- La materia es la sustancia que ocupa espacio y tiene masa, compuesta por átomos que a su vez contienen partículas subatómicas. Puede existir en estados sólido, líquido y gas. Por otro lado, la energía es la capacidad de un sistema para realizar trabajo y se presenta en diversas formas, como la cinética y la potencial, incluyendo la térmica, eléctrica, química y nuclear. La ley de conservación de la energía establece que esta se mantiene constante en un sistema aislado, pudiendo transformarse pero no crearse ni destruirse. Las leyes de conservación en física y química establecen que la cantidad total de materia y energía en un sistema permanece constante en el tiempo. La ley de conservación de la materia dice que la cantidad total de materia en un sistema cerrado no cambia no se crea ni se destrulle solo se transforma, mientras que la ley de conservación de la energía afirma que la cantidad total de energía en un sistema aislado se mantiene constante. Estas leyes implican que ni la materia ni la energía pueden ser creadas ni destruidas, solo transformadas entre diferentes formas. Son fundamentales para comprender el funcionamiento del universo a niveles físico y químico
- Los elementos son sustancias puras compuestas por átomos idénticos que no se pueden descomponer mediante reacciones químicas comunes. Cada elemento se representa con un símbolo químico único y constituye los bloques básicos de la materia. Los compuestos son combinaciones de dos o más elementos en proporciones fijas mediante enlaces químicos, que pueden descomponerse en elementos más simples. Ejemplos: agua (H2O) y dióxido de carbono (CO2). las mezclas son combinaciones de dos o más sustancias diferentes en las que cada sustancia retiene sus propiedades individuales. En una mezcla, los componentes no están unidos químicamente y pueden separarse mediante métodos físicos como la filtración o la destilación. Ejemplos comunes de mezclas incluyen el aire, las soluciones salinas y las mezclas de arena y agua.
Tipos de Mezclas
- Homogéneas: Componentes uniformemente distribuidos a nivel molecular (ejemplos: agua salada, aire). Heterogéneas: Componentes no uniformemente distribuidos, pueden distinguirse a simple vista (ejemplos: mezclas de agua y aceite, arena y agua). Coloidales: Partículas dispersas de tamaño intermedio entre soluciones y suspensiones (ejemplos: leche, gelatina).
- Filtración: Separación de sólidos insolubles de líquidos o gases mediante un filtro poroso.
- Destilación: Separación de líquidos miscibles con diferentes puntos de ebullición mediante vaporización y condensación.
- Decantación: Separación de líquidos inmiscibles o sólidos insolubles basada en diferencias de densidad.
- Cromatografía: Separación de componentes basada en su afinidad por una fase estacionaria y una fase móvil.
- Evaporación: Separación de un sólido disuelto en un líquido mediante evaporación del líquido.
- Extracción: Separación de componentes utilizando un solvente que disuelve selectivamente uno de ellos.
- Sólido: Partículas fuertemente unidas, con forma y volumen definidos.
- Líquido: Partículas con cierta libertad de movimiento, sin forma propia pero con volumen definido.
- Gas: Partículas con alta energía cinética y sin forma ni volumen definidos, llenan completamente el recipiente que las contiene.
- Fusión: sólido a líquido.
- Solidificación: líquido a sólido.
- Vaporización: líquido a gas (incluyendo evaporación y ebullición).
- Condensación: gas a líquido.
- Sublimación: sólido a gas (o gas a sólido).
- Deposición: gas a sólido.
- Modelo de Dalton (1803): Átomos como esferas sólidas e indivisibles, con diferentes masas y combinación en proporciones fijas para formar compuestos.
- Modelo de Thomson (1897): «Modelo del pudín de pasas», donde los electrones están incrustados en una masa positiva uniforme.
- Modelo de Rutherford (1911): Núcleo pequeño y denso cargado positivamente, con electrones girando alrededor en órbitas.
- Modelo de Bohr (1913): Electrones moviéndose en órbitas cuantizadas alrededor del núcleo, ocupando niveles de energía discretos.
- Modelo cuántico o mecánico (desde 1920): Descripción de los electrones en términos de funciones de onda probabilísticas, llamadas orbitales, con electrones localizados en regiones de alta probabilidad alrededor del núcleo.
Las configuraciones electrónicas describen la distribución de los electrones en los diferentes orbitales atómicos de un átomo. Se basan en los números cuánticos y en el principio de exclusión de Pauli, que establece que ningún electrón en un átomo puede tener los mismos cuatro números cuánticos.
Las configuraciones electrónicas siguen un formato específico, donde se enumeran los electrones en orden de energía ascendente, siguiendo el diagrama de niveles de energía de los orbitales atómicos. Los subniveles de energía (s, p, d, f) se llenan en orden ascendente de energía.
- La regla de Lewis establece que los átomos tienden a perder, ganar o compartir electrones para alcanzar una configuración similar a la de los gases nobles. Esto se basa en la electronegatividad, donde los átomos con baja electronegatividad tienden a perder electrones y los de alta electronegatividad a ganarlos. Los electrones de valencia, en el nivel más externo, son los principales en los enlaces químicos, y su cantidad se determina por la posición en la tabla periódica.
- La valencia se refiere al número de enlaces químicos que un átomo puede formar, determinado por la cantidad de electrones de valencia en el nivel más externo del átomo.
- El número de oxidación es una carga eléctrica ficticia asignada a un átomo en un compuesto, indicando la cantidad de electrones que ha ganado o perdido. Es positivo si el átomo pierde electrones y negativo si los gana.
- Energía mecánica: Energía asociada al movimiento y la posición de objetos.
- Energía cinética: Energía asociada al movimiento de un objeto.
- Energía sonora: Energía asociada a las vibraciones de partículas en un medio, como el aire, que produce sonido.
- Energía calorífica: Energía asociada a la temperatura de un objeto, relacionada con el movimiento de sus partículas.
- Energía química: Energía almacenada en los enlaces químicos de las moléculas.
- Energía hidráulica: Energía asociada al movimiento del agua en ríos, mareas o corrientes, utilizada en la generación de energía hidroeléctrica.
- Energía eléctrica: Energía asociada al movimiento de electrones a través de un conductor eléctrico.
- Energía luminosa: Energía asociada a la radiación electromagnética visible, como la luz.
- Energía mareomotriz: Energía asociada al movimiento de las mareas, aprovechada para generar electricidad.
- Energía nuclear: Energía almacenada en el núcleo de un átomo, liberada durante reacciones nucleares.