MATERIA Y ENERGIA

CONCEPTOS GENERALES

•CONCEPTO DE QUÍMICA

La Química puede definirse como una ciencia natural que estudia de la materia:

• La estructura 
• Sus propiedades o características,
• Su composición,
• Sus cambios,
• Los factores o condiciones que afectan esos cambios,
• Las energías consumidas o liberadas en esos cambios.

La materia es todo lo que ocupa un lugar en el espacio y tiene masa de a cuerdo a la teoría física de la relatividad; la materia tiene 4 manifestaciones o propiedades fundamentales que son:

• MASA, 
• ENERGÍA
•  ESPACIO 
• TIEMPO. 

De las 4 manifestaciones o propiedades de la materia; la masa y la energía son las que más se manifiestan en forma cuantitativa de las transformaciones químicas, sin olvidar que todos los cambios ocurren en un espacio y tiempo determinados.

La materia se presenta en tres estados fundamentales: 

• Sólido
• Líquido
• Gaseoso.

 La temperatura y la presión determinan el estado de la materia.

•CLASIFICACIÓN DE LA MATERIA

En la naturaleza los diversos materiales se presentan en forma de:
•MATERIA PURA:

Es toda sustancia de propiedades, estructura  definidas y composición homogénea que no se puede separar por métodos físicos. Ejemplos elementos y los compuestos.

• UN ELEMENTO: Es una sustancia pura formada por un conjunto de átomos de igual número atómico,  es aquella sustancia que no puede descomponerse por métodos químicos en otra más sencilla. Los elementos conocidos se encuentran clasificados en la tabla periódica en total son 105.

        Los elementos pueden se metales y no metales  

        Ejemplos: 

        ♦ METALES:
• Hierro (Fe), Sodio (Na), Potasio (K), Calcio (Ca), Cobre (Cu), Aluminio (Al) Oro (Au) 

        ♦ NO METALES: 
• Carbono (C), Azufre (S), Oxígeno (O), Nitrógeno (N),  Fósforo (P), Hidrógeno (H) Cloro (Cl) 

• LOS COMPUESTOS:

 Es una sustancia pura formada por moléculas  de la misma clases que resultan de la combinación de 2 o más átomos en una proporción definida, los elementos unidos pierden sus propiedades individuales(moléculas o iones). Los compuestos pueden separarse por métodos químicos. 

           Ejemplos:
H₂O, (Agua) NaCl (Sal de cocina), CO₂ (Gas carbónico)  HCl (Ácido Clorhídrico) etcétera.
Los compuestos se representan mediante una fórmula química, en la cual se indican los elementos y la  relación en que lo hacen. 

Por ejemplo:

• En la fórmula molecular del agua H₂O el subíndice representa la cantidad de átomos de respectivo elemento en una molécula del compuesto. Cuando no hay subíndices la cantidad de átomos es igual a uno, por lo tanto, en una molécula de agua hay dos átomos del elemento hidrógeno y uno del elemento oxígeno para dar un total de tres átomos.
• En algunos compuestos como el hidróxido de calcio, representado por Ca(OH)₂ se debe considerar el subíndice del paréntesis para establecer la cantidad total de átomos; en este caso, el compuesto tiene un átomo de calcio, dos átomos de oxígeno y dos átomos de hidrógeno dando un total 5 de átomos.
• En el compuesto Al₂(SO₄)₃  el Aluminio esta afectado por el subíndice 2 por lo tanto tenemos 2 átomos de aluminio, ydentro del paréntesis vemos al un azufre y 4 oxígenos afectados por el subíndice 3 que multiplica al azufre y a los 4 oxígenos dando como resultado en la molécula 2 átomos de Al, 3 átomos de S y 12 átomos de O 

♦ MATERIAL HETEROGÉNEO: mezcla de dos o mas fases, que son físicamente distinguibles a la vista          Ejemplo mezcla de agua y aceite.♦ SOLUCIÓN: Es un mezcla homogénea de una sola fase formada por dos o mas componentes, los componentes son el soluto y el solvente Ejemplo las gaseosas, agua y sal Las soluciones son transparentes, estables y no producen precipitaciones. Una característica muy importante es la composición, la cual es igual en todas sus partes. Sin embargo, con los mismos componentes es posible preparar muchas otras soluciones con solo variar la proporción de aquellos.

• PROPIEDADES DE LA MATERIA

Al observar la materia nos damos cuenta que existen muchas clases de ella porque la materia tiene propiedades generales y propiedades particulares.

PROPIEDADES GENERALES O EXTRÍNSECAS 

Las propiedades generales son aquellas que presentan características iguales para todo tipo de materia y dependen de la cantidad de materia. Dentro de las propiedades generales tenemos :

♦ Masa: Es la cantidad de materia que posee un cuerpo.

♦ Peso:  Es la fuerza de atracción llamada gravedad que ejerce la tierra sobre la materia para llevarla hacia su centro.

♦ Extensión: Es la propiedad que tienen los cuerpos de ocupar un lugar determinado en el espacio.

♦ Impenetrabilidad: Es la propiedad que dice que dos cuerpos no ocupan el mismo tiempo o el mismo espacio.

♦ Inercia:Es la propiedad que tiene la materia de tratar de permanecer en estado de reposo o movimiento mientras no exista una fuerza externa que cambie dicho estado de reposo o movimiento. 

