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El estado de agregación de la materia

Cambio de estado: Es cuando un cuerpo, por acción del calor o del frío pasa de un estado a otro, decimos que ha cambiado de estado.

Sólido: Poseen forma y volumen propio.

Líquido: No poseen una forma sino que se adoptan a su recipiente según la forma que contiene y poseen volumen propio.

Gaseoso: No poseen una forma sino que se adoptan a su recipiente según la forma que contiene y no poseen volumen propio sino que adoptan el volumen del recipiente que lo contiene.

Clasificación de los materiales

Inflamabilidad: Capacidad para iniciar la combustión

Corrosión: Deterioro de un material a consecuencia de un ataque electroquímico por su entorno

Dureza: Es la resistencia que presenta un material a ser rayado por otro

Fragilidad: es la propiedad por la cual un material se quiebra en pequeños fragmentos cuando se lo golpea

Transparencia: es la propiedad de permitir el paso de la luz

Plasticidad: es la propiedad por la cual se puede dar forma a un material cuando esta caliente, conservando dicha forma una vez que se enfria

Maleabilidad y ductilidad: representa la propiedad de poder hace lamina e hilos con el material

Conductividad eléctrica: es la propiedad de conducir la corriente eléctrica

Conductividad térmica: es la propiedad de conducir el calor

Elasticidad: es la capacidad de recuperar su forma luego de haber sido deformado.

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El átomo como constituyente de la materia Nociones de modelo atómico.
Historia del átomo:
El átomo de Dalton.

En 1803 John Dalton observó que los mismos elementos químicos, en proporciones distintas, podían formar más de un compuesto (por ejemplo, el carbono y el oxígeno pueden formar monóxido de carbono o dióxido de carbono). Esto le indujo a pensar que la materia está compuesta de partículas muy pequeñas (llamadas átomos) indivisibles, indestructibles y caracterizados por cualidades, como la masa, que les diferencian de los átomos de otros elementos. Estos átomos pueden combinarse en diferentes proporciones para formar más de un compuesto químico.

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En 1879 el físico inglés Joseph John Thomson observó que los rayos catódicos estaban compuestos por unas partículas (que él llamó “corpúsculos”) cargadas negativamente que procedían del interior de los átomos de los electrodos. De este hecho Thomson dedujo que los átomos son divisibles y que se componen de estos corpúsculos se distribuían aleatoriamente en una “masa” de carga positiva (necesaria para compensar la carga negativa de los corpúsculos). Este modelo propuesto en 1904 y atribuido a Thomson se conoce como el pastel de pasas, puesto que los electrones se distribuirían en la materia, igual que las pasas se distribuyen en el pastel.

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A principios del siglo XX, ya se conocían las propiedades de las partículas alfa (núcleos de Helio), beta (electrones) y gamma (radiación electromagnética, fotones), que debido a su gran energía pueden atravesar finas láminas de metal.
Mientras en 1909 Hans Geiger y Ernest Marsden trabajaban en el laboratorio de Ernest Rutherford, bombardeando láminas de oro con partículas alfa y beta, observaron que una pequeña proporción de estas partículas eran desviadas con ángulos mucho mayores de los que serían esperados usando el modelo atómico de Thomson.
Rutherford sugirió en 1911 que el experimento podía interpretarse asumiendo que la carga positiva y la mayor parte de la masa de cada partícula debían concentrarse en muy poco espacio, en el centro del átomo. Y que los electrones debían de “flotar”, orbitando en una “nube” a su alrededor.

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Mientras en el laboratorio de Ernest Rutherford investigaban la interacción de los metales con las partículas alfa y beta. El físico danés Niels Bohr se dedicaba a hacer experimentos parecidos con las partículas gamma y con la radiación electromagnética y lumínica en general.
Niels Bohr sabía que un material puede absorber una cierta cantidad de luz, o puede emitirla debido a que lo hemos calentado con anterioridad. Y en sus experimentos observó que esta luz emitida o absorbida, tienen siempre las mismas cantidades de energía y no pueden ser otras cualquiera.
Con estos resultados Niels Bohr sugirió que los electrones también debían de estar confinados, pero ellos en ciertas órbitas muy bien definidas, cada una de ellas con una energía “cuantizada”, menor cuanto más alejada del núcleo, entre las que los electrones podían saltar de una a otra, pero nunca podían ocupar órbitas intermedias. Las diferencias de energía entre una órbita y otra, debía corresponderse perfectamente con la energía de la luz emitida o absorbida por el átomo.

