Materia - Nivelación de Estudios CREA

La Materia
y la energía
Javiera Mujica
Nivelación de estudios
CREA
La materia
 La materia es todo lo que tiene masa y ocupa un lugar en el
espacio.
 La materia es cuantificable
 La cantidad de materia de un cuerpo viene dad por su masa. La
masa representa una medida de inercia o resistencia que opone un
cuerpo a acelerarse cuando se halla sometido a una fuerza. Esta
fuerza puede derivarse del campo gravitatorio terrestre y en este
caso se denomina peso
Composición de la materia
 La materia esta integrada por átomos.
 Un átomo es la menor cantidad de elementos químicos que
tiene existencia propia y puede entrar en combinación. Esta
constituido por un núcleo, en la cual se hallan protones y
neutrones y una corteza y una corteza donde se encuentran
los electro.nes
 Numero atómico: números de protones que existen en el núcleo
del átomo en el núcleo del átomo de un elemento. Si un átomo
pierde o gana uno o más electrones adquiere carga positiva o
negativa, convirtiéndose en un ion.
 Los átomos se combinan formando una molécula. Molécula es la
agrupación de dos o mas átomos unidos mediantes enlaces
químicos.
 Las moléculas de los cuerpos simples están formadas por uno o
mas átomos idénticos. Las moléculas de los compuestos químicos
están formadas al menos de dos átomos de distinta clase.
Elementos, compuestos y mezclas
 Los elementos son la sustancias que están constituidas por
átomos iguales, ósea de la misma naturaleza. Los compuestos
están constituidos por átomos diferentes.
 Las mezclas se obtienen de la combinación de dos o mas
sustancias que pueden ser elementos o compuestos.
 Las mezclas se obtienen de la combinación de dos o más sustancias
que pueden ser elementos o compuestos.
 No se establece enlace químico entre los componentes de la
mezcla.
 Mezcla homogénea: los componentes están distribuidos
uniformemente, la concentración es la misma mezcla
 Mezcla heterogénea: los componentes no están distribuidos
uniformemente en toda la mezcla, es decir, hay más de una fase;
cada una mantiene sus características.
Propiedades de la materia
 Propiedades físicas: dependen da la sustancia misma. Por
ejemplo; el olor ,el color ,etc.
 Propiedades químicas: dependen del comportamiento de la
materia frente a otras sustancias. Por ejemplo; la oxidación
de un clavo (esta constituido de hierro).
 Las propiedades físicas pueden clasificarse:
 Propiedades físicas extensivas: dependen de la cantidad de materia
presente. Corresponde a la masa, el volumen, la longitud.
 Propiedades físicas intensivas: dependen solo del material,
independientemente de la cantidad que se tenga, del volumen,
etc.
Estados físicos de la materia
 Solido: poseen forma propia como consecuencia de su rigidez
y su resistencia a cualquier deformación. Además ocupan un
determinado volumen y se dilata al aumentar la temperatura.
 Esa rigidez se debe a que las unidades estructurales de los
sólidos, los átomos, las moléculas y iones, no pueden
moverse libremente en forma caótica.
 Líquidos: se caracterizan por tener un volumen propio,
adaptarse a la forma de la vasija en que están contenidos, poder
fluir, ser muy poco comprensibles y poder pasar al estado de
vapor a cualquier temperatura. Son muy poco comprensibles
bajo la presión. La distancia media entre las moléculas es muy
pequeña.
 Los gases: se caracterizan porque llenan completamente el
espacio en el que están encerrados. Son fácilmente
comprensibles y capaces de expandirse infinitamente.
 Los cuerpos pueden cambiar de estado al variar la presión y la
temperatura.
Los estados de la
materia dependen de
factores de ambiente
como presión y
temperatura
Estados de la materia en relación con los cambios de la
temperatura del ambiente
Los diferentes estados de la
materia se caracterizan por la
energía cinéticas de las
moléculas y los espacios
existentes entre estas
Materia viva e inerte
 La tierra alberga a muchos seres vivos, como las plantas y
animales. Una mariposa parece algo muy distinto a una
piedra; sin embargo, ambas están compuestas de átomos,
aunque éstos se combinan de manera diferente en uno y en
otro caso. La mayor parte de la materia es inanimada; es
decir, no crece, ni se reproduce, ni se mueve por si misma
Cambios de la materia
 Cambios físicos: son los que no hay ninguna alteración o
cambio en la composición de la sustancia.
 En general los cambios físicos son reversibles, es decir, se puede
volver a obtener la sustancia en su forma inicial.
 Cambios químicos: son las transformaciones que experimentan
una sustancia cuando una estructura y composición varían, dando
lugar a la formación de una o mas sustancias nuevas. La sustancia
se transforma en otra u otras sustancias diferentes a la original.
 El origen de una nueva sustancia significa que ha ocurrido un
reordenamiento de los electrones dentro de los átomos y se han
creando nuevos enlaces químicos. Estos enlaces químicos
determinaran las propiedades de la sustancias diferentes a la
original.
 La mayoría de los cambios químicos son irreversibles
El cambio químico de la materia se
caracteriza por la existencia de
reacciones químicas, en cambio s en la
composición de la materia y la
formación de nuevas sustancias
Cambios de estados físicos
 La materia cambia de estado físico según se le aplique calor o
se le aplique frio.
 Cuando se le aplica calor se habla de cambios de estado
progresivos de la materia. Cuando los cuerpos se enfrían se
habla de cambios de estado regresivo.
Cambios de estado progresivo
 Sublimación progresiva: es la transformación directa, sin




