ESTRUCTURA ATOMICA

ESTRUCTURA ATOMICA

LA MATERIA Y SUS PROPIEDADES

Definición de materia    

Es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio. Se considera que es lo que forma la parte sensible de los objetos palpables o detectables por medios de los sentidos..

Una silla, por ejemplo, ocupa un sitio en el espacio, se puede tocar, se puede sentir, se puede medir, etc.  Para que otro objeto pueda ocupar el lugar de la silla; lógicamente, debemos cambiarla de sitio.

Y…¿qué forma la materia?...pues los átomos.  Tomemos por ejemplo una pared; está formada por bloques, los bloques están formados por arena, cemento y piedras pequeñas.  Si nos fijamos en un granito de arena, este se compone de otras partículas minúsculas llamadas moléculas que están formadas por grupos de átomos.

La fuerza entre los átomos es la razón por la cual el agua cambia de estado.  Si la fuerza entre sus átomos es grande, el agua es sólida como el hielo.  Si la fuerza entre sus átomos es débil, el agua se convierte en vapor.

Cuando un átomo se rompe o se divide, produce muchísimo calor y luz.  La energía atómica.

El átomo es la unidad más pequeña de un elemento químico que mantiene su identidad o sus propiedades  y que no es posible dividir mediante procesos químicos. Elementos y Compuestos El agua es un compuesto, porque dentro de cada una de  sus moléculas tiene 2 tipos de átomos diferentes, oxigeno  e hidrógeno.  La madera también tiene varios tipos de elementos en su interior. El oxígeno sólo tiene moléculas y átomos iguales entre sí, por lo tanto lo consideramos un elemento. Lo mismo le sucede al plomo y al oro. http://aulavirtualcolegiotomasyvaliente.blogspot.com/2012/04/separacion-de-mezclas.html

La molécula es un conjunto de átomos iguales o   diferentes, unidos por enlaces químicos, que constituyen la mínima porción de una sustancia que puede separarse sin alterar sus propiedades.

LA MATERIA Y SUS ESTADOS DISCOVERY CHANNEL

MAPA CONCEPTUAL DE LA MATERIA

Estado

La materia se presenta de varias maneras y formas.  El color, el olor y la textura son propiedades de la materia que nos ayudan a diferenciarlos.
Llamamos estado a la manera en que se presenta la materia. Estos pueden ser:
Sólido, tiene una forma definida, como la madera y el cobre.  Sus moléculas no cambian de posición.

Líquido, no tiene una forma definida, como el agua y el aceite. Sus moléculas pueden cambiar de posición.
Gaseoso, no tiene una forma definida, como el aire y el vapor de agua.  Sus moléculas cambian libremente de posición.

Plasma, tampoco tiene una forma definida, un tipo de gas ionizado que sólo existe de forma natural en el sol, estrellas y en el espacio sideral o en condiciones especiales en la tierra.

Dependiendo las condiciones, la materia puede presentarse en uno u otro estado.

Propiedades generales de la materia

Propiedades extrínsecas (extensivas o generales)

Son aquellas que varían con la cantidad de materia considerada, permitiendo reconocer a la materia, como la extensión, o la inercia. Estas son: peso,volumen y longitud.

Propiedades intrínsecas (intensivas o específicas)

Son aquellas que no varían con la cantidad de materia considerada. No son aditivas y, por lo general, resultan de la composición de dos propiedades extensivas. Estas son: punto de fusión, punto de ebullición, densidad, coeficiente de solubilidad, índice de refracción, color, olor, sabor.

Otras propiedades de la materia  

La materia está en constante cambio. Las transformaciones que pueden producirse son de dos tipos:
- Físicas: son aquellas en las que se mantienen las propiedades originales de la sustancia, ya que sus moléculas no se modifican.

- Químicas: son aquellas en las que las sustancias se transforman en otras, debido a que los átomos que componen las moléculas se separan formando nuevas moléculas.

¿Cómo medir la materia? 

Para medir la materia necesitamos saber cuánta materia tiene un cuerpo y su tamaño.  Masa, longitud y volumen son propiedades comunes a todos los cuerpos.
Se llaman magnitudes aquellas propiedades que pueden medirse y expresarse en números. Son magnitudes la longitud, masa, volumen, etc.
Masa

Es la cantidad de materia que tiene un cuerpo.

Sustancias: un tipo de materia con unas propiedades características bien definidas.

Las sustancias son siempre homogéneas excepto cuando cambian de estado.

Disoluciones: consta de dos componentes el soluto (componente que se encuentra en menor proporción)  y disolvente ( componente en el que se disuelve el soluto.)

Para medir la masa de un objeto utilizamos las balanzas y la expresamos en unidades de libras o kilogramos.

