Guía de-estudio-la-materia-del-universo

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  1. 1. La materia del universo• La materia en el nivel microscópico. Los constituyentes del átomo: un núcleocentral formado por protones y neutrones, rodeado de un gran espacio vacío yelectrones.• Identificación de elementos que forman sustancias y materiales en el entorno delos estudiantes y algunas de sus propiedades físicas y químicas.• La química de los elementos y su relación con la configuración electrónica.• El enlace químico: formación de moléculas y redes cristalinas. La estructuramolecular del oxígeno, el agua, el metano (componente principal del gas natural),la sal común, el cobre sólido. Construcción de modelos.• La reactividad de los metales. Representación mediante ecuaciones químicas.• Propiedades de las aleaciones. La MateriaNuestro planeta, el Sol, las estrellas, y todo lo que el hombre ve, toca o siente, esmateria; incluso, los propios hombres, las plantas y los animales.Denominamos materia a todo aquello que podemos percibir con nuestros sentidos,es decir, todo lo que podemos ver, oler, tocar, oír o saborear es materia. Toda lamateria está formada por átomos y moléculas.Un cuerpo es una porción de materia, delimitada por unas fronteras definidas,como un folio, el lápiz o la goma de borrar; varios cuerpos constituyen un sistemamaterial. Las distintas formas de materia que constituyen los cuerpos reciben elnombre de sustancia. El agua, el vidrio, la madera, la pintura ... son distintos tiposde sustancias.La materia presenta formas distintas, las cuales poseen características que nospermiten distinguir unos objetos de otros. El color, el olor y la textura sonpropiedades de la materia que nos ayudan a diferenciarlos.LEY DE LA CONSERVACIÓN DE LA MATERIALa ley de la conservación de la materia establece que la materia ni se pierde ni segana en las reacciones químicas tradicionales, simplemente cambia de forma. Porconsiguiente, si tenemos un cierto número de átomos de un elemento en el ladoizquierdo de una ecuación, tenemos que tener el mismo número en el ladoderecho. Esto implica que la masa también se conserva durante la reacciónquímica.Materia en nivel microscópico.El nivel microscópico de la materia másica puede entenderse como un agregadode moléculas. Éstas a su vez son agrupaciones de átomos que forman parte delnivel microscópico. A su vez existen niveles microscópicos que permitendescomponer los átomos en constituyentes aún más elementales, que sería elsiguiente nivel son: • Electrones: partículas leptónicas con carga eléctrica negativa. • Protones: partículas bariónicas con carga eléctrica positiva. • Neutrones: partículas bariónicas sin carga eléctrica (pero con momento magnético).Nivel macroscópicoMacroscópicamente, la materia másica se presenta en las condiciones imperantesen el sistema solar, en uno de cuatro estados de agregación molecular: sólido,líquido, gaseoso y plasma. De acuerdo con la teoría cinética molecular la materiase encuentra formada por moléculas y éstas se encuentran animadas demovimiento, el cual cambia constantemente de dirección y velocidad cuandochocan o bajo el influjo de otras interacciones físicas. Debido a este movimiento
  2. 2. presentan energía cinética que tiende a separarlas, pero también tienen unaenergía potencial que tiende a juntarlas. Por lo tanto el estado físico de unasustancia puede ser: • Sólido: si la energía cinética es menor que la potencial. • Líquido: si la energía cinética y potencial son aproximadamente iguales. • Gaseoso: si la energía cinética es mayor que la potencial. • Plasma: si la energía cinética es tal que los electrones tienen una energía total positiva.En química y física, átomo es la unidad más pequeña de un elemento químicoque mantiene su identidad o sus propiedades y que no es posible dividir medianteprocesos químicos.La teoría aceptada hoy es que el átomo se compone de un núcleo de cargapositiva formado por protones y neutrones, en conjunto conocidos comonucleónes, alrededor del cual se encuentra una nube de electrones de carganegativa.Una sustancia química es cualquier material con una composición químicadefinida, sin importar su procedencia.1 Por ejemplo, una muestra de agua tiene lasmismas propiedades y la misma proporción de hidrógeno y oxígeno sin importar sila muestra se aísla de un río o se crea en un laboratorio.Una sustancia pura no puede separarse en otras sustancias por ningún mediomecánico.2 Estas sustancias pueden clasificarse en dos grupos; elementos ycompuestos. Los elementos están formados por un sólo tipo de sustancia y loscompuestos puros son combinaciones de dos o más elementos en una