QUÍMICA

Química es la ciencia que estudia tanto la composición, estructura y propiedades de la materia como los cambios que ésta experimenta durante las reacciones químicas y su relación con la energía. Es definida, en tanto, por Linus Pauling, como la ciencia que estudia las sustancias, su estructura (tipos y formas de acomodo de los átomos), sus propiedades y las reacciones que las transforman en otras sustancias.

I. DEFINICIÓN:

La definición de química ha cambiado a través del tiempo a medida que nuevos descubrimientos se han añadido a la funcionalidad de esta ciencia. El término «química», a vista del reconocido científico Robert Boyle, en 1661, se trataba del área que estudiaba los principios de los cuerpos mezclados.En 1663, química se definía como un arte científico por el cual se aprende a disolver cuerpos, obtener de ellos las diferentes substancias de su composición, y como unirlos después para alcanzar un nivel mayor de perfección. Esto según el químico Christopher Glaser.La definición de 1730 para la palabra química, usada por Georg Ernst Stahl, era el arte de entender el funcionamiento de las mezclas, compuestos, o cuerpos hasta sus principios básicos; y luego volver a componer esos cuerpos a partir de esos mismos principios.En 1837, Jean-Baptiste Dumas, consideró la palabra química para referirse a la ciencia que se preocupaba de las leyes y efectos de las fuerzas moleculares. Está definición luego evolucionaría hasta que, en 1947, se le denominó la ciencia que se preocupaba de las substancias: su estructura, sus propiedades y las reacciones que las transforman en otras substancias (caracterización dada por Linus Pauling).Más recientemente, en 1988, la definición de química fue ampliada para ser «el estudio de la materia y los cambios que implica», esto, en palabras del profesor Raymond Chang.

II. IMPORTANCIA DE LA QUÍMICA:

La química es importante porque permite conocer la constitución y características de todas las sustancias del universo así como saber aprovechar los elementos químicos para determinados fines.La importancia de la química es clave para entender muchos de los procesos diarios en los que nos enfrentamos, el desarrollo de la química nos ayuda a mejorar nuestra vida en muchos aspectos desde nuestra alimentación hasta la preservación de nuestro medio ambiente y será clave en el futuro para abordar problemas tan graves como el cambio climático.

LA MATERIA

Es todo aquello que tiene localización espacial, posee una cierta cantidad de energía, y está sujeto a cambios en el tiempo y a interacciones con aparatos de medida. En física y filosofía, materia es el término para referirse a los constituyentes de la realidad material objetiva, entendiendo por objetiva que pueda ser percibida de la misma forma por diversos sujetos. Se considera que es lo que forma la parte sensible de los objetos perceptibles o detectables por medios físicos. Es decir es todo aquello que ocupa un sitio en el espacio, se puede tocar, se puede sentir, se puede medir, etc.

I. ESTADOS DE LA MATERIA:

La materia se presenta en tres estados o formas de agregación: sólido, líquido y gaseoso. Dadas las condiciones existentes en la superficie terrestre, sólo algunas sustancias pueden hallarse de modo natural en los tres estados, tal es el caso del agua.La mayoría de sustancias se presentan en un estado concreto. Así, los metales o las sustancias que constituyen los minerales se encuentran en estado sólido y el oxígeno o el CO2 en estado gaseoso:

Estado sólido: Tienen forma y volumen constantes. Se caracterizan por la rigidez y regularidad de sus estructuras.

Estado líquido: No tienen forma fija pero sí volumen. La variabilidad de forma y el presentar unas propiedades muy específicas son características de los líquidos.

Estado gaseoso: No tienen forma ni volumen fijos. En ellos es muy característica la gran variación de volumen que experimentan al cambiar las condiciones de temperatura y presión.

Estado Plasmático: Es el cuarto estado de la materia, es energético y se considera al plasma, como un gas cargado eléctricamente (ionizado); conformado por moléculas, átomos, electrones y núcleos; estos últimos provenientes de átomos desintegrados. Se encuentra a elevadísimas temperaturas de 20000º C. Ejemplo, el núcleo del sol, de las estrellas, energía atómica.En la superficie terrestre a una distancia de 200 Km, se encuentra el plasma de hidrógeno conformando el cinturón de Van Allen.

II. CAMBIOS DE ESTADO DE LA MATERIA:

Son los procesos en los que un estado de la materia cambia a otro manteniendo una semejanza en su composición. A continuación se describen los diferentes cambios de estado o transformaciones de fase de la materia:

FUSIÓN: Es el paso de un sólido al estado líquido por medio del calor; durante este proceso endotérmico (proceso que absorbe energía para llevarse a cabo este cambio) hay un punto en que la temperatura permanece constante. El "punto de fusión" es la temperatura a la cual el sólido se funde, por lo que su valor es particular para cada sustancia. Cuando dichas moléculas se moverán en una forma independiente, transformándose en un líquido. Un ejemplo podría ser un hielo derritiéndose, pues pasa de estado sólido al líquido.

SOLIDIFICACIÓN: Es el paso de un líquido a sólido por medio del enfriamiento; el proceso es exotérmico. El "punto de solidificación" o de congelación es la temperatura a la cual el líquido se solidifica y permanece constante durante el cambio, y coincide con el punto de fusión si se realiza de forma lenta (reversible); su valor es también específico.

