Química I

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La química es la ciencia que estudia la materia, cómo está compuesta, sus propiedades y cómo se transforman sus estructuras tras sufrir diversos procesos o reacciones que afectan sus moléculas y átomos. Cabe mencionar que materia es todo aquello que nos rodea, compuesto por moléculas y átomos que reaccionan ante diversos cambios químicos, y que puede relacionarse con la liberación de energía en algunos casos.

Por otro lado, los conocimientos químicos están presentes en la vida cotidiana, en la medida en que empleamos sustancias naturales y creamos otras artificiales. Procesos como la cocción, la fermentación, la metalurgia, la creación de materiales inteligentes e incluso muchos de los procesos que tienen lugar en nuestros cuerpos, pueden ser explicados a través de una perspectiva química (o bioquímica).

División de la química.

Química Inorgánica. Se dedica a la síntesis y el estudio de las propiedades eléctricas, magnéticas y ópticas de los compuestos formados por átomos que no sean de carbono (aunque con algunas excepciones). Trata especialmente los nuevos compuestos con metales de transición, los ácidos y las bases, entre otros.

Química Orgánica. Se dedica a la síntesis y el estudio de las propiedades de los compuestos que se basan en cadenas de carbono.

Química Analítica. Se dedica al estudio y desarrollo de los métodos de detección (identificación) y cuantificación (determinación) de una sustancia en una muestra problema. Se subdivide en Química Analítica Cuantitativa y Química Analítica Cualitativa.

Química Física. Se dedica al estudio de los fundamentos y bases físicas de los sistemas y procesos químicos. Son de interés para el químico físico los aspectos estructurales de los sistemas químicos y los aspectos energéticos y dinámicos de los procesos químicos que sufren dichos sistemas. Entre sus áreas de estudio más importantes se incluyen la Termodinámica Química, la Cinética Química, la Electroquímica, la Mecánica Estadística, la Química Cuántica y la Espectroscopía.

CARACTERÍSTICAS Y MANIFESTACIONES DE LA MATERIA

La materia es todo lo que ocupa un lugar en el espacio y tiene masa. La materia se compone de partículas elementales y se organiza en diferentes niveles; el más complejo consiste en la agrupación de moléculas (una molécula está compuesta por dos o mas átomos).

Las sustancias puras son aquellas que tienen una composición química fija y definida, o sea, que no varía sin importar las condiciones físicas en que dicha sustancia se encuentre.

Un elemento químico es una sustancia pura (o especie química definida) cuyas propiedades intrínsecas lo diferencian de otros elementos. Por ejemplo: el elemento oro tiene unas propiedades que son diferentes a las del elemento hierro o el elemento oxígeno.

En general, los elementos químicos se pueden dividir en dos grandes grupos: los metales (que son los más abundantes) y los no metales. Por eso, si seguimos con nuestro ejemplo, el elemento oro y el elemento hierro tienen más en común entre sí que con el elemento oxígeno.

Un compuesto químico es cualquier sustancia formada por la unión de dos o más tipos de elementos químicos, o sea, por átomos de dos o más tipos diferentes de elementos químicos, unidos entre sí por enlaces químicos de alguna clase.

Propiedades de la materia.

Las propiedades físicas son el resultado directo de sus características químicas y estructurales, ejemplo de ellos son el color, el brillo o la dureza, entre otros. Para el caso del color tenemos que los minerales pueden ser de diversos tonos aunque un mismo tipo puede encontrarse en diferentes sitios y en colores distintos.

La noción de propiedad química, de este modo, se refiere a aquellas particularidades que llevan a una determinada materia a modificar su composición. De este modo, las propiedades químicas hacen que una materia reaccione en ciertas condiciones o frente a determinados reactivos.

Las propiedades intensivas son aquellas que no dependen de la masa o del tamaño de un cuerpo. Si el sistema se divide en varios subsistemas su valor permanecerá inalterable, por este motivo no son aditivas.