Longitud Es la distancia entre dos puntos. La distancia se mide con una regla, una cinta de medir u otros dispositivos de medición con láser, etc…

La principal unidad de medida de longitud es el metro, sus múltiplos son las cantidades mayores y las menores sub-múltiplos.  También existen otras unidades como la pulgada, pies y millas.

Volumen Es una magnitud definida como el espacio ocupado por un cuerpo.  Para conocer el volumen de un cuerpo, simplemente multiplicamos su ancho por su largo y luego por su alto.

Es una magnitud derivada, ya que se obtiene multiplicando las tres dimensiones. Su unidad de medida es el metro cúbico (m3), aunque temporalmente también acepta el litro, que se utiliza comúnmente en la vida práctica. 

La densidadVamos a suponer que tenemos una tonelada de algodón y una tonelada de acero, ¿cuál de ambos ocupa el mayor volumen?  La respuesta es el algodón, se necesita grandes cantidades para completar una tonelada.  Es la densidad quien hace la diferencia en el volumen.

El acero es más denso que el algodón, es decir, se necesita menos material para completar la tonelada.

La densidad de una sustancia se relaciona con la cantidad de masa contenida en un determinado volumen.  La representaremos con la letra griega , la masa queda representada por la letra “m” y “V” el volumen.

La densidad de un cuerpo está relacionada con su capacidad de flotar. Un cuerpo flotará si su densidad es menor que la de la sustancia, por eso la madera  flota sobre el agua y el plomo se hunde en ella.  El plomo posee mayor densidad que el agua y la densidad de la madera es menor.

Las unidades de medida de la densidad son el kg/m3, que se lee “kilogramo sobre metro cúbico” o un sub-múltiplo como g/cm3. Para calcular la densidad debemos medir la masa y el volumen, luego dividimos la masa entre el volumen y el resultado debe quedar expresado en kg/m3.
Las sustancias con grandes densidades se les llama pesadas, ejemplo de estas son los metales. A las sustancias con densidades pequeñas se les llama ligeras, aquí entran el aire y otros gases.

El peso

La fuerza de gravedad sobre un objeto es llamada peso. Peso y masa no es lo mismo. Una bola de acero con una masa de 10 kilogramos no pesa igual en la tierra y en la luna.  Como notamos tendrá la misma masa pero el peso es diferente.  La luna tiene una fuerza de atracción mucho menor que la tierra, por lo que la bola pesará menos en el satélite.

El peso de los objetos se debe a que la tierra, los atrae con su poderosa fuerza de atracción.

La unidad de medida del peso es el Newton.  Comúnmente las personas confunden la masa con el peso. Es fácil confundirnos porque mientras más masa, mayor es la fuerza de atracción.  Recuerda, al estudiar física, el peso depende de la gravedad y se mide en Newtons.

El peso se calcula

Para calcular el peso de un objeto simplemente medimos su masa y la multiplicamos por la fuerza de gravedad (9.8 newtons/kilogramo) en la tierra.  En la luna la fuerza de atracción es 6 veces menor, con una magnitud de 1.6 n/kg..

El tiempo
¿Por qué el tiempo?  ¿Sirve el tiempo para medir la materia?

Claro! ... fíjate que los cuerpos existen porque existe el tiempo.  Todos los cuerpos y objetos tienen una duración limitada para luego convertirse en otra cosa.  Una madera por ejemplo,  se descompone con el paso del tiempo, convirtiéndose en gases, aceites...y finalmente en tierra.

En todos los experimentos físicos o químicos, es importante controlar esa "cuarta dimensión".  Las otras tres dimensiones de un cuerpo son: largo, alto y ancho.
Es la magnitud física que mide la duración o separación de acontecimientos.  La duración limitada de las cosas y una referencia para entender los sucesos.  Medir el tiempo es importantísimo para los seres humanos y para los científicos.

Mezclas

Una mezcla es la agregación de varias sustancias o cuerpos que no se combinan químicamente entre sí. A cada una de las sustancias que conforman una mezcla se le llama componente, los cuales al estar juntos o separados conservan sus propiedades características, e intervienen en proporciones variables

Métodos De Separación De Mezclas.

1. DECANTACIÓN

 

Consiste en dejar reposar el líquido que contiene partículas sólidas en suspensión. En el fondo del recipiente se va depositando el sedimento o precipitado y sobrenadando el líquido limpio. Luego, se trasvasa con cuidado el líquido (menos denso) a otro recipiente.

