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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN

PREPARATORIA 9

PIA

LA MATERIA Y SUS TRANSFORMACIONES

EQUIPO 6

Integrantes:

Ximena Mora Esqueda 2240854

Ángel Jesús Acosta Miranda 2240484

Edgar Yael Martinez Patiño 2240913

Fernando Vidal Claudio 2240776

Leonardo Tadeo Miranda Rodriguez 2241684

GRUPO: 209

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🧪🔬 La química y su relación con otras ciencias

¿Por qué es tan importante en nuestra vida diaria?

📚 La química se conecta con muchas otras ciencias:

• 🧬 Biología → Entiende cómo funciona el cuerpo (ej. respiración, digestión).

• ⚛️ Física → Explica el comportamiento de los átomos y la energía.

• 💉 Medicina → Crea medicamentos, vacunas y tratamientos.

• 🌍 Geología → Estudia la composición de la Tierra (rocas, minerales).

• 🌱 Medio ambiente → Trata el agua y combate la contaminación.

🌟 ¿Cómo está presente la química en tu vida?

🧼 Al lavar la ropa (detergentes)

🍳 Al cocinar (reacciones químicas)

🧴 Al usar productos de higiene

💊 Al tomar un medicamento

🥫 Al conservar alimentos (aditivos)

🔋 Al cargar el celular (reacciones químicas en baterías)

💡 Gracias a la química…

• Entendemos cómo funciona el mundo.

• Creamos tecnología y soluciones médicas.

• Mejoramos nuestra calidad de vida.

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🔄 Cambios físicos y químicos de la materia

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🔄 Cambios físicos y químicos de la materia

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🧊 Cambio físico

➡️ La materia cambia su forma o estado, pero no su composición.

✅ No se forma una nueva sustancia.

Ejemplos:

• Derretir hielo 🧊 → 💧

• Cortar papel ✂️

• Evaporar agua 💨

🧪 Cambio químico

➡️ La materia cambia su composición y se forma una o más sustancias nuevas.

🔥 A menudo va acompañado de luz, calor, cambio de color o formación de gas.

Ejemplos:

• Oxidación del hierro (herrumbre) 🛠️

• Combustión de madera 🔥

• Cocinar un huevo 🍳

🌡️ Estados de agregación de la materia

1. Sólido (🧱)

• Forma y volumen definidos

• Partículas muy juntas

2. Líquido (💧)

• Volumen definido, forma variable

• Partículas más separadas

3. Gas (💨)

• Ni forma ni volumen definidos

• Partículas muy separadas y rápidas

4. Plasma (⚡)

• Gas ionizado (se ve en rayos, luces neón, el Sol)

🔋 La energía en los cambios de estado

• Para cambiar de estado, la materia absorbe o libera energía térmica (calor):

Cambio Tipo de energía Ejemplo

Fusión 🧊 → 💧 Absorbe calor Derretir hielo

Evaporación 💧→💨 Absorbe calor Hervir agua

Condensación 💨→💧 Libera calor Vapor se convierte en agua

Solidificación 💧→🧊 Libera calor Agua se congela

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🧪 Modelos atómicos a lo largo del tiempo

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🧪 Modelos atómicos a lo largo del tiempo

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🔹 John Dalton (1803)

🟤 Modelo de la esfera maciza

• El átomo es una esfera sólida, indivisible e indestructible.

• Todos los átomos de un mismo elemento son iguales.

📌 Base del modelo atómico moderno.

🧠 Inspirado en la ley de las proporciones múltiples.

🔹 J.J. Thomson (1897)

🍪 Modelo del pudín de pasas

• Descubre el electrón.

• El átomo es una esfera positiva con electrones incrustados como pasas.

📌 Primer modelo que incluye partículas subatómicas.

🔹 Ernest Rutherford (1911)

🎯 Modelo nuclear

• El átomo tiene un núcleo denso y positivo.

• Los electrones giran alrededor del núcleo.

• El átomo es mayormente espacio vacío.

📌 Basado en el experimento de la lámina de oro.

🔹 Niels Bohr (1913)

🔄 Modelo de niveles de energía

• Los electrones giran en órbitas específicas con energía definida.

• Pueden saltar de un nivel a otro al ganar o perder energía.

📌 Explica el espectro del hidrógeno.

🔹 Louis de Broglie (1924)

🌊 Dualidad onda-partícula

• Los electrones se comportan como ondas y partículas.

• Introduce el concepto de ondas de materia.

