LA MATERIA Tus compañeros, la silla en la que te sientas, o el aire que respiras están formados por materia. La música que oyes, la luz que te permite ver o las ideas que se te ocurren, por el contrario, son inmateriales, no están hechas de materia.
Un perro, los lápices o el pupitre están hechos de materia, pero son totalmente distintos porque están hechos de clases de materia distinta. Cada clase de materia se llama sustancia.
No toda la materia es igual. Cada clase de materia se llama sustancia
Una sustancia formada por diferentes tipos de sustancias se llama mezcla
Una sustancia de otra se diferencia por sus propiedades características. Así las diferentes sustancias tienen distinto color, o distinto brillo, o distinta densidad.
Algunos sustancias tienen unos límites muy definidos. Se llaman entonces cuerpos. . Por eso un libro es un cuerpo y el aire no lo es.
La materia no se presenta siempre de la misma forma, sino con distintas formas y apariencias, son los diferentes estados de agregación. El estado de agregación depende de la temperatura (también de la presión.)
ESTADOS DE AGREGACIÓN Imaginemos que tenemos un trozo de agua en estado sólido, hielo, y empezamos a calentarlo. Al llegar a 0 ºC, el hielo empieza a convertirse en agua y aunque se siga calentando, la temperatura no cambia. Cuando todo el sólido, hielo, haya pasado a líquido, agua, la temperatura volverá a aumentar. Esa temperatura a la que un sólido pasa a líquido, se llama punto de fusión, y es una propiedad característica, por que cada sustancia tiene su propia temperatura de fusión.
Cuando todo el hielo (sólido) se ha convertido en agua (líquido), la temperatura empieza a aumentará hasta los 100 ºC. En ese momento empezará a hervir, convirtiéndose en vapor de agua y se mantendrá a 100ºC hasta que todo el agua se convierta en vapor. Una vez que no quede agua líquida, la temperatura irá aumentando de nuevo. Esa temperatura a la que un líquido pasa a gas, se llama punto de ebullición, y es una propiedad característica. En el agua pura es de 100ºC
El estado sólido tiene una forma fija y un volumen definido (fijo)
El estado líquido no tiene forma fija, se adapta al recipiente que lo contienen pero sí tienen volumen definido
Los gases no tienen ni forma ni volumen fijos. Ocupan siempre por completo el recipiente en el que se encuentran y, si no está cerrado, salen de él y se expanden (difunden). Las partículas están más separados y en movimiento mas rápido que en líquido
ÁTOMOS Y MOLÉCULAS La materia está formada por átomos. Los átomos se unen para formar moléculas y esas moléculas forman las sustancias, como por ejemplo los cuerpos.
Átomo de nitrógeno y de hidrógeno
Moléculas de amoniaco NH3
Sustancia amoniaco
Podemos considerar que los átomos son las partículas mas pequeñas e indivisibles que forman la materia (aunque ahora ya se pueda romper). Aunque la mayor parte de un átomo es espacio vacío, los átomos están compuestos de partículas más pequeñas. Por conveniencia se suele dividir en: El núcleo donde se encuentran los protones (con carga eléctrica positiva) y los neutrones (sin carga eléctrica). No se mueven. La corteza exterior donde se encuantran los electrones en movimiento giratorio alrededor del núcleo. Tienen carga eléctrica negativa.
protones neutrones
electrones
Los diferentes elementos tienen átomos con diferentes números de protones, neutrone y electrones. Son átomos diferentes aunque en su interior tienen las mismas partículas, solo cambia el número de partículas que tiene cada uno.
El átomo de helio tiene 2 protones, 2 neutrones y 2 electrones El átomo de Litio tiene 3 protones, 3 neutrones y 3 electrónes
Las distintas clases de átomos se llaman elementos, y se clasifican en la tabla periódica, de acuerdo con sus propiedades.
