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Unidad 1Unidad 1
Conceptos básicos de Química
Prof. Jorge Díaz Galleguillos
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CienciaExperimental
Materia(propiedades,
transformaciones, combinaciones)
Ramas
Química: General
InorgánicaOrgánicaAnalítica
FísicaIndustrial
Bioquímica
MétodoCientífico Trabajo de
laboratorio
estudiaSe divide
Se basa
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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.
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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-).
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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.
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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.
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Estados de la materiaEstados de la materia
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.
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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.
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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 y progresiva, fusión y evaporaciónevaporación ..
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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.
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2. Fusión Es el paso de una sustancia, del
estado sólido al l íquidosólido al l íquido 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
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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 Ebull iciónEbull ición ..
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b) Cambios de estado regresivos
Son aquellos que se producen cuando los cuerpos se enfrían.
Se reconocen 3 tipos: Sublimación Sublimación regresiva, regresiva, solidif icación y solidif icación y condensacióncondensación.
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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.
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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 solidif icación y que coincide con su punto de fusión.
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3. Condensación Es el cambio de estado que
se produce en una sustancia al pasar del estado gaseoso al gaseoso al estado líquidoestado líquido.
La temperatura a la que ocurre esta transformación se llama punto de condensación y corresponde al punto de ebullición.
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Cambios de estado
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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 ni sin que se modifique la composición ni estructura interna de la materiaestructura interna de la materia.
Ejemplos: La dureza, la masa, el volumen, la densidad, el punto
de ebullición y el punto de fusión.
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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.
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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
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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
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ResumiendoResumiendoMateria
Estructura
Propiedades
Átomos Moléculas Iones
Núcleo Envoltura
Protones Neutrones Electrones
Estados
SólidoLíquido
GasPlasma
FísicasQuímicas
ExtensivasIntensivas
Posee unaEsta formada por
Que determina sus
Como
Se puede
encontrar
formados por
En el que se encuentran
que
son
Donde están los
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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.
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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.
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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.
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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
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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).
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Mezclas heterogéneas Sus componentes no
están mezclados uniformemente; son inmiscibles.
Se observan varias fases. Por ejemplo; en una mezcla de agua-arena.
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Resumiendo
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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.
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b) Destilación Técnica utilizada para
purificar un líquido o separar mezclas líquidas. Comprende 2 etapas:
Transformación del líquido en vapor y
Condensación del vapor.
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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.
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d) Cromatografía Técnica que permite separar los componentes
de una mezcla haciéndola pasar a través de un medio adsorbente (adhesión a una superficie).
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e) Tamizado Consiste en hacer pasar
una mezcla de sólidos de distinto tamaño a través de un tamiz.
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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.
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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).
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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.
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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 químicasreacciones químicas. Ejemplos, la corrosión de los metales y la combustión.
El hidrógeno arde en el aire para formar agua
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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 químicasecuaciones químicas, utilizando símbolos y fórmulas químicassímbolos y fórmulas químicas.
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Reacción Química
Ley de Lavoisier
EcuaciónQuímica
Proceso de Transformación
Intercambio deenergía
Reactantes Productos Se representan por
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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