ELEMENTOS Y MATERIA

MATERIA

• Es todo lo que ocupa un lugar en el espacio y tiene masa

• PROPIEDADES GENERALES DE LA MATERIA:

- Masa: es la cantidad de materia de un cuerpo

- Volumen: es el espacio que ocupa el cuerpo

CLASIFICACIÓN DE LA MATERIA

• SUSTANCIAS PURAS

Son aquellas que están formadas por un solo componente. Pueden ser

Elementos Compuestos

• MEZCLAS Son aquellas que están formadas

por dos o más componentes. Pueden ser

Homogéneas Heterogéneas

SUSTANCIAS PURAS

ELEMENTOS

Sustancias puras que no pueden descomponerse en otras más sencillas mediante procedimientos químicos normales

Oxígeno, Hidrógeno, Plata, Hierro, Sodio…

COMPUESTOS

Sustancias puras formadas por dos o más elementos que pueden descomponerse en éstos por métodos químicos

Sal común, amoniaco, ácido sulfúrico, agua…

MEZCLAS

HOMOGÉNEAS

Cuando las propiedades son iguales en cualquiera de las pares de la mezcla. También se llaman DISOLUCIONES.

Agua con azúcar, colonia, agua salada, aire, latón, vino…

HETEROGÉNEAS

Cuando las propiedades varían de un punto a otro de la mezcla.

Granito, un puñado de tierra, agua y aceite, agua y arena..

DISOLUCIONES

Es una mezcla homogénea uniforme y estable de dos o más sustancias

Componentes de una disolución:

SOLUTO Componente o componentes que está en menor proporción en la disolución

DISOLVENTE Componente que se encuentra en mayor proporción en la disolución

SOLUBILIDAD Es la máxima cantidad de soluto que puede disolverse en cierta cantidad de disolvente a una determinada temperatura

CONCENTRACIÓN DE UNA DISOLUCIÓN

Es la proporción de soluto respecto a la de disolvente

• DISOLUCIÓN CONCENTRADA: La proporción de soluto es grande con respecto a la de disolvente

• DISOLUCIÓN DILUIDA: Cuando la proporción de soluto es pequeña con respecto a la de disolvente

• DISOLUCIÓN SATURADA: Es aquella cuya concentración coincide con la solubilidad

FORMAS DE EXPRESAR LA CONCENTRACIÓN DE UNA SUSTANCIA:

- Gramos por litro (g/L)

- Tanto por ciento en masa

- Tanto por ciento en volumen

- Molaridad

MÉTODOS DE SEPARACIÓN DE MEZCLAS

FILTRACIÓN

Se utiliza cuando el soluto es sólido y el disolvente líquido

SEDIMENTACIÓN

Se emplea este procedimiento cuando los componentes de la mezcla tienen diferente densidad

CRISTALIZACIÓN

Para separar un soluto en una disolución líquida

EXTRACCIÓN

Se utiliza para separar una sustancia disuelta parcialmente en un líquido

DESTILACIÓN

Con este procedimiento se separan mezclas de líquidos miscibles con distintos puntos de ebullición

CROMATOGRAFÍA

Se utiliza para separar, con el fin de reconocer las sustancias de una disolución

MODELOS ATÓMICOS

• DEMÓCRITO consideraba que la materia estaba formada por pequeñas partículas indivisibles llamadas átomos, palabra que en griego significa no-división

• Con PLATÓN Y ARISTÓTELES la Filosofía y la Ciencia abandonaron la teoría atómica, ya que ambos sostenían que la materia estaba constituida por 4 elementos: agua, aire, fuego y tierra.

Hasta la Edad Media las ideas de Aristóteles predominaron

MODELO ATÓMICO DE DALTON

John Dalton, científico inglés, propuso en 1803, una teoría sobre como está constituido el átomo que podemos resumir en cinco puntos :

1. La materia está formada por unidades de pequeño tamaño, e indivisibles, llamadas átomos

2. Todos los átomos de un elemento son iguales en masa y propiedades

3. Los átomos de elementos distintos tienen distinta masa y propiedades

4. Los átomos de los elementos se unen entre sí para formar compuestos

5. Solamente átomos enteros, y no fracciones de átomos, reaccionan con otros átomos

MODELO ATÓMICO DE THOMSON

Joseph John Thomsom en 1897 descubre la existencia del electrón y se elabora un nuevo modelo que pasó a sustituir el de Dalton.