📌 Base del modelo cuántico.

🔹 Erwin Schrödinger (1926)

🔷 Modelo cuántico ondulatorio

• No hay órbitas exactas: hay nubes de probabilidad (orbitales).

• Usa ecuaciones matemáticas para predecir la ubicación de los electrones.

📌 Aporta el modelo más aceptado actualmente.

🔹 Werner Heisenberg (1927)

❓ Principio de incertidumbre

• No se puede saber con precisión la posición y velocidad de un electrón al mismo tiempo.

• Rompe con la idea de trayectorias exactas.

📌 Complementa el modelo cuántico.

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Cuando un átomo inestable se descompone (proceso llamado desintegración radiactiva), emite partículas o energía para volverse más estable. Las principales subpartículas radiactivas son:

🔸 Partícula Alfa (α)

• Está formada por 2 protones y 2 neutrones (como el núcleo del helio).

• Tiene carga positiva.

• Es pesada y lenta.

• Puede ser detenida fácilmente por una hoja de papel o la piel.

📌 Ejemplo: uranio-238 → torio-234 + partícula alfa

🔸 Partícula Beta (β)

• Es un electrón (β⁻) o un positrón (β⁺).

• Tiene carga negativa o positiva, dependiendo del tipo.

• Es más liviana y rápida que la partícula alfa.

• Puede atravesar papel, pero no aluminio.

📌 Ejemplo: carbono-14 → nitrógeno-14 + partícula beta

🔸 Radiación Gamma (γ)

• No es una partícula, es una onda electromagnética.

• No tiene masa ni carga.

• Es muy penetrante: atraviesa papel, aluminio y hasta plomo delgado.

• Acompaña muchas veces a las emisiones alfa o beta.

📌 Se usa en medicina (radioterapia) y esterilización de alimentos.

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⚛️ Energía nuclear: ¿qué es y para qué sirve?

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⚛️ Energía nuclear: ¿qué es y para qué sirve?

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La energía nuclear es la energía que se libera al dividir o unir núcleos atómicos. Existen dos procesos principales:

🔹 Fisión nuclear

• Un núcleo pesado (como el uranio) se divide en dos más pequeños.

• Se libera gran cantidad de energía.

• Se usa en reactores nucleares y bombas atómicas.

🔹 Fusión nuclear

• Dos núcleos ligeros (como el hidrógeno) se unen para formar uno más pesado.

• Libera aún más energía que la fisión.

• Es el proceso que ocurre en el Sol, pero aún no se usa a gran escala en la Tierra.

🔧 Usos y aplicaciones de la energía nuclear

1. 🔌 Generación de electricidad

• Centrales nucleares producen energía limpia y continua.

2. 💊 Medicina

• Radioterapia para tratar el cáncer.

• Diagnósticos con radioisótopos.

3. 🛰️ Exploración espacial

• Satélites y sondas usan generadores nucleares.

4. 🧪 Investigación científica

• Estudios sobre materiales, física y energía.

✅ Ventajas de la energía nuclear

• Produce mucha energía con poca materia prima.

• No emite CO₂ (no contribuye al cambio climático).

• Funciona las 24 horas (no depende del sol o viento).

• Puede ser clave para reducir el uso de combustibles fósiles.

❌ Desventajas de la energía nuclear

• Riesgo de accidentes graves, como Chernóbil o Fukushima.

• Residuos radiactivos peligrosos y difíciles de manejar.

• Altos costos de construcción y seguridad.

• Preocupación por el uso con fines militares (armas nucleares).

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🧩 Clasificación de los elementos en la tabla periódica y tipos de enlaces químicos

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🧩 Clasificación de los elementos en la tabla periódica y tipos de enlaces químicos

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🔷 Clasificación en la Tabla Periódica

La tabla periódica organiza los elementos según su número atómico, propiedades químicas y configuración electrónica. Las clasificaciones más importantes son:

🔹 Por grupos o familias (columnas verticales)

• Hay 18 grupos.

• Elementos del mismo grupo tienen propiedades similares.

• Ejemplos:

• Grupo 1: Metales alcalinos (muy reactivos)

• Grupo 17: Halógenos (forman sales)

• Grupo 18: Gases nobles (inertes)

🔹 Por períodos (filas horizontales)

• Hay 7 períodos.

• Indican el nivel de energía en el que se encuentran los electrones.

🔹 Por tipo de elemento

• Metales (izquierda y centro): buenos conductores, brillantes y maleables.

