sábado, 1 de septiembre de 2012

Unidad 1 Materia estructura y periodicidad

1.4 Caracterización Estados Agregación : sólido cristalino, líquido, sólido, vítreo y gel
1.5 Cambios de Estado                   
1.6 Clasificación Sustancias Naturales Por Semejanzas en: propiedades físicas, propiedades químicas
1.7 Base Experimental Teoría Cuántica Y Estructura Atómica

 1.1 Materia Estructura Composición Estados Agregación Clasificación Por Propiedades
Materia es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio, tiene una energía medible y está sujeto a cambios en el tiempo y a interacciones con aparatos de medida.
.
Materia másica
Los constituyentes básicos de la materia másica conocida son los
fermiones como los "quarks" (púrpura) y "leptones" (verde). Los
bosones (rojo) son "materia no-másica".
La materia másica está jerárquicamente organizada en
varios niveles y subniveles. La materia másica puede
ser estudiada desde los puntos de vista macroscópico y
microscópico
Cuando las condiciones de temperatura lo
permite la materia se encuentra condensada.

Nivel microscópico   
Este nivel les permiten descomponer los átomos en constituyentes aún más elementales, que sería el siguiente 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).
Así por ejemplo virtualmente los bariones del núcleo (protones y neutrones) se mantienen unidos
gracias a un campo escalar formado por piones (bosones de espín cero). E igualmente los protones y neutrones, sabemos que no son partículas elementales, sino que tienen constituyentes de menor nivel que llamamos quarks (que a su vez se mantienen unidos mediante el intercambio de gluones virtuales).
Nivel macroscópico
Macroscópicamente, la materia másica se presenta en las condiciones imperantes en el sistema solar, en uno de cuatro estados de agregación molecular: sólido, líquido, gaseoso y plasma. De acuerdo con la teoría cinética
Debido a esto presentan energía cinética que tiende a separarlas, pero también tienen una energía potencial que tiende a juntarlas. Por lo tanto el estado físico de una sustancia 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.
Bajo ciertas condiciones puede encontrarse materia másica en otros estados físicos, como el condensado de
Bose-Einstein o el condensado fermiónico.
• La materia es la causa de la gravedad o gravitación, que consiste en la atracción que actúa siempre entre objetos materiales aunque estén separados por grandes distancias.
Materia no-másica
Una gran parte de la energía del universo corresponde a formas de materia formada por partículas o campos que no presentan masa, como la luz y la radiación electromagnética, las dos formada por fotones sin masa. Junto con estas partículas no másicas, se postula la existencia de otras partículas como el gravitón, el fotino y el gravitino, que serían todas ellas partículas sin masa aunque contribuyen a la energía total del universo.

Propiedades de la materia ordinaria
Propiedades generales
Tal es el caso de la masa, peso, volumen, la inercia, la energía, impenetrabilidad, porosidad, divisibilidad, elasticidad, maleabilidad, tenacidad y dureza entre otras.
 Propiedades características
Permiten distinguir una sustancia de otra. También reciben el nombre de propiedades intensivas porque su valor es independiente de la cantidad de materia. Las propiedades características se clasifican en:
Físicas
Es el caso de la densidad, el punto de fusión, el punto de ebullición, el coeficiente de solubilidad, el índice de refracción, el módulo de Young y las propiedades organolépticas.
Químicas
Están constituidas por el comportamiento de las sustancias al combinarse con otras, y los cambios con su estructura íntima como consecuencia de los efectos de diferentes clases de energía.
Ejemplos:
• corrosividad de ácidos
• poder calorífico
• acidez
• reactividad

1.2 Sustancias puras elementos compuestos
Las sustancias puras pueden ser elementos (sustancias simples) o compuestos          
(Sustancias compuestas).

Los elementos están formados de un solo tipo de átomos, mientras que los compuestos
Estén formado más de un tipo y no se pueden descomponer por descubrimientos qui-
Micos en otras sustancias puras.

Cuando se unen sustancias puras estas pueden mezclarse, si las sustancias conservan
Su identidad y sus propiedades, o puede cambiarse y formar nuevas sustancias lo cual
Implica un cambio químico.

Una sustancia pura es aquella que tiene unas propiedades específicas que la caracterizan y que sirven para diferenciarla de otras sustancias. Las sustancias puras pueden ser elementos o compuestos
Compuestos químicos. Son sustancias puras que se pueden descomponer en otras más simples por métodos químicos
Los elementos químicos son sustancias puras que no pueden descomponerse en otras más simples.

