Materiales Unidad 1

Estados de la materia y sus transformaciones

La partícula fundamental de la materia es la molécula; es decir, que las moléculas son las unidades más pequeñas que poseen las propiedades de una clase de materia. Por esta razón, el movimiento molecular y las fuerzas intermoleculares determinan muchas de las propiedades cualitativas de la materia, incluyendo su estado - sólido, líquido, gaseoso o plasmático.

Los sólidos poseen tanto forma como volumen definidos, razón por la cual son rígidos y no pueden fluir. Esto se debe a que las moléculas de un sólido se encuentran en orden y equilibrio, y su único movimiento es vibratorio u oscilatorio en una posición fija. La mayor parte de los sólidos tienen una estructura cristalina, como el diamante y el cloruro de sodio (la sal).

Los líquidos, también denominados fluidos, tienen un volumen determinado pero su forma no es definida. Dado que las moléculas de un líquido tienen libertad de movimiento, los líquidos toman la forma de los recipientes que los contienen. Dependiendo de la atracción que tienen las moléculas de los líquidos entre sí y dependiendo de la temperatura a la cual se encuentran, hay líquidos que tienen menor fluidez que otros. Esta propiedad se denomina viscosidad. Usualmente, entre menor la atracción intermolecular y mayor la temperatura de un líquido, menor su viscosidad y mayor su fluidez. Líquidos como la miel y la glicerina tienen viscosidad alta, mientras que la gasolina y el alcohol, tienen menor viscosidad.

Los gases no poseen forma ni volumen determinados. Debido que los espacios entre moléculas son muy grandes y la atracción entre moléculas se ve reducida, los gases tienen la habilidad de expandirse y ocupar tanto la forma como el volumen de sus contenedores. Los gases tienden a expandirse conforme la temperatura aumenta, pues las moléculas se mueven con mayor rapidez. Si la temperatura disminuye, disminuyendo así el movimiento de las moléculas de un gas, estos se contraen y pueden incluso hacerse líquidos a muy bajas temperaturas.

El plasma es un estado altamente energético, en el cual los átomos de los cuales están compuestas las moléculas, pierden sus electrones. El estado plasmático existe en el sol y en los bombillos de luz fluorescente.

Transformaciones de Fase o Cambios de estado

Cuando la temperatura de una sustancia aumenta o disminuye, la energía que esta sustancia posee se ve alterada. A su vez, los cambios de energía resultan en alteraciones en el movimiento de las moléculas de las sustancias, dando como resultado cambios en las fases o estados de la materia. Estas transformaciones o cambios son fenómenos de naturaleza física, pues las sustancias continúan siendo las mismas químicamente. Las transformaciones que sufre la materia son las siguientes:

Condensación: ocurre cuando hay un cambio de fase gaseosa a líquida. Por ejemplo, el cambio del vapor a agua.

Ebullición o Evaporación: es el paso de líquido a gas. Esto es lo opuesto de la condensación. Por ejemplo, cuando hervimos agua y esta se convierte en vapor.

Fusión: ocurre cuando un sólido se transforma en líquido. Por ejemplo, esta transformación se da cuando un hielo se derrite para formar agua.

Solidificación: es el paso de líquido a sólido. Esto es lo opuesto de la fusión. Un ejemplo de este cambio de fase es la formación de hielo a partir de agua.

Sublimación: ocurre cuando un sólido cambia directamente a gas, sin pasar por la fase líquida. Esta transformación se da, por ejemplo, en las bolitas de naftalina.

Tipos de enlaces químicos

Enlace iónico.

Consideraciones básicas

¿Qué es el enlace iónico?

Es el enlace que se da entre elementos de electronegatividades muy diferentes. Se produce una cesión de electrones del elemento menos electronegativo al mas electronegativo y se forman los respectivos iones positivos (los que pierden electrones) y negativos (los átomos que ganan los electrones).

Este tipo de enlace suele darse entre elementos que están a un extremo y otro de la tabla periódica. O sea, el enlace se produce entre elementos muy electronegativos (no metales) y elementos poco electronegativos (metales).

¿Qué mantiene la unión?

La fuerza de atracción entre las cargas positivas y las cargas negativas que se forman; es decir, la fuerza de atracción entre los cationes y los aniones.

¿Se forman moléculas?

No, se forman redes cristalinas (ordenadas). Por tanto, los iones que se forman con este enlace no forman moléculas aisladas sino que se agrupan de forma ordenada en redes en las que el número de cargas positivas es igual al de cargas negativas, compuesto es neutro.

La fórmula que habitualmente se da es una fórmula empírica.

Propiedades

• Temperaturas de fusión y ebullición muy elevadas. Sólidos a temperatura ambiente. La red cristalina es muy estable por lo que resulta muy difícil romperla.

• Son duros (resistentes al rayado).

• No conducen la electricidad en estado sólido, los iones en la red cristalina están en posiciones fijas, no quedan partículas libres que puedan conducir la corriente eléctrica.

• Son solubles en agua por lo general, los iones quedan libres al disolverse y puede conducir la electricidad en dicha situación.

• Al fundirse también se liberan de sus posiciones fijas los iones, pudiendo conducir la electricidad.

Enlace covalente.

Consideraciones básicas

¿Qué es el enlace covalente?

Es el enlace que se da entre elementos de electronegatividades altas y muy parecidas, en estos casos ninguno de los átomos tiene más posibilidades que el otro de perder o ganar los electrones. La forma de cumplir la regla de octeto es mediante la compartición de electrones entre dos átomos. Cada par de electrones que se comparten es un enlace.

Este tipo de enlace se produce entre elementos muy electronegativos (no metales).

Los electrones que se comparten se encuentran localizados entre los átomos que los comparten.

¿Qué mantiene la unión?

La fuerza de atracción entre las cargas positivas de los núcleos y las cargas negativas de los electrones que se comparten.

¿Se forman moléculas?

Tenemos moléculas como tales en el caso de las sustancias moleculares. Si los átomos que se unen con enlace covalente forman 'sólidos

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