Conceptos básicos de Química: Materia y Sistemas

Materia: Constituyente de los cuerpos que ocupa un lugar en el espacio

Cuerpo: Ente material que ocupa un lugar en el espacio. Dos o más cuerpos, o porciones de cuerpos que aislamos del universo, constituyen un sistema.

Tipos de sistemas

Abierto: Intercambia materia y energía con el ambiente

Cerrado: Es el que puede intercambiar energía pero no materia con el exterior

Aislado: Aquel que no intercambia ni materia ni energía con su entorno, es decir se encuentra en equilibrio termodinámico

Fenómenos

Fenómenos: Son todos los cambios que se producen en el universo que nos rodea y en nosotros mismos

Fenómenos físicos: Modifican las propiedades de las sustancias sin modificar su estructura íntima, en forma temporal y reversible.

Fenómenos químicos: Modifican la estructura íntima de la sustancia, en forma permanente e irreversible

Sistemas materiales

Sistemas materiales: Componentes de un sistema sustancias

  • Simple: Formada por átomos de la misma clase
  • Compuestas: Formada por átomos de distinta clase

Si son más de un tipo de sustancias entonces es una mezcla

Propiedades de las mezclas

  • Las propiedades que dependen de la cantidad o masa de materia del sistema son extensivas
  • Las propiedades intensivas no dependen de la masa sino del tipo de materia

Mezclas pueden ser:

Homogéneas: Propiedades físicas y químicas intensivas idénticas en todas sus partes. Cuando todos los elementos que forman una agrupación son iguales

Heterogéneas: Partes no identificadas y con superficies de separación. Agrupación de elementos desiguales, se pueden diferenciar. En química aquel material en el que se pueden diferenciar las fases o partes que la componen como las disoluciones

Elementos químicos

Elementos:

  • Metales: Se denomina metales a los elementos químicos caracterizados por ser buenos conductores de calor y electricidad
  • No metales: Se denomina no metales, a los elementos químicos opuestos a los metales pues sus características son totalmente diferentes

Elementos químicos: Constituyentes comunes a una sustancia simple ya todas las sustancias compuestas que por descomposición pueden originar dicha sustancia simple.

  • Es el material formado por átomos que tienen el mismo número atómico
  • Número atómico: Es la cantidad de protones que posee en el núcleo dicho elemento

Protones(+)=Electrones(-): Número atómico o Z

  • La suma de protones y neutrones es el número de masa

Átomo: Es la partícula más pequeña de un elemento o la menor porción de materia que puede intervenir en una reacción química

Molécula: Es la partícula más pequeña de una sustancia simple o compuesta en estado libre o bien es un conjunto neutro de átomos que se comportan como una unidad.

Mol: Es la cantidad de materia correspondiente a un número de Avogadro de partículas

Masas atómicas relativas: Cuando mayor es la masa de un átomo del elemento respecto de la masa de un átomo de H o bien respecto de la unidad de masa atómica o de referencia

Masas moleculares relativas: Cuantas veces mayor es la masa de una molécula una sustancia respecto de la masa de un átomo de H o bien de la U.M.A se determina sumando las M.A.R de los elementos cuyos átomos constituyen una molécula de dicha sust

Estados de agregación de la materia

Estado sólido

  • Forma y volumen
  • Fuerzas de cohesión
  • Partículas ordenadas
  • No comestible
  • Resisten la fragmentación

Estado líquido

  • Volumen propio
  • Forma de recipiente
  • Fluyen, no se comprimen
  • Menor cohesión

Estado gaseoso

  • No tienen forma propia (recipiente) ni volumen propio
  • Se expanden libremente
  • Ejercen presión
  • Se pueden comprimir

Fusión: De sólido a líquido por calor

Solidificación: De líquido a sólido por descenso de temperatura

Vaporización: Evaporación-ebullición

Liquefacción: Del gas al líquido, por frío y presión

Condensación: De vapor a líquido por frío o presión

Sublimación: Pasaje del sólido a gas (volatización) y nuevamente a sólido

Suspensiones finas y groseras

Dispersión coloidas: Con una fase dispersa de partículas (micelas) y un medio de dispersión

Sol: El medio es un líquido o un gas

Emulsión: La fase dispersa es un líquido

Espuma: Burbujas en un líquido

Gel: El solvente queda atrapado en una red

Métodos de separación y fraccionamiento de fases

Filtración: Se separa una fase sólida de una líquida

Decantación: Para separar dos fases líquidas de un sistema heterogéneo por densidad

Centrifugación: Para separar fases líquidas o sólidas y líquidas de un sistema heterogéneo

Cristalización: Por enfriamiento de un sistema homogéneo se separan soluto de solución

Destilación: Separación de una mezcla líquida por vaporización parcial, la fracción vaporizada se condensa y se recupera como líquido

Solvente: Componente en mayor proporción

Soluto: Componente disuelto en el solvente

Fuerzas intermoleculares: Son fuerzas débiles que actúan entre las moléculas y son responsables de la cohesión de los sólidos

  1. Dipolos transitorios, incluidos o fuerzas de London: Polarizaciones transitorias y fluctuaciones
  2. Dipolo-dipolo o Van der Waals: Entre moléculas polares, atracción entre iones + y –
  3. Puente de H: Atracción entre un átomo de H unido covalentemente a un átomo muy electronegativo, y un segundo átomo muy electronegativo de otra molécula

Termodinámica

Termodinámica: Intercambios energéticos

Termoquímica: Absorción o liberación de calor

1° Ley de la Termodinámica: «La energía total de un sistema permanece constante, no se crea ni se destruye, se transforma. La energía del universo es constante

2° Ley de la Termodinámica: «Los sistemas varían de estados de la baja posibilidad-estables, ordenados a estados de alta probabilidad-inestables, desordenadas, espontáneas el universo tiende al desorden»

Energía libre o de Gibbs: Porción de energía disponible para realizar un trabajo (energía útil)

Entalpía: Contenido de calor o calor intercambiado, no se usa para trabajo (activ. física)

Entropía: Energía del desorden del universo

Biocímica

Analiza: Todo lo que ocurre en la célula desde el punto de vista químico

Estudia: Estructura y comportamiento de las moléculas

Conoce: Los mecanicmos químicos normales inherentes a la vida y los mecanismos químicos alterados que producen enfermedades

No simple→ Compleja

No estática→ Dinámica

No al azar→ Ordenada

Agua:

  • Es la sustancia más abundante de los seres vivos
  • Es el disolvente universal
  • Es fuente de O2 molecular
  • Es una sustancia abundante en la Tierra

Solutos                              No electrolitos

     Electrolitos                       No se disocian

    Fuente de NaCl             Forman p de hidrógeno

   Débiles de CH3-COOH          Ej: Glucosa, glicerol

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