Fundamentos de Química: Materia, Propiedades y Estados

Conceptos Fundamentales de la Química

Definiciones Clave

• Materia: Es todo lo que tiene masa, ocupa un lugar en el espacio y es perceptible con los sentidos.
• Masa: Cantidad de materia contenida en un objeto. Se mide en gramos y kilogramos (kg).
• Peso: Fuerza con que un objeto es atraído por la gravedad. Se mide en milímetro de mercurio (Nota del profesor: la unidad de fuerza en el Sistema Internacional es el Newton).
• Volumen: Magnitud física que expresa la extensión de un cuerpo en tres dimensiones (largo, ancho y alto). Se mide en centímetros cúbicos (cm³).
• Partícula: Porción menor de materia.
• Átomo: Estructura infinitamente pequeña formada por partículas subatómicas.

Propiedades de la Materia

Las propiedades de la materia se clasifican en:

• Propiedades Extensivas: Dependen de la cantidad de materia analizada. Podemos mencionar la masa, el volumen y el calor acumulado por un cuerpo. Son aditivas.
• Propiedades Intensivas: No dependen de la cantidad, sino del tipo de materia. Se dividen en:
  • A) Organolépticas: Se determinan con los sentidos (ej. color, olor).
  • B) Estado de Agregación: Describe el estado físico (ej. sólido).
  • C) Punto de Fusión: Temperatura a la cual una sustancia pasa de sólido a líquido o viceversa.
  • D) Punto de Ebullición: Temperatura a la cual una sustancia pasa de líquido a gaseoso o viceversa.
  • E) Densidad: Relación entre masa y volumen en condiciones de presión y temperatura determinadas.
  • F) Índice de Refracción: Es el cociente entre la velocidad de propagación de la luz en ese tipo de materia y la velocidad en un medio de referencia.
  • G) Solubilidad: Es la capacidad de disolución en un medio líquido o gaseoso a determinada temperatura.
  • H) Capacidad de Reaccionar con el Oxígeno: Muchos tipos de materia reaccionan al oxígeno.
  • I) Reacción con Ácidos: Algunas materias se transforman en otras en presencia de un ácido.

Clasificación de la Materia

Sustancias

Clase de materia de composición definida y propiedades físicas y químicas características. Pueden ser:

• A) Sustancias Simples: Formadas por un solo tipo de átomo (igual número atómico). No se pueden descomponer en sustancias más sencillas por métodos químicos. Ej. Au (oro).
• B) Sustancias Compuestas: Formadas por dos o más elementos en proporción constante. Se pueden descomponer en sustancias simples.

Mezclas

Formadas por dos o más componentes donde los mismos conservan sus propiedades originales. No se pueden descomponer (Nota del profesor: las mezclas se pueden separar por métodos físicos).

Cambios de la Materia

• Cambios Físicos: Varía una o más propiedades, pero no hay cambio de composición en la materia.
• Cambios Químicos: Implican una modificación en la materia, son irreversibles y, generalmente, no se pueden revertir fácilmente.

Estados de Agregación de la Materia

Son tres estados principales: sólido, líquido y gaseoso.

A) Estado Gaseoso

• Son moleculares.
• Son fluidos porque se derraman si no están en un recipiente.
• No tienen forma propia.
• Son compresibles, disminuyen su volumen fácilmente por la presión.
• La mayoría son incoloros.
• Tienen densidades bajas.

B) Estado Líquido

• Son moleculares.
• No tienen forma definida, pero sí volumen definido.
• Son incompresibles.
• Tienen flotabilidad.
• Presentan viscosidad.

C) Estado Sólido

• Tienen forma propia.
• No son compresibles.
• No fluyen.
• Poseen una estructura definida.
• Pueden ser amorfos (aquellos que no tienen una estructura cristalina).

Comportamiento de las Partículas en los Estados de la Materia

• Fuerzas de atracción entre las partículas de un sólido: Son mucho mayores que su energía cinética.
• Los líquidos se adaptan a la forma del recipiente porque: Son incompresibles y no existe orden alguno de las partículas.
• Los gases: Ejercen presión sobre las paredes del recipiente que los contiene. Las fuerzas de atracción son despreciables. Están compuestos por muchas moléculas que se mueven al azar en línea recta.

Conceptos Adicionales

• Vapor: A temperatura ambiente y presión normal es líquido o sólido.
• Capilaridad: Es la posibilidad que tiene un líquido de ascender por un tubo delgado en contra de la gravedad.
• Flotabilidad: Los objetos inmersos en algún líquido son sujetos a un fenómeno que se llama flotabilidad.

Cambios de Estado

Los cambios de estado se clasifican en:

• A) Cambios Progresivos: Ocurren con aumento de temperatura.
  • Fusión: De sólido a líquido.
  • Vaporización: De líquido a gaseoso.
  • Volatilización: De sólido a líquido sin estado intermedio. (Nota del profesor: comúnmente se refiere al paso de sólido a gas, conocido como sublimación).
• B) Cambios Regresivos: Ocurren con disminución de temperatura.
  • Condensación: De gaseoso a líquido.
  • Solidificación: De líquido a sólido.
  • Sublimación: De gaseoso a sólido sin estado intermedio. (Nota del profesor: comúnmente se refiere al paso de gas a sólido, también conocido como deposición o sublimación inversa).