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Una partícula subatómica es una partícula más pequeña que el átomo. Puede ser una partícula elemental o una compuesta, a su vez, por otras partículas subatómicas, como son los quarks, que componen los protones y neutrones.

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Tabla periódica:

La tabla periódica de los elementos es una disposición de los elementos químicos en forma de tabla, ordenados por su número atómico, por su configuración de electrones y sus propiedades químicas. Este ordenamiento muestra tendencias periódicas, como elementos con comportamiento similar en la misma columna.

Durante mucho tiempo, los científicos estuvieron concentrados en encontrar una manera de poder ordenar y clasificar toda la información que iban descubriendo referida a los diferentes elementos químicos y sus propiedades. Pensaron en diversas maneras para clasificarlos.

Fue así, como a lo largo de la historia, se propusieron diversas alternativas de la tabla periódica, buscando semejanzas y diferencias entre las propiedades de los elementos; agrupándolos para poder armar familias de elementos.

Modelos de la tabla periódica a lo largo de la historia: https://www.youtube.com/watch?v=73liveEOVYE

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Determinación del número másico y número atómico

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Determinación del número másico y número atómico

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El número másico o número de masa es la suma del número de protones y el número de neutrones del núcleo de un átomo. Se simboliza con la letra A). Suele ser mayor que el número atómico, dado que los neutrones del núcleo proporcionan a éste la cohesión necesaria para superar la repulsión entre los protones.

El número atómico de un elemento químico es el número total de protones que tiene cada átomo de ese elemento. Se suele representar con la letra Z.

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Clasificación de los elementos químicos:

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Clasificación de los elementos químicos:

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Los isótopos de un elemento tienen las mismas propiedades químicas, pero difieren algo en sus propiedades físicas. Esta pequeña deriva de su distinta masa atómica.

Los isótopos tienen el mismo número atómico.

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Los isóbaros son átomos de diferentes elementos químicos que tienen igual número de masa, pero diferente número atómico y número de neutrones. Sus propiedades químicas son diferentes. Al número de masa también se le llama nucleones.

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Propiedades de los elementos de la tabla periódica a lo largo de un grupo y un periodo:

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Propiedades de los elementos de la tabla periódica a lo largo de un grupo y un periodo:

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Las propiedades que tienen que ver con energía (energía de ionización, electroafinidad, electronegatividad, etc.) siguen el mismo parámetro (Aumenta de izquierda a derecha en un período y de abajo hacia arriba en un grupo) y lo mismo con todas las que tienen que ver con volumen o radio (radio atómico, radio iónico, volumen atómico) aumentan de acuerdo al radio atómico, es decir a lo largo de un periodo aumenta conforme el número atómico, y en un grupo aumenta hacia abajo.

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La configuración electrónica es el modo en el cual los electrones están ordenados en un átomo.

La configuración electrónica indica la manera en la cual los electrones se estructuran o se modifican en un átomo de acuerdo con el modelo de capas electrónicas, en el cuál las funciones de ondas del sistema se expresa como un átomo o atómicamente un producto de orbitales antisimetrizadas.1 2 La configuración electrónica es importante porque determina las propiedades de combinación química de los átomos y por tanto su posición en la tabla periódica.

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https://www.youtube.com/watch?v=A31qpY8A0J0

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| Composición media del aire atmosférico seco,3 en % en volumen
| Gas | según NASA
| Nitrógeno, N2 | 78.084%
| Oxígeno, O2 | 20.946%
| Argón, Ar | 0.934%
| Constituyentes menores (en ppm)
| Neón, Ne | 18.18
| Helio, He | 5.24
| Metano, CH4 | 1,7
| Kriptón, Kr | 1,14
| Hidrógeno, H2 | 0,55
| Agua
| Vapor de agua | Muy variable;
típicamente, un 1%

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El aire como mezcla de gases:

El aire está compuesto por varios gases. En él encontramos nitrógeno, oxígeno, dióxido de carbono, y vapor de agua, además de otros gases.

