"MODELOS ESTRUCTURALES FUNDAMENTALES DE LA MATERIA."

La química es una rama de la ciencia que estudia las propiedades y transformaciones de sustancias puras y los sistemas que la forman.

La ciencia es el conocimiento obtenido a través del método científico.

El método científico es un modo ordenado y racional para obtener conocimiento, el cual consta de las siguientes etapas:

• Observación.
• Formulación de la Hipótesis.
  
• Experimentación.
• Conclusiones (aceptación o rechazo de la hipótesis, debido a esto nacen las Leyes científicas, o bien Teorías las que son un conjunto de leyes).

Las sustancias puras son una manifestación de la matería (todo lo que tiene masa y que pueden ser o no perceptibles por los sentidos).

Los sistemas materiales

El estudio de los sistemas materiales se debe relacionar con los aspectos estructurales y propiedades de la materia.
El aspecto estructural es el caracter discontinuo, corpuscular o particulado de la materia que se manifiesta en fenómenos de difusión y cambios de estados físicos.

Modelo estructural molecular de las sustancias puras.

1. Molécula: partícula más pequeña de materia, son invisibles al ojo humano, permiten comprender el concepto de sustancia pura. Menor porción material que se puede presentar las sustancias puras.
   
2. Sustancia Pura: es un conjunto de moléculas de igual tamaño, masa y forma.
3. Las moléculas poseen movimiento a través de la energía cinetica, que es proporcional a la temperatura. Se atraen entre sí gracias las fuerzas de atracción intermolecular (naturaleza eléctrica).
4. Cambios físicos: reacción reversible, en la cual las moléculas permanecen inalterables a una temperatura definida.

Sustancias puras y sus propiedades.

Los cambios físicos de una sustancia pura nos muestra la necesidad de considerar las propiedades de la materia, si bien las moléculas son del mismo tipo no presentan las mismas características en un estado sólido que en un estados líquido o en uno gaseosa.

Fase: porción de materia que posee propiedades identicas, tanto físicas como químicas, en toda su extensión. los cambios físicos son cambios de fase.
A una determinada presión y temperatura una sustancia pura puede presenrar una coexistencia de tres fases.

Clasificación de sistemas materiales

Los sistemas materiales se pueden clasificar en sistemas homogéneos, son los que se presentan en una solo fase y en sistemas heterogéneos, son los que se presentan en dos o más fases.
Muchos sistemas a simple vista se ven homogéneos, pero al microscopio son heterogéneos, un claro ejemplo son la leche y los aceros. Estos sistemas reciben el nombre de coloides.

Analisis de sistemas heterogéneos.

El análisis de los sistemas heterogéneos consiste en separa las diferentes fases que lo conforma. Para poder lograr esto se utilizan diferentes técnicas de separación.

Técnicas de separación de sistemas heterogéneos.

• Filtración: consiste en la separción a través de un medio poroso de los componentes de un sistemas líquido-sólido. Existen dos tipos de filtración, la filtración simple, se realiza a través de un embudo cónico y un material poroso (papel filtro), pero este tipo de filtración es muy lenta. Y la filtración por succión, esta filtración es mas rápida, se empleo un embudo Büchner con un papel filtro poroso al cual se adapta un matraz kitasato que se le conecta una bomba de vacío.
• Decantación: se basa en la diferencia de peso específico en los componentes de un sistema sólido-líquido. Consiste en la sedimentación del que tiene mayor peso específico quedando en el fondo.
• Centrifugación: se utiliza una centrífuga, en la cual se ponen los tubos con las mezclas y se hacen girar. Gracias a la fuerza centrífuga se separan los componentes de un sistemas sólido-líquido. la fase más densa se deposita en el fonde del tubo.
• Sublimación: usa el cambio físico que consiste en el paso de sólido a gas. El sólido es obtenido por la condensación de los vapores. Se utiliza para separar un sólido volatil con uno no volatil.

Sistemas homogénos.

Los sistemas homogéneos se pueden clasificar en sustancias puras, son las que presentan un solo tipo de molécula, y en soluciones, son aquellas que presentan 2 o más tipos de moléculas.
Ejemplos de soluciones aleaciones (sólido), salmuera (líquida), aire (gaseoso).

