Propiedades de la Materia y Reacciones Químicas Fundamentales

Clasificación de la Materia

  • Materia: Todo aquello que posee una masa y ocupa un espacio.
  • Sistemas homogéneos: No se aprecian sus componentes.
  • Sistemas heterogéneos: Se aprecian sus componentes.
  • Sustancias puras: Un solo componente.
  • Disoluciones: Más de un componente.
  • Compuestos: Poseen más de un elemento.
  • Sustancias simples: Formadas por un solo elemento.

Enlace Covalente (Moléculas)

La unión por compartición de electrones se denomina enlace covalente. Consiste en la unión de dos no metales compartiendo electrones.

La unión se realiza a través de los electrones de la órbita más externa de los átomos que se van a enlazar. Estos electrones se comparten entre los átomos con el fin de conseguir tener todos 8 electrones en esa órbita.

La tendencia que poseen todos los átomos a rodearse de ocho electrones se denomina regla del octeto (con excepción del hidrógeno, que solo requiere dos electrones).

Leyes y Cálculos Químicos

La masa molecular de un compuesto químico se determina sumando las masas atómicas de todos los átomos que aparecen en su fórmula.

La ley de conservación de la masa afirma que en toda reacción química la masa se conserva; es decir, la masa de los reactivos es igual a la masa de los productos.

Estructura de la Materia: Cristal y Amorfo

Definiciones

  • Cristal: Forma de materia cuyas partículas presentan una estructura interna ordenada en diferentes direcciones del espacio, como el diamante.
  • Amorfo: Forma de materia cuya estructura interna no se encuentra ordenada, como el vidrio o el plástico.

Tipos de Cristales

1. Cristal Iónico

  • Composición: Elemento metálico + elemento no metálico.
  • Enlace iónico: El metal cede los electrones de la órbita más externa al no metal que los acepta. Ambos quedan con 8 electrones.
  • Temperatura de fusión: Media-alta.
  • Solubilidad en agua: Sí.
  • Conductividad: Fundido o disuelto en agua.
  • Ejemplos: NaCl (sal común).

2. Cristal Metálico

  • Composición: Átomos del elemento metálico unidos entre sí.
  • Enlace metálico: El metal cede los electrones a una nube de electrones, quedándose todos los átomos con 8 electrones internos.
  • Temperatura de fusión: Alta-muy alta.
  • Solubilidad en agua: No.
  • Conductividad: Sí (valores muy elevados).
  • Ejemplos: Fe (hierro).

3. Cristal Covalente

  • Composición: Átomos de elementos no metálicos unidos entre sí.
  • Enlace covalente: Los diferentes no metales comparten sus electrones hasta llegar todos a rodearse de ocho electrones.
  • Temperatura de fusión: Muy alta.
  • Solubilidad en agua: No.
  • Conductividad: Muy variable.
  • Ejemplos: SiO2 (cuarzo) o diamante.

Reacciones Químicas

Se denomina reacción química al proceso por el que unos compuestos se reestructuran e intercambian átomos, rompen y forman nuevos enlaces para producir nuevos compuestos.

Clasificación Energética

  • Exotérmicas: Reacciones que desprenden energía en forma de luz o calor.
  • Endotérmicas: Reacciones que absorben energía. En ellas se observa un enfriamiento del recipiente.

Pasos para resolver problemas de la Ley de Conservación de la Masa

  1. Escribe y ajusta la reacción química.
  2. Determina la masa molecular de los compuestos.
  3. Calcula la masa molecular total de la reacción química.
  4. Halla el valor de la incógnita X.

Velocidad de una Reacción Química

La cinética química es la parte de la química que estudia la velocidad a la que ocurren las reacciones químicas. También trata de encontrar la forma de modificar dicha velocidad, acelerándola o frenándola.

  • Cinética lenta: Reacciones que ocurren con bastante lentitud, como el amarilleo de las hojas de los libros o el endurecimiento del caucho de las zapatillas.
  • Cinética rápida: Reacción casi instantánea, como la explosión de un petardo.

Factores que afectan a la velocidad

  • Naturaleza de los reactivos: Dependiendo de la composición de las sustancias, pueden reaccionar a diferente velocidad o no reaccionar. Por ejemplo: el hierro se oxida, el oro no.
  • Superficie de los reactivos: Cuanto más pequeñas sean las partículas de un sólido, mayor superficie y mayor su reactividad. Ejemplo: en los fuegos artificiales, la pólvora al mezclarse con metales en polvo es más rápida.
  • Concentración de los reactivos: Al aumentar la concentración de los reactivos, la velocidad de la reacción se incrementa. Ejemplo: la materia orgánica es estable en aire pero arde en oxígeno puro.
  • Temperatura del sistema: Generalmente, cuanto mayor es la temperatura, más rápida es la reacción. El frío ralentiza la descomposición, por eso los alimentos se conservan mejor en la nevera.
  • Catalizador: Sustancias que, por el simple hecho de estar presentes, modifican la velocidad de reacción. Se clasifican en:
    • Positivas: Aumentan la velocidad de reacción (ejemplo: algunas enzimas aceleran los procesos biológicos).
    • Negativas o inhibidoras: Disminuyen la velocidad (ejemplo: conservantes alimenticios, que reducen la velocidad de descomposición).

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