Sistema Material

Porción específica de materia confinada en una porción de espacio que se selecciona para estudiarla. Cuando hablamos de las propiedades de un sistema material, debemos diferenciar:

Propiedades Extensivas

Dependen de la cantidad de sustancia o del tamaño del sistema. Su valor es proporcional al tamaño del sistema. Ejemplos: masa, volumen.

Propiedades Intensivas

Dependen de la naturaleza de la sustancia que forma el sistema. El valor permanece inalterable aunque dividamos el sistema en subsistemas menores. Ejemplos: temperatura de fusión, color.

Sustancias Puras

Composición constante, propiedades físicas definidas, no se pueden separar mediante procesos físicos.

Elementos

No se pueden separar en sustancias más simples.

Compuestos

Sí se pueden separar en sustancias más simples.

Mezclas

Composición variable, formadas por la unión de varias sustancias puras, pueden separarse con procesos físicos.

Mezclas Heterogéneas

Se distinguen sus componentes.

Mezclas Homogéneas

No se distinguen los componentes. Están formadas por:

• Soluto: componente minoritario.
• Disolvente: componente mayoritario.

Teoría de Dalton

1. La materia está formada por pequeñas partículas separadas e indivisibles llamadas átomos.
2. Los átomos de un mismo elemento tienen igual masa y propiedades.
3. Los átomos de diferentes elementos no tienen igual masa y propiedades.
4. Los átomos de diferentes elementos pueden unirse y formar compuestos.

A partir de esta teoría:

Átomo = Partícula más pequeña de un elemento químico que conserva las propiedades de dicho elemento.

Partículas Subatómicas

• Electrón (e-): Son partículas de carga negativa y de muy poca masa.
• Protón (p+): Partículas de carga positiva y de masa 1837 veces mayor que el electrón.
• Neutrón (n°): Partículas de masa semejante al protón y sin carga eléctrica.

Modelos Atómicos

Modelo de Thomson (1904)

Como la materia es eléctricamente neutra, el átomo debía ser una esfera maciza de materia cargada positivamente en cuyo interior estaban incrustados los electrones. Podían perder electrones con lo que justificaba fenómenos como la electrización.

Modelo de Rutherford (1911)

Algunas de las partículas emitidas por una sustancia radiactiva sufrían una desviación significativa en su trayectoria al atravesar una delgada lámina de oro. La mayor parte de la masa y toda su carga positiva está en el núcleo y cuando una partícula alfa pasaba cerca del núcleo se veía sometida a una fuerza de repulsión y sufría una desviación. Fuera del núcleo los electrones giran en órbitas circulares alrededor de este. De este modo demostró que los átomos no son macizos sino que están vacíos en su mayor parte y además ya intuyó la presencia de neutrones en el núcleo.

Modelo de Bohr (1913)

1. Los electrones giran entorno al núcleo en órbitas circulares de radios definidos. Se trata de órbitas estacionarias en las que no se emite ni absorbe energía.
2. En cada órbita solo puede haber un número dado de electrones con una energía determinada en cada caso. No todas las órbitas son posibles: hay órbitas permitidas y prohibidas.
3. Para que un electrón cambie de una órbita a otra es necesario cambiar su energía en una cantidad determinada. Este modelo es el primero que incluye la idea de cuantificación.

Modelo Atómico Actual

En el átomo constan de 2 partes:

• Núcleo: Parte central donde están los protones y neutrones.
• Corteza: Parte exterior donde están los electrones girando en órbitas circulares alrededor del núcleo.

En todos los átomos el número de protones = número de electrones de la corteza, por lo que el átomo es neutro. Se abandonó el concepto de órbita estacionaria basado en las leyes de la mecánica básica debido a que no se puede determinar con precisión la posición exacta de un electrón en un determinado instante. Los electrones están distribuidos ocupando orbitales (regiones del espacio en torno al núcleo donde la probabilidad de encontrar un electrón con una determinada energía es muy grande; están agrupados en niveles energéticos del 1 al 7 por orden creciente de la energía que tiene el electrón).

Iones

Átomo o grupo de átomos que ganó o perdió uno o más electrones por lo que adquirió carga eléctrica negativa o positiva. Según el signo de la carga pueden ser:

• Catión: Átomo que pierde 1 o más electrones y adquiere carga positiva.
• Anión: Átomo que gana 1 o más electrones y adquiere carga negativa.

Isótopos

Átomos de un mismo elemento que tienen igual número atómico pero no másico.

Radioisótopo: Isótopos radiactivos de un mismo elemento.

Radiaciones

Radiaciones Alfa

Formadas por núcleos de helio (2 protones y 2 neutrones), carga positiva. Son desviadas por campos magnéticos. Salen del núcleo a 200.000 km/s pero basta con un papel o la piel de la mano para pararlas.

Radiaciones Beta

Formadas por electrones, carga negativa. Un campo electromagnético las desvía en sentido contrario a las radiaciones alfa. Se desplazan a unos 200.000 km/s. Pueden ser detenidas por una fina lámina de aluminio o una plancha de madera.

Radiaciones Gamma

Ondas electromagnéticas de gran poder de penetración y no tienen carga eléctrica por lo que no pueden ser desviadas por un campo magnético. Se propagan a la velocidad de la luz (300.000 km/s) y para detenerlas se necesita una gruesa capa de plomo o un muro de hormigón.