Conceptos Fundamentales de Química: Materia, Cambios y Estructura Atómica

Clasificación de los Cambios de la Materia

La materia puede experimentar transformaciones que alteran su composición química (cambios químicos) o solo su apariencia física (cambios físicos).

Cambios Químicos (Reacciones Químicas)

Implican la formación de nuevas sustancias con propiedades diferentes a las originales.

1. La corrosión del hierro (oxidación).
2. Quemar un trozo de carbón (combustión).
3. La formación de las estalactitas y las estalagmitas (reacciones de precipitación de carbonato de calcio).
4. Obtención de cobre a partir de óxido de cobre (reducción).
5. La maduración de una fruta.
6. Respirar (metabolismo y oxidación de nutrientes).
7. La combustión de la gasolina en un motor de automóvil.
8. La formación de un precipitado al mezclar dos sustancias.
9. Formación de óxido de hierro.
10. Cuando un papel se quema.

Cambios Físicos

No alteran la composición química de la sustancia, solo su estado, forma o apariencia.

1. Mezclar mantequilla y azúcar.
2. La fusión de la cera de una vela.
3. La formación de las nubes (condensación).
4. Hacer un batido con leche y frutas.
5. La fusión de un cubito de hielo en un vaso de agua.
6. La rotura de una botella de vidrio.
7. La desaparición de un perfume cuando el recipiente está destapado (evaporación).
8. La formación del arco iris (refracción de la luz).
9. La fusión del hielo.
10. Modelar plastilina.

Ramas Fundamentales de la Química

Química Orgánica: Estudia los compuestos formados principalmente por carbono (C) e hidrógeno (H). Ejemplos: alimentos, plásticos, petróleo, medicamentos.

Química Inorgánica: Estudia los compuestos que no contienen carbono o que contienen solo un átomo de carbono (como los carbonatos o el CO₂). Ejemplos: objetos inanimados (sin vida), como los metales y no metales.

Química Física: Estudio de la energía dentro de la materia y las leyes que rigen los cambios químicos y físicos. Ejemplo: el movimiento de los electrones dentro de la materia.

Química Analítica: Se enfoca en la identificación y cuantificación de las sustancias de la materia (cualitativa y cuantitativamente). Ejemplo: determinar si un polvo blanco es azúcar o cocaína.

Bioquímica: Estudia los sistemas biológicos y los procesos químicos que ocurren en los organismos vivos. Ejemplo: procesos químicos de enfermedades o la digestión.

Conceptos Clave de la Materia

Definiciones

¿Qué es una Sustancia? Es una forma de materia que tiene composición y propiedades distintas y definidas.

¿Qué es la Materia? La materia es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio, la cual se puede tocar, sentir y medir.

Ejemplos de Materia:

1. Un libro
2. La leche
3. Un globo
4. El agua
5. Una roca
6. Un árbol
7. El papel
8. Un televisor
9. Una persona
10. El carbón

Ejemplos de Energía: Hidráulica, Solar, Nuclear, Calorífica, Eólica.

¿Qué es un Elemento? Es una sustancia que no se puede separar en otras más sencillas por medios químicos.

¿Qué es un Compuesto? Es una sustancia formada por átomos de dos o más elementos unidos químicamente en proporciones fijas.

Clasificación de las Mezclas

Mezcla Homogénea: Son mezclas donde no podemos identificar a simple vista los distintos componentes que la forman (presentan una sola fase).

Mezcla Heterogénea: Son mezclas donde podemos percibir con la vista los componentes que la forman (presentan dos o más fases).

Ejemplos de Mezclas

Mezclas Homogéneas

• Agua con miel
• Agua con sal
• El ácido clorhídrico en agua
• El ácido sulfúrico
• El cloro disuelto en agua
• El vinagre con agua
• La masa de un pastel
• La masa para galletas
• La sosa cáustica disuelta en agua
• Mezcla de cemento con agua y arena (antes de fraguar)

Mezclas Heterogéneas

• El agua y aceite
• Tierra y aserrín
• El arroz con frijoles
• Agua y diésel
• Agua y gasolina
• Vinagre y aceite
• La sopa de fideos
• Agua y gravilla
• Hojarasca y ramitas secas
• La cera y el agua

Estructura Atómica y Teoría de Dalton

Los átomos son la unidad básica de un elemento que puede intervenir en una combinación química.

Partículas Subatómicas

El Número Atómico (Z) es el número de protones en el núcleo del átomo de un elemento. Este número define la identidad del elemento.

El Número de Masa (A) es el número total de neutrones y protones en el núcleo de un átomo de un elemento.

Isótopos: Son átomos que tienen el mismo número atómico (Z) pero diferente número de masa (A), debido a que varían en el número de neutrones.

Teoría Atómica de John Dalton (1808)

Los postulados fundamentales de la teoría de Dalton son:

• Los elementos están formados por pequeñas partículas llamadas átomos.
• Todos los átomos de un mismo elemento son idénticos; tienen igual tamaño, masa y propiedades químicas.
• Los compuestos están formados por átomos de más de un elemento.
• Una reacción química implica solo la separación, combinación o reordenamiento de los átomos (los átomos no se crean ni se destruyen).