Fundamentos de Química: Método Científico, Materia, Energía, Mezclas y Modelos Atómicos
El método científico es un conjunto de pasos y normas que se siguen para investigar y generar conocimiento. Se basa en la observación, la formulación de hipótesis y la experimentación.
Características del Método Científico
- Es un proceso sistemático y riguroso
- Permite generar conocimiento objetivo
- Garantiza la objetividad, fiabilidad, validez, verificabilidad y reproducibilidad de los resultados
- Es un instrumento fundamental que guía la investigación y el descubrimiento de conocimiento
Pasos del Método Científico
- Observación
- Formulación de preguntas
- Generación de hipótesis comprobables
- Experimentación controlada
- Análisis riguroso de los datos obtenidos
- Formulación de conclusiones verificables y reproducibles
Materia
Descripción
En la física clásica y la química general, la materia se define como todo aquello que posee una masa, ocupa un volumen y es capaz de interactuar gravitatoriamente.Descripción
En la física clásica y la química general, la materia se define como todo aquello que posee una masa, ocupa un volumen y es capaz de interactuar gravitatoriamente.
Clasificación de la materia:
Sustancias puras:
Elementos: Son sustancias que no se pueden descomponer en otras más simples por métodos químicos (ej: oxígeno, oro, hierro).
Compuestos: Son sustancias formadas por la combinación de dos o más elementos en proporciones definidas (ej: agua, sal, dióxido de carbono).
Mezclas:
Mezclas homogéneas: Son mezclas en las que no se pueden distinguir los componentes a simple vista (ej: agua salada, aire).
Mezclas heterogéneas: Son mezclas en las que sí se pueden distinguir los componentes a simple vista (ej: aceite y agua, arena y piedras).
Estados de la materia:
Sólido: Tiene forma y volumen definidos.
Líquido: Tiene volumen definido pero no forma propia.
Gaseoso: No tiene forma ni volumen definidos.
Plasma: Estado de la materia a altas temperaturas, donde la materia se ioniza.
- Otros estados: Existen otros estados menos comunes como el condensado de Bose-Einstein.
Tipos de energía
Energía cinética: La capacidad de realizar trabajo asociada al movimiento de los cuerpos
Energía térmica: La manifestación de energía cinética, relacionada con la temperatura de la sustancia
Energía potencial: La energía acumulada en determinadas circunstancias
Energía eléctrica: El movimiento de los electrones entre dos puntos, lo que permite generar corriente eléctrica
Fuentes de energía
Energía no renovable: Proviene de fuentes agotables, como el petróleo, el carbón o el gas natural
Energía renovable: Proviene de fuentes prácticamente inagotables, como el sol o el viento
Principio de conservación de la energía
La energía se mantiene constante, aunque puede cambiar de forma en los procesos de conversión energética.
Importancia de la energía
La energía es indispensable para casi todos los grandes desafíos y oportunidades a los que hace frente el mundo actualmente.
Una mezcla es la combinación de dos o más sustancias que mantienen sus propiedades químicas. Los componentes de una mezcla se unen físicamente, pero no químicamente.
Existen dos tipos de mezclas: homogéneas y heterogéneas.
Mezclas homogéneas
- Parecen ser uniformes
- No se pueden distinguir los componentes a simple vista
- Ejemplos: café con azúcar, agua con sal, agua y alcohol
Mezclas heterogéneas
- Se pueden distinguir los componentes a simple vista
- Pueden estar compuestas por sólidos, líquidos, gases, o combinaciones entre ellos
- Ejemplos: agua con aceite o arena
Características de las mezclas
En una mezcla no ocurre una reacción química
Cada uno de los componentes mantiene su identidad y propiedades químicas
La mezcla puede ser el resultado de disolver, emulsionar o dispersar polvo e ingredientes líquidos en un medio líquido
Otros significados de la palabra mezcla
- Tejido hecho de hilos de diferentes clases y colores
- Argamasa de cal, arena y agua
- Cuento o chisme con que se intentaba hacer daño o incomodar a alguien
Los modelos atómicos son representaciones gráficas de la estructura y funcionamiento de los átomos. Se han desarrollado a lo largo de la historia y son fundamentales para comprender la materia.
Algunos modelos atómicos:
Modelo atómico de Demócrito: Propuesto por el filósofo griego Demócrito alrededor del año 400 a. C.
Modelo atómico de Dalton: Propuesto en el año 1800, fue el primero con bases científicas
Modelo atómico de Thomson: Propuesto en 1898, también conocido como el modelo del pudín
Modelo atómico de Lewis: Propuesto en 1902, plantea que el átomo es un cubo con los electrones en sus vértices
Modelo atómico de Rutherford: Propuesto en 1911, distingue entre el núcleo central y una órbita de electrones
Modelo atómico de Bohr: Propuesto en 1913, los electrones giran en órbitas circulares
Modelo atómico de Schrödinger: Propuesto en 1926, los electrones se consideran ondas de materia existente
Los modelos atómicos han evolucionado para explicar los resultados experimentales y las observaciones científicas de la época. Los modelos más recientes incorporan la mecánica cuántica.