pasar por otro estado intermedio , de una materia en estado
sólido a estado gaseoso al aplicar calor
Ejemplo
Hielo (agua en estado solido) + temperatura = vapor (agua
en estado gaseoso
Fusión: es la transformación de un sólido en líquido al
aplicarle calor.
es importante hacer la diferencia con el punto de fusión, que
es la temperatura a la cual ocurre la fusión. Esta temperatura
es específica para cada sustancia que se funde.
 Ejemplos:
 Cobre sólido+ temperatura= cobre líquido
 Cubo de hielo (sólido)+ temperatura = agua (líquido)
 Evaporación: es la transformación de las partículas de superficie




de un liquido, en gas, por la acción del calor.
Este cambio ocurre en forma normal, a temperatura ambiente,
en algunas sustancias liquidas como agua, alcohol y otras
Ejemplo:
Cuanto te lavas las manos y la pones bajo la máquina que tira
aire caliente, éstas se secan.
Sin embargo si aplicamos mayor temperatura la evaporación se
transforma en ebullición.
 Ebullición: es la transformación del líquido en gas por acción del
calor aplicado.
 En este caso también hay una temperatura especial para cada
sustancia a la cual se produce la ebullición.
 Ejemplo:
 El agua tiene su punto de ebullición al los 100º C, el alcohol a los
78º C. (en término hervir es una forma común de referirse a la
ebullición).
Cambios de estado regresivo
 Sublimación regresiva: es el cambio de estado que ocurre
cuando una sustancia gaseosa se vuelve sólida sin pasar de
estado liquido
 Solidificación: es el paso de una sustancia desde el estado
liquido al solido.
 Este cambio lo podemos verificar al poner en el congelados
un vaso con agua, o los típicos cubitos de hielo.
 Condensación: es el cambio de estado de una sustancia en estado




gaseoso a estado líquido.
Ejemplo:
el vapor de agua al chocar con una superficie fría, se transforma
en liquido
En invierno los vidrios de las micros se empañan y luego le corren
“gotitas”; es vapor de agua que se condensa
En el baño de la casa cuando nos duchamos con agua muy caliente
y se empaña el espejo, luego le corren las “gotitas” de agua.
Cambios de volumen
 Los cambios de volumen se refieren a los cambios que sufre