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Óxidos, ácidos y bases: su participación en la dinámica del ambiente:

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Óxidos, ácidos y bases: su participación en la dinámica del ambiente:

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Los óxidos contaminan al medio ambiente. Ejemplos de óxidos:

Óxidos de carbono: Incluyen dióxido de carbono y monóxido de carbono. Ambos son contaminantes primarios.

Óxidos de azufre: Incluyen dióxido de azufre y el trióxido de azufre.

Óxidos de nitrógeno: incluyen el óxido nítrico, el dióxido de nitrógeno y el oxido nitroso.

Los ácidos y bases dañan al medio ambiente. Se utilizan como disolventes acuosos, medios de reacción, y extracción, etc.

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Una reacción química es un proceso por el cual una o más sustancias, llamadas reactivos, se transforman en otra u otras sustancias con propiedades diferentes, llamadas productos. En una reacción química, los enlaces entre los átomos que forman los reactivos se rompen.

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La reacción de combustión se basa en la reacción química exotérmica de una sustancia o mezcla de sustancias llamada combustible con el oxígeno. Es característica de esta reacción la formación de una llama, que es la masa gaseosa incandescente que emite luz y calor, que esta en contacto con la sustancia combustible. Puede llevarse a cabo directamente con el oxigeno o bien con una mezcla de sustancias que contengan oxígeno, llamada comburente, siendo el aire atmosférico el comburente mas habitual.

La reacción del combustible con el oxígeno origina sustancias gaseosas entre las cuales las más comunes son CO₂ y H₂O. Se denominan en forma genérica productos, humos o gases de combustión. Es importante destacar que el combustible solo reacciona con el oxigeno y no con el nitrógeno, el otro componente del aire. Por lo tanto el nitrógeno del aire pasará íntegramente a los productos de combustión sin reaccionar.

Las reacciones químicas que se utilizan en el estudio de las combustiones técnicas tanto si se emplea aire u oxigeno, son muy sencillas y las principales son:

C + O₂ → CO2

CO + 1⁄2 O₂ → CO2

H₂ + 1⁄2 O₂ → H₂O

S + O₂ → SO2

SH₂ + 3⁄2 O₂ → SO₂ + H₂O

Entre las sustancias más comunes que se pueden encontrar en los productos o humos de la reacción se encuentran:

CO₂ :Dióxido de Carbono
H₂O : Vapor de Agua
N₂ : Nitrógeno gaseoso
O₂ : Oxigeno gaseoso
CO : Monóxido de Carbono
H₂ : Hidrogeno gaseoso
Carbono en forma de hollín
SO₂ : Dióxido de Azufre

En la combustión hay dos tipos :

Combustión Completa

Se queman las sustancias combustibles del combustible hasta el máximo grado posible de oxidación.

Combustión incompleta

Las sustancias no alcanzan el grado máximo de oxidación y produce humos.

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La oxidación se da cuando un elemento o compuesto pierde uno o más electrones. Generalmente, cuando una sustancia se oxida (pierde electrones), otra sustancia recibe o capta dichos electrones reduciéndose. Este es el mecanismo básico que promueve las reacciones de óxido-reducción o redox.

AGENTE OXIDANTE

Es la especie química que un proceso redox acepta electrones y, por tanto, se
reduce en dicho proceso. Por ejemplo, cuando se hacen reaccionar cloro
elemental con calcio:

Ca0 + Cl2 (0)-----> CaCl2

El cloro es el agente oxidante puesto que, gana electrones y su carga o número de
oxidación pasa de 0 a 1–. Esto se puede escribir como:

2e-+Cl2 (0) ---> 2Cl1-

En resumen:
Agente oxidante: Gana electrones y Disminuye su número de oxidación

AGENTE REDUCTOR
Es la especie química que un proceso redox pierde electrones y, por tanto, se
oxida en dicho proceso (aumenta su número de oxidación). Por ejemplo, cuando
se hacen reaccionar cloro elemental con calcio:

Ca(0) + Cl2(0) -->CaCl2

El calcio es el agente reductor puesto que pierde electrones y su carga o número
de oxidación pasa de 0 a 2+. Esto se puede escribir como:

Ca0 -->Ca2+ + 2e-

En resumen:
Agente reductor = Pierde electrones y Aumenta su número de oxidación

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Durante las reacciones químicas, no cambia ni el tipo ni el numero de atomos participantes. Simplemente esos atomos se reordenan. Al reordenarse, se forman nuevas sustancias.

