los estados de la materia (1º eso)
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UNIDAD 4
LA MATERIA Y SUS ESTADOS
- Estados de agregación
- Propiedades de la materia
- Elementos y compuestos
- Mezclas
- Tabla Periódica
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PROPIEDADES DE LA
MATERIA
La materia, en cualesquiera de sus estados, tiene una serie de propiedades
características como son la densidad, la dureza, el punto de fusión, la temperatura, el
volumen específico (volumen ocupado por la unidad de masa), el punto de
ebullición... que no dependen de la cantidad de materia considerada.
Por otra parte, hay otras propiedades como el volumen o la masa que sí dependen de
la cantidad que se tome.
A las primeras propiedades se las llama intensivas y a las segundas extensivas.
La densidad y la temperatura son propiedades intensivas de la materia. Una escala
termométrica muy usada es la escala Kelvin. En ella, se toma como origen el cero
absoluto y cada grado equivale a un grado centígrado. Lord Kelvin da nombre a esta
escala termométrica
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CAMBIOS
Cambio físico – la composición química de una sustancia permanece
constante.
Fundir hielo
Cambio químico – la composición química de una sustancia cambia.
Oxidación del hierro
Reacción química – a la sustancia le ocurre un cambio químico y forma
una nueva sustancia.
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ESTADOS DE AGREGACIÓN DE LA MATERIA
Todos los cuerpos están formados por materia, cualquiera que sea su
forma, tamaño o estado.
La materia se nos presenta en tres estados fundamentales de agregación:
• Sólido: azúcar, sal, hielo...
• Líquido: alcohol, agua, aceite...
• Gas: oxígeno, nitrógeno...
Los tres estados de la materia son: sólido, líquido y gaseoso.
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EL ESTADO SÓLIDO
En el estado sólido las partículas se encuentran unidas por grandes
fuerzas que las mantienen unidas a distancias relativamente pequeñas.
El movimiento de las partículas se limita a ser de vibración, sin que se
puedan desplazar.
Conforme aumenta la temperatura, la amplitud de la vibración de las
partículas se hace mayor por lo que el sólido se dilata.
La teoría cinética explica el comportamiento de la materia.
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EL ESTADO LÍQUIDO
En este estado las fuerzas entre las partículas son más débiles que en el sólido lo que
implica que éstas tengan libertad de movimiento, así las partículas están dotadas de
movimientos de vibración, rotación y traslación. No obstante, las partículas aún se
mantienen cercanas unas a otras. Por eso los líquidos adoptan la forma del recipiente
que los contiene pero ocupan un volumen fijo.
Otra propiedad de los líquidos, que comparten con los gases, es que pueden fluir.
Los líquidos son muy poco compresibles.
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EL ESTADO GASEOSO
En el estado gaseoso las fuerzas entre las partículas son prácticamente nulas y éstas
se pueden mover libremente y la distancia entre ellas es mucho mayor que en los
estados sólido y liquido.
Por ello, las partículas de los gases ocupan todo el volumen disponible del recipiente.
Los gases son fácilmente compresibles y toman la forma del recipiente que los
contiene.
Los gases se pueden comprimir y expandir muy fácilmente.
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LOS FILÓSOFOS GRIEGOS SE PREGUNTABAN:
¿Es posible dividir la materia en pedazos cada vez más pequeños, o hay un punto en el que no se puede dividir más?
Platón y Aristóteles
“La materia es infinitamente divisible”
“La materia se compone de pequeñas partículas indivisibles “
A esas partículas las llamó ATOMOS
FALSOCierto:
Dalton 2000 años después
Demócrito
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TEORÍA CINÉTICO
MOLECULARLa materia está compuesta por partículas muy
pequeñas en continuo movimiento, entre ellashay espacio vacío.
La energía cinética de las partículas aumenta alaumentar la temperatura.
Las partículas se mueven en todas lasdirecciones. En el caso de un gas chocancontinuamente entre ellas y con las paredes delrecipiente que lo contiene. La cantidad dechoques que por unidad de tiempo se producensobre las paredes del recipiente está relacionadocon la presión (a mayor número de choques, máspresión se ejerce sobre las paredes delrecipiente).9
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Las primeras teorías atomistas
Los atomistas pensaban que todo estaba formado por átomos. Los continuistas no creían
en los átomos y establecían que la materia estaba formada por: agua, aire, tierra y fuego
(llamados los 4 elementos).
Teoría atómica de Dalton
La materia está formada por átomos.
Los átomos de un elemento son iguales entre sí y diferentes a los de otros
elementos.
Los compuestos se forman por combinaciones de átomos de diferentes elementos.
Naturaleza eléctrica de la materia
Existen dos fenómenos eléctricos en la materia: atracción y repulsión.
La carga eléctrica es una propiedad de la materia. Puede ser positiva (+) o
negativa (-).
Las cargas del mismo tipo se repelen y las de distinto tipo se atraen.
Estructura atómica
La existencia de cargas eléctricas y los experimentos con tubos de descarga demuestran
que el átomo es divisible. Las partículas que forman el átomo son:
Electrones: Partículas con carga negativa.