la materia en relación al espacio que ocupa. Por ejemplo, un
cuerpo, aumenta su volumen si aumenta el espacio que ocupa
y, por el contrario, si reduce su volumen significa que
disminuye el espacio que ocupa.
Estos son:
Contracción: es la disminución de volumen que sufre un
cuerpo al enfriarse.
Por ejemplo:
Los zapatos quedan más “sueltos” en inviernos.
Al poner un globo inflado en un tiesto con agua fría
disminuye su tamaño.
 Dilatación : es el aumento de volumen que experimentan los
cuerpos al contacto con la temperatura.
 Por ejemplo:
 El mercurio del termómetro se dilata con facilidad y por eso
es capaz subir por un capilar pequeño e indicar el alza de la
temperatura.
 Este fenómeno no afecta sólo a los líquidos o sólidos también
a los gases. Al recibir un aumento de calor, las partículas se
separan entre sí, permitiendo que el gas se torne más liviano
y se eleve. Ejemplo de esto es lo que hace posible que los
“globos aerostáticos” se puedan elevar y desplazar.
Cambios químicos de la materia
 Es aquél que, al ocurrir, tiene como resultado una
transformación de materia. En otras palabras, cuando no se
conserva la sustancia original.
 Ejemplos:
 Cuando quemamos un papel, cuando respiramos y en
cualquier reacción química. En todos los casos, encontraremos
quelas sustancias originales han cambiado, puesto que en estos
fenómenos es imposible conservarlas.
 Para entender la diferencia entre fenómeno físico y fenómeno
químico veremos lo que ocurre en un proceso natural como la
fotosíntesis.
Durante el proceso de
fotosíntesis
Fenómeno
La hoja toma CO2 de aire (también llega el
H2O tomada del suelo por la raíz)
Físico
El agua se transforman en Hidrogeno y
Oxígeno
Químico
El Oxígeno se desprende de la planta y
vuelve a la atmosfera.
Físico
El Hidrogeno reacciona con el Dióxido de
Carbono para formar Almidón
Químico
Reacciones químicas
 Por experiencia, sabemos que un trozo de hierro se oxidará si
lo dejamos a la intemperie.
 Lo que ocurre es una reacción química en la cual el hierro
se combina con el oxígeno presente en el aire para formar
una sustancia distinta a las originales, un óxido de hierro.
 El origen de una nueva sustancia, como el óxido de hierro en
nuestro ejemplo, significa que ha ocurrido un
reordenamiento de los electrones dentro los electrones de los
átomos, y se han creado nuevos enlaces químicos. Estos
enlaces químicos determinarán las propiedades de la nueva
sustancia.
 La mayoria de los cambíos químicos
La energía
 El movimiento de los constituyentes de la materia, los cambios
químicos y físicos y la formación de nuevas sustancias y la
formación de nuevas sustancias se originan gracias a cambios en
la energía del sistema.
 La energía es la capacidad para realizar un trabajo o transferir
calor.
 Energía potencial: es la que posee una sustancia debido a su
posición espacial o composición química.
 Energía cinética: es la que posee una sustancia debido a su
movimiento.
 Energía mecánica: es la que se emplea para mover otro cuerpo.
 Energía calórica: es la que se transmite entre dos cuerpos que
se encuentran a diferente temperatura
 El calor: es la energía de transito; que se hace evidente cuando un
cuerpo cede el calor a otro para igualar la temperatura de ambos.
 Energía eléctrica: es la que se produce por el movimiento de
electrones a través de un conductor.
 Energía química: es la que generan los alimentos y
combustibles , o , más exactamente, la contenida en las moléculas
químicas y que se desarrollan en una ración química. Conocemos
el resultado del alimento en nuestro cuerpo: desarrollamos
energía para realizar diferentes trabajos