Fundamentos de Química: Materia, Propiedades y Clasificación Esencial

Introducción a la Química y la Materia

La química es una ciencia netamente experimental que estudia la materia, su composición, su estructura interna y la energía involucrada en ella.

Conceptos Fundamentales de Química

• Materia: Es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio, es perceptible a nuestros sentidos, pero fundamentalmente posee masa. Es de naturaleza discontinua.
• Masa: Cantidad de materia que presenta un cuerpo. Se mide en una balanza y se expresa en gramos (g), kilogramos (kg), libras (lb), entre otras unidades.
• Volumen: Espacio ocupado por un cuerpo (extensión). Se expresa en litros (L), mililitros (mL), centímetros cúbicos (cm³), entre otras unidades.
• Peso: Fuerza que ejerce la gravedad sobre un cuerpo y varía con el lugar geográfico.

Naturaleza Corpuscular de la Materia

A continuación, se presentan algunas abreviaturas comunes en el estudio de la materia:

• F: Físico
• Q: Químico
• QN: Química Nuclear

Estados de Agregación de la Materia

Nota: Fc = Fuerzas de Cohesión; Fr = Fuerzas de Repulsión.

El Universo y las Sustancias

• Universo: En general, es todo aquello que nos rodea. El universo está constituido por materia y energía, siendo ambas manifestaciones diferentes de una misma existencia.
• Sustancia: Materia de composición y propiedades definidas, constantes o invariables. Todas las muestras de una sustancia tienen las mismas propiedades.

Clasificación de la Materia

Sustancias Puras

Sustancia Simple o Elemento

Es una sustancia que contiene un solo tipo de átomos y no puede descomponerse en sustancias más simples mediante ensayos químicos.

Compuestos

Son sustancias constituidas por dos o más tipos de elementos diferentes en una relación definida, que se representa mediante una fórmula. Pueden descomponerse por medios químicos en sustancias más simples y/o elementos. Se pueden separar por medios químicos.

Mezclas

Son materia formada por dos o más sustancias en proporciones variables. No se les puede representar mediante una fórmula (sus propiedades dependen de su origen). Los componentes de una mezcla no pierden su identidad (conservan sus propiedades e identidad).

Mezclas Homogéneas

Presentan una sola fase y suelen denominarse soluciones. No se puede diferenciar la separación de sus componentes; por lo tanto, constituyen una masa homogénea, pues cualquier porción que se tome tendrá la misma composición y propiedades.

Ejemplos:

• Agua potable
• Agua de manantial
• Agua de mar
• Gasolina
• Bronce (aleación de cobre y estaño)
• Amalgama
• Salmuera
• Vinagre
• Vino
• Gaseosa
• Acero
• Latón (aleación de cobre y zinc)
• Aire
• Azúcar disuelto en agua
• Bicarbonato de sodio en agua
• Lavandina diluida
• Alcohol de uso medicinal
• Aceite de cocina
• Tintura de yodo
• Jabón de tocador
• Mayonesa (coloide, a menudo tratada como homogénea en contextos básicos)
• Suelo (puede considerarse homogéneo a gran escala en algunos contextos)
• Cemento (puede considerarse homogéneo a gran escala en algunos contextos)
• Jarabe contra la tos
• Tintura para el cabello
• Leche (coloide, a menudo tratada como homogénea en contextos básicos)
• Pomada para zapatos
• Café con azúcar
• Cerveza
• Detergente con agua
• Agua regia
• Kerosene
• Bebidas gasificadas

Mezclas Heterogéneas

Presentan más de una fase. A simple vista o con ayuda de instrumentos, se diferencia la separación de sus componentes, y cualquier porción que se tome tendrá composición y propiedades diferentes.

Ejemplos:

• Ensalada de lechuga y tomate
• Agua y arena
• Agua y aceite
• Helio y aire (aunque es una mezcla de gases y se considera homogénea, se mantiene aquí según el texto original)
• Aire y tierra
• Sopa con fideos
• Arroz y porotos
• Madera y piedras
• Vinagre y aceite
• Salchichas con mayonesa
• Agua y nafta
• Papas y huevo
• Piedras y madera
• Agua y piedras
• Papeles y cintas
• Leche con malvaviscos
• Agua y parafina
• Galletas con dulce y manteca
• Papas fritas y maníes
• Mezclas de limaduras de hierro y oro
• Suspensiones: aire polvoriento, agua turbia, jarabes, laxantes, etc.
• Coloides: leche, almidón, clara de huevo, pintura, geles, mayonesa, mantequilla, neblina, queso, piedra pómez, espuma, sangre, etc.
• Mezcla de arena y cemento
• Suso (se mantiene el término original)
• Petróleo crudo
• Benceno y agua

Alotropía

Propiedad por la cual un elemento, en el mismo estado de agregación, presenta formas diferentes.

Ejemplos:

• Carbono: diamante, grafito
• Oxígeno: O₂ (dioxígeno), O₃ (ozono)
• Fósforo: rojo y blanco
• Otros elementos: Azufre (S), Selenio (Se), Arsénico (As), Antimonio (Sb), Bismuto (Bi), Hierro (Fe), Estaño (Sn), etc.