Unidad 1 Fundamentos y Conceptos Basicos de Quimica
Unidad 1 Fundamentos y Conceptos Basicos de Quimica
Unidad 1 Fundamentos y Conceptos Basicos de Quimica
QUÍMICA COSMÉTICA
Definición de Química
“La química es una ciencia que estudia la estructura de la materia que constituye el
universo, las transformaciones que ella experimenta y la energía involucrada en esos
cambios”.
Clasificación de la química
químicas.
cadenas carbonadas.
Química orgánica o del carbono: estudia los compuestos que tienen carbono en
Química biológica: estudia los procesos químicos que tiene lugar en los seres
vivos
Definición de materia
“La materia es todo aquello que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio”
La Química se ocupa de estudiar cómo está estructurada la materia y los cambios que se
producen en ella. Conocer la estructura íntima de la materia, poder comprender las
transformaciones que sufre y la cantidad y la clase de energía que se intercambia en
ellas, le permite al hombre hacer un mejor uso de los recursos de la naturaleza y elaborar
productos nuevos, parecidos a los naturales, pero con propiedades más ventajosas
(mayor pureza, mayor durabilidad, menor costo, etc.).
Propiedades de la materia
Existen tres estados fundamentales de la materia: sólido, líquido y gaseoso. Que una
sustancia exista en alguno de estos estados depende de las fuerzas de atracción y
repulsión de las moléculas que forman la materia.
Estado sólido: presentan fuerzas de atracción entre las moléculas mayores que
las de repulsión, tienen volumen definido, forma propia, son muy poco fluidos, es
decir que es difícil hacerlos pasar por orificios pequeños. Las moléculas de los
sólidos cristalinos se hallan en estado de ordenación regular, en cambio los 3
sólidos amorfos no tienen regularidad en su estructura.
Estado plasma: es un gas ionizado. Es decir que los átomos que lo componen
tienen carga. Al igual que el gas, no tiene ni forma, ni volumen propio. Cuando el
gas es calentado los electrones se desprenden del átomo neutro. De esta manera
es un estado parecido al gas pero compuesto por aniones y cationes (iones con
carga negativa y positiva respectivamente), separados entre sí y libres. Por esto es
un excelente conductor. El plasma bajo la influencia de un campo magnético
puede formar estructuras como filamentos, rayos y capas dobles.
Las sustancias pueden pasar de un estado de agregación a otro; para que esto ocurra,
debe haber un intercambio de energía con el medio. Este intercambio, por lo general en
forma de calor, puede darse en dos sentidos; en uno, la sustancia recibe calor del medio,
y en otro, entrega calor al medio.
Definición de sustancia
Las propiedades permiten identificar las distintas sustancias por ello, es fundamental
conocerlas.
Por ejemplo cuando se dice que una sustancia que a temperatura ambiente es un líquido
incoloro, inodoro e insípido, que a una atmósfera de presión exterior hierve a 100oC y
solidifica a 0oC, se sabe que se está haciendo referencia al agua. 6
Existen algunas propiedades que son comunes a varias sustancias y otras, propias de
una determinada sustancia. Por ejemplo: todos los metales se presentan en estado sólido
a temperatura ambiente, a excepción del mercurio.
Algunas propiedades intensivas son poco confiables para identificar sustancias: por
ejemplo: el color, el sabor, el brillo, el olor, el aspecto (límpido, opalescente, turbio) o de
textura (suave, áspera, resbaladiza). Son poco confiables porque no son exclusiva de
cada sustancia. Puede haber dos sustancias que tengan color similar, o brillo, etc.
Pero otras propiedades intensivas resultan muy buenos indicadores para reconocer
sustancias porque son propias de cada una y, además, porque si se las mide bajo iguales
condiciones de presión se obtienen siempre los mismos valores. Por ello se las
denominan constantes físicas.
La densidad
Los puntos de ebullición y de fusión
La viscosidad
La tensión superficial
Las constantes físicas se establecen por medio de mediciones experimentales: si se
determinan en las mismas condiciones, se observa que siempre se obtiene los mismos
valores.
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Permiten identificar y caracterizar sustancias, o determinar la pureza de la muestra; ya
que si se trata de una mezcla, los valores se modifican.Por ejemplo: si se mide la
temperatura del agua cuando está hirviendo, a presión normal, se obtiene el valor de
100oC y este valor permanecerá constante mientras dure la ebullición. Pero si se mide el
punto de ebullición de una mezcla de agua con sal, la temperatura no será de 100oC, será
más elevada por la presencia de sal.
La densidad: Se la define como: “la relación que existe entre la masa de la sustancia y el
volumen que esta ocupa”. La masa es una magnitud independiente de las demás; la
unidad de masa en el Si.Me.L.A. (Sistema Métrico Legal Argentino) es el kilogramo (1kg. =
La tensión superficial: Está relacionada con la cantidad de energía que se requiere para
extender o aumentar la superficie de un líquido.. De este modo, la superficie del líquido se
comporta como si fuera una membrana elástica (como la superficie de un globo inflado); si
se deseara extender la superficie de una gota, habría que hacer un gasto de energía.
