ciencia factual. Es el producto de una serie de investigaciones razonadas y organizadas de tal manera que nos llevan a una solución del problema planteado.

No siempre es posible experimentar con todos los fenómenos naturales, pues en muchos casos el investigador no interviene en las causas del fenómeno en

estudio, por ello para no alterar de manera intencionada y controlada ninguna de las variables, solo puede llevar a cabo su investigación científica mediante la observación sistemática y minuciosa de dichos fenómenos cuando se presentan.

Las etapas o pasos del método científico experimental son:

1. Definición del problema: en esta etapa se plantean las preguntas a las que se quieran responder con claridad, consta de las siguientes partes:

•Observación del fenómeno y expresión de éste en un lenguaje sencillo, natural o llano.

2. - Plantear hipótesis de trabajo: Es en sí una predicción (suposición) en la que se explica cómo y por qué sucede el fenómeno.

El enunciado de la hipótesis debe involucrar las variables del fenómeno, ya sea cualitativas (no medibles) ó cuantitativas (medibles) debe formularse mediante proposiciones afirmativas, debe ser clara y debe basarse en la investigación bibliográfica. La hipótesis estará formulada de tal manera que sus consecuencias puedan ser comprobadas mediante la experimentación.

Debemos de escoger un método de enjuiciamiento que nos ayude a explicar el fenómeno observado.

3. - Elaboración de un diseño experimental: en esta etapa se escoge o elabora el procedimiento experimental que se va a usar y los instrumentos de medición capaces de medir y controlar las variables del fenómeno.

El procedimiento experimental es la secuencia de operaciones que va a realizar el investigador. Es el investigador quien decide qué medir y cómo hacerlo, por lo cual considera los aspectos de equipo, tiempo y dinero disponible.

Una vez que se han llevado a cabo los experimentos de prueba, al realizar el experimento final se deberán tomar en cuenta todas las mediciones hechas, así como, anomalías y detalles que ocurran a la hora de realizarlo.

4. - Análisis del resultado: una vez obtenidas las mediciones, es necesario el representarlas por medio de tablas y/o gráficas que nos ayudan a representar el fenómeno en forma cuantitativa los cuales deben de ayudar a contestar lo más claramente posible las preguntas planteadas.

5.- Obtención de conclusiones: en este punto toca responder con claridad las preguntas planteadas en el experimento y manifestar si fue válida o no la hipótesis de trabajo.

Si hay preguntas que no se puedan responder deberá establecer el por qué o, si el caso lo amerita, hacer una conjetura acerca de la hipótesis o modelo que describa el fenómeno estudiado.

6.- Elaboración del informe escrito: de los factores más importante a la hora de escribir un informe científico es la claridad, también tomar en cuenta al nivel académico a quien va dirigido y el lenguaje a usar. Otra cosa importante es la presentación del trabajo.

Definición.

La química es la ciencia que trata de la composición, estructura, propiedades y transformaciones de la materia así como de las leyes que rigen esos cambios.

Así, todo el universo es su objeto de estudio. La química pertenece al grupo de la ciencias fácticas (factuales) ya que estudia y mide hechos basados en la observación y la experimentación.

Como toda ciencia experimental, sigue los pasos del método científico para llegar al establecimiento de teorías y leyes que describen el comportamiento de la naturaleza.

EJERCICIO 2 ELABORA UN MAPA CONCEPTUAL DE LA LECTURA ANTERIOR

1.1.1. Relación de la química con otras ciencias.

Todo el conocimiento surgió a partir de la filosofía, por eso a ésta se le considera la madre de todas las ciencias. De ella surgieron las ciencias puras como matemática y lógica, y las ciencias aplicadas como física, química, sociología, biología y psicología, entre otras.

Matemáticas

Es la ciencia de los números y las relaciones numéricas, con la que se proponen modelos que explican y predicen comportamientos. Su relación con la química se encuentra, por ejemplo, en las mediciones requeridas para determinar las reacciones químicas y las mezclas en general.

Física

La física, mediante la elaboración de teorías, realiza un estudio cuantitativo de las leyes que rigen la Naturaleza. Al relacionarse con la química, la física explica el comportamiento de la energía asociada con cambios en la materia.

Biología

Es la rama de las ciencias naturales que estudia a los seres vivos, su clasificación y características, su estructura y su funcionamiento.

Las herramientas y los conceptos de la química permiten explicar la gran variedad de reacciones químicas que tienen lugar en los seres vivos.

Con base en todo lo anterior, concluiremos que la química es la ciencia que estudia la estructura, propiedades y transformaciones de la materia a partir de su composición atómica.

