QUÍMICA

La química es la ciencia experimental que estudia los fenómenos químicos, entendiéndose por tales,
las modificaciones que sufren los cuerpos en su naturaleza o modo de ser. Se diferencian los
fenómenos químicos de los físicos, pues en estos últimos no hay variación en la materia. Por ejemplo,
la reflexión de la luz es un fenómeno físico, pues la luz no sufre modificaciones, es un fenómeno químico
la oxidación del hierro, que se convierte en óxido de hierro.

La química puede dividirse en

1. Orgánica, cuyo objeto es el estudio de las combinaciones del carbono.

2. Inorgánica, que estudia todas las sustancias que no sean hidrocarburos y sus derivados.

3. Química industrial, que transforma la materia por métodos químicos para convertirla en recursos, o
sea sustancias que el hombre valora en su vida cotidiana.

4. La Bioquímica es la parte de la química que analiza las reacciones químicas que se producen en los
seres vivos.

La Química tiene una larga historia que se remonta a los pueblos de la antigüedad, como Egipto, China,
India y Grecia. Los cambios de la materia, ocasionados por el uso del fuego, o por el simple hecho de ver
el hierro derretirse o la posibilidad de observar que a partir de la arena podía crearse el vidrio, asombró a
los primeros hombres. Los alquimistas le proporcionaron una aplicación práctica, y los iatroquímicos la
utilizaron para aliviar enfermedades. La química moderna surgió a partir del hallazgo de los gases, sobre
todo el oxígeno. Fue Lavoisier (1743-1794) el que pudo demostrar que el aire estaba compuesto por
oxígeno en un 20 %, y que la combinación de una sustancia combustible con el oxígeno generaba
combustión, liberando calor y originando óxido. Lavoisier es considerado como el iniciador de la
química moderna.

¿Qué es la materia?

Llamamos materia a todo aquello que ocupa un lugar determinado en el universo, posee una cantidad
determinada de energía y está sujeto a interacciones y cambios en el tiempo, que pueden ser medidas.
Desde un punto de vista químico, la materia es el conjunto de los elementos constituyentes de
la realidad perceptible, o sea, lo que constituye las cosas a nuestro alrededor y a nosotros mismos.

La materia se encuentra en todas partes, y en cualquier estado físico. Hay materia en el aire que se
respira así como en un vaso de agua. Todo lo que vemos, sentimos y tocamos, es materia, que es
un elemento fundamental para el desarrollo de la vida en el planeta.
Las características de los materiales que impresionan nuestros sentidos y aquellas que se pueden medir se
conocen como propiedades de la materia, y se pueden clasificar en:

 Propiedades extrínsecas o generales. Son aquellas características que comparte absolutamente

toda la materia, sin distinción de su composición, forma, presentación o elementos
constitutivos. Las propiedades generales no permiten diferenciar una sustancia de otra.Son
aquellas que si dependen de la cantidad de materia en una sustancia. Por ejemplo cuando
hablamos del volumen de un cuerpo veremos que este varía dependiendo si tiene más o menos
masa. Dos litros de agua tendrán más masa que 500 cm3 (medio litro) y por ende más volumen. Si
comparamos dos objetos del mismo grosor pero de distinta longitud como dos lápices sabremos
que el más largo tendrá más masa. Volumen, longitud, masa, peso, etc. constituyen así
propiedades extensivas de la materia.
  Propiedades intrínsecas o específicas. Son aquellas caracterizan a cada una de las sustancias.
Estas propiedades pueden ser físicas (cualidades que posee la materia sin que cambie su
naturaleza, como su punto de ebullición o densidad) o químicas (cualidades en las que hay un
cambio de composición en la materia, como es el caso de la oxidación).En el caso de las
propiedades intensivas, estas no dependen de la cantidad de materia en una sustancia o cuerpo. Por
ejemplo cuando medimos el punto de ebullición del agua, que es de 100°C ante una presión
externa de 1 atmósfera, obtendremos el mismo valor si se trata de un litro de agua o dos o tres o
200 cm3. Lo mismo con el punto de congelación. El agua a 0°C comienza a solidificarse a una
presión externa de una atmósfera, pero será la misma temperatura para un cubito de hielo que se
forme o para una masa mayor. La densidad o peso específico de una sustancia también es un
ejemplo claro de esto. Como sabemos la densidad es la relación entre la masa y el volumen que
ocupa un cuerpo. Si aumenta la masa aumentara también el volumen, por lo tanto el valor de la
densidad se mantendrá constante. Por ejemplo, la densidad del aluminio es de 2,7 grs. /cm3
(gramos por centímetro cúbico). No importa si se trata de 600 gramos de aluminio o de 4
kilogramos. Otras comunes son color, olor o sabor.Existen otras no tan comunes en los cursos
básicos de química o física como índice de refracción, viscosidad, grado de dureza, etc.

