Estructura de la materia

Prof. Carina Banchero

Estudiaremos la Materia

conocida …

Investigaciones recientes revelan la existencia de la llamada materia oscura.

…

Fotografía tomada por Hubble, que muestra la primera imagen de un anillo de materia oscura en torno a un grupo de galaxias a 5.000 millones de años luz.

¿Cómo está constituida la materia conocida?

Está constituida por pequeñas partículas separadas entre sí.

Estas partículas son átomos o agrupaciones de átomos llamadas moléculas.

Existe también otro tipo de partículas llamadas iones.

Gráfico extraído del texto Química 3º. Grupo Kryptos

Sustancia : H2O

Diferentes niveles de representación con el modelo partículas-vacío

¿Pueden obtenerse imágenes de moléculas y

átomos?

Microscopio electrónico

Permite obtener imágenes de

moléculas y de algunos átomos

Ernst Ruska

(1905-1988)

Premio Nobel de Física en 1986 por sus trabajos en óptica electrónica y el

diseño del primer microscopio electrónico El microscopio electrónico

está considerado como uno de los inventos más importantes

del siglo xx

Imagen de la molécula de ADN

obtenida con Microscopio electrónico

1 nm equivale a1 x 10-9 m

es decir...

0,000000001m

0,0000001cm0,000001mm

Algunas imágenes de átomos obtenidas con Microscopio

electrónico

Átomos de Silicio (Si)

Átomos de carbono grafito (C)

Muchas sustancias conocidas están constiuidas por moléculas.

AguaAlgunas de ellas:

Azúcar Polietileno

H2O C12H22O11 (CH2 CH2)n

Otras sustancias constituidas por moléculas son los componentes

del gas natural

Metano Etano Propano

C3H8CH4 C2H6

Las moléculas pueden ser pequeñas como las de agua (H2O) o muy grandes como las de polietileno.

Las moléculas muy grandes que contienen muchos átomos unidos (pueden contener miles) se denominan Macromoléculas

Modelo que representa un segmento de la

Molécula de polietileno

Algunas moléculas conocidas …

Modelo de la molécula de ácido acetilsalicílico

(aspirina)

Modelo de la molécula de cafeína

Moléculas fundamentales para la vida …

Modelo de la molécula de glucosa

Modelo de la molécula de hemoglobina

Esta molécula contiene la

información y las instrucciones, en

un lenguaje químico para crear a todos y cada uno de los

seres que han habitado, habitan y habitarán en este planeta.

Modelo de la molécula de ADN

La replicación

del ADN

Hablemos de las

reacciones

químicas...

A cada minuto, millones de reacciones químicas

están ocurriendo…

Algunas naturalmente, y otras provocadas por el

hombre …

Algunas reacciones químicas que estudiamos …

Descomposición de sustancias compuestas

Descomposición térmica del azúcar

Descomposición del agua por electrólisis

dihidrógeno (H2) Dioxígeno (O2)

Una de las reacciones químicas esenciales en la vida del ser

humano : la combustión.

¿Qué sucede con ¿Qué sucede con los átomos y con la los átomos y con la moléculas durante moléculas durante las reacciones las reacciones químicas?químicas?

Consideremos la combustión del metano

(CH4)

En gran cantidad de hogares, el gas natural, cuyo componente principal es el metano,

constituye la fuente de energía utilizada en las cocinas.

La expresión que representa la combustión del CH4 es la

siguiente:

CH4(g) + O2(g) CO2(g) + H2O(g)

+ +

Para que puedan formarse los productos,¿alcanza con una molécula de

O2 por cada molécula de CH4?

Representemos de nuevo la reacción anterior teniendo en cuenta la pregunta formulada

anteriormente...

+ +

CH4(g) + 2 O2(g) CO2(g) + 2 H2O(g)

Sólo cuando la expresión simbólica se Sólo cuando la expresión simbólica se ha igualadoha igualado se se ha convertido en una ha convertido en una ecuación química.ecuación química.

Fue el químico francés Fue el químico francés Antoine Lavoisier, quien Antoine Lavoisier, quien

descubrió en el siglo XVIII, descubrió en el siglo XVIII, la ley de la conservación de la ley de la conservación de la masa, la cual establece:la masa, la cual establece:La masa total de todas las

sustancias presentes después de una reacción química es la misma

que la masa total de las sustancias antes de la reacción.

En un libro de texto de química publicado en En un libro de texto de química publicado en 1789, Lavoisier planteaba la ley de esta 1789, Lavoisier planteaba la ley de esta

manera:manera:

“Podemos asentar como axioma incontrovertible que, en todas las

operaciones del arte y la naturaleza, nada se crea; existe una cantidad igual de materia tanto antes como después de la

operación.”

En otras En otras palabras palabras podemos podemos decir …decir …

Los átomos no se crean ni se destruyen durante una

reacción química.

Son los mismos en los Son los mismos en los reactivos que en los reactivos que en los

productos.productos.

Lo que ocurre es que se rompen los enlaces que los

mantienen unidos...

Y se forman nuevos enlaces originando otras

moléculas distintas.Ver animación

Y esto ocurre a cada Y esto ocurre a cada instante...instante...

en todas las reacciones químicas,

en las que ocurren naturalmente

y en las que el hombre y en las que el hombre provoca.provoca.