Técnicas de separación de sistemas homogéneos

• Destilación: se utiliza para separar dos líquidos miscibles (se pueden mezclar) de distinto puntos de ebullición. Consiste en calentar hasta la ebullición la mezcla y condensar los vapores del líquido de menor temperatura.
• Extracción por solvente: el soluto es separado con otro solvente distinto al inicial, este nuevo solvente tiene que ser inmisible con el primero y tiene que ser mejor disolvente para el soluto inicial.
• Cristalización: consiste en la separación por enfriamiento del soluto por enfriamiento del soluto desde una solución saturada, preparada a mayor temperatura. En esta técnica se aprovecha la menor solubilidad del soluto a menores temperaturas, el soluto se cristaliza y se deposita en el fondo del recipiente.}
• Cromatografía: una muestra se siembra en un soporte fijo o estacionario. El flujo de una fase móvil se arrastra y separa los distintos tipos de moléculas.

Las Sustancias Puras.

El Cambio Químico y las Leyes Fundamentales.

Cuando las sustancias puras reciben mayor energía de la que necesitan para que ocurran los cambios físicos, sus moléculas se modifican varian su forma, tamaño y masa, es decir, se transforman en otras distintas a las iniciales, ocurriendo así un Cambio Químico o Reacción Química.

En un cambio químico se puede observar que algunas moleculas se rompen fácilmente y otras no, siendo muy resistentes a la ruptura o degradación. Estas últimas sustancias se consideran fundamentales y se denominan Elementos y con ellas se forman unas más complejas y se les llama Compuesto.

Ley de la Conservación de la Materia (Lovoiser).

En un cambio químico la masa de los reaccionante es igual a la masa de los productos.

Ley de las Proporciones Definidas (Proust).

La proporción en que los elementos se combinan para formar los compuestos es constante no importando la procedencia del compuesto.

Ley de las proporciones múltiples (Daltón).

Los pesos de un elemento que se combinan con una cantidad fija de un segundo elemento cuando se forman dos o más compuestos estan en la relación de números enteros.

Modelo Atómico.

Las leyes antes mencionadas demuestran que las moléculas estan formadas por particulas aún mas pequeñas llamadas Átomos y presentan las siguientes cualidades.

• Los átomos mediante fuerzas llamadas enlaces químicos, se une para formar moléculas.
• Todo elemento tiene un átomo caracteristico, es decir con igual masa y tamaño.
• Átomos solitario o unidos con átomos de la misma clase forman Moléculas de un elemento. Y si estan unidos a átomos de distinto tipo forman Moléculas de un Compuesto.
  
• Cambio Químico es un reordenamiento de átomos.

Compuestos y Elementos.

Análisis de Sustancias puras.

Análisis químico cualitativo: comprende la separción e identificación de los elementos que conforman un compuesto.
Análisis químico cuantitativo: comprende la medición de la cantidad de de cada uno de los elementos que forman el compuesto.

Nomenclatura química.

• Un átomo de un elemento se representa por su símbolo.
• Una molécula de una sustancia se representa por su fórmula. El número de átomos de un elemento, es el subindice al lado del elemento se llama atomicidad.
• Un reordenamiento de átomos se representa por su ecuación. Para equilibrar las ecuaciones se pone un número antes de la fórmula, este número se denmina coeficiente estequiométrico.

Ley de volumenes de combinación de gases ( Gay Lussac).

Los volumenes de gases reaccionates y productos, medidos en igual presión y temperatura, estan en relación de número enteros.

Hipotesis o Principio de Avogadro.

En volumenes iguales, de cualquier gas, medidos en iguales condiciones de presión y temperatura existe igual número de moléculas.

La presión que ejercen las moléculas al chocar con las paredes depende de:

1. la magnitud de los impactos =masa x velocidad (relacionable con la energía cinética = 1/2masa x velocidad al cuadrado y proporcional a la temperatura)
2. del número de impactos (proporcional al número de moléculas)