- Introducción
- Modelos atómicos
- Masa
materia y energía - Clasificación de la
materia - Estados físicos de la
materia - Propiedades del agua
- Separaciones
- Conclusión
- Referencias
Introducción
Desde la antigüedad filósofos,
físicos y químicos se han preguntado de que
están hechas las cosas, y como poden ser diferentes unas
de otras. Tras largos esfuerzos se pudo llegar a una
conclusión que es la que conocemos hoy en día.
Después de que se formulara una respuesta fueron siguiendo
varios conceptos más acerca de la creación y
existencia de las cosas.
Aquí se verá unos de los conceptos
principales de la masa y como está formado y antes de eso,
los átomos y su historia.
Modelos
atómicos
El mundo que nos rodea se compone de muy diversos
materiales, algunos vivos, otros inanimados. Además, la
materia cambia con frecuencia de una forma química a otra.
En sus intentos por explicar estas observaciones, los
filósofos desde los tiempos más antiguos han
especulado acerca de la naturaleza del material fundamental del
que está hecho el mundo. Demócrito (460-370 a.C.) y
otros filósofos griegos de la antigüedad pensaban que
todo el mundo material debía estar constituido por
diminutas partículas indivisibles a las que llamaron
atomismo (átomo), que significa "indivisible".
Posteriormente, Platón y Aristóteles propusieron la
noción de que no puede haber partículas
indivisibles. La perspectiva "atómica" de la materia se
desvaneció muchos siglos, durante los cuales la
filosofía aristoteliana domino la cultura
occidental.
El concepto de átomo volvió a surgir en
Europa durante el signo XVII cuando los científicos
trataron de explicar las propiedades de los gases (leyes
clásicas de la química). (Brown, 2004)
John Dalton (1808)
Durante el siglo XVIII y principios del XIX, Dalton tras
largas observaciones químicas acerca del mundo
microscópico, tuvo pruebas directas de la existencia de
los átomos, posteriormente público los siguientes
postulados:
Las moléculas están compuestas de
átomos.Los átomos son indestructibles y las
reacciones químicas no son otra cosa que un reacomodo
de estas.Todos los átomos de un elemento son iguales
en lo que respecta a su peso y otras propiedades.Los distintos elementos se componen de diferentes
tipos de átomos cuya principal diferencia reside en
sus pesos.En formación de un compuesto a partir de sus
elementos, un número definido aunque pequeño de
átomos de cada elemento se una para formar las
partículas compuestas.
Modelo atómico
La imagen del átomo expuesta por Dalton en su
teoría atómica, para explicar estas leyes, es la
minúscula partícula esférica e inmutable
igual entre sí en cada elemento químico.
J.J. Thomson (1897)
Descubrió que los rayos catódicos cambian
de dirección al ser sujetos a campos
magnéticos.
Thomson dedujo que los rayos catódicos
están compuestos de "corpúsculos negativos",
posteriormente llamados electrones (-).
Modelo atómico:
De este descubrimiento dedujo que el átomo
debía de ser una esfera de materia cargada positivamente,
en cuyo interior estaban incrustados los electrones.
También conocido como modelo de "pudin con
pasas".
E. Rutherford (1911)
Dirigió un experimento conocido como Hans Geiger
y Ernest Mardsen, donde una delgada lamina de oro fue bombardeada
con rayos (posteriormente llamadas partículas)
alpha.
Los resultados mostraron que las partículas alpha
sufrían modificaciones importantes en su
trayectoria.
Modelo atómico:
Dedujo que el átomo debía estar formado
por una corteza con los electrones girando alrededor del
núcleo central cargado positivamente.
Niels Bohr (1913)
El modelo propuesto elimina las orbitas elípticas
y los sustituye por ciruelas.
Considera el concepto de "cuanto" energético
propuesto por Einstein y Planck. Precursor del modelo
atómico actual. Bohr propuso lo siguiente:
Los electrones orbitan al núcleo de manera
circular, sin emisión de energía (sin
física clásica).Las orbitas están limitadas por niveles
energéticos.Los electrones pueden "saltar" de nivel al ganar o
perder energía.
Modelo atómico:
Según el cual los electrones giran alrededor del
núcleo en unos niéveles bien definidos.
Masa materia y
energía
Todo lo que nos rodea, incluidos nosotros
mismos, está formado por un componente común:
la materia. Normalmente, para referimos a los objetos usamos
términos como materia, masa, peso, volumen. Para
clarificar los conceptos, digamos que:
Materia se define como todo lo que
ocupa un lugar en el espacio, se encuentra en constante
movimiento y transformación mediante fenómenos y
químicos principalmente.
