La Ciencia y la Materia

La ciencia se define como un conjunto de conocimientos sobre el mundo.

Ramas de la Ciencia

• La física analiza cualquier cambio que experimenta la materia en el que no se altera su naturaleza íntima.
• La química estudia cómo está constituida la materia, sus propiedades y los cambios que le afectan por su propia naturaleza.

Materia

La materia es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio y tiene masa.

Propiedades de la Materia

• Propiedades generales: Aquellas cuyo valor no sirve para identificar una sustancia (ejemplo: masa).
• Propiedades características: Aquellas cuyo valor sí sirve para identificar una sustancia (ejemplo: densidad).

Factores de conversión: Movil o María (Nota: se necesita más contexto para entender a qué se refiere esto).

Gases y Estados de la Materia

Los gases ocupan el volumen de todo recipiente que los contiene. Los gases ejercen presión sobre las paredes del recipiente. Cuanto mayor es la rapidez de las partículas, mayor es la temperatura.

Temperatura

T = Kelvin + 273. Es decir, los grados Celsius se pasan a Kelvin sumándoles 273.

Presión

1 atmósfera = 760 mmHg.

Leyes de los Gases

• Ley de Boyle-Mariotte: Cuando un gas experimenta transformaciones a temperatura constante, el producto de la presión que ejerce por el volumen que ocupa es constante. P · V = constante.
• Ley de Gay-Lussac: Cuando un gas experimenta transformaciones a volumen constante, el cociente entre la presión que ejerce y su temperatura absoluta es constante. P/T = constante.
• Ley de Charles: Cuando un gas experimenta transformaciones a presión constante, el cociente entre el volumen del gas y su temperatura absoluta es constante. V/T = constante.

Estados de la Materia

• Sólido: Tienen forma y volumen constantes, no se expanden y no se comprimen (ejemplo: hielo).
• Líquido: Tienen forma variable y volumen constante, no se expanden y se comprimen con dificultad (ejemplo: agua).
• Gas: Tienen forma y volumen variables, se expanden y se comprimen (ejemplo: vapor).

Cambios de Estado

• Sólido a líquido: fusión
• Líquido a gas: vaporización
• Sólido a gas: sublimación
• Líquido a sólido: solidificación
• Gas a líquido: condensación

Punto de fusión: Temperatura a la que una sustancia pasa de sólido a líquido.
Punto de ebullición: Temperatura a la que una sustancia pasa de líquido a gas.

La Materia y sus Mezclas

Una sustancia pura es aquella materia cuya composición no cambia cualesquiera que sean las condiciones físicas y no se pueden descomponer.

Clasificación de la Materia

• Sustancias puras: Elementos (sodio) o compuestos.
• Mezclas: Combinación de dos o más sustancias puras.
  • Heterogéneas: Se distinguen sus componentes (ejemplo: granito, sangre).
  • Homogéneas: No se distinguen sus componentes (ejemplo: aire, vino).

Disoluciones y Coloides

Una disolución es una mezcla homogénea que no dispersa la luz.
Un coloide es una mezcla heterogénea de aspecto homogéneo (ejemplo: espuma, aerosoles).

Separación de Mezclas

• Criba: Se separan sólidos de diferente tamaño.
• Filtración: Se separa un sólido de un líquido.
• Cristalización: Se separa un sólido disuelto en un líquido por evaporación del líquido.
• Decantación: Se separan dos líquidos inmiscibles.
• Destilación: Se separan dos líquidos miscibles con diferentes puntos de ebullición.
• Cromatografía: Se separan los componentes de una mezcla basándose en su diferente afinidad por una fase estacionaria y una fase móvil.

Expresar disoluciones: María o alrededor (Nota: se necesita más contexto para entender a qué se refiere esto).

Teoría Atómica de Dalton

• La materia está formada por átomos.
• Todos los átomos de un mismo elemento son iguales en masa y propiedades.
• Los compuestos están formados por combinaciones de átomos de diferentes elementos en proporciones definidas.