VAPORIZACIÓN Y EBULLICIÓN: Son los procesos físicos en los que un líquido pasa a estado gaseoso. Si se realiza cuando la temperatura de la totalidad del líquido iguala al punto de ebullición del líquido a esa presión continuar calentándose el líquido, éste absorbe el calor, pero sin aumentar la temperatura: el calor se emplea en la conversión del agua en estado líquido en agua en estado gaseoso, hasta que la totalidad de la masa pasa al estado gaseoso. En ese momento es posible aumentar la temperatura del gas.

CONDENSACIÓN: Se denomina condensación al cambio de estado de la materia que se pasa de forma gaseosa a forma líquida. Es el proceso inverso a la vaporación. Si se produce un paso de estado gaseoso a estado sólido de manera directa, el proceso es llamado sublimación inversa. Si se produce un paso del estado líquido a sólido se denomina solidificación.

SUBLIMACIÓN: Es el proceso que consiste en el cambio de estado de la materia sólida al estado gaseoso sin pasar por el estado líquido. Al proceso inverso se le denomina Sublimación inversa; es decir, el paso directo del estado gaseoso al estado sólido. Un ejemplo clásico de sustancia capaz de sublimarse es el hielo seco.

DESIONIZACIÓN: Es el cambio de un plasma a gas. IONIZACIÓN: Es el cambio de un gas a un plasma.

Es importante hacer notar que en todas las transformaciones de fase de las sustancias, éstas no se transforman en otras sustancias, solo cambia su estado físico.

Las diferentes transformaciones de fase de la materia en este caso las del agua son necesarias y provechosas para la vida y el sustento del hombre cuando se desarrollan normalmente.

LOS CAMBIOS DE ESTADO ESTÁN DIVIDIDOS GENERALMENTE EN DOS TIPOS:

PROGRESIVOS Y REGRESIVOS.

CAMBIOS PROGRESIVOS: Vaporización, fusión y sublimación progresiva. CAMBIOS REGRESIVOS: Condensación, solidificación y sublimación regresiva.

III. PROPIEDADES DE LA MATERIA

La materia tiene propiedades generales y particulares, a continuación estudiaremos ambas propiedades:

A. PROPIEDADES GENERALES:

Son aquellas que dependen de la cantidad de material, entre ellos tenemos:

Masa: Es la cantidad de materia que presenta un cuerpo (la masa no define volumen).

Extensión: (Volumen) Es el lugar que ocupa un cuerpo en el espacio. Impenetrabilidad: Propiedad por la cual el lugar ocupado por un cuerpo no puede

ser ocupado por otro al mismo tiempo. Salvo que lo desplace. Inercia: Todo cuerpo se mantiene en reposo o en movimiento, mientras no exista

una causa (fuerza) que modifique dicho estado. Divisibilidad: La Materia se puede fraccionar en partes cada vez más pequeño por

diferentes medios (mecánico, físico, químico), de acuerdo a la siguiente secuencia. Atracción: Es la propiedad por la cual dos cuerpos o partículas o moléculas o

átomos tienden a unirse.

B. PROPIEDADES ESPECÍFICAS:

Son aquellos que no dependen de la cantidad de materia, los más importantes son: Dureza: Es la resistencia que presenta un sólido a ser rayado. La dureza de un

cuerpo se establece mediante la escala de MOHS. El material más duro es el "diamante" y el menos el "talco".

Tenacidad: Es la oposición que presenta un cuerpo sólido al fraccionamiento (rotura).

Maleabilidad: Propiedad por la cual los metales se pueden transformar hasta láminas.

Ductibilidad: Propiedad por la cual los metales se pueden transformar hasta alambres o hilo.

Brillo: Propiedad por la cual un cuerpo refleja la luz. Elasticidad: Es la capacidad que presentan algunos sólidos para recuperar su

forma original una vez que deja de actuar la fuerza que los deformaba. (Los cuerpos que no recuperan su forma se llaman "cuerpos plásticos").

Viscosidad: Es la resistencia que presenta los fluidos en su desplazamiento. Esta dificultad disminuye al aumentar la temperatura.

RELAC IÓN ENTRE MATERIA Y ENERGÍA

La Materia es todo aquello que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio.

Las transformaciones de la Energía tienen lugar en la alimentación de los seres vivos, en la dinámica de nuestra atmósfera y en la evolución del Universo.

Todos los procesos naturales que acontecen en la materia pueden describirse en función de las transformaciones energéticas que tienen lugar en ella.

La ciencia que estudia la materia y la energía es la Física. y se entiende como Materia todo lo que nos rodea, todo lo que existe en el Universo, todo lo que tiene peso y ocupa un lugar en el espacio.

Por energía se entiende como la capacidad que tiene un cuerpo para realizar un trabajo. Y la relación que hay entre las dos es que para que exista la energía debe existir la materia, esto se pude ilustrar con un auto, sin movimiento es una materia, al moverse existe una energía que hace que se mueva.

La materia está ligada a la energía puesto toda materia en su composición misma esta la energía, el material está compuesto de moléculas, esta de átonos tienen cargas eléctricas que encierran su energía molecular.