Química I. Objetivos de aprendizaje del tema

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1 Tema 3 Estados de la materia Objetivos de aprendizaje del tema Al finalizar el tema serás capaz de: Distinguir los estados físicos de la materia. Explicar los cambios de la materia en estado gaseoso identificando sus propiedades y leyes. Explicar las características y propiedades de los sólidos. Distinguir la composición molecular de los sólidos. Explicar las características y propiedades de los líquidos. D.R. Universidad TecMilenio 1

2 Introducción al tema La materia es la sustancia de que están hechas todas las cosas materiales del universo. Todo lo que podemos ver y tocar es materia. Sin embargo, también son materia las cosas que no podemos ver, como el aire. Es materia lo que constituye los planetas, el sol, las estrellas y las galaxias. Características de los tres estados de la materia La materia existe en cualquiera de sus tres estados físicos y está definido por su temperatura. Puede ser líquida, sólida o gaseosa. El plasma es un gas incandescente formado por átomos o moléculas, convertidos en iones positivos y electrones negativos, y todo en continua agitación. Dentro de ese gas pueden quedar también algunas partículas neutras, ejemplo de ello: las estrellas y el gas de los tubos fluorescentes. D.R. Universidad TecMilenio 2

3 Los gases, sus propiedades y sus leyes En estado gaseoso las partículas pierden el contacto entre sí y se mueven libremente en todas direcciones, por lo que no tienen forma ni volumen definido. Los gases se expanden hasta llenar el recipiente que los contiene y es posible comprimirlos para que ocupen recipientes pequeños. Los gases, sus propiedades y leyes Propiedades de los gases No tienen forma ni volumen definido. Se expanden para llenar todo el recipiente que los contiene. Compresibilidad (se pueden comprimir en gran medida). Poca densidad. Miscibilidad (se mezclan unos con otros gases a presión constante). D.R. Universidad TecMilenio 3

4 Los gases, sus propiedades y leyes Las leyes de los gases se resumen en la siguiente tabla: Ley de Boyle Ley de Charles Ley de Gay Lussac Ley combinada de los gases Relaciona la presión y volumen de los gases. Relaciona el volumen y la temperatura de los gases. Relaciona la presión y la temperatura de los gases. Combina todas las variables representadas. Los sólidos y sus propiedades Estado sólido. En este estado las partículas se encuentran muy cerca unas de otras, por lo que no es posible la compresibilidad y su movimiento es muy lento. Las posiciones de los componentes (átomos iones y moléculas) de un sólido cristalino se representan por una malla cristalina con sistema tridimensional; a la unidad más pequeña y apetitiva de esta malla se le llama celda unitaria. D.R. Universidad TecMilenio 4

5 Los sólidos y sus propiedades Sólidos amorfos o no cristalinos. Sus partículas no tienen orden definido, se fragmentan en forma irregular. Ejemplo: el vidrio, algunos plásticos, la cera, etc. Sólidos cristalinos. Las partículas están ordenadas en un patrón regular denominado red cristalina, el cual está basado en un cubo con estructura de red. Ejemplo: oro, plata, cobre y níquel. Los sólidos cristalinos tienen un alto punto de fusión y conducen la electricidad. Los sólidos y sus propiedades Sólidos macro moleculares. Son los sólidos no reactivos e insolubles y están formados por una red covalente. Sólidos alótropos. Un elemento tiene diferentes formas por tener diferente ordenamiento cristalino o bien porque carece de él. Ejemplo: el diamante y el grafito son alótropos del carbono. D.R. Universidad TecMilenio 5

6 Conceptos generales de celda unitaria y red unitaria y sus propiedades Red cristalina. Los sólidos cristalinos mantienen sus iones prácticamente en contacto mutuo, estos iones no pueden moverse libremente, sino que se hallan dispuestos en posiciones fijas distribuidas en redes. Conceptos generales de celda unitaria y red unitaria y sus propiedades Celdas unitarias. Los cristales son partículas sólidas con caras planas y brillantes, el ángulo entre caras similares de diferentes sustancias es idéntico, la regularidad del orden interno se repite una y otra vez en diferentes direcciones. D.R. Universidad TecMilenio 6

7 Los líquidos y sus propiedades Estado líquido. Las moléculas de este estado de la materia siempre están en movimiento, las partículas están distantes y se mueven muy rápido, sin embargo, los líquidos tienen fuerzas moleculares fuertes. Fuente: Brown, L. B. (2004). Química. La ciencia central. (9a. ed.). Mexico : Prentice Hall. Los líquidos y sus propiedades Propiedades de los líquidos (Zumdahl, S. & Zumdahl, S., 2007) Viscosidad. Líquido poco viscoso (pueden fluir con facilidad). Líquido viscoso (tiene grandes fuerzas intermoleculares). La viscosidad disminuye con el aumento de temperatura. D.R. Universidad TecMilenio 7

8 Los líquidos y sus propiedades Propiedades de los líquidos (Zumdahl, S. & Zumdahl, S., 2007) Tensión superficial. Fuerza intermolecular de los líquidos que se opone a ser alterada a una penetración. Ejemplo: un insecto puede caminar en la superficie del agua. Los líquidos y sus propiedades Propiedades de los líquidos (Zumdahl, S. & Zumdahl, S., 2007) Vaporización. En las moléculas de un líquido que están en movimiento constante, alguna molécula ocasionalmente se escapa de la superficie del líquido para convertirse en vapor. D.R. Universidad TecMilenio 8

9 Los líquidos y sus propiedades Propiedades de los líquidos (Zumdahl, S. & Zumdahl, S., 2007) Condensación. Las moléculas de vapor que se encuentran en el espacio encima del líquido, son atrapadas por éste y vuelven al estado líquido. Cierre Los estados fundamentales de la materia son líquido sólido y gaseoso. Las propiedades y características de cada uno de ellos nos ayudan a entender los fenómenos de nuestro entorno donde juegan un papel primordial. D.R. Universidad TecMilenio 9

10 Para aprender más Para conocer más acerca de las bolsas de aire, un adelanto químico para la seguridad, puedes visitar: - The Children's Hospital of Philadelphia. (s.f.).bolsas de aire. Recuperado el día 15 de octubre de 2008, de d=79195 Referencias bibliográficas Brown, L. B. (2004). Química. La ciencia central (9ª ed.) México: Prentice Hall. ISBN: Zumdahl, S. & Zumdahl, S. (2007). Química (7ª ed.) México: Patria. ISBN: D.R. Universidad TecMilenio 10

11 Créditos Diseño de contenido: Ing. Martha Gómez Lozolla Coordinador académico del área: Lic. José de Jesús Romero Álvarez, M.C. y M.E.D. Edición de contenido: Lic. Verónica Lozano Cavazos Edición de texto: Lic. Ana Lydia Chairez Briones, M.C. Diseño Gráfico: Ing. José Gpe. de los Santos Oviedo D.R. Universidad TecMilenio 11

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