Materia es todo lo que ocupa un lugar en el
espacio, tiene masa y peso y por ende impresiona a nuestros
sentidos.
El hombre estudia la materia según
la forma que se manifiesta:
a) forma condensada– según
Albert Einstein, posee dos características impredecibles:
masa y volumen.
b) forma dispersada– según
Albert Einstein simplemente la energía.
También podemos definir a materia
como todo aquello que
Requiere de una fuerza para que cambie la
velocidad en que se encuentra.
Masa es una de las magnitudes
fundamentales de la química y física, muchos
fenómenos de la naturaleza están directamente o
indirectamente asociados con la materia. Una porción de
masa se puede reducir a la más pequeña de sus
partículas que la compone y se llega a los
átomos.
También decimos que la masa es la
medida de la cantidad de la materia en un objeto, es una
propiedad extensiva de la materia, y aunque a menudo se usa como
sinónimo de peso, son cantidades diferentes, ya que la
masa es una magnitud escalar y el peso una magnitud
vectorial.
La masa de un cuerpo es constante y no
depende de la situación gravitatoria en la que se
encuentre, en cambio el peso va a variar dependiendo de la
gravedad a la que se someta el cuerpo en cuestión.
(javrock, 2009)
Energía-es la capacidad de
los cuerpos para producir un trabajo o movimiento.
Se define a energía como toda causa
capaz de producir trabajo o de producir transformaciones de la
materia.
La energía es importante para el ser
humano porque nos ayuda a nuestro funcionamiento social nos ayuda
a hacer varias actividades, cualquier tipo de actividad que
hagamos por la más mínima utilizamos lo que se le
llama energía. (Cesar martinez)
Tipos de energía–
Energía eléctrica, energía mecánica,
energía térmica, energía eólica,
solar, energía nuclear, energía
cinética, energía potencial, energía
hidráulica entre otras muchas más.
Clasificación de la
materia
Los químicos distinguen varios subtipos de
materia con base en su composición y propiedades. La
clasificación de la materia incluye: sustancias, mezclas,
elementos y compuestos.
Sustancias y mezclas
Una sustancia es una forma de materia que tiene
composición definida y propiedades
Distintivas. Son ejemplos de ello el agua, amoniaco,
azúcar de mesa (sacarosa), oro y
Oxigeno. Las sustancias difieren entre sí por su
composición y se pueden identificar según
su
Aspecto, color, sabor y otras propiedades.
Una mezcla es una combinación de dos o
más sustancias en la que éstas conservan
sus
Propiedades. Algunos ejemplos familiares de ello son el
aire, las bebidas gaseosas, la leche
Y el cemento. (Chang, 2010)
Las mezclas pueden ser homogéneas o
heterogéneas.
mezcla homogénea, en la que la
composición de la mezcla es uniforme. Las
mezclas homogéneas de líquidos se conocen con
el nombre de disoluciones y están constituidas por un
soluto y un disolvente, siendo el primero el que se encuentra
en menor proporción y además suele ser el
líquido.mezcla heterogénea, su
composición no es uniforme.
Cualquier mezcla, sea homogénea o
heterogénea, se puede formar y luego separar por medios
físicos en sus componentes puros sin cambiar la identidad
de tales componentes.
Elementos y compuestos
Las sustancias pueden ser elementos o compuestos. Un
elemento es una sustancia que no se
Puede separar en otras más sencillas por medios
químicos. Hasta la fecha se han identificado
117 elementos. La mayoría de ellos se encuentran
de manera natural en la Tierra. Los otros se
han obtenido por medios científicos. Por
conveniencia, los químicos usan símbolos de una o
dos letras para representar a los elementos.
Los átomos de muchos elementos pueden interactuar
entre sí para formar compuestos. Un compuesto, o
sea, una sustancia formada por átomos de dos o más
elementos unidos químicamente en proporciones fijas. A
diferencia de las mezclas, los compuestos solo se pueden separar
en sus componentes puros por medios químicos. (Chang,
2010)
Estados
físicos de la materia
La materia se presenta en tres estados o
formas de agregación: sólido, líquido y
gaseoso. Sin embargo, existe un cuarto estado denominado plasma.
Dadas las condiciones existentes en la superficie terrestre,
sólo algunas sustancias pueden hallarse de modo
Natural en los tres estados, tal el caso
del agua.
La mayoría de sustancias se
presentan en un estado concreto. Así, los metales o las
sustancias que constituyen los minerales se encuentran en estado
sólido y el oxígeno o el CO2 en estado gaseoso:
(PORTAL ESDUCATIVO, n.d.)