El reordenamiento de atomos, sin cambio ni en su tipo ni en su numero, debe notarse en las ecuaciones químicas. Por eso, las ecuaciones químicas se escriben balanceadas.

¿Qué significa esto?

Esto significa que algunas veces deben colocarse números delante de las formulas para que la cantidad de los atomos de los reactivos sea el mismo que el numero de los atomos de los productos.

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¿Qué es la energía de conservación de una reacción química

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¿Qué es la energía de conservación de una reacción química

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La Energía de Activación (Ea) es la energía mínima necesaria para iniciar una reacción química.

Las sustancias precisan una cierta energía de activación puesto que tienen que vencer primero las fuerzas de repulsión, vibración, traslación, etc. que existen entre los átomos de las moléculas que van a reaccionar.

El concepto de Energía de Activación fue introducido por Arrhenius en 1889 quien la definió con la fórmula:
Energía de Activación (E a) = R·T ² ·  R: cte. de los gases (8,3 J·K⁻¹·mol⁻¹) T: temperatura absoluta (ºK) k: cte. cinética (depende de T) |
dL(k)
|  dT

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Aprovechamiento de las reacciones químicas de oxido-reducción: Las pilas y Las baterías.

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Aprovechamiento de las reacciones químicas de oxido-reducción: Las pilas y Las baterías.

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Las reacciones de oxidación-reducción son las reacciones de transferencia de electrones. Esta transferencia se produce entre un conjunto de elementos químicos donde hay un oxidante y un reductor.

Actualmente los científicos llaman oxidación a cualquier reacción química en la que un elemento o compuesto cede electrones a otra sustancia.

Las reacciones de oxidación-reduccion son muy frecuentes en las industrias electrónicas yaque constituyen el principal funcionamiento de las pilas eléctricas.

En la metalurgia son de gran importancia ya que asi el mineral se convierte en un oxido abarcando los procesos de obtención de metales y la reducción de los metales,asi como en la preparación de aleaciones y amalgamas.

Una pila es un dispositivo que convierte energía química en energía eléctrica; por un proceso químico transitorio, tras de lo cual cesa su actividad y han de renovarse sus elementos constituyentes, puesto que sus características resultan alteradas durante el mismo.

Se denomina batería eléctrica, acumulador eléctrico o simplemente pila, batería o acumulador, al dispositivo que consiste en una o más celdas electroquímicas que pueden convertir la energía química almacenada en electricidad.

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Unabateríairá perdiendo su carga eléctrica constamente a lo largo del tiempo, tanto como un tercio al mes, se utilice o no. Las pilas en cambio no pierden la cargaeléctrica, sino que debido a la degradación física de sus componentes pierde su capacidad para producir una corriente eléctrica .

La otra diferencia esencial es precisamente que en una pila ese proceso es irreversible, y cuando la pila pierde sus propiedades (que no su carga) ya no sirve más. En cambio una batería se puede volver a cargar aplicando una corriente eléctrica inversa que la devuelve a su estado anterior.

Por tanto, una pila es un generador primario —como lo es un alternador o un aerogenerador— que tiene capacidad de producir corriente eléctrica; mientras que la batería es un generador secundario que acumula de forma química una carga eléctrica que se ha producido previamente con un generador primario.

Y por este motivo, y aunque las pilas de usar y tirar tienen hoy un tufillo a obsolescencia, en la jerarquía energética las pilas merecen un respeto mayor que las baterías .

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La corrosión no es más que una reacción química producto de la unión del metal con el oxígeno, es decir, la corrosión es un deterioro observado en un objeto metálico a causa de un alto impacto electroquímico de carácter oxidativo y la velocidad degenerativa de dicho material dependerá de la exposición al agente oxidante, la temperatura presentada, si se encuentra expuesto a soluciones salinizadas (conjugadas con sal), y por ultimo de las propiedades químicas que posean estos agentes metálicos; el proceso de corrosión es totalmente espontaneo y natural, también pueden presentar este proceso materiales que no sean metálicos.