♦ Elasticidad: Es la propiedad que indica que cuando a un cuerpo se le aplica una fuerza esta se deforma y que al dejar de aplicar dicha fuerza el cuerpo recupera su forma original; lógicamente sin pasar él limite de elasticidad. "limite de influenza "  

♦ Calor: es una forma de energía que indica el grado de desorden intermolecular o entalpia de un cuerpo, entre mas desorden mas calor

♦ Volumen: espacio ocupado por un cuerpo. los cuerpos regulares como el cubo, el cilindro, el cono, los cuerpos rectangulares  y la esfera  tienen formulas para la determinación de su volumen

♦ PROPIEDADES ESPECÍFICAS O INTRÍNSECAS

Son las características que permiten diferenciar una sustancia de otra y no dependen de la cantidad de materia  

Ejemplos: Densidad, punto de ebullición , punto de fusión, calor especifico, numero atómico, ductilidad, maleabilidad,conductividad eléctrica, conductividad energética o calórica  la solubilidad y las propiedades organolépticas que se  determinar a través de los órganos de los sentidos como: color, olor, sabor, 

El estado de de agregación indica que la materia se puede presentar en estado sólido, liquido o gaseoso.

La densidad es la que indica que las sustancias tienen diferentes pesos y que por eso no se pueden unir fácilmente .

CAMBIOS FÍSICO QUÍMICOS DE LA MATERIA :
CAMBIOS FÍSICOS:  
Es todo cambio que sufre la materia donde no se alteran las propiedades químicas de la materia, son procesos reversibles    • Ejemplos: Los cambios de estados los métodos de separación de mezclas    

CAMBIOS QUÍMICOS:  
 Es todo cambio que sufre la materia donde se alteran las propiedades químicas de la materia son procesos irreversibles   •  Ejemplos: La combustión de la materia orgánica los procesos biológicos como la respiración la fotosíntesis  
♦ ESTADOS DE AGREGACIÓN DE LA MATERIALa 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:
ESTADO SOLIDO:Es el estado de agregación de la materia que tienen forma y  volumen constantes. Esto se debe a que las partículas que los forman están unidas por unas fuerzas de atracción grandes de modo que ocupan posiciones casi fijas.Los sólidos se caracterizan por la rigidez y la regularidad de las estructuras.En el estado solido las partículas solamente pueden moverse vibrando u oscilando alrededor de posiciones fijas, pero no pueden moverse trasladándose libremente a lo largo del solido.Las partículas en el estado sólido propiamente dicho, se disponen de forma ordenada, con una regularidad espacial geometrica, que da lugar a diversas estructuras cristalinas.Al aumentar la temperatura aumenta la vibración de las partículas 
http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/estados/solido.htm
ESTADO LÍQUIDO:Es el estado de agregación de la materia que tiene volumen definido y forma variable donde las fuerzas de atracción son altasLos líquidos, al igual que los sólidos tienen volumen constante. En los líquidos las partículas estan unidas por unas fuerzas de atracción menores que en los sólidos , por esta razón las partículas de un liquido pueden trasladarse con libertad. El número de partículas por unidad de volumen es muy altos, por ello son muy frecuentes las colisiones y fricciones entre ellas.Así  se explica que los líquidos no tengan forma fijo y adopten la forma del recipiente que los contiene. también se explican como las propiedades como la  fluidez o la viscosidad. en los líquidos el movimiento es desordenado, pero existen asociaciones de varias partículas que, como si fueran una, se mueven al unisono . Al aumentar la temperatura aumenta la movilidad de las partículas (su energía). en la siguiente dirección veras un liquido al cual le puedes aumentar la temperaturahttp://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/estados/liquido.htm
ESTADO GASEOSO:Los gases,  tienen forma  y volumen variable. También son fluidos, como los líquidos.
En los gases, las fuerzas que mantienen unidas las partículas son muy pequeñas. En un gas el número de partículas por unidad de volumen es también muy pequeño.
Las partículas se mueven de forma desordenada, con choques entre ellas y con las paredes del recipiente que los contiene. Esto explica las propiedades de expansibilidad y compresibilidad que presentan los gases: sus partículas se muevenlibremente, de modo que ocupan todo el espacio disponible. La compresibilidad tiene un límite, si se reduce mucho el volumen en que se encuentra confinado un gas éste pasará a estado líquido.
Al aumentar la temperatura las partículas se mueven más deprisa y chocan con más energía contra las paredes del recipiente, por lo que aumenta la presión:
http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/estados/gas.htmESTADO PLASMA:a altas temperatura mas de es el estado donde la 
CAMBIOS DE ESTADOS El estado en que se encuentre un material depende de las condiciones de presión y temperatura, modificando una de estas variables o ambas se puede pasar la materia de un estado a otro  en la gráfica encontraras los diferentes cambios de estado como las fusión, solidificación, evaporación, condensación, sublimación y sublimación regresiva  y en la dirección observaras con aumento de la temperatura como el agua cambia de estado  http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/estados/cambios.htm

CAMBIOS    DE    ESTADO

http://www.cespro.com/Materias/MatContenidos/Contquimica/QUIMICA_INORGANICA/materia_energia.htm

CARACTERÍSTICAS DE LOS DIFERENTES ESTADOS DE LA MATERIA

	SÓLIDOS	LÍQUIDOS	GASES
COMPRESIBILIDAD	No se pueden comprimir	No se pueden comprimir	Sí pueden comprimirse
VOLUMEN	No se adaptan al volumen del recipiente	Se adaptan al volumen del recipiente	Se adaptan al volumen del recipiente
GRADOS DE LIBERTAD	Vibración	Vibración, rotación	Vibración, rotación, traslación
EXPANSIBILIDAD	No se expanden	No se expanden	Sí se expanden

 REPRESENTACIÓN DE LOS COMPUESTOS

ENLACE QUÍMICO

♦ ENLACE QUÍMICO:
Es la unión de dos o mas átomos para formar compuestos por transferencia o compartición de electrones de  valencia para alcanzar estabilidad cumpliendo la ley del octeto.