Protones: Partículas con carga positiva.
Neutrones: Partículas sin carga.
La masa de protones y neutrones es mucho mayor que la de los electrones.
Un átomo es neutro si tiene el mismo número de protones que de electrones.
REACCIONES QUÍMICAS
Cambios físicos Cambios Químicos
TRANSFORMACIÓN
SUSTANCIAS PURAS
No implican cambio de composición
Ej Cambio de fase
Para llegar a establecer la forma de medir la materia y las relaciones que existen entre reactivos y productos, se aplicó de manera intuitiva el
método científico.11
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Clasificación de la materia
Sustancia pura
Compuesto Elemento
Mezcla
HeterogéneaHomogénea
(disolución)
SUSTANCIAS PURAS
Llamamos sustancia pura a cualquier material que tiene unas propiedades
características que la distinguen claramente de otras. Algunas de estas propiedades
son difíciles de medir como color, olor, sabor; pero otras se pueden determinar con
exactitud, por ejemplo la densidad o las temperaturas de fusión y ebullición en
unas condiciones dadas. Como ejemplo, el agua pura obtenida en la investigación
inicial sería transparente, sin olor ni sabor. Además, su densidad sería 1 g/ml a la
temperatura de 15ºC, su temperatura de fusión 0ºC y la ebullición se produciría a
100ºC (todo ello a la presión de una atmósfera).
A veces no es fácil afirmar si una sustancia es pura o no. Realiza el ejercicio adjunto
para comprobarlo.
Tampoco debemos confundir sustancia pura y sustancia simple. Algunas sustancias
puras son simples (se denominan elementos), pero otras, que llamamos
compuestos, se pueden descomponer en elementos.
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MEZCLAS
Una mezcla está formada por la unión de varias sustancias puras que
conservan propiedades independientes. Si se pueden distinguir ópticamente
sus componentes, la mezcla se llama heterogénea. En las mezclas
heterogéneas sus componentes se pueden separar de forma sencilla
(cribas, filtros, ...).
Cuando la mezcla se realiza directamente entre moléculas y no podemos
distinguir sus componentes se dice que la mezcla es homogénea. Este tipo de
mezcla también se llama disolución. Podemos distinguirla de una sustancia
pura porque los componentes tienen diferentes temperaturas de fusión o
ebullición. Pueden confundirnos los coloides, mezclas heterogéneas que
necesitarían un microscopio para separar sus componentes.
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ELEMENTOS Y COMPUESTOS
Clasificación de los elementos
En una primera clasificación los podemos dividir en metales y no metales.
Mendeleiev los clasificó en una tabla en orden creciente de sus masasatómicas, observando regularidades en sus propiedades cada cierto número deelementos.
Hoy en día se clasifican en una tabla en orden creciente de sus números atómicos.
A las filas horizontales de la Tabla Periódica se las denomina períodos y a lasverticales grupos o familias.
Compuestos
Son sustancias puras que aún pueden separarse en otras (elementos) porprocesos químicos.
Binarios, son compuestos constituidos por la combinación de dos elementos. Losmás importantes son los óxidos de los metales y de los no metales; los hidruros delos metales y de los no metales y las sales binarias (combinación entre un metal yun no metal) .
Terciarios, son compuestos formados por la unión de tres elementos. Los másimportantes son: los hidróxidos (hidrógeno, oxígeno y metal), los oxoácidos(hidrógeno, oxígeno y no metal) y las oxosales neutras (metal, no metal y oxígeno).
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SÍMBOLOS Y FÓRMULAS
A cada una de las clases de átomos de la teoría de Dalton se le asignó un símbolo, con diferentes orígenes:
nitrógeno N
hidrógeno H
carbono C
ferrum, hierro Fe
aurum, oro Au
natrium sodio Na
kalium, potasio K
francio Fr
germanio Ge
polonio Po
proceden del latín
símbolos relacionados con el
nombre de un país
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LA ECUACIÓN QUÍMICA
Los cambios químicos se representan o escriben mediante lo que denominamos
como ecuación química.
En una ecuación química los reactivos se escriben a la izquierda y los productos
a la derecha y en medio una flecha.
Reactivos ------> Productos
Además en las ecuaciones químicas se puede indicar entre otros datos: el
estado de agregación de las sustancias, la temperatura y presión de la reacción, la
presencia de catalizadores o inhibidores, la energía de reacción, etc.
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LA TABLA PERIÓDICA
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A lo largo de la historia, los químicos han intentado ordenar los elementos de
forma agrupada, de tal manera que aquellos que posean propiedades similares
estén juntos. El resultado final el sistema periódico
Los elementos están colocados por orden creciente de su número atómico (Z)
GRUPOS
a las columnas de la tabla
PERÍODOS
a las filas de la tabla
Se denominan
La utilidad del sistema periódico reside en que los elementos de
un mismo grupo poseen propiedades químicas similares
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GRUPOS
PE
RÍO
DO
S
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