Por ejemplo el agua es un compuesto químico que se puede descomponer en dos gases (hidrógeno y oxígeno) al pasar por ella una corriente eléctrica
Por ejemplo, el oxígeno y el hidrógeno obtenidos al descomponer el agua no se pueden descomponer en ninguna otra sustancia, son elementos químicos.

Las respuestas que te han dado no son, bajo mi punto de vista, totalmente satisfactorias.
 Un elemento es cualquier sustancia compuesta por un único tipo de átomos, independiente de si se encuentra en la naturaleza o en vaso de precipitados en un laboratorio. No puede dividirse químicamente en otras sustancias más simples.
 
Un compuesto es cualquier sustancia formada por dos o más átomos de distintos elementos unidos entre sí mediante enlaces químicos. Generalmente presentan una relación entre los átomos diferentes que se mantiene constante (por ejemplo, en el agua siempre hay dos átomos de hidrógeno por cada átomo de oxígeno) Puede dividirse químicamente en los elementos que
Que lo forman.
Un elemento es una sustancia la cual se encuentra en la naturaleza y tiene propiedades físicas y químicas únicas, está en su mínima composición (es decir, que no puede descomponerse por una reacción química), como el carbono, el nitrógeno, el oxigeno, el hidrogeno, etc. etc. etc. (la tabla periódica).

Un compuesto es una sustancia que esta formada por la unión de DOS o MÁS elementos como por ejemplo: el agua (H2O) que esta compuesta por dos átomos de hidrogeno y una de oxigeno. (Esta si puede ser descompuesta en ""elementos" más simples por una reacción química, en dos átomos de hidrogeno y uno de oxigeno.
Un compuesto es la combinación de dos o más elementos.
Un elemento es la sustancia pura sin contaminantes tal y como se encuentra en un estado básico en la naturaleza, la cual ya no se puede dividir en más sustancias.
Por eso existe la tabla periódica de elementos porque en ella se representan todas las sustancias básicas que existen en este planeta.

Dispersiones: La dispersión de un sistema (porción de una solución que se toma para estudio), en el que el cuerpo sólido, líquido o gaseoso contiene, repartido de forma uniforme, otro cuerpo constituido por partículas pequeñas. El aire, formado en su mayor parte por oxigeno y nitrógeno, es un ejemplo de dispersión gaseosa. La niebla, constituida por agua dispersa en el aire, es un ejemplo de la dispersión liquida. El latón, es una aleación de cobre y cinc, es una dispersión sólida.
Las dispersiones pueden ser de dos tipos, según el tamaño de las partículas: suspensiones o soluciones. Las suspensiones pueden se emulsiones o suspensiones coloidales. Son emulsiones las suspensiones de un líquido en otro líquido; son suspensiones coloidales las partículas sólidas y gaseosas suspendidas en un líquido o en un gas.
Mezclas: Es la reunión de dos o más sustancias químicas en cualquier proporción, donde las propiedades de los componentes se conservan, o sea no hay combinación química, son susceptibles a la separación por medios mecánicos o físicos.
Casi todos los cuerpos materiales que nos rodean son mezclas, por lo tanto es muy difícil encontrar sustancias químicamente puras. Las mezclas pueden ser homogéneas y heterogéneas.

1.4 Caracterización Estados Agregación: sólido cristalino, líquido, sólido, vítreo y gel
Estado sólido (cristalino): se puede decir que un sólido cristalino podría ser el hielo, ya que este posee un ordenamiento estricto y regular, es decir, que sus átomos, moléculas o iones ocupan posiciones especificas, estos sólidos suelen tener superficies planas o caras que forman ángulos definidos entre sí. Los sólidos cristalinos adoptan diferentes formas y colores.
Estado vítreo: materiales amorfos tanto orgánicos como inorgánicos, podemos definir aun vidrio como un liquido que ha perdido su habilidad para fluir.
Gel: Suspensión coloidal de partículas sólidas en un líquido, en el que éstas forman una especie de red que le da a la suspensión cierto grado de firmeza elástica.
Estado Líquido: Si se incrementa la temperatura, el sólido va perdiendo forma hasta desaparecer la estructura cristalina, alcanzando el estado líquido. Característica principal: la capacidad de fluir y adaptarse a la forma del recipiente que lo contiene. En este caso, aún existe cierta unión entre los átomos del cuerpo, aunque mucho menos intensa que en los sólidos.
El estado líquido presenta las siguientes características:
§  Cohesión menor.
§  Movimiento energía cinética.
§  No poseen forma definida.
§  Toma la forma de la superficie o el recipiente que lo contiene.
§  En el frío se contrae (exceptuando el agua).
§  Posee fluidez a través de pequeños orificios.
§  Puede presentar difusión.
§  Volumen constante.

