Propiedades de la Materia

La materia es todo lo que tiene masa y ocupa un volumen. A continuación, se describen algunas de sus propiedades fundamentales:

• Masa: Es la cantidad de materia que tiene un cuerpo. Se mide en kilogramos (kg).
• Volumen: Es el espacio que ocupa un cuerpo. Se mide en metros cúbicos (m³). El volumen se calcula multiplicando las tres dimensiones de un cuerpo: ancho, largo y alto.
• Superficie: Todos los cuerpos materiales tienen superficie. Se refiere a las dos dimensiones: ancho y alto.
• Densidad: Es una propiedad que relaciona la masa y el volumen. Permite distinguir los diferentes tipos de materia y se define como la masa contenida en la unidad de volumen de un cuerpo. Su fórmula es: d = m/V.

Estados de la Materia y Teoría Cinética

La materia se puede presentar en tres estados principales: sólido, líquido y gaseoso. Según la teoría cinética, la materia está formada por partículas muy pequeñas en continuo movimiento e interacción.

Estado Sólido

• Tienen una masa constante.
• Su volumen es fijo.
• Son difíciles de deformar.
• Tienen forma propia y fija.
• La interacción entre sus partículas es muy fuerte y están muy juntas entre sí.

Sustancias

Las sustancias son las diversas clases de materia que existen en la naturaleza. Se clasifican en:

• Sustancias Puras: Constituidas por un único componente y con propiedades físicas características (ej: azúcar).
• Mezclas: Formadas por la unión de varias sustancias puras.
• Mezcla Heterogénea: Posee una composición no uniforme, donde se pueden distinguir a simple vista sus componentes. Está formada por dos o más sustancias físicamente distintas, distribuidas de forma desigual (ej: granito, agua con aceite).

Estado Líquido

• Tienen una masa constante.
• Su volumen es constante.
• La interacción entre sus partículas es menor que en los sólidos.
• No tienen forma propia, ya que adoptan la forma del recipiente que los contiene, sin cambiar el volumen.

Estado Gaseoso

• Tienen una masa constante.
• Su volumen no es constante.
• La interacción entre sus partículas es muy débil y se mueven libremente.
• No tienen forma propia.

Cambios de Estado

El estado de una sustancia está determinado por su temperatura. Los cambios de estado pueden ser:

• Progresivos: Si se suministra calor a la sustancia.
• Regresivos: Si la sustancia cede calor.

Cambio de Sólido a Líquido: Fusión

En el estado sólido, las partículas están muy cerca unas de otras. Al calentar el sólido, aumenta la agitación y vibración de las partículas, debilitando las fuerzas que las unen. Cuando la energía de las vibraciones supera estas fuerzas, se produce el paso al estado líquido.

De Líquido a Gas: Vaporización

Al calentar un líquido, los enlaces entre sus partículas se rompen, liberándolas y pasando al estado gaseoso. Puede ocurrir de dos formas:

• Evaporación: Es lenta, ocurre en la superficie del líquido y a cualquier temperatura.
• Ebullición: Se produce cuando el líquido alcanza su temperatura de ebullición.

Diagrama de cambios de estado:

SÓLIDO – (Fusión) – LÍQUIDO – (Vaporización) – GASEOSO.

GASEOSO – (Licuación) – LÍQUIDO – (Solidificación) – SÓLIDO.

De Sólido a Gaseoso: Sublimación (Regresiva cuando es al revés).

Mezclas Homogéneas

Presentan un aspecto uniforme. Sus propiedades son las mismas en cualquier punto y no se pueden distinguir fácilmente las sustancias que las componen. Algunas formas de expresar la concentración son:

• Gramos por litro (g/L): Gramos de soluto en un litro de disolución.
• Tanto por ciento en masa: Porcentaje de la masa total de la disolución que corresponde al soluto.
• Tanto por ciento en volumen: Porcentaje del volumen total de la disolución que corresponde al soluto.

Separación de Mezclas

Se utilizan diferentes métodos para separar los componentes de las mezclas:

• Filtración: Para separar sólidos y líquidos en mezclas heterogéneas.
• Decantación: Para separar mezclas heterogéneas de líquidos con diferente densidad.
• Evaporación: Para separar disoluciones de sólidos y líquidos.
• Destilación: Para separar disoluciones de componentes líquidos o para obtener el componente líquido de una disolución entre un líquido y un sólido.

Modelos Atómicos

La concepción del átomo ha evolucionado a lo largo del tiempo:

• Demócrito (siglo V a.C.): Propuso que la materia está compuesta por partículas indivisibles llamadas átomos.
• John Dalton (1808): La materia está formada por átomos indivisibles e indestructibles. Los átomos de un mismo elemento son idénticos. Los compuestos se forman combinando átomos de distintos elementos en proporciones fijas.
• Joseph John Thomson (1897): Descubrió el electrón. Consideró que los átomos eran divisibles, formados por una esfera de carga positiva con electrones (carga negativa) incrustados.
• Ernest Rutherford (1911): Dividió el átomo en dos partes:
  • Núcleo: Contiene protones (carga positiva) y neutrones.
  • Corteza: Contiene electrones (carga negativa).

Estructura del Átomo

Los átomos de los diferentes elementos se diferencian en el número de protones en su núcleo. Este número se llama número atómico (Z).

Isótopos: Átomos con el mismo número atómico pero diferente número másico (A). Es decir, varía el número de neutrones.

Un elemento es una sustancia pura que no se puede separar en otras más simples (ej: cobre). Un compuesto es una sustancia que se puede separar en otras más simples o elementos (ej: cloruro de sodio).