Fundamentos de Química: Definiciones Clave para Entender la Materia y sus Transformaciones

Conceptos Fundamentales de Química

A continuación, se presentan definiciones esenciales para comprender los principios básicos de la química.

Estructura de la Materia

• Átomo: Porción más pequeña de un elemento que mantiene las propiedades de dicho elemento.
• Molécula: Porción más pequeña de un compuesto que mantiene sus propiedades y que está formada por un número limitado de átomos.
• Elemento: Sustancia formada por un único tipo de átomos.
• Compuesto: Sustancia formada por más de un tipo de átomos.
• Sustancia Pura: Aquella que no se puede separar en otras sustancias por métodos físicos.
• Sustancia Simple: Aquella que no se puede descomponer en otras sustancias más sencillas por métodos químicos.

Tabla Periódica y Estructura Atómica

• Grupo: Elementos de la tabla periódica que se encuentran en la misma columna, compartiendo propiedades químicas similares.
• Periodo: Elementos de la tabla periódica que se encuentran en la misma fila o línea.
• Número Atómico (Z): Número de protones de un átomo. Este número define la identidad del elemento.
• Número Másico (A): Número total de protones más neutrones de un átomo. Se calcula como A = Z + N, donde N es el número de neutrones.
• Carácter Metálico: Tendencia de los átomos a formar iones positivos (cationes) mediante la pérdida de electrones.
• Carácter No Metálico: Tendencia de los átomos a formar iones negativos (aniones) mediante la ganancia de electrones, o a compartir electrones.
• Isótopos: Átomos del mismo elemento con el mismo número atómico (Z), pero diferente número másico (A) debido a un número distinto de neutrones.

Enlaces Químicos

• Enlace Químico: Relación o fuerza de atracción que se produce entre dos átomos con el objetivo de que ambos átomos aumenten su estabilidad, generalmente alcanzando la configuración electrónica de un gas noble.
• Enlace Iónico: Es el enlace producido por la transferencia o intercambio de electrones entre átomos, lo que resulta en la formación de iones positivos (cationes) y negativos (aniones) que se atraen electrostáticamente.
• Enlace Covalente: Es el enlace producido entre átomos que comparten al menos un par de electrones para alcanzar la estabilidad.

Estequiometría y Unidades de Medida

• Unidad de Masa Atómica (uma): Doceava parte de la masa del isótopo del carbono-12 (¹²C). Es la unidad de referencia para las masas atómicas y moleculares.
• Masa Atómica: Medida ponderada de las masas de los isótopos de los que se compone un elemento, expresada en unidades de masa atómica (uma).
• Masa Molecular: Suma de las masas atómicas de todos los átomos que componen una molécula.
• Mol: Cantidad de una sustancia que contiene tantas entidades elementales (átomos, moléculas, iones, etc.) como átomos hay en 12 gramos de carbono-12. Numéricamente, es la cantidad de una sustancia igual a su masa molecular o atómica expresada en gramos.

Disoluciones y Concentración

• Disolución: Mezcla homogénea de dos o más sustancias.
• Homogéneo: Se refiere a una mezcla que tiene la misma composición y propiedades en todos sus puntos.
• Heterogéneo: Se refiere a una mezcla que tiene una composición y propiedades diferentes en distintos puntos.
• Disolvente: Componente de una disolución que se encuentra en mayor proporción y que disuelve al soluto.
• Soluto: Componente de una disolución que se encuentra en menor proporción y que se disuelve en el disolvente.
• Concentración: Proporción en la que se encuentra el soluto respecto al disolvente o a la disolución total.
• Composición Centesimal o Tanto por Ciento en Masa (% m/m): Número de gramos de soluto que hay en 100 gramos de disolución.
• Composición Centesimal o Tanto por Ciento en Volumen (% v/v): Para una disolución gaseosa o líquida, es el número de unidades de volumen de soluto que hay en 100 unidades de volumen de la disolución.
• Molaridad (M): Número de moles de soluto que hay en cada litro de disolución. Se expresa en mol/L.
• Molalidad (m): Número de moles de soluto que hay en cada kilogramo de disolvente. Se expresa en mol/kg.
• Fracción Molar (X): Para un componente de la disolución, es el número de moles de dicho componente dividido entre el número total de moles de todos los componentes de la disolución.

Leyes de los Gases Ideales

• Transformación Isotérmica: Proceso que se produce a temperatura constante (T = constante).
• Transformación Isobárica: Proceso que se produce a presión constante (P = constante).
• Transformación Isocórica (o Isométrica/Isocora): Proceso que se produce a volumen constante (V = constante).
• Ley de Boyle-Mariotte: Si una masa de gas se somete a una transformación a temperatura constante, el producto de la presión (P) por el volumen (V) del gas se mantiene constante. Matemáticamente: P₁V₁ = P₂V₂.
• Ley de Charles y Gay-Lussac:
  1. Si una masa de gas se somete a una transformación a presión constante, el cociente del volumen (V) entre la temperatura absoluta (T) del gas se mantiene constante. Matemáticamente: V₁/T₁ = V₂/T₂.
  2. Si una masa de gas se somete a una transformación a volumen constante, el cociente de la presión (P) entre la temperatura absoluta (T) del gas se mantiene constante. Matemáticamente: P₁/T₁ = P₂/T₂.