Propiedades Eléctricas del Átomo

Las cargas del mismo signo se repelen y las de distinto signo se atraen.

Partículas Subatómicas

Los átomos están formados por:

• Protones: Carga positiva (+1), masa = 1,673 · 10^-27 kg.
• Electrones: Carga negativa (-1), masa = 9,11 · 10^-31 kg.
• Neutrones: Sin carga, masa = 1,675 · 10^-27 kg.

Modelos Atómicos

• Thomson: El átomo era una gran masa de carga positiva y entre esta carga debían estar los electrones.
• Rutherford: Determinó que el átomo está formado por un núcleo pequeño y denso con carga positiva, y una corteza donde se encuentran los electrones.
• Bohr: Los electrones giran alrededor del núcleo en órbitas circulares con niveles de energía específicos.

Átomos, Isótopos e Iones

• Número atómico (Z): Número de protones en el núcleo de un átomo.
• Número másico (A): Suma de protones y neutrones en el núcleo de un átomo.
• Isótopos: Átomos del mismo elemento con el mismo número atómico pero diferente número másico (diferente número de neutrones).
• Iones: Átomos o grupos de átomos con carga eléctrica.
  • Cationes: Iones con carga positiva (pierden electrones).
  • Aniones: Iones con carga negativa (ganan electrones).

Radiactividad

La radiactividad se debe a la desintegración espontánea de núcleos atómicos inestables, emitiendo partículas o energía.

• Fisión nuclear: Rotura de un núcleo pesado en núcleos más ligeros, liberando gran cantidad de energía.
• Fusión nuclear: Unión de núcleos ligeros para formar un núcleo más pesado, liberando aún mayor cantidad de energía.

Tipos de Radiación

• Radiación alfa (α): Bajo poder de penetración.
• Radiación beta (β): Medio poder de penetración.
• Radiación gamma (γ): Alto poder de penetración.

Aplicaciones de la Radiactividad

• Producción de energía en centrales nucleares (fisión nuclear del uranio-235 y plutonio-239).
• Aplicaciones médicas (radioterapia, diagnóstico por imagen).
• Datación de fósiles y objetos antiguos.

Elementos y Compuestos Químicos

Formulación: CN el móvil y tipos de cristal (Nota: se necesita más contexto para entender a qué se refiere esto).

Enlace Químico

Los átomos se unen entre sí para formar moléculas o cristales mediante enlaces químicos.

• Átomos aislados: Gases nobles.
• Moléculas: Átomos iguales o diferentes unidos por enlaces covalentes (ejemplo: H₂O, CO₂).
• Cristales: Estructuras ordenadas y repetitivas de átomos o iones unidos por enlaces iónicos, covalentes o metálicos.

Tipos de Enlace Químico

• Enlace iónico: Entre un metal y un no metal (ejemplo: NaCl). Se produce por transferencia de electrones del metal al no metal, formando iones con cargas opuestas que se atraen electrostáticamente.
  • Características: Altos puntos de fusión y ebullición, dureza alta, fragilidad, buenos conductores de la electricidad en estado líquido o disuelto, solubles en agua.
• Enlace covalente: Entre elementos no metales (ejemplo: H₂O, O₂). Se produce por compartición de electrones entre los átomos para alcanzar la configuración electrónica de un gas noble.
  • Características: Pueden ser sólidos, líquidos o gases a temperatura ambiente, puntos de fusión y ebullición variables, generalmente blandos, malos conductores de la electricidad, solubilidad en agua variable.
• Enlace metálico: Entre átomos de metales. Los electrones de valencia se deslocalizan formando una»nube electrónic» que mantiene unidos a los iones positivos del metal.
  • Características: Buenos conductores de la electricidad y el calor, no solubles en agua, alta dureza, altos puntos de fusión y ebullición.

Cambios Químicos

Ajustar ecuaciones: Lo hago con el móvil (Nota: se necesita más contexto para entender a qué se refiere esto).

El Mol

ES 6,023·10^23