MATERIA Y ENERGA MATERIA

La materia es todo aquello que nos rodea, ocupa un lugar en el espacio y tiene masa,

PROPIEDADES DE LA MATERIA

Todo lo que nos rodea y que sabemos como es se le llama materia. Aquello que existe pero no sabemos como es se le llama no-materia o antimateria. Al observar la materia nos damos cuenta que existen muchas clases de ella porque la materia tiene propiedades generales y propiedades particulares.

Propiedades generales

Las propiedades generales son aquellas que presentan caractersticas iguales para todo tipo de materia. Dentro de las propiedades generales tenemos: Masa = Es la cantidad de materia que posee un cuerpo. Es la fuerza de atraccin llamada gravedad que ejerce la tierra sobre la materia para llevarla hacia su centro. Es la propiedad que tienen los cuerpos de ocupar un lugar determinado en el espacio.

Peso =

Extensin =

Es la propiedad que dice que dos cuerpos no ocupan el mismo Impenetrabilid tiempo o el mismo espacio. ad = Es la propiedad que indica que todo cuerpo va a permanecer en Inercia= estado de reposo o movimiento mientras no exista una fuerza externa que cambie dicho estado de reposo o movimiento. Es la propiedad que dice que como la materia esta constituida Porosidad = por molculas entre ellas hay un espacio que se llama poro. Es la propiedad que indica que cuando a un cuerpo se le aplica una fuerza esta se deforma y que al dejar de aplicar dicha fuerza el Elasticidad = cuerpo recupera su forma original; lgicamente sin pasar l limite de elasticidad. "limite de influenza " Esta propiedad demuestra que Divisibilidad = toda la materia se puede dividir.

Propiedades Especificas

Todas las sustancias al formarse como materia presentan unas

propiedades que las distinguen de otras y esas propiedades reciben el nombre de especificas y dichas propiedades reciben el nombre de color, olor, sabor, estado de agregacin, densidad, punto de ebullicin, solubilidad, etc. El color, olor y sabor demuestra que toda la materia tiene diferentes colores, sabores u olores. El estado de de agregacin indica que la materia se puede presentar en estado slido, liquido o gaseoso. La densidad es la que indica que las sustancias tienen diferentes pesos y que por eso no se pueden unir fcilmente .

CLASIFICACIN DE LA MATERIA

Materia heterogn eo

Es una mezcla de sustancias en ms de una fase o que son fsicamente distinguibles.

EJEMPLO: mezcla de agua y aceite.

Material homogne o:

Constituido por una sola sustancia o por varias que se encuentran en una sola fase Es un material homogneo constituido por ms de una sustancia. Son transparentes, estables y no producen precipitaciones. Una caracterstica muy importante es la composicin, la cual es igual en todas sus partes. Sin embargo, con los mismos componentes es posible preparar muchas otras soluciones con solo variar la proporcin de aquellos Es un material homogneo cuya composicin qumica es invariable. Sustancia conformada por una sola clase de tomos

EJEMPLO: mezcla de sal y agua.

Solucin:

EJEMPLO: las gaseosas.

Sustancia pura:

EJEMPLO: alcohol (etanol) EJEMPLO: nitrgeno gaseoso (N2), la plata (Ag) EJEMPLO: dixido de carbono (CO2)

Elemento:

Compuest o:

Sustancia conformada por varias clases de tomos

CAMBIOS DE LA MATERIA Cambio fsico: Cambio que sufre la materia en su estado, volumen o forma sin alterar su composicin. EJEMPLO: en la fusin del hielo, el agua pasa de estado slido a lquido, pero su

composici n permanece inalterada. EJEMPLO: en la combustin de una hoja de papel, se genera CO, CO2 y H2O a partir de celulosa, cambiando la composici n de la sustancia inicial.

Cambio qumico:

Cambio en la naturaleza de la materia, variacin en su composicin

Cambios de estado:

El estado en que se encuentre un material depende de las condiciones de presin y temperatura, modificando una de stas variables o ambas, se puede pasar la materia de un estado a otro.