• No metales (derecha): malos conductores, frágiles.

• Metaloides (línea divisoria): propiedades intermedias.

🔹 Por bloques electrónicos

• Bloques s, p, d, f según el orbital donde están los electrones más externos.

🧪 Enlaces químicos

Un enlace químico es la unión entre átomos para formar moléculas o compuestos. Existen tres tipos principales:

🔸 Enlace iónico

• 🔁 Ocurre entre un metal y un no metal.

• El metal cede electrones y el no metal los gana.

• Se forman iones.

• Alta conductividad cuando se disuelven en agua.

📌 Ejemplo: NaCl (sal de mesa)

🔸 Enlace covalente

• 🔗 Ocurre entre no metales.

• Comparten electrones.

• Forman moléculas.

• No conducen electricidad.

📌 Ejemplo: H₂O (agua), CO₂

🔸 Enlace metálico

• 🔩 Entre átomos metálicos.

• Los electrones se mueven libremente (“nube electrónica”).

• Conduce electricidad y calor.

📌 Ejemplo: Fe (hierro), Cu (cobre)

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🧪 Clasificación de los Compuestos Químicos

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🧪 Clasificación de los Compuestos Químicos

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Los compuestos químicos son sustancias formadas por dos o más elementos unidos químicamente. Se clasifican principalmente en orgánicos e inorgánicos:

🟢 1. Compuestos orgánicos

• Contienen carbono unido principalmente a hidrógeno.

• Pueden tener también oxígeno, nitrógeno, azufre, fósforo, etc.

• Son típicos de los seres vivos.

📌 Ejemplos:

• Glucosa (C₆H₁₂O₆)

• Metano (CH₄)

• Etanol (C₂H₆O)

🔬 Usos: medicamentos, plásticos, combustibles, alimentos, cosméticos.

⚪ 2. Compuestos inorgánicos

• Generalmente no contienen carbono, o si lo contienen, no está unido como en los compuestos orgánicos.

• Se encuentran en la naturaleza (minerales, sales, gases).

📌 Subclasificación de los inorgánicos:

🔹 Ácidos

• Libera iones H⁺ en agua.

• Sabor agrio.

📌 Ejemplo: HCl (ácido clorhídrico)

🔹 Bases o álcalis

• Libera iones OH⁻ en agua.

• Sabor amargo y tacto jabonoso.

📌 Ejemplo: NaOH (hidróxido de sodio)

🔹 Sales

• Formadas por un ácido + base.

• Sustancias iónicas.

📌 Ejemplo: NaCl (sal de mesa)

🔹 Óxidos

• Unión de un elemento con oxígeno.

• Óxidos metálicos → reaccionan con agua para formar bases.

• Óxidos no metálicos → forman ácidos al reaccionar con agua.

📌 Ejemplos: CO₂, Fe₂O₃

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• La materia es la base de todo lo que nos rodea y comprender sus transformaciones físicas y químicas permite explicar fenómenos cotidianos y científicos.

• La química está profundamente conectada con otras ciencias, lo que la convierte en una herramienta clave para el desarrollo tecnológico, la medicina, el medio ambiente y la energía.

• El estudio de los modelos atómicos y las subpartículas ha permitido entender mejor la estructura de los átomos y cómo interactúan entre sí para formar compuestos.

• La energía nuclear, aunque poderosa, debe usarse con responsabilidad, ya que implica grandes beneficios, pero también riesgos importantes.

• La tabla periódica y los enlaces químicos son herramientas esenciales para clasificar y entender la naturaleza de los elementos y cómo se combinan para formar nuevas sustancias.

• En conjunto, todos estos conocimientos nos permiten valorar la ciencia como parte esencial de nuestra vida diaria y del futuro del planeta.

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• Chang, R. (2010). Química. McGraw-Hill Education.

• Brown, T., LeMay, H., Bursten, B., & Murphy, C. (2014). Química: La ciencia central. Pearson Educación.

• Zumdahl, S. S., & Zumdahl, S. A. (2010). Química general. Cengage Learning.

• Secretaría de Educación Pública (SEP). (2020). Libro de texto de Química I. Educación Media Superior.

• Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM). (2022). Materiales de apoyo didáctico de Química. Dirección General de Educación Media Superior.

• Khan Academy. (2024). Química: conceptos básicos y avanzados. Recuperado de https://es.khanacademy.org

• Tabla Periódica. (2024). IUPAC Interactive Periodic Table. Recuperado de https://iupac.org