Propiedades Químicas

Es cualquier propiedad en que la materia cambia de composición. Cuando se enfrenta una sustancia
química a distintos reactivos o condiciones experimentales puede o no reaccionar con ellos. Las
propiedades químicas se determinan por ensayos químicos y están relacionadas con la reactividad de las
sustancias químicas.
Las principales propiedades químicas de la materia son:

Oxidación: Es todo proceso por el cual un átomo o ión cede electrones.

Reducción: Es todo proceso por el cual un átomo o ión gana electrones.

Combustión: Es todo proceso de oxidación rápida que se produce con desprendimiento de calor y,
algunas veces, luz.

Los Estados De Agregación

El modelo de partículas es muy útil para explicar por qué una sustancia es sólida, líquida o gaseosa a
cierta temperatura y cómo ocurren los cambios de estado.

Las fuerzas de atracción tienden a juntar las partículas, mientras que las fuerzas de repulsión hacen que
estas se alejen entre sí. Estas fuerzas son responsables del estado de agregación de un material y del
movimiento de sus partículas.

• Si las fuerzas de atracción son muy grandes, las partículas se atraerán mucho y su movimiento será muy
acotado; además, ocuparán un espacio reducido.

• Si las fuerzas de atracción son pequeñas, las partículas se rechazarán entre sí y su movimiento será
importante.

Estado de agregación según el modelo de partículas

La energía térmica interviene en el movimiento de las partículas que forman la materia. Cuando se
calienta un cuerpo, aumenta su temperatura y se incrementa el movimiento de las partículas que lo
forman. Así, disminuyen las fuerzas de atracción entre las partículas, que se alejan entre sí. Si el sistema
está en estado sólido, de máximo ordenamiento, el aumento de la temperatura puede provocar el cambio
de estado a líquido. De igual forma, si se le entrega calor a un líquido, puede provocarse que pase al
estado gaseoso. Por el contrario, para que un líquido se transforme en sólido, es necesario extraer
cualquier tipo de energía del sistema.
Estado sólido
Es uno de los cuatro estados de agregación de la materia más conocidos y observables; se caracteriza
porque opone resistencia a cambios de forma y de volumen. Sus partículas se encuentran juntas y
correctamente ordenadas. Las moléculas de un sólido tienen una gran cohesión y adoptan formas bien
definidas.
En otras disciplinas, la física del estado sólido estudia de manera experimental y teórica la
materia condensada, es decir, de líquidos y sólidos que contengan más de 1019 átomos en contacto entre
sí, la mecánica de sólidos deformables estudia propiedades microscópicas desde la perspectiva de
la mecánica de medios continuos e ignora la estructura atómica interna porque para cierto tipo
de problemas esta no es relevante, la ciencia de materiales se ocupa principalmente de propiedades de los
sólidos como estructura y transformaciones de fase, la química del estado sólido se especializa en
la síntesis de nuevos materiales.
Estado gaseoso
Bajo ciertas condiciones de temperatura y presión, sus moléculas interaccionan solo débilmente entre sí,
sin formar enlaces moleculares, adoptando la forma y el volumen del recipiente que las contiene y
tendiendo a separarse, esto es, expandirse, todo lo posible por su alta energía cinética.
Los gases son fluidos altamente compresibles, que experimentan grandes cambios de densidad con la
presión y la temperatura. Las moléculas que constituyen un gas casi no son atraídas unas por otras, por lo
que se mueven en el vacío a gran velocidad y muy separadas unas de otras.
Sus propiedades Las moléculas de un gas se encuentran prácticamente libres, de modo que son capaces de
distribuirse por todo el espacio en el cual son contenidos. Las fuerzas gravitatorias y de atracción entre las
moléculas son despreciables, en comparación con la velocidad a que se mueven sus moléculas, los gases
ocupan completamente el volumen del recipiente que los contiene, los gases no tienen forma definida,
adoptando la de los recipientes que las contiene, pueden comprimirse fácilmente, debido a que existen
enormes espacios vacíos entre unas moléculas y otras.
Estado liquido
Es un estado de agregación de la materia en forma de fluido altamente incompresible lo que significa que
su volumen es, bastante aproximado, en un rango grande de presión. Es el único estado con un volumen
definido, pero no con forma fija. Un líquido está formado por pequeñas partículas vibrantes de la materia,
como los átomos y las moléculas, unidas por enlaces intermoleculares.
Como un gas, un líquido es capaz de fluir y tomar la forma de un recipiente. A diferencia de un gas, un
líquido no se dispersa para llenar cada espacio de un contenedor, y mantiene una densidad bastante
constante. Una característica distintiva del estado líquido es la tensión superficial, dando lugar a
fenómenos humectantes.

