Semestrario De Quimica

UNIDAD 1

Clasificación de la materia La materia química se define, como el estudio de la materia y los cambios que experimentan. La materia es todo lo que ocupa espacio y tiene masa. La materia incluye todo lo que se puede ve y tocar (como el agua, la tierra y los arboles) y lo que no se puede ver ni tocar (como el aire). Así pues, todo el universo tiene una conexión química.

Sustancias y Mezclas

Una sustancia es una forma de materia que tiene composición definida (constante) y propiedades distintivas. Son ejemplo de ellos el agua, amoniaco, azúcar, de mesa (sacarosa), oro y oxigeno. Las sustancias difieren entre sí por su composición y se pueden identificar según su aspecto, color, sabor y otras propiedades. Una mezcla es una combinación de 2 o más sustancias en las que estas observan sus propiedades distintivas. Algunos ejemplos familiares de ello son el aire, los refrescos, la leche y el cemento. Las mezclas no poseen composición constante. Por lo tanto, las muestras de aire obtenidas en diferentes ciudades probablemente diferirán en su composición a causa de diferencia de altitud, contaminación atmosférica, etc.

Las mezclas pueden ser homogéneas o heterogéneas. Cuando se disuelven una cucharada de azúcar en agua, se obtiene una mezcla homogénea, en el que la composición de la mezcla uniforme sin embargo, al mezclar arena con viruta de hierro, tanto una como la otra se mantienen separadas. En tal caso, se habla de una mezcla porque su composición no es uniforme. Cualquier mezcla, sea homogénea o heterogénea, se puede forma y luego separar por medios físicos en sus componentes puros sin cambiar la identidad de tales componentes. Así pues, el azúcar se puede recuperar de una disolución en agua al calentar esta ultima y evaporarla por completo. La condensación de vapor permite recuperar el agua. En cuanto a la separación de la mezcla hierro-arena, es posible usar un imán para separar las virutas de hierro, ya que el imán no atrae la arena misma. Después de la separación, los componentes de la mezcla tendrán la misma composición y propiedades que al principio.

Elementos y compuestos

Las sustancias pueden ser elementos o compuestos. Un elemento es una sustancia que no se puede separar en otras más sencillas por medios químicos. Hasta la fecha se han identificado 114 elementos. La mayoría de ellos se encuentran de manera natural en la tierra. Los otros se han obtenido por medios científicos mediante procesos nucleares. Por consecuencia, los químicos usan símbolos de una o dos letras para representar a los elementos. La primera letra del símbolo siempre es mayúscula, no así la letra siguiente. Por ejemplo Co es el símbolo del elemento Cobalto, en tanto que CO es la fórmula de la molécula monóxido de carbono. En la tabla numero 1 se muestran los nombres y símbolos de algunos elementos se derivan en su nombre de latín, por ejemplo, Au de Aurum (oro), Fe de Ferrum (hierro) y Na de Natrium (sodio), en cambio, en muchos otros casos guardan correspondencia con su nombre en inglés.

Nombre Símbolo Nombre Símbolo Nombre Símbolo

Aluminio Al Cromo Cr Oro Au

Arsénico As Estaño Sn Oxigeno O

Azufre S Flúor F Plata Ag

Bario Ba Fosforo P Platino Pt

Bismuto Bi Hidrogeno H Plomo Pb

Bromo Br Hierro Fe Potasio K

Calcio Ca Magnesio Mg Silicio Si

Carbono C Manganeso Mn Sodio Na

Cloro Cl Mercurio Hg Tungsteno W

Cobalto Co Níquel Ni Yodo I

Cobre Cu Nitrógeno N Zinc Zn

Los átomos de muchos elementos pueden interactuar entre sí para formar compuestos por ejemplo, la combustión del hidrogeno gaseoso con el oxigeno gaseoso forman agua, cuyas propiedades difieren claramente de las correspondientes a los elementos que la forman. El árbol consiste en 2 partes de hidrogeno por una de oxigeno. Esta composición no se modifico, sin importar que el agua provenga de un grifo en Estados Unidos, de un lago en Mongolia o en las capas de hielo del Polo Norte. Así pues, el agua es un compuesto, ósea, una sustancia formada por átomos de 2 o más elementos unidos químicamente en proporciones físicas. A diferencia de las mezclas; los compuestos solo se pueden separar en componentes puros por medios químicos.

Las relaciones entre los elementos, compuestos y otras categorías de materia se resumen en la figura 1.

Los 3 estados de la materia

Al menos el principio, las sustancias pueden existir en 3 estados: sólidos, líquidos y gaseoso como se muestra la figura número 2, los gases difieren que los líquidos y los sólidos en la distancia que media entre las moléculas. En los sólidos, las moléculas se mantienen juntas de manera ordenada, con escaza libertad de movimientos. Las moléculas de un líquido están cerca unos de otros sin que se mantengan en una posesión rígida por lo que pueden moverse. En un casco las moléculas están separados entre sí por distancias grandes en comparación por el tamaño de las moléculas mismas.

Son posibles las conversaciones entre los 3 estados de la materia ni que cambie la composición de la sustancia. Al calentar un sólido (por ejemplo hielo) se funde y se transforma en liquido (agua). (La temperatura la que ocurre esa transformación se denomina punto de fusión). Su calentamiento adicional convierte al líquido en gas. (Esta conversión sobreviene en el punto de ebullición del líquido). Por otra parte, el enfriamiento de un gas hace que se condense en forma líquida. Al enfriar adicionalmente este liquido, se congela a su forma solida.

Propiedades físicas y químicas de la materia

Se identifica a las sustancias por sus propiedades y composición. El color, puntos de fusión y punto de ebullición. Son propiedades físicas. Una propiedad física se puede medir y observar sin que se modifiquen la composición o identidad de la sustancia. Por ejemplo, es posible medir el punto de fusión del hielo solo en su aspecto, no en su composición de moda que se trata de un cambio físico, es posible congelar para obtener de nuevo hielo. De tal suerte, el punto de fusión de una sustancia es una propiedad física. Por otra parte, la aseveración: “el hidrogeno se quema en presencia del oxigeno para formar agua” describe una propiedad química del hidrogeno, ya que a fin de observar esta propiedad debe ocurrir un cambio químico, en este caso, la combustión. Después del cambio, desaparece la sustancia química original, el hidrogeno y solo queda otra sustancia química, el agua. Es imposible recuperar el hidrogeno a partir del agua mediante un cambio físico, como la ebullición o congelación cada vez que se cose un huevo, ocurre un cambio químico.

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