El campo del estudio de la química es tan amplio, que no es posible, tan solo, interesarse en un dominio particular y así contribuir a su desenvolvimiento. Por eso la química al relacionarse con otras ciencias, forma nuevas ramas o subdivisiones.

Las subdivisiones de la química son:

Química inorgánica: campo de la química que estudia las reacciones y propiedades de los elementos químicos y sus compuestos, excepto el carbono y sus compuestos, que se estudian en la química orgánica. Históricamente la química inorgánica empezó con el estudio de los minerales y la búsqueda de formas de extracción de los metales a partir de los yacimientos.

Química orgánica: rama de la química en la que se estudian el carbono, sus compuestos y reacciones. Existe una amplia gama de sustancias (medicamentos, vitaminas, plásticos, fibras sintéticas y naturales, hidratos de carbono, proteínas y grasas) formadas por moléculas orgánicas.

Química analítica: una de las ramas más importantes de la química moderna. Se subdivide en dos áreas principales, el análisis cualitativo y el cuantitativo. El primero identifica los componentes desconocidos existentes en una sustancia, y el segundo indica las cantidades relativas de dichos componentes.

Bioquímica: estudio de las sustancias presentes en los organismos vivos y de las reacciones químicas en las que se basan los procesos vitales. Esta ciencia es una rama de la Química y de la Biología. El prefijo bio-procede de bios, término griego que significa ‘vida’. Su objetivo principal es el conocimiento de la estructura y comportamiento de las moléculas biológicas, que son compuestos de carbono que forman las diversas partes de la célula y llevan a cabo las reacciones químicas que le permiten crecer, alimentarse, reproducirse y usar y almacenar energía.

Otros campos especializados son: ingeniería química, metalurgia, petroquímica, química nuclear.

ACTIVIDAD 3 OBSERVA LA SIGUENTE IMAGEN Y UTILIZA LAS DEFINICIONES DE LAS PÁGINAS ANTERIORES Y RESPONDE LAS SIGUIENTES PREGUNTAS.

¿Para qué usas jabón?

¿De dónde viene el jabón?

¿Qué ingredientes lo conforman?

¿Qué ciencias crees que entran en juego cada vez que te lavas las manos y de qué manera?

¿Cuánta agua necesitas para eliminar los residuos del jabón?

¿Qué pasa con el agua “sucia”?

1.2 Materia

1.2.1 Características y manifestaciones de la materia

A la fecha no se ha podido obtener una definición clara y sencilla de lo que es materia. Algunos autores la definen como “todo lo que ocupa un lugar en el espacio y tiene masa”. Todo lo que constituye el universo es materia.

De acuerdo con las teorías de la física relativista, la materia se manifiesta como masa y energía, en un espacio y tiempo determinados.

La existencia de materia en forma de partículas se denomina masa.

A la energía actualmente se le considera como el principio de actividad interna de la masa.

La materia y sus manifestaciones se rigen bajo las siguientes leyes:

LEY DE LA CONSERVACIÓN DE LA MASA. Esta ley fue enunciada por Lavoisier y establece que “la masa no se crea ni se destruye, sólo se transforma”.

LEY DE LA CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA. Esta ley fue enunciada por Mayer y establece que “la energía del Universo se mantiene constante de tal manera que no puede ser creada ni destruida y sí cambiar de una forma a otra”.

LEY DE LA CONSERVACIÓN DE LA MATERIA. Esta ley se fundamenta en la Teoría de la Relatividad de Albert Einstein, y dice que “la cantidad de masa–energía se manifiesta en un determinado espacio-tiempo constante”.

La materia es el objeto central de estudio de la química. Desde hace miles de años el ser humano ha mostrado interés por las transformaciones que sufre la materia y cómo estas transformaciones han modificado el medio. A su vez, él mismo, a través del conocimiento obtenido, ha provocado la modificación de la materia, generando así un cambio en su medio ambiente.

La materia posee propiedades o características generales y particulares.

Las propiedades generales son aquellas que cualquier tipo de materia posee independientemente de la cantidad en que se presenta; algunas de estas propiedades son masa o peso, volumen, inercia. Por su parte, las propiedades particulares son aquellas específicas para cada tipo de materia; por ejemplo, los puntos de fusión y de ebullición, la densidad y la reactividad química varían con el tipo de materia. Por ejemplo, el agua en el nivel del mar hierve a 100ºC, en tanto que el alcohol hierve a 78.5ºC.

La materia se manifiesta de diferentes maneras, y de acuerdo con el tipo de manifestación se clasifica en dos grandes grupos.