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Las Soluciones son sistemas homogéneos, que están constituidas básicamente por dos componentes llamados Solvente y Soluto:

Solvente básicamente es la cantidad mayoritaria de la solución, es aquello que contiene al soluto.

Se llama soluto a la sustancia minoritaria en una disolución o, en general, a la sustancia de interés.

Las Soluciones se clasifican en:

Soluciones diluidas: Son aquellas en las cuales la cantidad de soluto disuelto se aleja notablemente de la cantidad máxima que se puede disolver en una determinada cantidad de solvente a ciertas condiciones de presión y temperatura.

Soluciones concentradas: Son aquellas en las cuales la cantidad de soluto

Disuelto en un determinada cantidad de solvente se aproxima a la cantidad máxima que sepuede disolver a ciertas condiciones de presión y temperatura.

Soluciones saturadas: Son aquellas en las cuales la cantidad de soluto

Disuelto en una determinada cantidad de solvente representa la cantidad máxima que se puede disolver en ciertas condiciones de presión y temperatura

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Propiedades físico-químicas del agua:_DENSIDAD1 g/cm³

Capacidad calórica:

El agua posee una capacidad calorífica muy elevada, es necesaria una gran cantidad de calor para elevar su temperatura 1.0 °K,Para elevar la temperatura de 1 g de agua en 1 ºC es necesario aportar una cantidad de calor igual a una caloría. Por tanto, la capacidad calorífica de 1 g de agua es igual a 1 cal/K.

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Tensión superficial: Las fuerzas cohesivas entre las moléculas de un líquido, son las responsables del fenómeno conocido como tensión superficial,  el agua a 20°C tiene una tensión superficial de 72.8

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Punto de fución, ebullición y punto crítico

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Punto de fución, ebullición y punto crítico

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Punto de fusión: este es a los 0ºC

Punto de ebullición: este es a los 100ºC

Su punto critico: es en la ebullición

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El agua pura (agua para beber) conduce la corriente eléctrica porque tiene sales disueltas que están ionizadas y los iones son los que la conducen, y la cantidad que conduxaca depende de los iones que contenga.(Los iones son átomos o grupos de átomos que tienen una carga eléctrica). El agua destilada, al no tener ninguna sal disuelta, no conduce la corriente eléctrica, es mas, esta puede ser un buen aislante porque no hay iones que la puedan conducir, ósea que mientras mas sal tenga el agua mejor conductora es y esto sucede a cualquier temperatura.

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Agua como solvente universal: El agua como solvente universal quiere decir que está forma parte de muchas soluciones, existen muchas soluciones acuosas tanto en la naturaleza como preparadas por el hombre.
Todos los seres vivos están constituidos por un elevado porcentaje de agua. Ella es el "vehículo" que transporta los nutrientes y los desechos celulares. Por esto se puede decir que aparte de ser un solvente universal, es un solvente vital

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Estructura molecular der agua:Todos los seres vivos están constituidos por un elevado porcentaje de agua. Ella es el "vehículo" que transporta los nutrientes y los desechos celulares

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Las aguas servidas: son los fluidos procedentes de vertidos cloacales, de instalaciones de saneamiento; son líquidos con materia orgánica, fecal y orina, que circulan por el alcantarillado.

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Depuración:Eliminación de la suciedad, impurezas o sustancias nocivas de una cosa, en el caso del agua este proceso se lleva a cabo en aguas residuales

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Son fuerzas de atracción entre las moléculas. Estas fuerzas intermoleculares tan intensas, presentes en el agua, se conocen como puentes de hidrógeno o enlaces de hidrógeno. El enlace o puente de hidrógeno, es una interacción dipolo. (La interacción dipolo-dipolo consiste en la atracción electrostática entre el extremo positivo de una molécula polar y el negativo de otra).

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Agua como recurso natural: El agua, al mismo tiempo que constituye el líquido más abundante en la Tierra, representa el recurso naturalmás importante y la base de toda forma de vida. Elagua puede ser considerada como un recursorenovable cuando se controla cuidadosamente su uso, tratamiento, liberación, circulación.

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Puede ser consumida sin restricción para beber o preparar alimentos. Para esto el agua debe ser destilada y posteriormente condensada. Al realizar este proceso se eliminan casi la totalidad de sustancias disueltas y microorganismos que suele contener el agua