Slido, liquido, gaseoso o plasma

CAMBIOS

DE

ESTADO

CARACTERSTICAS DE LOS DIFERENTES ESTADOS DE LA MATERIASLIDOS COMPRESIBILIDAD LQUIDOS GASES

No se pueden comprimir No se adaptan al volumen del recipiente Vibracin No se expanden

No se pueden comprimir Se adaptan al volumen del recipiente Vibracin, rotacin No se expanden

S pueden comprimirse Se adaptan al volumen del recipiente Vibracin, rotacin, traslacin S se expanden

VOLUMEN GRADOS DE LIBERTAD EXPANSIBILIDAD

REPRESENTACIN DE LOS COMPUESTOS

Smbolo : es la letra o letras que se emplean para representar elementos qumicos. EJEMPLO: Al (aluminio)

Molcula : se forman por enlaces qumicos de dos o ms tomos y siempre en proporciones definidas y constantes. Son la estructura fundamental de un compuesto. Frmula: Frmula emprica o mnima Frmula de Lewis o electrnica :

Frmula qumica

Frmula molecular

Frmula estructur al :

Es la representac in de un compuesto e indica la clase y la cantidad de tomos que forman una molcula. Est constituido por el smbolo de cada elemento presente en la sustancia, seguido por un subndice que ndica el nmero relativo de tomos. EJEMPLO: Fe2O3

Informa sobre el tipo de tomos que forman la molcula y la relacin mnima en la cual estos se combinan .

Expresa la composicin real de un compuesto, indicando el nmero de tomos de cada especie que forma la molcula. La frmula molecular es un mltiplo de la emprica.

Muestra el ordenamie nto geomtrico o posicin que ocupa cada tomo dentro de la molcula.

Representa la molcula incluyendo todos los electrones de valencia de los tomos constituyent es, estn o no comprometid os en enlaces.

EJEMPLO : La

EJEMPLO:

EJEMPLO:

EJEMPLO:

frmula mnima del etano (C2H6) es CH3

UNIDADES QUMICAS: Es el nmero de partculas igual al nmero de Avogadro 6.023 x 1023 partculas Es el peso de una mol de tomos de un elemento. EJEMPLO: En un mol de Fe (hierro) hay 6.023 x 1023 tomos de hierro y estos pesan en total 55.8 g 1MOL = 6.023 x 1023 = peso atmico del elemento Unidades de Masa Atmica u.m.a

Mol: Nmero de Avogadro Peso Atmico:

La unidad de masa atmica uma es en realidad una unidad de peso y se define exactamente como 1/2 de la masa del tomo de 12C. Su tamao extremadamente pequeo es cmodo para la descripcin del peso de los tomos. Por ejemplo, el peso real de un tomo de hidrogeno es 1.67 x 10-24 g 0 1.008 uma. Como todos los pesos atmicos se basan en el mismo patrn, todos ellos pueden utilizarse para comparar los pesos de dos tomos cualesquiera. As , el peso atmico

del azufre, 32.06 uma, indica que:

El cobre tiene un peso atmico de 63.54 uma. Por consiguiente,

en consecuencia:

Es el peso de una mol de molculas de un compuesto. Se obtiene sumando el peso atmico de todos los tomos que forman la molcula. 1 MOL = 6.023 x 1023 molculas = peso molecular (peso frmula) Peso Molecular: EJEMPLO: En un mol de H2SO4 (cido sulfrico) hay 6.023 x 1023 molculas de cido y estas pesan 98 g. Este resultado se obtiene teniendo en cuenta el nmero de tomos y sus pesos atmicos, as:: hidrgeno 2 x 1 = 2 azufre 1 x 32 = 32 oxgeno 4 x 16 = 64

Relacin entre mol, peso molecular y nmero de partculas:

DETERMINACIN DE FORMULAS EMPRICAS Y MOLECULARES

EJEMPLO: Determine la Frmula Emprica y la Frmula Molecular de un compuesto que contiene 40.0 % de C, 6.67 % de H y 53.3 % de O y tiene un peso molecular de 180.2 g/mol . PARA DETERMINAR LA FORMULA EMPRICA: Cuando los datos se expresan como porcentaje, se pueden considerar 100 gramos del compuesto para realizar los clculos. Los pesos atmicos son:

C = 12.0,

O = 16.0 y

H = 1.0

El primer paso para el clculo es determinar el nmero de moles de cada elemento.

