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Tema 2.- Composición de la materia
La materia puede clasificarse en dos categorías principales:


Sustancias puras, cada una de las cuales tiene una composición fija y un único conjunto
de propiedades.
Mezclas, compuestas de dos o más sustancias puras.
Las sustancias puras pueden ser elementos (sustancias simples) o compuestos, mientras que las
mezclas pueden ser homogéneas o heterogéneas
2.1.-MEZCLAS
Una mezcla contiene dos o más sustancias combinadas de tal forma que cada una conserva su
identidad química.
Las mezclas homogéneas (disoluciones) o uniformes son aquellas en las que la composición es la
misma en toda la muestra. La mezcla homogénea también se denomina disolución, que consiste en
un disolvente, normalmente la sustancia presente en mayor cantidad, y uno o más solutos.
Una mezcla contiene dos o más sustancias combinadas de tal forma que cada una conserva su
identidad química.
Las mezclas heterogéneas o no uniformes son aquellas en las que la composición de la muestra
varía de un punto a otro. Muchas rocas pertenecen a esta categoría
Normalmente sus componentes se pueden distinguir a simple vista o al microscopio. Se pueden
emplear varios métodos físicos para separar los componentes de una mezcla heterogénea.
Algunos de ellos son:
- Filtración, que se utiliza para separar mezclas heterogéneas sólido-líquido. Se hace pasar la
mezcla a través de una barrera con poros finos, como un filtro de papel.
- Disolución y filtración: La arena mezclada con sal, al ser ésta soluble en agua, se pueden
separar agitándo la mezcla en agua. Al filtrar, la arena se queda retenida en el papel y la
disolución de sal pasa a su través.
- Decantación: Permite separar dos líquidos no miscibles. Al dejar reposar la mezcla, el más
denso queda en la parte inferior y el menos denso en la superior, pudiéndose separar fácilmente.
2.2 SUSTANCIAS PURAS
La materia está formada por partículas muy pequeñas (aproximadamente 10 -10 m) llamadas
átomos. Los átomos se organizan de diferentes formas para formar parte de las diferentes
sustancias
Una sustancia pura puede ser:
Una sustancia simple o elemento es un tipo de materia compuesta por un solo tipo de
átomo. Pueden estar átomos aislados o solos (F, Ne) o unidos formando moléculas (O 2,)
En química, un elemento se identifica por su símbolo. Este consiste en una o dos letras,
normalmente basadas en el nombre del elemento. Así, el símbolo para el carbono es C y para
el azufre es S. el hidrógeno, el cobre, el oro son elementos
Un compuesto es una sustancia pura que contiene más de un elemento. El agua es un
compuesto formado por hidrógeno y oxígeno
En ambos, elementos y compuestos, los átomos se unen y forman moléculas o cristales
Moléculas.- Formadas de uno o más elementos , O2, H2O..etc Las sustancias moleculares se
representan abreviadamente mediante las fórmulas, en las que se indica el número de
átomos de cada elemento por un subíndice escrito después del símbolo del elemento (si un
símbolo de un elemento no lleva subíndice significa que hay un solo átomo del mismo). Así,
las fórmulas moleculares para el agua (H2O), amoníaco (NH3) y metano (CH4), se
interpretan del siguiente modo:
o.
Cristal: Los átomos se organizan en grandes grupos Esto ocurre con los metales, Está
formado por millones de átomos unidos (metales) o de metales con no metales. Ejemplos:
Hierro (Fe) y cloruro de sodio (NaCl).
Simples
Átomos aislados
Moléculas
Cristales
Helio, He
Oxígeno, O2
Hierro, Fe
Agua, H2O
Cloruro de sodio,
Compuestos
NaCl
3. CAMBIOS FÍSICOS Y QUÍMICOS.
La materia puede experimentar cambios en los que siempre se producen intercambios de
energía. Los cambios pueden ser físicos o químicos:
Cambios físicos: son aquellos en los que cambian las propiedades de un cuerpo pero no su
composición interna. Los cambios físicos pueden ser:
-
Cambios por movimiento del cuerpo.
-
Cambios de temperatura.