Estado líquido
Las partículas están unidas,
pero las fuerzas de atracción son más
débiles que en los sólidos, de modo que las
partículas se mueven y chocan entre sí,
deslizándose unas sobre otras.
Estado Gaseoso
Igual que los líquidos, no tienen
forma fija pero, a diferencia de éstos, su volumen tampoco
es fijo. También son fluidos, como los líquidos.
Las fuerzas de atracción son casi inexistentes, por lo que
las partículas están muy separadas unas de otras y
se mueven rápidamente y en cualquier
dirección.
Estado sólido
Los sólidos se caracterizan por
tener forma y volumen constante, las partículas
están unidas por fuerzas de atracción muy grandes,
por lo que se mantienen fijas en su lugar; solo vibran unas al
lado de otras.
Estado de plasma
Se forman bajo temperaturas y presiones
extremadamente altas, haciendo que los impactos entre los
electrones sean muy violentos, separándose del
núcleo y dejando sólo átomos
dispersos.
El plasma, es así, una mezcla de
núcleos positivos y electrones libres, que tiene la
capacidad de conducir electricidad.
Un ejemplo de plasma presente en nuestro
universo es el sol.
Plasmas terrestre:
– Los rayos durante una
tormenta.
– El fuego.
– El magma.
Cambios de
agregación:
En principio todas las sustancias pueden
existir en tres estados: solido, líquido y
gaseoso.
Son posibles las conversiones entre los
tres estados de la materia sin que cambie la composición
de la sustancia.
–
Líquido ha
solido
= solidificación
–
Solido a
líquido
= fusión
–
Solido a
gaseoso
= sublimación
–
Gaseoso ha
solido
= deposición
–
Líquido a
gaseoso
= evaporación
–
Gaseoso a
líquido
= condensación (PINTEREST,
n.d.)
Propiedades del
agua
Agua, sustancia líquida formada por
la combinación de dos volúmenes de hidrógeno
y un volumen de oxígeno, que constituye el componente
más abundante en la superficie
terrestre.
Hasta el siglo XVIII se creyó que el
agua era un elemento, fue el químico ingles Cavendish
quien sintetizó agua a partir de una
combustión de aire e hidrógeno. Sin embargo
los resultados de este experimento no fueron interpretados hasta
años más tarde, cuando Lavoisier propuso que el
agua no era un elemento sino un compuesto formado por
oxígeno y por hidrógeno, siendo su fórmula
H2O. (Gago, 2000)
Propiedades
físicas:
El agua es un líquido inodoro e
insípido. El color del agua varía su estado: como
líquido, puede parecer incolora en pequeñas
cantidades, aunque en el espectrógrafo se comprueba que
tiene un ligero tono azul verdoso, el hielo también tiende
al azul y en edo. Gaseoso es incolora. A la presión
atmosférica (760 mm de mercurio). El punto de
fusión del agua pura es de 0ºC y el punto de
ebullición es de 100ºC. El agua alcanza su densidad
máxima a una temperatura de 4ºC, que es de
1g/cc.
Propiedades
químicas:
Su excepcional importancia, desde el punto
de vista químico, reside en que casi la totalidad de los
procesos químicos que ocurren en la naturaleza, no solo en
organismos vivos, sino también en la superficie no
organizada de la tierra, así como los que se llevan a cabo
en el laboratorio y en la industria, tienen lugar entre
sustancias disueltas en agua, esto es en
disolución.
Propiedades
fisicoquímicas:
A) Acción disolvente: El agua es el
líquido que más sustancias disuelve (disolvente
universal), esta propiedad se debe a su capacidad para formar
puentes de hidrógeno con otras sustancias, ya que
estas se disuelven cuando interaccionan con las
moléculas polares del agua.B) Fuerza de cohesión entre sus
moléculas.Los puentes de hidrógeno mantienen a
las moléculas fuertemente unidas, formando una
estructura compacta que la convierte en un líquido
casi incompresible.C) Elevada fuerza de adhesión. De nuevo
los puentes de hidrógeno del agua son los
responsables, al establecerse entre estos y otras
moléculas polares, y es responsable, junto con la
cohesión de la capilaridad.D) Gran calor específico. El agua
absorbe grandes cantidades de calor que utiliza en romper los
puentes de hidrógeno. Su temperatura desciende
más lentamente que la de otros líquidos a
medida que va liberando energía al
enfriarse.E) Elevada constante dieléctrica. Por
tener moléculas dipolares, el agua es un gran medio
disolvente de compuestos iónicos, como las sales
minerales, y de compuestos covalentes polares como los
glúcidos.F) Bajo grado de ionización. De cada 107
de moléculas de agua, sólo una se encuentra
ionizada. Esto explica que la concentración de iones
hidronio (H3O+) y de los iones hidroxilo (OH-) sea muy
baja.
