Fundamentos de Química: Un Recorrido Completo

Sistema Internacional de Unidades

Longitud – Metro – m | Masa – Kilogramo – kg | Tiempo – Segundo – s | Temperatura – Kelvin – K | Cantidad de sustancia – Mol – mol | Intensidad de corriente – Amperio – A | Intensidad luminosa – Candela – cd

Magnitudes Fundamentales y Derivadas

Superficie – S – m² | Volumen – V – m³ | Densidad – d – kg/m³ | Velocidad – v – m/s | Fuerza – F – N (newton) | Presión – P – Pa (pascal) | Energía – E – J (julio)

Estados Físicos Según la Teoría Cinética

• Sólido: Forma y volumen constante, no se expanden ni se comprimen.
• Líquido: Forma variable, volumen constante, no se expanden y se comprimen con dificultad.
• Gas: Forma y volumen variable, se expanden y se comprimen.

Según la teoría cinética:

1. La materia está formada por partículas que se hallan más o menos unidas dependiendo del estado de agregación en que se encuentre.
2. Las partículas se mueven, más o menos libremente dependiendo del estado. Cuanto más rápido se mueven, mayor es la temperatura de la sustancia.

Cambios de Estado

Evaporación: Es el cambio de estado de líquido a gas que se produce solo en la superficie del líquido. | Ebullición: Es el cambio de estado de líquido a gas que tiene lugar en toda la masa del líquido.

Leyes de los Gases

• Ley de Boyle-Mariotte: Cuando un gas experimenta transformaciones a temperatura constante, el producto de la presión por el volumen permanece constante. P·V=cte.; P₁·V₁=P₂·V₂
• Ley de Gay-Lussac: Cuando un gas experimenta transformaciones a volumen constante, el cociente entre la presión y su temperatura absoluta permanece constante. P/T=cte.; P₁/T₁=P₂/T₂
• Ley de Charles y Gay-Lussac: Cuando un gas experimenta transformaciones a presión constante, el cociente entre el volumen y su temperatura absoluta es constante. V/T=cte.; V₁/T₁=V₂/T₂

Sustancias Puras y Mezclas

Sustancia pura: Es aquella materia cuya composición no cambia cualesquiera que sean las condiciones físicas en las que se encuentre. No se puede descomponer en otras sustancias más sencillas utilizando solamente procedimientos físicos. Las sustancias físicas se distinguen por:

• Compuestos: Son sustancias puras que se pueden descomponer en otras más pequeñas por medio de un proceso químico.
• Elementos: Son sustancias puras que no se pueden descomponer en otras más simples por ningún procedimiento.

Mezcla: Es aquella materia que resulta de la combinación de varias sustancias puras que se pueden separar utilizando procedimientos físicos. Se distinguen por:

• M. heterogénea: Es una mezcla en la que es posible distinguir sus componentes por procedimientos ópticos.
• M. homogénea: Es una mezcla en la que no es posible distinguir sus componentes por procedimientos ópticos convencionales.

Métodos de Separación

• Criba: Indicado para separar mezclas sólidas en las que uno de los componentes presentes en la mezcla tiene un tamaño de partícula muy pequeño del otro.
• Filtración: Idóneo para separar un sólido insoluble del líquido con el que está en contacto.
• Cristalización: Indicado para separar un sólido disuelto en un líquido.
• Separación magnética: Adecuado cuando uno de los componentes de la mezcla es un metal ferromagnético, que se separa del resto empleando un imán.
• Decantación: Indicado para separar dos líquidos inmiscibles con distinta densidad.
• Destilación: Idóneo para separar dos líquidos miscibles que hierven a temperaturas muy distintas o un líquido que tiene un sólido disuelto.

Disoluciones

Disolución: Es una mezcla homogénea de dos o más componentes:

• Disolvente: Es el componente que está en mayor proporción.
• Soluto: Es el componente (o componentes) que está en menor proporción.

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• Porcentaje en masa: % en masa de soluto = masa de soluto / masa de disolución · 100
• Porcentaje en volumen: % en volumen de soluto = volumen de soluto / volumen de disolución · 100
• Concentración en masa: C. en masa de soluto = masa de soluto / volumen de disolución.

Teoría Atómica de Dalton

1. La materia está formada por átomos, que son partículas indivisibles e indestructibles.
2. Todos los átomos de un mismo elemento químico son iguales en masa y en propiedades, y distintos de los átomos de cualquier otro elemento.
3. Los compuestos se forman por combinaciones de átomos de diversos elementos.

Naturaleza Eléctrica de la Materia

Cuando se acercan dos cuerpos con electricidad del mismo signo, se repelen, y cuando se acercan dos cuerpos con electricidad de distinto signo, se atraen.

Partículas que Forman un Átomo

• Electrones: Partículas cargadas negativamente, que se encuentran en el interior de los átomos.
• Protones: Partícula que tiene la misma carga que el electrón, pero positiva, y su masa es mayor.
• Neutrón: Partícula sin carga eléctrica, con masa similar a la del protón.
• Quark: Partícula más pequeña, formada por neutrones y protones.

Modelos Atómicos

• Thomson: El átomo debía ser como una gran masa de carga positiva, e insertados en ella, debían estar los electrones. La carga negativa de los electrones compensaba la carga positiva, para que el átomo fuera neutro.
• Rutherford: El átomo está formado por un núcleo muy pequeño y una corteza. En el núcleo está concentrada toda su carga positiva y casi toda su masa; en la corteza están los electrones girando alrededor del núcleo.

Isótopos Radiactivos

1. Aplicación como fuente de energía: En las centrales nucleares se obtienen grandes cantidades de energía aprovechando la fisión de isótopos radiactivos. También se puede aprovechar la energía nuclear para fabricar pilas de muy larga duración.
2. Aplicación en investigaciones y experimentos científicos