Esta técnica es utilizada también con líquidos no miscibles, como el agua y el aceite. Se emplea con frecuencia el embudo de Gibson, llamado comúnmente embudo de separación o decantación. se coloca en el embudo la mezcla de los líquidos no miscibles; después de un tiempo de reposo, cuando se hayan diferenciado las dos partes, se abren las llaves y se separan los líquidos. La capa superior pertenece al líquido menos denso y queda dentro del embudo.

      

2. FILTRACIÓN 

Este proceso se usa con frecuencia para separa sólidos no solubles en líquidos. la separación se hace a través de medios porosos que retienen las partículas solidas y dejan pasar el liquido. Medios porosos son: papel de filtro, fieltro, porcelana porosa, lana de vidrio, arena, carbón.

                                              

3.  DESTILACIÓN

Las disoluciones ( sistemas homogéneos) pueden separarse por cambios de estado ( congelación, evaporación, licuefacción). Para separar los componentes de una disolución se emplea con frecuencia la destilación. 

La destilación se basa en la diferencia de los puntos de ebullición de sus componentes. Se calienta la solución y se concentran los vapores. la sustancia que tiene menor punto de ebullición (mas volátil) se convierte en vapor antes que la otra, con lo cual se separan fácilmente después de condensadas. La destilación también se utiliza con fines purificativos de líquidos que contienen impurezas tan pequeñas que no pueden separarse mediante filtración.  

                                

4. CRISTALIZACIÓN 

Se utilizan aquí los puntos de solidificación: la solución se enfría hasta que uno de sus componentes alcance el punto de solidificación y cristalice. Se utiliza para purificar sólidos, disolviendo un solido impuro en el disolvente adecuado en caliente. Al bajar la temperatura, el primer solido se cristaliza, con lo cual estará libre de impurezas.

                                

 

5. MAGNETISMO

La separación magnética se vale de las propiedades magnéticas de ciertos materiales. Se utiliza un imán para separar sustancias cuando uno de sus componentes es magnético.

                                   

6. TAMIZAJE

Este método se utiliza para separar dos o más sólidos cuyas partículas poseen diferentes grados de subdivisión. Para ejecutar el tamizaje, se hace pasar la mezcla por un tamiz, por cuyas aberturas caerán las partículas más pequeñas, quedando el material más grueso dentro del tamiz. Un ejemplo en el cual se utiliza el tamizaje es para separar una mezcla de piedras y arena.

                             

7. LEVIGACIÓN 

Se utiliza una corriente de agua que arrastra los materiales más livianos a través de una mayor distancia, mientras que los más pesados se van depositando; de esta manera hay una separación de los componentes de acuerdo a lo pesado que sean.

 8. EVAPORACIÓN

Consiste en calentar la mezcla hasta el punto de ebullición de  uno de los componentes, y dejarlo hervir hasta que se evapore totalmente. Este método se emplea si no tenemos interés en utilizar el componente evaporado. Los otros componentes quedan en el envase.

Un ejemplo de esto se encuentra en las Salinas. Allí se llenan enormes embalses con agua de mar, y los dejan por meses, hasta que se evapora el agua, quedando así un material sólido que contiene numerosas sales tales como cloruro de sólido, de potasio, etc…

                                             

9. CROMATOGRAFIA

La cromatografía es una técnica cuya base se encuentra en diferentes grados de absorción, que a nivel superficial, se pueden dar entre diferentes especies químicas. En la cromatografía de gases, la mezcla, disuelta o no, es transportada por la primera especie química sobre la segunda, que se encuentran inmóvil formando un lecho o camino.Ambos materiales utilizarán las fuerzas de atracción disponibles, el fluido (transportados), para trasladarlos hasta el final del camino y el compuesto inmóvil para que se queden adheridos a su superficie.

                              

 

10. CENTRIFUGACIÓN

Es un procedimiento que se utiliza cuando se quiere acelerar la sedimentación. Se coloca la mezcla dentro de una centrifuga, la cual tiene unmovimiento de rotación constante y rapido, lográndose que las partículas de mayor densidad, se vayan al fondo y las más livianas queden en la parte superior.

ESTRUCTURA ATÓMICA

Desde la antigüedad la humanidad estuvo intesada en saber como estaba formada la materia. Las primeras teorías fueron formuladas por los filósofos griegos como Demócrito o Aristóteles.

Hasta comienzos del siglo XIX y utilizando el método científico no se empezó a estudiar de forma sistemática la estructura de la materia.

Científicos como Dalton, Thomson y Rutherford fueron dando forma a la idea del átomo, hasta llegar a la actualidad.

En el siguiente vídeo se pueden seguir de forma muy sencilla las diferentes teorías atómicas que fueron surgiendo a medida que se hacían experimentos y se mejoraban los instrumentos de trabajo.

martes, 28 de marzo de 2017