proporcióndefinida. Sustancias químicas típicas que se pueden encontrar en el hogar sonagua, sal (cloruro de sodio) y azúcar (sacarosa). En general, las sustanciasexisten como sólidos, líquidos, o gases, y pueden moverse entre estos estados dela materia mediante cambios en la temperatura o presión.El término elemento químico hace referencia a una clase de átomos, todos elloscon el mismo número de protones en su núcleo. Aunque, por tradición, se puededefinir elemento químico como aquella sustancia que no puede ser descompuesta,mediante una reacción química, en otras más simples. Es importante diferenciar aun «elemento químico» de una sustancia simple. El ozono (O3) y el oxígeno (O2)son dos sustancias simples, cada una de ellas con propiedades diferentes. Y elelemento químico que forma estas dos sustancias simples es el oxígeno (O). Otroejemplo es el del elemento químico carbono, que se presenta en la naturalezacomo grafito o como diamante (estados alotrópicos).Algunos elementos se han encontrado en la naturaleza, formando parte desustancias simples o de compuestos químicos. Otros han sido creadosartificialmente en los aceleradores de partículas o en reactores atómicos. Estosúltimos son inestables y sólo existen durante milésimas de segundo.Materia no-másicaUna gran parte de la energía del universo corresponde a formas de materiaformada por partículas o campos que no presentan masa, como la luz y laradiación electromagnética, las dos formada por fotones sin masa. PROPIEDADES DE LA MATERIATodos los cuerpos tienen masa ya que están compuestos por materia.También tienen peso, ya que son atraídos por la fuerza de gravedad. Por lotanto, la masa y el peso son dos propiedades diferentes y no debenconfundirse. Otra propiedad de la materia es el volumen, porque todo cuerpoocupa un lugar en el espacio. A partir de las propiedades anteriores surgen,entre otras, propiedades como la impenetrabilidad y la dilatabilidad.
  3. 3. La materia está en constante cambio. Las transformaciones que puedenproducirse son de dos tipos:- Físicas: son aquellas en las que se mantienen las propiedades originalesde la sustancia ya que sus moléculas no se modifican.- Químicas: son aquellas en las que las sustancias se transforman en otras,debido a que los átomos que componen las moléculas se separan formandonuevas moléculas.Denominamos materia a todo aquello que podemos percibir con nuestros sentidos,es decir, todo lo que podemos ver, oler, tocar, oír o saborear es materia..Un cuerpo es una porción de materia, delimitada por unas fronteras definidas,como una mesa, el lápiz o el borrador..Las distintas tipos de materia queconstituyen los cuerpos reciben el nombre de sustancia. El agua, el vidrio, lamadera, la pintura son sustancias .Todas las sustancias están formadas por átomos y moléculas En este tema estudiaremos las propiedades de la materia y las sustancias.La materia posee diversas propiedades. Las propiedades físicas se pueden dividiren dos grupos:  Propiedades generales: no permiten la identificación de la clase de materia (sustancia). Por ejemplo:la masa, el volumen, la inercia ; la impenetrabilidad .  Propiedades características o específicas: permiten identificar la sustancia. Por ejemplo: el peso específico (relación entre el peso y el volumen — medidas de la inercia y la extensión de un cuerpo o porción de materia—); el sabor (no mensurable).Propiedades químicasSon aquellas propiedades distintivas de las sustancias que se observan cuandoreaccionan, es decir, cuando se rompen o se forman enlaces químicos entre losátomos, formándose con la misma materia sustancias nuevas distintas de lasoriginales. Las propiedades químicas se manifiestan en los procesos químicos(reacciones químicas), mientras que las propiamente llamadas propiedadesfísicas, se manifiestan en los procesos físicos, como el cambio de estado, ladeformación, el desplazamiento, etc.Ejemplos de propiedades químicas: • Corrosividad de ácidos • Poder calorífico o energía calórica • Acidez • ReactividadEn quimica, la configuración electrónica es la manera en la cual los electronesestán ordenados en un átomo, molécula o en otra estructura física, de acuerdocon la aproximación orbital en la cual la función de onda del sistema se expresacomo un producto de orbitales antisimetrizado.En física y química se denomina cambio de estado a la evolución de la materiaentre varios estados de agregación sin que ocurra un cambio en su composición.Los tres estados básicos son el sólido, el líquido y el gaseoso.Un enlace químico es el proceso físico responsable de las interaccionesatractivas entre átomos y moléculas, y que confiere estabilidad a los compuestosquímicos diatómicos y poliatómicos.