Los átomos son esferas macizas cargadas positivamente y en su interior se distribuyen los electrones

Este modelo se ha comparado con una sandia, en la que las pepitas negras están distribuidas en el seno de la roja carne “positiva”, fueran los electrones

MODELO ATÓMICO DE RUTHERFORD

En 1911, Rutherford descubrió que algunas de las partículas α lanzadas contra una lámina muy fina de oro, se desviaban más de 90º de su trayectoria inicial

Para explicar este fenómeno Rutherford construyó un modelo atómico en el que situaba la mayor parte de la masa del átomo y su carga positiva en una región central muy pequeña, denominada NÚCLEO. En torno al núcleo orbitan los electrones, en un espacio vacío mucho más amplio llamado CORTEZA

MODELO ATÓMICO DE BOHR

Niels Bohr perfeccionó el modelo de Rutherford. Estableció que los electrones en su movimiento en torno al núcleo, giran en unas pocas órbitas circulares, llamadas ÓRBITAS ESTACIONARIAS.

Posteriormente Sommerfeld dice que estas órbitas estacionarias también pueden ser elipticas

MODELO MECANO-CUÁNTICO

El modelo actual o modelo de nube de carga (1925) supone que los electrones están en continuo movimiento en torno al núcleo, pero sin describir ningún tipo de órbita prefijada. No podemos saber con seguridad y exactitud la posición en la que se encuentra un electrón en un momento determinado. Podremos determinar una zona del espacio donde existe una probabilidad de encontrar los electrones y esa zona se llama ORBITAL

ESTRUCTURA DEL ÁTOMO

NÚCLEO

PROTONES

Masa = 1,6725 · 10-27 kg

Carga = 1,6021 · 10-19 C

NEUTRONES

Masa = 1,6748 · 10-27kg

Carga = 0 C

CORTEZA

ELECTRONES

Masa = 9,1091 ·10-31kg

Carga = - 1,6021 ·10-19C

NÚMERO ATÓMICO: Los átomos de los distintos elementos se diferencian en el número de protones que tienen en el núcleo. A ese número se le llama número atómico y se representa con la letra Z que es característico para cada elemento químico

Z = nº protones

NÚMERO MÁSICO: Nos indica el número de protones y el número de neutrones que tiene un átomo en el núcleo. Se representa con la letra A

A = nº protones+ nº neutrones

nº neutrones = A - Z

A los electrones de la capa más externa se les denomina electrones de valencia. Si la última capa está completa, el átomo es más estable, esto ocurre en los gases nobles.

Todos los átomos tienden a tener 8 electrones en la capa de valencia y para ello pueden ganar o perder electrones de esa capa, transformándose en IONES

IONES

CATIÓN

Se forma cuando un átomo pierde electrones para completar la capa de valencia.

Se convierte en un ión positivo

ANIÓN

Se forma cuando un átomo gana electrones para completar la capa de valencia.

Se convierte en un ión negativo

Se forman cuando un átomo pierde o gana NEUTRONES. Por tanto, son átomos de un mismo elemento químico pero con diferente

número másico

ISÓTOPOS DEL HIDRÓGENOIsótopo Símbolo Z A Protones Electrones Neutrones Abundancia en la

naturaleza

Protio 1 1 1 1 0 99,985%

Deuterio 1 2 1 1 1 0,015%

Tritio 1 3 1 1 2 0,000%

H11

H31

H21

ISÓTOPOS

UTILIDAD DE LOS ISÓTOPOS

Uno de los isótopos del carbono el C-14 nos permite fechar restos vegetales de varios miles de años de antigüedad. Los vegetales absorben carbono de la atmósfera y una parte es C-14. Cuando la planta muere el C-14 empieza a desintegrarse lentamente. Midiendo lo que queda, podemos saber cuánto hace que murió. Igual ocurre con el resto de los seres vivos que incorporan C-14 cuando comen organismos vegetales

Algunos isótopos radiactivos se utilizan en la industria y la medicina como marcadores o indicadores.

Por ejemplo para seguir el funcionamiento de un órgano, detectar una obstrucción subterránea, localizar una tubería, tratamiento del cáncer…