Por el contrario, las propiedades extensivas son aquellas que sí dependen de la masa, son magnitudes cuyo valor es proporcional al tamaño del sistema que describe, son propiedades aditivas. Estas magnitudes pueden ser expresadas como la suma de las magnitudes de un conjunto de subsistemas que forman el sistema original de cada materia.

Estados de agregación.

La materia se presenta en tres estados o formas de agregación: sólido, líquido y gaseoso.Dadas las condiciones existentes en la superficie terrestre, sólo algunas sustancias pueden hallarse de modo natural en los tres estados, tal es 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:

Los sólidos: Tienen forma y volumen constantes. Se caracterizan por la rigidez y regularidad de sus estructuras.

Los líquidos: No tienen forma fija pero sí volumen. La variabilidad de forma y el presentar unas propiedades muy específicas son características de los líquidos.

Los gases: No tienen forma ni volumen fijos. En ellos es muy característica la gran variación de volumen que experimentan al cambiar las condiciones de temperatura y presión.

Cambios de estado de la materia.

FUSIÓN: Es el paso de sólido a líquido, como cuando al aumentar  la temperatura se funde un cubito de hielo y se convierte en agua.

EVAPORACIÓN O VAPORIZACIÓN: Es el paso de líquido a gas. También ocurre cuando aumenta la temperatura. Si ocurre a cualquier temperatura se llama evaporación. Es el caso de la ropa tendida cuando se seca.

La ebullición es un caso especial de evaporación. En la ebullición, el paso de líquido a gas ocurre a una temperatura determinada y en toda la masa del líquido, como por ejemplo, cuando hierve el agua de un recipiente.

CONDENSACIÓN: Es el paso de gas a líquido, como cuando el vapor de agua se transforma en gotitas de agua en un cristal por un descenso de la temperatura.

 SOLIDIFICACIÓN: Es el paso de líquido a sólido. Por ejemplo , cuando el agua se enfría y se transforma en hielo.

TIPOS DE ENERGIA

Energía eléctrica. Una forma de energía electromagnética que se produce cuando existe una diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos, y se resuelve en un intercambio o flujo de electrones denominado corriente eléctrica.

Energía química. Permite las uniones atómicas y reacciones moleculares, por lo que se trata de una forma de energía indispensable para la vida, ya que los seres vivos la requieren para mantener su propio funcionamiento (metabolismo).

Energía cinética. Un tipo de energía mecánica que involucra el movimiento de las partículas de un sistema físico determinado. Es la energía que pone las cosas en movimiento.

Energía eólica. Asociada al viento y a su fuerza de empuje natural, aprovechable en los campos eólicos para transformarla en electricidad.

Energía calórica o térmica. Relacionada con la temperatura y el grado de calor de las cosas. Un objeto que contiene un alto grado de energía tiende a aumentar su temperatura.

Energía magnética. Propia de las relaciones ferromagnéticas, como las que permiten la atracción entre un imán y ciertos metales.

Energía solar. La radiación calórica y lumínica del sol, aprovechada por las plantas para sintetizar energía química (fotosíntesis) y por otros seres vivos para calentarse.

Energía atómica. Tiene que ver con los átomos y las fuerzas que los mantienen unidos a sí mismos: las fuerzas nucleares fuertes y débiles, por ejemplo, que mantienen a los neutrones y protones juntos en el núcleo, y a los electrones orbitando alrededor.

Energía potencial. Energía contenida en un circuito físico o un objeto en una situación determinada y que puede acto seguido transformarse en otras formas de energía, como el movimiento.

Energía hidráulica. Se obtiene a partir del aprovechamiento de la energía cinética de ríos, mareas y caídas de agua.

Mayra Alejandra Noriega Avilez

Mayra Alejandra Noriega Avilez

Docente: Mayra Alejandra Noriega Avilez Carrera: Ingeniería Industrial en Productividad y Calidad