Separaciones
En la naturaleza, las sustancias se encuentran formando
mezclas y compuestos que es necesario separar y purificar, para
estudiar sus propiedades tanto físicas como
químicas. Los Métodos de separación se basan
en diferencias entre las propiedades físicas de los
componentes de una mezcla, tales como: (BOSQUE, 2008)
Filtración: Es un tipo de
separación mecánica, que sirve para separar
sólidos insolubles de grano fino de un líquido
en el cual se encuentran mezclados; este método
consiste en verter la mezcla a través de un medio
poroso que deje pasar el líquido y retenga el
sólido. Los aparatos usados se llaman
filtros; el más común es el de porcelana
porosa, usado en los hogares para purificar el agua. Los
medios más porosos más usados son: el
papel filtro, la fibra de vidrio o asbesto, telas
etc.Decantación: Consiste en separar
componentes que contienen diferentes siempre y cuando exista
una diferencia significativa entre las densidades de las
fases. Se efectúa vertiendo la fase superior (menos
densa) o la inferior (más densa).Evaporación: Consiste en aplicar
incremento de temperatura hasta que el líquido hierve
y pasa del estado líquido a estado de vapor, quedando
el sólido como residuo en forma de polvo seco. El
líquido puede o no recuperarse.Destilación: Es el proceso mediante el
cual se efectúa la separación de dos o
más líquidos miscibles y consiste en un a
evaporación y condensación sucesivas,
aprovechando los diferentes puntos de ebullición de
cada uno de los líquidos, también se emplea
para purificar un líquido eliminando sus
impurezas.Centrifugación: Es un método
utilizado para separar un sólido insoluble de grano
muy fino y de difícil sedimentación de un
líquido. Esta operación se lleva a cabo en un
aparato llamado centrífuga, en el que aumenta la
fuerza gravitación provocando la sedimentación
del sólido.Cristalización: Separación de
un sólido soluble y la solución que lo
contiene, en forma de cristales. Los cristales pueden
formarse de tres maneras: Por fusión, por
disolución y sublimación.Cromatografía: Es un procedimiento
para separar, identificar y determinar con exactitud la
cantidad de cada uno de los componentes de una
mezcla.Imantación: Con este método se
aprovecha la propiedad de algún material para ser
atraído por un campo magnético. Los materiales
ferrosos pueden ser separados de otros componentes por medio
de un electroimán, para su tratamiento
posterior.Diferencia de solubilidad: Permite separar
sólidos de líquidos o líquidos de
líquidos al contacto con un solvente que selecciona
uno de los componentes de la mezcla. Este componente es
soluble en el solvente adecuado y es arrastrado para la
separación ya sea por decantación,
filtración vaporización, destilación,
etc., dejándolo en estado puro. (Salazar,
n.d.)
Conclusión
Como se vio en los temas anteriores se puede comprender
de mejor manera de que está hecha la materia y los cambios
– tanto físicos como químicos – que
puede sufrir esta. A través de la historia grandes mentes
se han preguntado de que están hechas las cosas y hoy
podemos concluir que la materia existe gracias a los
átomos y lo que conforma este y como el modelo ha cambiado
alrededor de los años. Pero esto solo son los inicios de
la química y sus conceptos más
básicos.
Referencias
BOSQUE, R. D. (2008). QUIMICA
INORGANICA. BACHILLERATO . MEXICO. Recuperado el 29 de
septiembre de 2014
Brown, L. B. (2004). QUIMICA la ciencia
central (9na ed.). Mexico: Pearson. Recuperado el septiembre
de 2014
Cesar martinez, L. G. (s.f.).
QUIMICA. santillana. Recuperado el septiembre de
2014
Chang, R. (2010). QUIMICA (10a
ed.). (P. E. V., Ed., & E. J. D"Borneville, Trad.)
mcGRaW-HiLL. Recuperado el septiembre de 2014
Gago, I. A. (4 de agosto de 2000). EL
AGUA. Recuperado el septiembre de 2014, de PROPIEDADES DEL
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Recuperado el septiembre de 2014, de estados de la materia:
http://www.portaleducativo.net/
Salazar, F. J. (s.f.). Tiempo de
exito. Recuperado el 29 de septiembre de 2014, de metodos de
separacion de mezclas:
http://tiempodeexito.com/quimicain/05.html
Autor:
Bolívar Garza Juan
Carlos,
Domínguez Vázquez Sergio
Paul,
Jiménez Contreras Banely
Elizabeth,
Márquez Medina Rogelio
Iván.
Gpo: 7
Profesor: Ing. Pedro Zambrano
Equipo: 8