Este documento trata sobre la materia, los cambios físicos y químicos, y la estructura del átomo. Explica conceptos como sustancia, mezcla, elemento, compuesto, cambios físicos y químicos. También define las unidades del Sistema Internacional (SI) y cómo representar cantidades usando notación científica.

1. Materia, cambios físicos y químicos.
Estructura del átomo
Fredy Quispe Jacobo
UNIVERSIDAD CATÓLICA SAN PABLO
Arequipa, 12 de Marzo del 2012
QUÍMICA
FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL Y COMPUTACIÓN

2. Objetivo
Comprender los fundamentos de la química.
Bibliografía
Química Brown, Theodore L. - LeMay, H. Eugene - Bursten, Bruce E. -
Burdge, Julia R. México: Pearson educacion,2004
Química Chang, Raymond. México: McGraw-Hill,2002
Jesús le dijo: Yo soy el camino, y la
verdad, y la vida; nadie viene al
Padre, sino por mí (Juan 14:6)

3. Materia
Todo lo que ocupa un lugar en el espacio y tiene masa.
Ejm: el aire que respiramos, el agua que bebemos, las frutas que
consumimos
Masa
Medida de la cantidad de materia de un objeto. Se determina en la
balanza.
Peso
Fuerza que ejerce la gravedad sobre un objeto. Ejm el peso de un
objeto en la luna es 1/6 de su valor en la tierra.

4. Sustancia
Forma de materia que tiene una composición definida y propiedades
distintivas. Las sustancias se pueden identificar por su aspecto, olor,
sabor y otras propiedades.
Tabla 1. Comparación de agua, hidrógeno y oxígeno
Propiedades Agua Hidrógeno Oxígeno
Estado* Líquido Gas Gas
Punto de ebullición normal (°C) 100 -253 -183
Densidad* 1 g/mL 0,084 g/L 1,33 g/L
Inflamable No Sí No
* A temperatura ambiente y presión atmosférica
Mezcla
Combinación de dos o más sustancias en la cual éstas mantienen su
identidad. Ejm: gaseosa, cemento, leche, aire.

5. Mezclas homogéneas
Las sustancias que forman la mezcla son indistinguibles unas de
otras, formando una sola fase. Ejm: agua y sacarosa, el aire.
Figura 1.
Composición
del aire (%) en
volumen, libre
de vapor de
agua
Mezclas heterogéneas
Las sustancias que forman la
mezcla se pueden distinguir unas
de otras. Ejm: arena y virutas de
hierro, agua y aceite.
Las mezclas homogéneas y
heterogéneas se pueden separar
por métodos físicos.

6. Elementos
Sustancia que no se puede separar en sustancias más simples por
medios químicos. En la actualidad se conocen 112 elementos, los
cuales varían ampliamente en su abundancia, y sólo 83 se
encuentran en forma natural en la tierra.
Símbolo
Los elementos se
denotan por símbolos
con una o dos
palabras, siendo la
primera mayúscula.
Figura 2.
Composición
de la tierra (%)

7. Tabla 2. Algunos elementos comunes y sus símbolos
Carbono, C Aluminio, Al Cobre, Cu de cuprum
Flúor, F Bario, B Hierro, Fe de ferrum
Hidrógeno, H Calcio, C Plomo, Pb de plumbum
Yodo, I de iodine Cloro, Cl Mercurio, Hg de hydrargyrum
Nitrógeno, N Helio, He Potasio, K de kalium
Oxígeno, O Magnesio, Mg Plata, Ag de argentum
Fósforo, P de phosphorus Platino, Pt Sodio, Na de natrium
Azufre, S de sulfur Silicio, Si Estaño, Sn de stannum

8. Compuestos
Sustancias formadas por átomos de dos o más elementos unidos
quimicamente en proporciones definidas. Ejm: H2O.

9. Compuestos iónicos
Ejm: sales inorgánicas (NaCl, NaOH, CaCl2, etc)
Compuestos covalentes, moléculas
Ejm: compuestos del carbono (CH4, C6H6, C2H5OH, etc)

10. Forma de representar las moléculas:
a) Fórmula estructural
b) Dibujo en perspectiva
c) Modelo de bolas y palos
d) Modelo de llenado de espacios
Ejm: Metano, CH4
Fórmula molecular, peso fórmula

11. Materia, cambios físicos y químicos.
Estructura del átomo
Figura 3. Mezclas y sustancias
Se separan por métodos químicos

12. Propiedades de la materia
Físicas: color, olor, densidad, punto de fusión, punto de ebullición,
dureza, etc. (se miden sin cambiar su identidad)
Químicas: combustión, cambio de coloración por el pH. (describe
como la sustancia puede reaccionar, cambiando su identidad)
Intensivas: densidad, índice de refracción, etc (no dependen de la
cantidad de materia)
Extensivas: masa, volumen, etc (dependen de la cantidad de
sustancia)