# moles de C = 40/12.0 = 3.33 # moles de O = 53.3/16.0 = 3.33 # moles de H = 6.67/1.0 = 6.67El siguiente paso consiste en dividir cada valor entre el valor ms pequeo.

C = 3.33/3.33 = 1 O = 3.33/3.33 = 1 H = 6.67/3.33 = 2

Puede apreciarse que los valores obtenidos son los nmeros enteros ms pequeos y la frmula emprica ser: C1H2O1 o bien, CH2O. PARA DETERMINAR LA FORMULA MOLECULAR: Para obtener la Frmula Molecular, calculemos el peso de la Frmula emprica:

C = (12.0)x(1) = 12.0 H = (1.0)x(2) = 2.0 O = (16.0)x(1) = 16.0 Suma = 30.0

Ahora se divide el Peso Molecular entre el Peso de la Frmula Emprica

180/30 = 6La Frmula Molecular ser igual a 6 veces la Frmula emprica:

C6H12O6En los casos en que una frmula emprica d una fraccin, como por ejemplo: PO2.5 habr que multiplicar por un nmero entero que nos proporcione la relacin buscada, por ejemplo 2 : P2O5 EJEMPLO:

Calcule el Peso Frmula del BaCl2 (Cloruro de Bario).

Primero deben consultarse los Pesos Atmicos del Bario y del Cloro. Estos son: Peso Atmico A.) del Bario Peso Atmico A.) del Cloro Peso Frmula BaCl2 Peso Frmula (P. (P. del del

= 137.3 g/mol = 35.5 g/mol (1) x (P. A. del Bario) + (2) x (P. A. del Cloro) = (1) x (137.3) + (2) x (35.5) = =

BaCl2 EJEMPLO:

137.3 + 71 = 208.3

Cuntos moles de Aluminio hay en 125 gramos de Aluminio?

Primero se consulta el Peso Atmico del Aluminio, el cual es 27 g/mol. En seguida hacemos el planteamiento:

27 gramos de Al ------ 1 Mol de Aluminio 125 gramos de Al ----- ? Moles de Aluminio = 49.25 Moles de AluminioTambin es posible determinar al composicin porcentual utilizando factores de conversin; EJEMPLO:

Un hidrocarburo contiene 85.63% de carbono y 14.37% de hidrogeno. Deducir su formula emprica.

La solucin del problema cuando se aplica a 100 g del compuesto es como sigue :

Peso del C= 85.63 g

peso del H = 14.37 g

La formula emprica es CH2. La formula molecular puede ser CH2, C2H4, C3H6, etc, puesto que cualquiera de estas formulas tienen una composicin porcentual igual a la de CH2. EJEMPLO:

Un compuesto contiene 63.53% de hierro y 36.47 % de azufre . Deducir su formula emprica.( Para facilidad de los clculos tmese por pesos atmicos Fe= 55.8 y S=32.1)

La frmula emprica expresa solamente el nmero relativo de los tomos de cada elemento y todo lo que se dice acerca de los nmeros relativos de los tomos de cada elemento se pude aplicar a los numero relativos de moles de tomos. Por tanto el calculo del numero relativo de moles de hierro y de azufre conducir a la formula emprica. La solucin, cuando se aplica a 100 g del compuesto, es como sigue:

La formula emprica del sulfuro es EJEMPLO:

FeS

Deducir la frmula emprica de un compuesto formado por 9.6 x 1023 tomos de carbono, 2.888 x 1024 tomos de hidrogeno y 4.816 x 1023 tomos de oxgeno.