Por un lado están las sustancias puras, que son de una composición definida y están hechas de átomos o de compuestos que manifiestan las mismas propiedades.

El segundo gran grupo está conformado por las mezclas, que son la unión de dos o más sustancias puras. En algunas mezclas no se distinguen las sustancias puras, por ejemplo, en el azúcar disuelta en agua (solución).

En otras sí se distinguen a simple vista las sustancias puras que la forman, como la arena mezclada en agua o el aceite mezclado con agua (mezclas heterogéneas).

ACTIVIDAD 4 CONTESTA LAS SIGUIENTE PREGUNTAS

¿Qué cambios de estado suceden cuando, a partir del azúcar, preparas caramelo para un flan?

En los carritos de helados y paletas se utiliza hielo seco. ¿Qué cambio sucede para que no chorreen ni se derritan los productos?

¿Qué cambio de estado ocurre cuando hierves el agua?

¿Qué pasa cuando se hacen hielos en el congelador?

Si dejas en la mesa un refresco en envase de vidrio que estuvo varias horas enfriándose, ¿qué pasa en el envase por fuera?

1.2.2. Propiedades químicas y físicas de la materia

Además de todo lo anterior, la materia tiene propiedades que pueden observarse, independientemente del estado de agregación en el que se encuentre. Es decir, es posible que dos sustancias diferentes en estado líquido tengan propiedades específicas que distinguen a una de la otra. Las propiedades de la materia pueden ser físicas o químicas.

Las propiedades físicas se definen como las características que al observarse o determinarse no cambian la composición química de la materia. Ejemplos de propiedades físicas son el estado de agregación, las propiedades organolépticas (olor, sabor, color), la dureza, y los puntos de ebullición y de fusión.

Las propiedades químicas son aquellas que alteran la estructura de la materia y que dependen de su comportamiento frente a otras clases de materia. Ejemplos de propiedades químicas son la reactividad, la solubilidad y la valencia.

ACTIVIDAD 5 DESCRIBE LAS PROPIEDADES FISICAS DE LA SIGUIENTE TABLA DE MATERIAS

1.2.3. Extensivas e intensivas. Estados de agregación

Las propiedades intensivas de la materia son las que permanecen inalteradas aunque cambie la cantidad de materia en estudio. Es decir, una propiedad intensiva será la misma en un gramo que en un kilogramo o una tonelada. Por ejemplo, el punto de ebullición del agua es de 100 °C, en el nivel del mar (1 atmósfera de presión), se trate de 100 ml o de un litro de agua. Otro

ejemplo, el zinc reacciona con ácido clorhídrico produciendo cloruro de zinc e hidrógeno en forma de gas sin importar las cantidades que se mezclen.

Por otro lado, las propiedades extensivas son aquellas que se modifican de acuerdo con la cantidad de materia en cuestión. Por ejemplo, la cantidad de calor que se requiere para elevar la temperatura de 250 ml es diferente de la requerida para un litro. Otro ejemplo de propiedad extensiva es el volumen; no es igual el volumen que ocupa un litro de agua que un galón.

ESTADO DE AGREGACION

La materia adquiere arreglos moleculares según su naturaleza y las condiciones ambientales, la presión y la temperatura. A estos arreglos se les conoce como estados de agregación.

Estado sólido. Se presenta cuando las partículas de la materia mantienen una fuerte atracción entre ellas, provocando un movimiento tan pequeño que no se percibe. Este arreglo entre las partículas provoca que la materia tenga forma y volumen definidos.

Estado líquido. Se produce cuando la fuerza de atracción entre las partículas de la materia es la misma que el movimiento de las partículas mismas. En estado líquido, la materia no tiene forma fija pero sí un volumen definido.

Estado gaseoso. Existe cuando las partículas de la materia mantienen un gran movimiento y el tamaño de las partículas es insignificante comparado con el volumen que ocupa. Los gases no tienen ni forma ni volumen definido.

ACTIVIDAD 6 IDENTIFICA LOS ESTADOS DE AGREGACION DE LA SIGUENTE MATERIA Y EXPLICALOS COMO SUCEDEN.

1.2.4. Cambios de estado

En nuestro ambiente y bajo ciertas condiciones, las substancias se presentan en uno de los estados de agregación antes mencionados, pero pueden cambiar de un estado a otro si las condiciones cambian. Estas condiciones son presión y temperatura. Los cambios de estado son:

1.Fusión. Cambio que sufren las sustancias al pasar del estado sólido al líquido al incrementarse el calor.