13. Cambios físicos y químicos
Cambios físicos: la sustancia varía en su apariencia física pero no
en su composición. Ejm: la evaporación del agua.
Cambios químicos: la sustancia se transforma en una sustancia
químicamente distinta (reacción química). Ejm: Cuando se quema
papel, etc.
Figura 4.
Cambios
físicos del
agua

14. (a)
( c) (d)
(b)
(e )
(f)
SÓLIDO GAS
LÍQUIDOFigura 5.
Cambios de
estado

15. ABP 1 TEORIA: Materia, sustancia, mezcla, compuesto,
elemento, cambio físico y cambio químico

16. Unidades SI
El Sistema Internacional de Unidades de Medidas, es el fruto del
esfuerzo de investigación para lograr un sistema de medidas
exacto, práctico y universal
Se fundamenta en siete unidades de base, establecidas
arbitrariamente y consideradas independientes, ya que no guardan
relación entre sí. Estas unidades sirven para definir las demás:
Cantidad Nombre Símbolo
Longitud Metro m
Masa Kilogramo kg
Tiempo Segundo s
Corriente eléctrica Amperio A
Temperatura termodinámica Kelvin K
Cantidad de sustancia Mol mol
Intensidad luminosa Candela cd

17. Unidades derivadas
Cantidad Expresión Nombre Símbolo
Aceleración lineal m/s2
Área m2
Densidad masa kg/m3
Densidad corriente A/m2
Trabajo, calor N.
m Joule J
Flujo, masa kg/s
Flujo, volumen m3
/s
Fuerza (kg.
m)/s2
Newton N
Frecuencia 1/s Hertz Hz
Presión N/m2
Pascal Pa
Velocidad lineal m/s
Volumen m3

18. Uso de símbolos (algunas consideraciones)
- El SI no tiene abreviaturas, sólo símbolos. Ejm: Correcto A,
incorrecto amp.; s correcto, incorrecto seg.
- Los símbolos en minúscula, a menos que sea de origen nombre
propio. Ejm: m para metro; Pa para Pascal.
- Los símbolos y prefijos, no se escriben en cursiva. Ejm: ………. a
una distancia de 73 km entre ……………..
- Los símbolos son los mismo en singular y plural
- Se debe dejar espacio entre el valor y símbolo. Ejm: 110 W,
correcto; 110W, incorrecto.
- No mezclar símbolos y nombres en la misma expresión. Ejm:
Radianes por segundo o rad/s, correcto; radianes/segundo o
radianes/s, incorrecto
- Para representar cociente utilizar la forma: m/s, m o exponente
negativo. s

19. Prefijos
Los prefijos expresan ordenes
de magnitud en múltiplos de
1000, y proveen de una forma
conveniente de expresar los
números grandes y pequeños.
Ejm: 64 000 watt, es 64 kilowatt
18 000 metros, es 16 kilómetrro
Prefijo Símbolo Representa
yotta Y 1024
zetta Z 1021
exa E 1018
peta P 1015
tera T 1012
giga G 109
mega M 106
kilo k 103
hecto h 102
deca da 101
deci d 10-1
centi c 10-2
mili m 10-3
micro μ 10-6
nano n 10-9
pico p 10-12
femto f 10-15
atto a 10-18
zepto z 10-21
yocto y 10-24

20. Operaciones matemáticas con notación científica
a) Suma y resta
Siempre que las potencias de 10 sean las mismas, se deben sumar los coeficientes
(o restar si se trata de una resta), dejando la potencia de 10 con el mismo grado.
En caso de que no tengan el mismo exponente, debe convertirse el coeficiente,
multiplicándolo o dividiéndolo por 10 tantas veces como se necesite para
obtener el mismo exponente.
Ejemplo:
2×105 + 3×105 = 5×105
3×105 – 0,2×105 = 2,8×105
2×104 + 3 ×105 - 6 ×103 = (tomamos el exponente 5 como referencia)
= 0,2 × 105 + 3 × 105 - 0,06 ×105 = 3,14 ×105
b) Multiplicación
Para multiplicar cantidades escritas en notación científica se multiplican los
coeficientes y se suman los exponentes.
Ejemplo:
(4×1012)×(2×105) =8×1017
c) Potenciación
Se eleva el coeficiente a la potencia y se multiplican los exponentes.
Ejemplo: (3×106)2 = 9×1012.
d) Radicación
Se debe extraer la raíz del coeficiente y se divide el exponente por el índice de la
raíz.
Ejemplos: raiz(9 x 1026) = 3 x 1013

21. Ejercicios:
1. Bajo ciertas condiciones la densidad del gas amoniaco es 0,625
g/L. Calcule la densidad en g/cm3
2. Convertir 4,2x10-4 m3 a mililitros
3. El área superficial y la profundidad promedio del oceáno
Pacífico son de 1,8x108 km2 y 3,9x103 m, respectivamente.
Calcule el volumen en L de agua en dicho oceáno.
http://www.agalano.com/Cursos/MetExpI/SIU.pdf
Lectura adicional: