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ELABORÓ ALDO RAMÍREZ DIRZO.
FÍSICA
Estudia la materia y la energía, y los cambios donde no se altera la composición química de la materia; llamados fenómenos físicos. Nota: En este texto y en el de química podemos tomar como sinónimos: sustancia=material=compuesto. Fenómenos físicos. Sus características son: Cambios externos o aparentes. Casi siempre reversibles. Casi siempre visibles/macroscópicos. Nunca hay reacción química. Es decir, no hay cambio en la composición de la sustancia. Ejemplos de fenómenos físicos: estirar un resorte, hacer una mezcla, los métodos de separación de mezclas, dilatación de un metal cuando se calienta, la formación del arcoíris, el eco (reflexión del sonido), todos los cambios de estado de agregación, el movimiento, el choque entre dos bolas de billar, disolver sal o azúcar en agua, la dilución de un refresco, romper el jarrón de cerámica de la abuela, etc. Cambios de estado de agregación Todos los cambios de estado son fenómenos físicos en donde permanece constante la masa, la composición química y la temperatura.
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PROPIEDADES DE LA MATERIA
A) Propiedades generales. Son las que todos los cuerpos materiales poseen, sin importar si son sólidos, líquidos o gaseosos. Estas propiedades diferencian a la materia de la energía, más no diferencian distintos tipos de materiales. Se dice que son propiedades intrínsecas se refiere a que todos los cuerpos materiales las poseen por el simple hecho de existir. Tenemos las siguientes:
- Inercia. Se define como la tendencia que presenta un cuerpo a permanecer en su estado de reposo o MRU; al menos que una fuerza externa modifique dicho estado.
- Masa. Se define como la cantidad de materia que posee un cuerpo. Es la medida cuantitativa de la inercia. Su unidad es el Kilogramo (kg).
- Peso. Es la fuerza con la cual la tierra atrae a los cuerpos en su superficie, o dentro de su campo gravitacional. Esta fuerza apunta hacia el centro de la tierra. En ocasiones se menciona como fuerza de gravedad. Su unidad es el Newton (N). Su fórmula o expresión matemática es: 𝒘 = 𝒎𝒈 ↔ 𝒎 = 𝒘 𝒈 Donde g es la gravedad, y en la tierra tiene un valor de 𝒈 = 𝟗. 𝟖 𝒎 ≈ 𝟏𝟎 𝒎 𝒔𝟐^ 𝒔𝟐
- Volumen. Es la medida del espacio que ocupa un cuerpo
- Porosidad. Entre las partículas que forman un cuerpo; ya sea átomos o moléculas, hay pequeños espacios vacíos llamados poros.
- Impenetrabilidad. Dos cuerpos ajenos no pueden ocupar el mismo espacio simultáneamente.
- Divisibilidad. Todo cuerpo puede dividirse o separarse en porciones más pequeñas al total.
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QUÍMICA
Ciencia que estudia la composición de la materia. Es decir, de que están hechas las cosas. Analiza los cambios en donde se altera dicha composición llamados fenómenos químicos. o Características de los fenómenos químicos En muchos textos llegarás a encontrar estas proposiciones. Pero la más importante y precisa es la primera. hay un cambio en la composición de la materia mediante una reacción química. Cambios íntimos o internos. Cambios en la estructura interna de la materia. Casi siempre irreversibles. Cambios microscópicos e invisibles que frecuentemente generan cambios macroscópicos o visibles en la materia. No cambia la cantidad de materia. Es decir, la masa total se conserva. Si cambia la temperatura. Ejemplos de fenómenos químicos: la combustión, hacer un pan tostado, o un pastel; en general cocinar con calor, la respiración, la fotosíntesis, la fermentación de las frutas y semillas para hacer vino, la fermentación de la leche para hacer queso, cocinar un pastel, la electrolisis del agua, echar una pastilla efervescente en agua, la oxidación (ennegrecimiento) de un metal o una fruta, la corrosión de un barco, etc. La palabra composición, se refiere a la composición química de una sustancia en específico, es decir de que está hecha dicha sustancia o material. Y en el caso de ser un compuesto o elemento hace referencia a su fórmula química. Al haber una reacción química dicha composición cambia; y la sustancia final es diferente a la inicial incluyendo su fórmula. Por lo tanto, el concepto de reacción química es sinónimo de fenómeno químico. o Materia. Es todo lo que ocupa un lugar en el espacio y está formada por partículas que pueden ser: átomos, moléculas o iones. Se presenta en tres estados en la naturaleza: sólido, líquido y gaseoso, que a continuación se presentan sus características:
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ESTADOS DE LA MATERIA
Existen ya otros estados de la materia como el plasma, algunos condensados, etc. Que no vienen en el examen del COMIPEMS, ni de la UNAM.
que implica que no forman moléculas, sino redes cristalinas que de alguna manera no se pueden aislar como una molécula. No metales: cloro Cl 2 , nitrógeno N 2 , azufre S 8 , fósforo P 4 , hidrogeno H 2 , helio He, argón Ar, diamante y grafito que están hechos de carbono C 6 , etc. En el caso de los no metales su fórmula puede llevar o no subíndice que a su vez indica el número de átomos que constituye su molécula. Un no metal como el oxígeno que respiramos O 2 se encuentra en la naturaleza formando moléculas diatómicas, o se puede aislar a partir de la electrolisis del agua. Isótopos. Son átomos del mismo elemento (el mismo número atómico Z) pero con diferente masa o peso atómico (A). Son átomos con el mismo número de protones y electrones, pero con diferente número de neutrones entre sí. Ejercicio: En que opción se presenta un par de isótopos. átomo electrones protones neutrones A 6 6 7 B 6 7 7 C 5 5 6 D 6 6 8 A) A y B B) B y C C) C y D D) Ay D Todos los símbolos o fórmulas de los elementos químicos sean metales, no metales o metaloides sólo tienen una letra mayúscula, o una letra mayúscula y una minúscula, pero nunca dos o más mayúsculas.
o Compuesto. Sustancia pura formada por átomos de diferente tipo. Es la unión de dos o más elementos en cantidades fijas, que reaccionan químicamente entre sí, por lo que pierden sus propiedades originales. Un compuesto puede separarse en los elementos que lo forman por medios químicos ordinarios, es decir reacciones químicas ordinarias (no nucleares). Ejemplos: agua H 2 O, amoniaco NH3, sal o cloruro de sodio NaCl, azúcar o sacarosa C 12 H 22 O 11 , monóxido de carbono CO, dióxido de carbono CO 2 , ácido sulfúrico H 2 SO 4 , glucosa C 6 H 12 O 6 , ácido acético CH 3 COOH, etanol (alcohol isopropílico) CH 3 CH 2 OH, etc. o Mezcla. Es la unión de dos o más sustancias llamadas componentes en cantidades variables que no reaccionan químicamente entre sí, por lo que conservan sus propiedades originales. Los componentes de una mezcla pueden separarse por métodos físico-mecánicos como la filtración, cristalización, decantación, destilación, etc. Existen dos tipos de mezclas: Homogénea. Sus componentes se distribuyen uniformemente, por lo que presentan las mismas propiedades en su totalidad. Presentan una sola fase visible, por lo que pueden confundirse con sustancias puras. Ejemplos: aire, agua con azúcar, agua con sal, aleaciones metálicas como el acero, latón, bronce, etc. Heterogénea. Sus componentes no se distribuyen uniformemente, por lo que presentan propiedades diferentes en su totalidad. Presentan más de una fase visible. Ejemplos: agua con aceite, agua con limadura de hierro, agua de mar (agua con arena), crema, ensalada, pizza, hamburguesa, consomé, petróleo, humo, etc. Es importante tener en cuenta que la fórmula de cualquier compuesto químico tiene dos o más letras mayúsculas. Las mezclas carecen de una fórmula química que las distinga, ya que son la unión física de dos o más sustancias puras.
ESTRUCTURA DE LA MATERIA
TEORÍAS Y MODELOS ATÓMICOS.
- Antigua Grecia (IV a.C.): Leucipo y Demócrito propusieron que toda la materia está formada por átomos, que son pequeñas partículas indivisibles. En griego átomo significa indivisible.
- John Dalton (1803-1808): Postuló que: Todos los elementos químicos están formados por átomos. Los átomos de un mismo elemento son iguales entre sí en peso y tamaño, y diferentes a los de otros elementos (no está vigente). Los átomos de diferentes elementos se unen químicamente entres sí en proporciones de números enteros pequeños para formar varios compuestos. (Vigente)
- J.J. Thomson (1904). Descubre el electrón en 1897 y poco después postula su modelo atómico. Consideraba al átomo como una esfera formada por un material homogéneo con carga positiva donde se distribuían uniformemente pequeños cuerpecillos de carga negativa a los que se les llamo electrones. Supuso que el átomo era neutro. Su modelo se conoce como “budín con pasas”
- E. Rutherford (1911). Bombardeó una laminilla de oro con partículas alfa (núcleos de helio) provenientes de una sustancia radiactiva llamada radio, las cuales emitían destellos en una pantalla de fósforo. Después de sus observaciones postuló lo siguiente: un átomo es en su mayoría espacio vacío, tiene un núcleo muy pequeño aproximadamente 10,000 veces menor al tamaño del átomo. Este núcleo tiene carga positiva (protones), y alrededor de este se mueven los electrones, suponiendo un sistema solar en miniatura.
- N. Bohr. (1913). Trabajó con el átomo de hidrógeno por ser el más simple. Analizó sus espectros de absorción y emisión de energías. Postuló lo siguiente: Los electrones se encuentran vibrando y girando a ciertas distancias definidas del núcleo atómico, en trayectorias circulares llamadas niveles energéticos, también conocidos como órbitas o estados estacionarios, como lo hacen los planetas alrededor del sol. Cuando un átomo no gana ni pierde energía los electrones de un átomo se encuentran en sus respectivos niveles de energía, se dice que el átomo y sus electrones en conjunto están en estado basal, que significa estado de mínima energía. Si un átomo absorbe energía los electrones adquieren un estado excitado y pasan a niveles superiores es decir más grandes y alejados del núcleo. Cuando el átomo pierde esa energía los electrones regresan a su estado basal. La energía que absorben (ganan) está en paquetes llamados cuantos; término propuesto por Planck. Por eso se dice que la energía está cuantizada; de alguna manera es medible o contable. Y cuando ceden la energía que ganaron emiten luz que está formada por fotones. Un fotón es la unidad de la luz, energía de alta frecuencia. Este modelo marca la antesala de la teoría atómica actual que es la cuántica.