  4. 4. En química, una molécula es una partícula neutra formada por un conjunto deátomos ligados por enlaces covalentes (en el caso del enlace iónico no seconsideran moléculas, sino redes cristalinas).Elementos, compuestos y mezclasLas sustancias que conforman la materia se pueden clasificar en elementos,compuestos y mezclas.Los elementos son sustancias que están constituidas por átomos iguales, o seade la misma naturaleza. Por ejemplo: hierro, oro, plata, calcio, etc. Loscompuestos están constituidos por átomos diferentes.El agua y el hidrógeno son ejemplos de sustancias puras. El agua es uncompuesto mientras que el hidrógeno es un elemento. El agua está constituida pordos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno y el hidrógeno únicamente por dosátomos de hidrógeno.Las mezclas se obtienen de la combinación de dos o más sustancias que puedenser elementos o compuestos.Las mezclas pueden ser homogéneas o heterogéneas.Las mezclas homogéneas son aquellas en las cuales todos sus componentesestán distribuidos uniformemente, es decir, la concentración es la misma en todala mezcla, en otras palabras en la mezcla hay una sola fase. Ejemplos de mezclashomogéneas son la limonada, sal disuelta en agua, etc. Este tipo de mezcla sedenomina solución o disolución.Las mezclas heterogéneas son aquellas en las que sus componentes no estándistribuidos uniformemente en toda la mezcla, es decir, hay más de una fase; cadauna de ellas mantiene sus características. Ejemplo de este tipo de mezcla es elagua con el aceite, arena disuelta en agua, etc; en ambos ejemplos se aprecia quepor más que se intente disolver una sustancia en otra siempre pasado undeterminado tiempo se separan y cada una mantiene sus características.Propiedades de la materiaLas propiedades de la materia corresponden a las características específicaspor las cuales una sustancia determinada puede distinguirse de otra. Estaspropiedades pueden clasificarse en dos grupos:Propiedades físicas: ependen fundamentalmente de la sustancia misma. Puedencitarse como ejemplo el color, el olor, la textura, el sabor, etc.Propiedades químicas: dependen del comportamiento de la materia frente aotras sustancias. Por ejemplo, la oxidación de un clavo (está constituido de hierro).Las propiedades físicas pueden clasificarse a su vez en dos grupos:Propiedades físicas extensivas: dependen de la cantidad de materia presente.Corresponden a la masa, el volumen, la longitud.Propiedades físicas intensivas: dependen sólo del material, independientementede la cantidad que se tenga, del volumen que ocupe, etc. Por ejemplo, un litro deagua tiene la misma densidad que cien litros de aguaEstados físicos de la materiaEn condiciones no extremas de temperatura, la materia puede presentarse en tresestados físicos diferentes: estado sólido, estado líquido y estado gaseoso.

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