2. Evaporación. Cambio que se experimenta cuando un líquido pasa al estado de vapor o gas por incremento de calor.

3.Sublimación. Es el paso del estado sólido al gaseoso o vapor sin pasar por el estado líquido, necesitándose calor. El cambio contrario, de gas o vapor a sólido, se llama degradación.

4.Solidificación. Este cambio requiere de eliminar calor y ocurre cuando un líquido cambia al estado sólido.

5.Condensación. Es el paso del estado de vapor al estado líquido. Este cambio también supone la eliminación de calor.

6.Licuefacción. Es el paso del estado gaseoso al estado líquido. Además de eliminar calor debe aumentarse la presión para conseguir el cambio.

La diferencia entre un vapor y un gas es que el vapor se condensa y el gas se licua.

ACTIVIDAD 7 SUGUIERE UN EJEMPLO PARA CADA CAMBIO DE ESTADO Y EXPLICALO.

Fusión

Evaporación.

Sublimación.

Solidificación.

Condensación.

Licuefacción

1.3 Energía

La energía es la capacidad de realizar un trabajo. Un trabajo puede consistir en mover una masa dentro de un espacio, elevar la temperatura de un cuerpo o expandir un gas mediante una reacción química. Ésta es una definición que conocemos desde hace mucho pero, ¿qué significa?

La energía se percibe en forma de calor, luz, fuerza, energía eléctrica, sonido, etcétera, y se puede medir. A pesar de estos dos hechos, no podemos tocar ni ver la energía. Por ejemplo, podemos ver la luz, pero quién puede ver la energía que contiene la luz. Es decir, en realidad sólo percibimos sus manifestaciones.

1.3.1. Características y manifestaciones

La energía, igual que la materia, se manifiesta de diferentes formas. Como has visto, puede ser mediante calor, luz, sonido, movimiento. Sin embargo, lo más importante es que estas formas de energía pueden transformarse de una a otra.

Por ejemplo, la energía solar sirve para calentar el agua de las albercas o para producir energía eléctrica. A su vez, la energía eléctrica se utiliza para hacer funcionar motores o equipos electrónicos.

La energía del Universo es constante y sólo se está “moviendo”.

Al hablar de la energía existen solo dos tipos: la potencial y la cinética.

La energía potencial es la energía almacenada en una partícula debido a su posición dentro de un campo de fuerzas eléctricas magnéticas o gravitacionales.

La energía cinética, es la energía que poseen los cuerpos en movimiento, o bien la energía debida a una partícula y en virtud de su velocidad.

Con la transformación de estas dos, ocurren otras manifestaciones. Algunas manifestaciones energéticas comunes son: solar, química, hidráulica, luminosa, eólica, mecánica, eléctrica, térmica o calorífica, atómica o nuclear, geodésica, biomasa.

ACTIVIDAD 8 ESCRIBE TODAS LAS FUENTES DE ENERGIA QUE CONOSES Y CLASIFICALAS EN POTENCIAL Y CINETICA

POTENCIA CINETICA

1.3.2. Beneficios y riesgos en su consumo

El consumo de energía implica el binomio beneficio-riesgo o riesgo-beneficio. Por ejemplo, es muy necesario quemar combustibles fósiles para producir energía eléctrica (beneficio), pero esta manera de obtener la energía

puede resultar perjudicial (riesgo) en otros aspectos, como el deterioro del medio ambiente.

Siguiendo con este ejemplo, la electricidad es una manifestación de la energía que ha provocado gran dependencia. Piensa en un día sin electricidad, no funcionaría el radio ni la televisión ni la computadora. Tampoco habría pilas porque éstas son fuente de energía eléctrica. Con este panorama tan difícil, sabemos que la energía eléctrica es insustituible, pero debemos pensar qué hay del otro lado de la producción de electricidad. La combustión de los materiales fósiles provoca contaminación al producirse monóxido de carbono y dióxido de carbono. Este último es un gas que necesita vigilarse y controlarse, pues es uno de los que más influye para provocar el efecto invernadero, es decir, el calentamiento del planeta.

Después de haber leído el párrafo anterior, ¿qué es más importante: el beneficio de producir energía eléctrica o el riesgo de quemar combustibles fósiles?

1.3.3. Aplicación de energías no contaminantes

Es importante desarrollar nuevas tecnologías para obtener energías limpias que satisfagan las necesidades actuales de consumo, pero que no tengan un impacto negativo en el ambiente.

En este sentido, la energía eólica puede ser utilizada en lugar de los combustibles fósiles. Es necesario buscar las maneras de producir energías limpias para nuestro consumo. De lo contrario, los riesgos terminarán por volcar los beneficios en contra nuestra.

