Fundamentos de Química: Conceptos Esenciales, Leyes y Modelos

Principios Fundamentales de la Química

Conceptos Básicos de la Materia

• La masa es la característica fundamental de la materia.
• La química se ocupa de estudiar la naturaleza de la materia y los cambios que afectan a su naturaleza.
• Los cambios físicos no alteran la naturaleza de las sustancias; los cambios químicos, sí lo hacen.

Sustancia Pura

Una sustancia pura tiene una composición definida y constante, unas propiedades físicas y químicas características y no puede separarse en otras sustancias a través de métodos físicos.

Mezcla

Una mezcla tiene composición variable y propiedades relacionadas con las de sus componentes. Las mezclas pueden ser homogéneas y heterogéneas.

Separación de Mezclas

Los componentes de las mezclas se pueden separar por métodos físicos que no alteran la naturaleza de las sustancias, tales como: filtración, centrifugación, cristalización, destilación, cromatografía, etc.

Elemento (Concepto Clásico)

Un elemento es una sustancia que, al combinarse con otros elementos, forma compuestos y no se puede descomponer en sustancias más simples.

Compuesto (Concepto Clásico)

Un compuesto es una sustancia formada por dos o más elementos, que puede descomponerse en estos.

Leyes Fundamentales de la Química

Ley de Conservación de la Masa (Lavoisier)

En una reacción química, la masa se conserva.

Ley de las Proporciones Definidas (Proust)

Dos elementos se combinan para formar un compuesto, siempre en la misma relación de masas.

Ley de las Proporciones Múltiples (Dalton)

Si un elemento reacciona con otro, formando distintos compuestos, entonces las masas del otro elemento están en una relación de números sencillos.

Ley de los Volúmenes de Combinación (Gay-Lussac)

Los volúmenes de gases en una reacción química están en una relación entera y sencilla.

Modelos Atómicos y Moleculares

Teoría Atómica de Dalton

• La materia está formada por átomos muy pequeños, indivisibles e inalterables.
• Los átomos de un elemento son todos iguales y se diferencian de los de otros elementos por la masa y las propiedades.
• Los átomos de los compuestos se forman por unión de los átomos de los elementos en una relación numérica constante y sencilla, y entre ellos son iguales en masa y propiedades.

Teoría Molecular de Avogadro

• Las partículas últimas que forman los gases no son átomos, sino moléculas, es decir, agrupaciones de átomos con una composición fija.
• En volúmenes iguales, medidos en las mismas condiciones de presión y temperatura, todos los gases tienen idéntico número de moléculas.

Conceptos Actuales en Química

Partículas Elementales

Partículas que no son divisibles en otras: quarks y leptones.

Átomos

Agrupación de protones, neutrones (formando un núcleo) y electrones moviéndose a su alrededor.

Grupos de Átomos

Los átomos se organizan en grupos discretos o moléculas y grandes agrupaciones o redes.

Elemento (Concepto Actual)

Sustancia formada por un solo tipo de átomos.

Compuesto (Concepto Actual)

Sustancia formada por más de un tipo de átomos.

Cálculos y Fórmulas Químicas

Composición Centesimal

La composición centesimal de una sustancia química pura se expresa en tanto por ciento en masa de sus elementos componentes.

Fórmula Empírica

La fórmula empírica indica la proporción entre los distintos elementos.

Fórmula Molecular

La fórmula molecular indica el número exacto de átomos de cada elemento presentes en la molécula del compuesto.