-
Cambios eléctricos.
-
Cambios debidos a la transmisión de luz o de sonido, que son fenómenos
ondulatorios
Cambios químicos: son aquellos en los que cambian las propiedades de la sustancia y
también cambia su composición interna. A estos cambios se les denomina reacciones
químicas. Ejemplos de cambios químicos son la reacción de oxidación o las reacciones de
combustión que permiten obtener energía del carbón o del petróleo y que se produce
también en el interior de las células para producir la energía que necesitan los seres vivos.
4.-EL ÁTOMO Y LOS ELEMENTOS QUÍMICOS
Hemos visto que los átomos pueden unirse para formar moléculas o cristales. Ahora
vamos a ver de qué están formados los átomos.
Los átomos están formados por un núcleo, que contiene los protones y los
neutrones, y por una capa de electrones que giran continuamente alrededor del
núcleo.
Los protones son partículas que:
-
Se encuentran en el núcleo.
Tienen carga eléctrica positiva.
Tienen una masa de unos 2·10-27 kg.
Los neutrones son partículas que:
-
Se encuentran en el núcleo.
No tienen carga eléctrica (son neutros).
Tienen una masa aproximadamente igual que la de los protones.
Los electrones son partículas que:
-
Se encuentran girando a gran velocidad alrededor del núcleo.
Tienen carga eléctrica negativa.
Tienen una masa 1840 veces menor que la del protón.
Los átomos son eléctricamente neutros porque el número de protones (+) y el
número de electrones ( - ) son iguales.
A.-EL NÚCLEO
El número atómico (Z) de un elemento químico es el número de protones que un
átomo de este elemento tiene en su núcleo. Por ejemplo, un átomo de hidrógeno
tiene un protón en su núcleo así que el número atómico del hidrógeno es 1. Un
átomo de uranio tiene 92 protones así que el número atómico del uranio es 92. El
número atómico de un elemento da la posición de ese elemento en la Tabla
Periódica.
Actividad 1 Busca el número atómico del calcio en la Tabla Periódica. ¿Cuántos
protones tiene el átomo de calcio en su núcleo? ¿Y cuántos electrones alrededor?
Actividad 2 ¿A qué elemento químico pertenece este átomo?
El número másico (A) de un átomo se obtiene sumando el número de protones y el
número de neutrones que hay en su núcleo.
Los átomos de un elemento cualquiera de símbolo X se representan con el número
atómico y el número másico de la siguiente manera:
. Por ejemplo, un átomo de
indica que es de mercurio, que su número atómico es 80 y que su número
másico es 200.
Los átomos de un mismo elemento siempre tienen el mismo número atómico, pero el
número másico puede cambiar. Isótopos son los átomos de un mismo elemento que
tienen distinto número másico. Por ejemplo,
y
del mismo elemento, carbono: son isótopos del carbono.
Actividad 3 El átomo de cloro
a)
b)
c)
d)
e)
:
¿Cuál es su número atómico?
¿Cuál es su número másico?
¿Cuántos protones tiene?
¿Cuántos electrones tiene?
¿Cuántos neutrones tiene?
Existen tres isótopos del elemento hidrógeno:
son átomos distintos pero
B.- LAS CAPAS DE ELECTRONES
Los electrones están dispuestos en capas o niveles energéticos alrededor del
núcleo. Hay 7 niveles:
Cada nivel admite un número
máximo de electrones:
-
1ªcapa
admite
electrones.
2
-
2ªcapa
admite
electrones.
8
-
3ªcapa
admite
electrones.
18
Por ejemplo, en un átomo de sodio (Z = 11) hay 11 electrones. En la1ª capa hay 2
electrones, en la 2ª capa hay 8 electrones y en la 3ª capa hay 1 electrón.
Cada elemento químico se representa por un símbolo químico y todos los elementos
químicos aparecen en el Sistema Periódico. En el sistema periódico hay dos tipos de
elementos: metales y no metales. Casi todos los elementos de la tabla periódica son
metales y están a la izquierda. Los no metales están a la derecha, excepto el hidrógeno, que
está a la izquierda.