Estado plasma
En física y química, se denomina plasma al cuarto estado de agregación de la materia, un estado fluido
similar al estado gaseoso pero en el que determinada proporción de sus partículas están cargadas
eléctricamente y no poseen equilibrio electromagnético, por eso son buenos conductores eléctricos y sus
partículas responden fuertemente a las interacciones electromagnéticas de largo alcance.
Un ejemplo de plasma serían los relámpagos

CAMBIOS DE ESTADO DE LA MATERIA

La materia cambia de un estado a otro por efecto de la temperatura y presión, ya sea aumentando o
disminuyendo la energía calórica. En la naturaleza es frecuente observar que la materia cambia de un
estado a otro. Tal vez el ejemplo más conocido sea el caso del agua, que se puede encontrar en forma
sólida, líquida y gaseosa.
Se reconocen 2 tipos de cambios de estado: Progresivos y Regresivos.

Cambios de estado progresivos

Los cambios de estado progresivos se producen cuando se aplica calor a los cuerpos y son:
Sublimación progresiva, fusión y evaporación.

Sublimación progresiva: Este cambio se produce cuando un cuerpo pasa del estado sólido al gaseoso
directamente. Ejemplo: sublimación del yodo, sublimación de la naftalina.

Fusión: Es el paso de una sustancia, del estado sólido al líquido por la acción del calor. La temperatura a
la que se produce la fusión es característica de cada sustancia. Por ejemplo, la temperatura a la que ocurre
la fusión del hielo es 0º C. La temperatura constante a la que ocurre la fusión se denomina Punto de
Fusión. A esta temperatura existe un equilibrio entre el estado cristalino de alta ordenación y el estado
líquido más desordenado.

Evaporación: Es el paso de una sustancia desde el estado líquido al gaseoso. Este cambio de estado
ocurre normalmente a la temperatura ambiente, y sin necesidad de aplicar calor. Bajo esas condiciones,
sólo las partículas de la superficie del líquido pasarán al estado gaseoso, mientras que aquellas que están
más abajo seguirán en el estado inicial. Sin embargo, si se aplica mayor calor, tanto las partículas de la
superficie como las del interior del líquido podrán pasar al estado gaseoso. El cambio de estado así
producido se llama Ebullición. La temperatura que cada sustancia necesita para alcanzar la ebullición es
característica de cada sustancia y se denomina Punto de Ebullición. Por ejemplo, el punto de ebullición
del H2O a nivel del mar es 100º C.
Observaciones: La temperatura a la que ocurre la fusión o la ebullición de una sustancia es un valor
constante, es independiente de la cantidad de sustancia y no varía aun cuando ésta continúe calentándose.

Cambios de estado regresivos

Los cambios de estado regresivos son aquellos que se producen cuando los cuerpos se enfrían.
Se reconocen 3 tipos: Sublimación regresiva, solidificación y condensación.

Sublimación regresiva: Es el cambio de estado que ocurre cuando una sustancia gaseosa se vuelve
sólida, sin pasar por el estado líquido.

Solidificación: Es el paso de una sustancia desde el estado líquido al sólido. Este proceso ocurre a una
temperatura característica para cada sustancia denominada punto de solidificación y que coincide con su
punto de fusión.

Condensación: Es el cambio de estado que se produce en una sustancia al pasar del estado gaseoso al
estado líquido. La temperatura a la que ocurre esta transformación se llama punto de condensación y
corresponde al punto de ebullición.