 1.5 CAMBIOS DE ESTADO

Cambio de estado es el proceso mediante el cual las sustancias pasan de un estado de agregación a otro. El estado físico depende de las fuerzas de cohesión que mantienen unidas a las partículas. La modificación de la temperatura o de la presión modificará dichas fuerzas de cohesión pudiendo provocar un cambio de estado.

El paso de un estado de agregación más ordenado a otro más desordenado, donde las partículas se mueven con más libertad entre sí, se denomina cambio de estado progresivo.
 Cambios de estado progresivos son:

Fusión: es el paso de sólido a líquido. Ejemplo: el hielo a agua líquida se funde.
Vaporización: es el paso de líquido a gas. Ejemplo: el agua líquida pasa a vapor de agua evaporándose lentamente (secándose un recipiente o una superficie con agua) o al entrar en ebullición el líquido (hierve).

Volatilización: es el paso de sólido a gas.  Ejemplo: el azufre o el yodo sólidos al calentarlos pasan directamente a gas.
El paso de un estado de agregación más desordenado a otro más ordenado se denomina cambio de estado regresivo.
Cambios de estado regresivos son:

Condensación: es el paso de vapor a líquido.  Ejemplo: en los días fríos de invierno el vapor de agua de la atmósfera se condensa en los cristales de la ventana que se encuentran fríos o en el espejo del cuarto de baño. Condensan los vapores, como el vapor de agua, o el de cloroformo. Los vapores condensan por enfriamiento o por compresión. En cambio los gases, para pasar al estado líquido, primero deben ser enfriados hasta cierta temperatura, llamada temperatura crítica, y luego deben ser comprimidos. La temperatura crítica es por tanto ma temperatura por encima de la cual es imposible licuar un gas. Cada gas tiene una temperatura crítica determinada.

Solidificación:  es el paso de líquido a sólido. Ejemplo: el agua de una cubitera dentro del congelador se solidifica formando cubitos de hielo.

Sublimación: es el paso de gas a sólido. Generalmente se utiliza el término sublimación para referirse al ciclo completo de sólido a vapor y nuevamente a sólido
Diferencias entre Evaporación y Ebullición

El cambio de estado de líquido a gas se denomina vaporización. La vaporización puede tener lugar de dos formas:
1) A cualquier temperatura, el líquido pasa lentamente a estado gaseoso, el proceso se denomina evaporación. El paso es lento porque son las partículas que se encuentran en la superficie del líquido en contacto con la atmósfera las que se van escapando de la atracción de las demás partículas cuando adquieren suficiente energía para liberarse. Partículas del líquido que se encuentran en el interior no podrán recorrer demasiado antes de ser capturadas de nuevo por las partículas que la rodean.

2) A una determinada temperatura determinada se produce el paso de líquido a gas en todo el volumen del líquido el proceso se denomina ebullición. Cualquier partícula del interior o de la superficie adquiere suficiente energía para escapar de sus vecinas, la energía se la proporciona la fuente calorífica que le ha llevado a dicha temperatura.
Por tanto, el cambio de estado denominado vaporización se puede producir de alguna de estas formas:

1)  Por evaporación que tiene lugar en la superficie del líquido, es lenta y  a cualquier temperatura, aunque aumenta la evaporación con la temperatura. Un ejemplo lo tenemos con el agua que se extiende por el suelo o la ropa mojada tendida, el proceso de secado es una evaporación del agua líquida. El agua contenida en un vaso también termina por desaparecer (se evapora), aunque la evaporación será mayor si aumentamos la superficie de contacto entre el agua y la atmósfera (por ejemplo echando el contenido del vaso en un plato).

2) Por ebullición que tiene lugar a una determinada temperatura (temperatura de ebullición), es tumultuosa y tiene lugar en cualquier parte del líquido (superficie o interior). El ejemplo lo tenemos en el agua, a medida que la calentamos la evaporación aumenta y llega un momento en el que salen burbujas de vapor de agua de cualquier parte del líquido y de forma tumultuosa (desordenadamente).