La manera ms conveniente de resolver el problema es conocer el nmero relativo de tomos ; para lograrlo, dividimos por el nmero menor, es decir, 4.816 x 1023

Por cada tomo de O, tenemos de 2 de C y 6 de H. As, frmula emprica es C2H6O

ESTRUCTURAS DE LEWIS Y FRMULA ESTRUCTURAL

EJEMPLO:

Escribir la frmula de lewis para a) Be, b) O, c) F, d) Li

Si representamos con puntos los electrones de valencia ( los que participan en el enlace qumico) tenemos:

a)

b) c) d)

Dos electrones s, puesto que su configuracin electrnica 1s2 2s2 indica que haya dos electrones en el nivel de valencia. Dos electrones s y cuatro electrones p, de acuerdo con su configuracin electrnica 1s2 2s2 2p4; en total, 6 electrones de valencia. Dos electrones s y cinco electrones p ( configuracin electrnica 1s2 2s2 2p4) Un electrn s ( configuracin electrnica 1s2 2s1).

EJEMPLO:

De acuerdo con la regla del octeto , escribir las formulas electrnicas y estructurales de a) HF, b) CH4 , c) H2S.

Se acostumbra usar una lnea para representar un par compartido de electrones entre dos tomos.

( frmula electrnica o de Lewis) a)

( frmula estructural)

b)

c)

ENERGALa Energa es la capacidad para realizar un trabajo. Se presenta en diferentes formas: potencial, cintica, elctrica, calrica, lumnica, nuclear y qumica.

EQUIVALENCIAS DE LAS UNIDADES DE ENERGA

4.184 = joules 1 1000 = = kilocalora caloras 1 joule = 1 newton x 1 calora =(unidad de fuerza)

4.184 J 1kcal 1 metro

(unidad de longitud)

(1 1 1 1 newton = x x segundo) kilogramo metro -2 1 joule 1 (1 1 = x metro x segundo) kilogramo 2 -2

1JCalora =

=

1 kg m2 s-2

Es la cantidad de calor necesaria para elevar en 1 C un gramo de agua. Es una forma de energa que fluye entre cuerpos debido a una diferencia de temperatura. El calor fluye de un cuerpo caliente a uno fro, hasta que los dos alcanzan igual temperatura.

Calor =

Es la cantidad de calor que se requiere para elevar la Calor temperatura de un gramo de una sustancia en un grado especfico centgrado. Ejemplo: Cp del oro: 0.129 J/ g C, lo cual indica = que son necesarios 0.129 J para elevar en 1C la temperatura de 1 g de oro. Es la medida de la cantidad de calor que tiene un cuerpo. La escala Celsius al igual que las escalas Fahrenheit y la escala Kelvin o absoluta sirven para determinar la temperatura de un cuerpo. Guardan la siguiente relacin Temperatu ra = C = 5/9 (F 32 )

K = C + 273 F = 9/5 C + 32

comparacin de los termmetros en las escalas Kelvin, Celsius y Fahrenheit

Punto de ebullicin del agua Punto de congelacin del agua Cero absoluto de TemperaturaKelvin (escala absoluta)

37 3K 27 3K 0K

100C 0C 273C

100 = 180F32F

212F

460F

Celsius (centgrado)

Fahrenheit

LEYES DE CONSERVACIN DE LA MASA Y LA ENERGA

PRIMERA:

(Ley de Lavoisier)

En una reaccin qumica ordinaria la masa de todos los productos es igual a la masa de las sustancias

reaccionantes

SEGUNDA :

(ley de la La energa no se crea ni se Termodinmi destruye , solo se transforma. ca ) La materia y al energa pueden transformarse mutuamente , pero la suma total de la materia y la energa del universo es constante. Anterior: Siguiente:

TERCERA :

( Ley de Einstein )

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Cuestionario - Taller Periodicidad Qca. Nomenclatura Qca.