Conceptos Esenciales de Química y Física: Materia, Átomos y Transformaciones
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Fundamentos de la Materia y el Átomo
El Modelo Atómico Actual
La materia es discontinua y está formada por pequeñas partículas en movimiento. Esto puede verse en dos fenómenos: la Difusión y el Movimiento Browniano.
Movimiento Browniano
Es un fenómeno que evidencia que la materia es discontinua y está formada por partículas en continuo movimiento.
Átomos
Son las partículas más pequeñas que constituyen la materia.
Constitución del Átomo
Para comprender la materia, es fundamental conocer la estructura interna del átomo.
El Núcleo
El núcleo atómico es la parte central de un átomo. Está formado por protones y neutrones.
Electrones
Son partículas elementales que giran alrededor del núcleo.
Número Atómico (Z)
Es el número total de protones en el núcleo y se designa por la letra 'Z'.
Número Másico (A)
Es la suma de los protones y neutrones y se les designa la letra 'A'.
Modelos Atómicos Históricos
A lo largo de la historia, diversos científicos propusieron modelos para explicar la estructura del átomo, evolucionando con el descubrimiento de nuevas partículas y fenómenos.
Teoría Atómica de Dalton
Consideró el átomo como la partícula fundamental de toda materia. Creía que el átomo era indivisible porque no sabía que existían los protones y los electrones.
Modelo de Thomson
Reconoció la existencia de los electrones, que poseían carga negativa, y de los protones, que tenían carga positiva.
Modelo de Rutherford
Descubrió que el átomo no es homogéneo, que tenía espacios vacíos y otros no vacíos.
Modelo de Bohr
Consideró que los electrones están ubicados en niveles de energía, como si fueran pisos de un edificio. Sin embargo, su modelo era inestable.
Naturaleza Eléctrica de la Materia
La materia puede adquirir carga eléctrica a través de diferentes procesos.
Electrización por Contacto
Los cuerpos se electrizan por frotamiento.
Conductores
Son los que permiten el paso de las cargas eléctricas. Ejemplos: metales, sales y soluciones ácidas, etc.
Aislantes
Materiales que no permiten el paso de cargas eléctricas. Ejemplos: vidrio, azufre, etc.
Electrización por Inducción
Consiste en transmitir electrones sin tocar el objeto a electrizar. Un ejemplo muy claro es la botella de Leyden.
Enlaces Químicos y Fórmulas
Enlaces Químicos
Es la fuerza de atracción entre dos o más átomos. Existen diferentes tipos:
- Enlace Iónico: Es la fuerza de atracción entre dos o más átomos donde se transfieren electrones.
- Enlace Covalente: Es la fuerza de atracción entre dos o más átomos donde se comparten electrones para el bienestar de los átomos.
Moléculas
Es la combinación estable de dos o más átomos que están unidos por enlaces químicos.
Fórmulas Químicas
Es un conjunto de símbolos que representan la composición química de una sustancia.
Tipos de Fórmulas
- Fórmula Molecular: Representa el número de átomos que posee una molécula de un compuesto.
- Fórmula Empírica: Representa la proporción más simple de átomos en un compuesto químico.
- Fórmula Estructural: Es la fórmula química que muestra la disposición de los átomos en una molécula.
Conceptos Químicos Fundamentales
Mol
Es la unidad con la que se mide la cantidad de sustancia.
Fusión Nuclear
Es el proceso mediante el cual dos núcleos atómicos se unen para formar uno de mayor peso atómico.
Reactividad
Es el grado de una sustancia para reaccionar y formar otras sustancias.
Reactor Nuclear
Es un dispositivo donde se produce una reacción nuclear controlada.
Estados Físicos de la Materia y Cambios de Estado
La materia puede presentarse en diferentes estados, dependiendo de las condiciones de presión y temperatura.
Estado Sólido
- Tienen forma fija.
- Su volumen no varía prácticamente al comprimirlo.
- Su estructura es ordenada.
Ejemplos: hielo, nieve, granizo, escarcha.
Estado Líquido
- Su forma es la del recipiente.
- Su volumen varía poco al comprimirlo.
Ejemplos: ríos, mares, rocío.
Estado Gaseoso
Ejemplos: vapor, nubes, neblina.
Cambios de Estado
Según las condiciones a las que esté sometido un cuerpo, puede cambiar de un estado a otro.
El hielo de un lago, por efecto del calor del sol, se puede convertir en agua líquida y esta, a su vez, evaporarse, pasando así al estado gaseoso.
Estos cambios de estado reciben los siguientes nombres:
- Fusión: De sólido a líquido.
- Vaporización: De líquido a gas.
- Sublimación: De sólido a gas.
- Solidificación: De líquido a sólido.
- Licuefacción (o Condensación): De gas a líquido.
- Sublimación Regresiva (o Deposición): De gas a sólido.