Tipos de sustancias
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Ilustración 4: Clasificación de sustancias
Definición de mezclas
Clasificación
Es posible distinguir tres tipos de mezclas: las heterogéneas, las homogéneas y las
inhomogéneas
Ilustración 5: Resumen
El experimento de Rutherford
Este modelo trata de explicar que la mayor parte del espacio que ocupa un átomo está
vacío, ya que su mayor porcentaje son los electrones que giran alrededor del núcleo.
Experiencia:
Bombardeó con rayos alfa (partículas positivas muy pequeñas que se mueven a gran 11
velocidad) una lámina de oro muy delgada, colocando detectores que pudieran informar
hacia donde se dirigían dichas partículas luego de impactar sobre el oro.
Si la mayor parte de las partículas alfa no se desviaba era porque atravesaba la lámina de
oro sin sufrir choques.
Deducción:
Postulados:
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En este modelo se explica como se produce la absorción y emisión de luz por los átomos.
Los electrones se mueven describiendo una órbita alrededor del núcleo como los
planetas alrededor del sol.
A cada órbita le corresponde un valor de energía constante, llamado nivel de
energía.
Si un átomo es excitado por efecto de la luz o el calor, un electrón puede
trasladarse de un nivel de energía a otro, pero nunca puede ubicarse en una
posición intermedia.
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Hoy se sostiene que en un átomo se pueden distinguir dos regiones: un núcleo central y
una región externa al núcleo.
El electrón tiene una masa casi 2000 veces menor que la de los protones y la de los
neutrones.
En cuanto a las cargas: un electrón tienen una carga negativa, un protón tiene una carga
positiva y un neutrón no tiene carga
El núcleo
Esta parte está formada por protones y neutrones (a excepción del átomo de hidrógeno,
que tiene solo un protón).
Los distintos tipos de átomos que se encuentran en la naturaleza se diferencian entre sí,
entre otras cosas, por la cantidad de protones que contienen sus núcleos.
El átomo más pequeño es el de hidrógeno, que tiene un solo protón y, dado que es
neutro, también tiene un solo electrón.
Núcleo atómico compuesto por 2 protones (rojo) y 2 neutrones (en verde) y 2 electrones (amarillo)
Iones: son átomos con carga eléctrica. Se denominan cationes: cuando la carga
es positiva y aniones cuando es negativa.
Ejemplos:
o El catión Magnesio (Mg2+) que ha perdido 2 electrones y queda con 2
cargas positivas.
El Mg neutro tiene 12 protones (número atómico = Z), la misma cantidad de
electrones (12). Así se encuentra en la tabla periódica
En cambio el Mg2+ tiene 12 protones (Z), y dos electrones menos (10)
o El anión CIoruro (Cl-) (que ha ganado 1 electrón quedando con una carga
negativa). Así se encuentra en la tabla periódica
El Cloro neutro tiene 17 protones (Z), la misma cantidad de electrones (17)
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En cambio el Cl- tiene 17 protones (Z), y tiene 1 electrón más (18).
La Tabla Periódica de los Elementos clasifica, ordena y distribuye los distintos elementos
químicos en estado neutro, conforme a sus propiedades.
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De esta manera, la tabla periódica moderna (versión modificada de la del científico
Mendeléyev) está constituida por:
7 Filas o Períodos
32 Columnas o Grupos (18 + 14 de los elementos de transición interna).
A medida que se avanza un casillero, el número atómico (Z) aumenta una unidad, es decir
aumenta el número de protones al ir pasando de un elemento al siguiente en la tabla
periódica.
Los elementos ubicados en una misma columna o grupo, tienen el mismo número de e- en
su último nivel. Ellos son los e- de valencia y son los e- que intervienen en su unión con
otros átomos.
Las columnas permite clasificar los elementos según el grupo en que se encuentra:
Metales: Son elementos químicos que generalmente ceden electrones, los que los
convierte en conductores de calor y electricidad. Tienen brillo y son sólidos a temperatura
ambiente.
Metaloides: Son elementos químicos que tienen propiedades intermedias entre los
metales y los no metales. Estos elementos conducen la electricidad solamente en un
sentido, no permitiendo hacerlo en sentido contrario como ocurre con los metales.
No Metales: Son elementos químicos que tienden a ganar electrones para completar su
última órbita. Por esto son malos conductores de calor y electricidad. No poseen brillo y
en estado sólido son frágiles.
Gases Nobles: Son elementos químicos inertes, es decir, no reaccionan frente a otros
elementos, pues todos sus orbitales alojan el número máximo de electrones.
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Radio atómico: es la mitad de la distancia que separa a los núcleos atómicos cuando dos
átomos se encuentran unidos.
En la tabla periódica de los elementos el radio atómico aumenta de arriba hacia abajo y
de derecha a izquierda.
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Ilustración 11: Variación del Radio Atómico en la Tabla Periódica