TABLA PERIODICA DE LOS ELEMENTOS
En la actualidad se ha comprobado que existen partículas más pequeñas en el interior del átomo como por ejemplo el quark dentro del protón. Para nosotros el átomo estará formado sólo por protones neutrones y electrones
moléculas Cuando dos a más atómos se unen, forman una molécula. Además las moléculas pueden estar formadas por átomos iguales o por átomos diferentes
Molécula de ozono O3 Molécula de agua H2O (átomos diferentes)
Molecula de oxigeno O2 (Átomos iguales)
Se conocen más de 100 clases de átomos distintos, y las distintas formas de unirse entre sí, dan origen a los diferentes tipos de sustancias.
TIPOS DE SUSTANCIAS Las sustancias pueden clasificarse en puras o mezclas Sustancia Pura: sustancia (materia) formada por átomos todos iguales o moléculas todas iguales. Hay dos tipos de sustancias puras:
Sustancias puras simples: formada por átomos todos iguasles. Por ejemplo el hierro Fe está formado sólo por átomos de Fe. Sustancias puras compuestos químicos: formadas por moléculas todas iguales, que pueden ser: - moléculas de átomos iguales, por ejemplo el oxígeno O2 compuesto por moléculas con dos átomos de oxígeno - moléculas con átomos diferentes, por ejemplo el agua pura H2O, formada por moléculas todas de H2O pero con átomos diferentes
Mezclas: formada por átomos y/o moléculas diferentes (varias sustancias) Las mezclas pueden ser de 3 tipos: homogéneas, heterogéneas y emulsiones Un mezcla es homogénea cuando no se distinguen sus componentes a simple vista y presenta las mismas propiedades en toda su extensión. El vidrio, un folio en blanco, el aceite, un plástico, el agua del grifo, son mezclas homogéneas. Las disoluciones son mezclas homogéneas en estado líquido. Pueden ser dos líquidos, o un líquido y un sólido. Se llama disolvente al líquido que más cantidad tiene en la disolución y soluto al que menos tiene o al sólido Aleación: mezcla homogénea pero en estado sólido En la madera, las rocas o las páginas de un libro, es posible advertir que no en todas sus partes presenta la misma apariencia. Son sistemas heterogéneos.
Una mezcla es heterogénea cuando se distinguen sus componentes a simple vista y no tienen las mismas propiedades en toda su extensión
COMO SEPARAR COMPONENTES DE UNA MEZCLA
Para separar las mezclas heterogéneas puede hacerse por: DECANTACIÓN: al dejar la mezcla reposar los componentes más pesados se quedan en el fondo.
FILTRACIÓN: mediante un filtro (pieza agujereada). Los filtros pueden ser de diferentes tamaños.
Existen varios procedimientos para separar los componentes de una mezcla homogénea, aunque el más empleado es la destilación, consiste en calentar una disolución hasta que hierva, recogiendo los vapores y enfriándolos. El petróleo, por ejemplo, se calienta hasta que hierve, obteniéndose gases a distintas temperaturas que, enfriados, se convierten en gasolina, gasóleos y otros componentes. En las salinas, al exponer al Sol el agua del mar, ésta se evapora, pero la sal no puede pasar al estado de vapor, sólo se evapora el agua. Cuando se pierde todo el agua, queda en la salina la sal que se quiere aprovechar.
LA DENSIDAD La densidad es una propiedad característica de la materia, que se emplea, por tanto, para determinar el tipo de sustancia.
Si medimos la masa en kilogramos (kg) y el volumen en metros cúbicos (m3), como la densidad es el cociente entre la masa y el volumen de un cuerpo, se medirá en kilogramos por metro cúbico (kg/m3). Si medimos la masa en gramos (g) y el volumen en centímetros cúbicos (cm3), como la densidad es el cociente entre masa y volumen, se medirá en kilogramos por metro cúbico (g/cm3). 1m3 de agua pura= 1000 Litros de agua 1 cm3 de agua pura= 1 mililtro de agua
A todos nos han preguntado alguna vez ¿ es más pesado un kilo de plomo o uno de algodón?, y muchos nos hemos equivocado y hemos respondido que el kilo de plomo, sin advertir que, en ambos casos, se trata de un kilo.
Y es que un kilo de plomo ocupa mucho menos volumen que un kilo de algodón y, por eso, decimos que es más pesado. Para hablar con propiedad, debemos decir que el plomo es más denso que el algodón, es decir, que una misma masa, tiene menos volumen.