La energía lumínica puede aprovecharse en las regiones donde la mayor parte del tiempo tiene días soleados, ya que se han desarrollado equipos que utilizan esta energía.

Las celdas solares son dispositivos capaces de convertir la energía lumínica en eléctrica, está constituida por una celda plana de material semiconductor que genera una corriente eléctrica, el flujo de electrones es colectado y transportado por medio de contactos metálicos dispuestos en forma de enrejado. Un módulo fotovoltaico consiste en un grupo de celdas montadas en un soporte rígido e interconectadas eléctricamente, además es de fácil mantenimiento.

Con la energía nuclear o atómica es posible suministrar calor y electricidad. Las centrales núcleo eléctricas son muy rentables, ya que es muy poca la cantidad

de combustible (uranio) que necesita. En las núcleo eléctricas el calor se obtiene de la fusión del uranio.

La biomasa se trata de toda materia orgánica que existe en la naturaleza (árboles, arbustos, algas, desechos orgánicos, animales, estiércol, etcétera) que sean susceptibles de transformarse en energía por medio de fermentación anaerobia o en ausencia de aire y en un recipiente cerrado llamado digestor. Con la biomasa pueden generarse combustibles sólidos, gaseosos y líquidos para producir vapor electricidad y gases (biogás).

ACTIVIDAD 9 EXPLICA EN TU OPINION LAS CONTRAINDICACIONES DE UTILIZAR LOS DISTINTOS TIPOS DE ENERGIA.

1.4 Cambios de la materia.

Como viste con anterioridad, la química estudia la materia. Cuando se somete a condiciones distintas, tales como modificaciones en la temperatura, la presión o el contacto con otras sustancias, la materia puede sufrir cambios.

A las modificaciones o cambios que experimentan las sustancias bajo la acción de las diferentes formas de energía se les llama fenómenos.

Los cambios en la materia se clasifican en físicos, químicos y nucleares.

Físico

Son las modificaciones que sufre la materia sin que se altere su composición, es decir, la fórmula de esa materia sigue siendo la misma. Por ejemplo, decimos que el agua, cuya fórmula es H2O, sufre un cambio físico cuando pasa de estado sólido (hielo) a líquido (agua) y de estado líquido a gaseoso (vapor). No importa el estado en que se encuentre, la composición del agua sigue siendo la misma.

Químico

Son aquellos que implican un cambio en la composición de la materia. La fórmula de la materia no es la misma después del cambio. Por ejemplo, el hierro de una puerta o ventana inicialmente sólo es fierro (Fe). Después de estar expuesto a las condiciones del medio ambiente, la humedad, el cambio de temperatura y la exposición a la luz solar, el hierro tiene otra apariencia y su fórmula es Fe2O3 (óxido de hierro, que también conocemos como óxido o herrumbre).

Nuclear

Son estrictamente químicos porque la composición de la materia se modifica; el cambio nuclear se refiere sólo a elementos (átomos de la misma naturaleza o tipo) y no a compuestos (conjunto de diferentes átomos). Los átomos, como verás con mayor detenimiento más adelante, constan de un núcleo (con protones y neutrones) y electrones.

El cambio nuclear entonces se refiere a una alteración en la composición del núcleo de un átomo para producir dos átomos a partir de uno (fisión nuclear) o uno a partir de dos (fusión nuclear).

El Sol es un ejemplo de fusión nuclear, pues al estar compuesto de moléculas de hidrógeno y sometido a una alta temperatura, produce átomos de helio.

ACTIVIDAD 10 DESCRIBE LOS SIGUIENTES CAMBIOS O QUIMICOS

La respiración

Cortar un plástico para forrar un cuaderno

Cocinar alimentos

Pintar una pared

Grabar un disco compacto

TAREAS

Realiza el siguiente glosario

Atención

Alquimia

Memorización

Análisis

Conocimiento científico

Ciencia

Biología

Física

Matemática

Método científico

Hipótesis

Química

Materia

Masa

Organolépticas

Energía

Energía eólica

Energía lumínica

Energía nuclear o atómica

TAREA 2 Realiza una investigación y anota los puntos mas importantes de la historia de la química.

TAREA 3 Completa el siguiente cuadro según su relación con otras ciencias

CIENCIA RELACION CON LA QUIMICA

BIOQUIMICA

GENETICA

FARMACOLOGIA

MEDICINA

PSIQUIATRIA

FISICA

MATEMATICAS

TAREA 4 REALIZA UN MAPA CONCEPTUAL DEL TEMA DE LA MATERIA

TAREA 5 Realiza una investigación acerca de la energía y los diferentes tipos que existen.

TAREA 6 realiza un mapa conceptual del toda la unidad