1.6 Clasificación de las sustancias naturales por semejanzas en: propiedades físicas y propiedades químicas

La materia presenta diversas propiedades que la caracterizan, algunas de ellas identifican a
toda la materia, por ello se les llama propiedades generales; otras, como las propiedades
particulares de la materia sólida, precisan ciertas características de un grupo; y las que
determinan las diferencias entre una sustancia y otra se llaman propiedades específicas.

Hay dos tipos de propiedades que presenta la Materia, Propiedades Extensivas y
Propiedades Intensivas. Las Propiedades Extensivas dependen de la cantidad de Materia,
por ejemplo, el peso, volumen, longitud, energía potencial, calor, etc. Las Propiedades
Intensivas no dependen de la Cantidad de Materia y pueden ser una relación de
propiedades, por ejemplo: Temperatura, Punto de Fusión, Punto de Ebullición, Indice de 8
Refracción, Calor Específico, Densidad, Concentración, etc. Las Propiedades Intensivas
pueden servir para identificar y caracterizar una sustancia pura.

Propiedades específicas
Las propiedades que diferencian un tipo de materia de otra se denominan específicas y se
clasifican en físicas y químicas.
Algunas de las propiedades físicas son: dureza, tenacidad, maleabilidad, ductibilidad, punto
de fusión, punto de ebullición, las organolépticas y densidad.

PROPIEDADES PARTICULARES:
Son las cualidades características de cada sustancia con independencia de tamaño o forma
de la muestra. Ejemplo, el azucar y la sal son sólidos cristalinos blancos. El primero es de
sabor dulce y se funde volviéndose marrón cuando se calienta en un cazo, puede arder en el
fuego directo en contacto con el aire. La sal en cambio se puede calentar a altas
temperaturas y no funde, desprendiendo un color amarillento al contacto del fuego directo.

PROPIEDADES GENERALES: Son cualidades que no son característica de la sustancia de
por si, ejemplo: El tamaño, la forma, la longitud, el peso y la temperatura.

PROPIEDADES FISICAS:
Son aquellas que pueden ser observadas sin cambiar la naturaleza de las sustancias
ejemplos: Color, olor, dureza, elasticidad, punto de fusión y punto de ebullición.

PROPIEDADES QUÍMICAS: Son aquellas que se refieren a la naturaleza intima de la
sustancia o a la manera de reaccionar con otra. Ejemplo: La combustión del azufre para
producir anhídrido sulfuroso, la explosión producida al quemar hidrogeno, la combustión de
un trozo de cinta de magnesio para producir óxido de magnesio.

Teoría cuántica: Las bases de la teoría fueron sentadas por el físico alemán Max Planck, que en 1900 postuló que la materia sólo puede emitir o absorber energía en pequeñas unidades discretas llamadas cuantos.
Y también existe el principio de incertidumbre, formulado por el físico alemán Werner Heisenberg en 1927, y que afirma que no es posible especificar con exactitud simultáneamente la posición y el momento.
Con la teoría cuántica se han podido explicar las propiedades de los átomos y moléculas, las reacciones entre ellos y sus consecuencias químicas.
Estructura atómica: Basada en nociones probabilísticas y en el principio de incertidumbre, es heredera de los viejos cuantos de Planck. Por ello se le conoce como mecánica cuántica. Con la teoría cuántica se han podido explicar las propiedades de los átomos y moléculas, las reacciones entre ellos y sus consecuencias químicas. En particular, podemos entender las regularidades que Mendeleyev plasmó en su tabla periódica de los elementos químicos.
Los químicos del siglo pasado sabían bien que el hidrógeno era el elemento más ligero y que su átomo sería el más simple: en el modelo planetario un electrón con carga e daría vueltas atraído eléctricamente por el primero de los núcleos, el protón. La ecuación de la mecánica cuántica, llamada ecuación de Schrödinger, puede resolverse en este caso y a su solución se le llama la función de onda y, relacionada con la probabilidad de encontrar al electrón en distintos puntos del espacio que rodea al protón.

Ruth Acela Mancillas Rosas
Jesus Sebastian
Julio Hernandez
Jesus Arnoldo Hernandez Cavazos
Aida Santiago

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