LA MATERIA 1. Teoría atómica de Dalton. 2. La materia. 3. Leyes químicas. 4. El mol. 5. Leyes de los gases ideales. 6. Símbolos y fórmulas.

Transcripción

1 LA MATERIA 1. Teoría atómica de Dalton. 2. La materia. 3. Leyes químicas. 4. El mol. 5. Leyes de los gases ideales. 6. Símbolos y fórmulas. Química 1º bachillerato La materia 1

2 1. TEORÍA ATÓMICA DE DALTON El átomo es la parte más pequeña e indivisible de la materia. La teoría atómica de Dalton se puede resumir en los siguientes postulados: Las sustancias químicas están formadas por pequeñas partículas indivisibles e intransformables llamadas átomos. Los átomos de un mismo elemento tienen igual masa y propiedades. Los átomos de distintos elementos tienen distinta masa y propiedades. Los átomos son indestructibles y retienen su identidad en los cambios químicos Los átomos se unen entre sí mediante una relación sencilla para formar moléculas. Química 1º bachillerato La materia 2

3 2. LA MATERIA La materia está formada por partículas muy pequeñas, denominadas átomos, en movimiento continuo. Está caracterizada por la masa. Los tres estados de agregación de la materia son: Sólido (s). Líquido (l). Gaseoso (g). Química 1º bachillerato La materia 3

4 Los cambios de estado son: 2. LA MATERIA Fusión-solidificación. Vaporización-licuación (condensación). Sublimación-sublimación inversa (o regresiva). Química 1º bachillerato La materia 4

5 2. LA MATERIA ELEMENTO Sustancia básica que puede combinarse con otros elemento para formar un compuesto, no se puede descomponer en otras sustancias más simples. MATERIA Todo aquello que tiene masa. COMPUESTO Sustancia formada por la combinación de diversos elementos. SUSTANCIA PURA Composición química fija e invariable SUSTANCIA Diversas clases de materia MEZCLA Adición de sustancias puras, sin unión química (se pueden separar por procedimientos físicos) SUSTANCIA SIMPLE Formada por un único elemento químico SUSTANCIA COMPUESTA Formada por más de un elemento químico HOMOGENEA Una sola fase HETEROGENEA Varias fases ÁTOMO Parte más pequeña de un elemento, Puede combinarse quimicamente para formar compuestos. MOLÉCULA Porción más pequeña de una sustancia, Puede existir independientemente conservando sus propiedades Química 1º bachillerato La materia 5

6 2. LA MATERIA La materia es todo aquello que tiene masa y las sustancias son cada una de las diversas materias que podemos encontrarnos. Las sustancias de la materia se clasifican en: Sustancia pura: Formado por un solo tipo de componentes (composición definida y constante). Son siempre homogéneas. Puede ser: Sustancia simple (o elemento): formadas por un solo tipo de átomos. Sustancia compuesta (o compuesto): formadas por una combinación de elementos. Mezcla: Formada por varios componentes distintos (composición variable). Pueden ser: Homogénea (o disoluciones): una sola fase. Heterogénea (o mezcla): varias fases. Una dispersión coloidal necesita de un microscopio para distinguir las fases. Química 1º bachillerato La materia 6

7 2. LA MATERIA Química 1º bachillerato La materia 7

8 2. LA MATERIA Cambios en la materia: Cambios físicos. En los cambios físicos no se altera la identidad de las sustancias que lo experimentan. Tengo los mismos compuestos al inicio y al final. Cambios químicos. En los cambios químicos sí se altera la identidad de las sustancias que lo experimentan. Paso de unos compuestos reactivos a unos compuestos productos. Química 1º bachillerato La materia 8

9 La masa de la materia puede ser: 2. LA MATERIA Masa atómica. La masa atómica es la masa de un átomo en unidades de masa atómica (uma) y que coincide numéricamente con la masa de un mol de ese átomo en gramos (masa molar). Masa molecular. La masa molecular es la masa de una molécula en unidades de masa atómica (uma) y que coincide numéricamente con la masa de un mol de esa molécula en gramos (masa molar). Masa molar. La masa, expresada en gramos, de un mol de partículas de una sustancia. Química 1º bachillerato La materia 9

10 2. LA MATERIA La unidad de masa atómica (u ó uma) se define como la doceava parte de la masa de un átomo de carbono- 12. Ha sido elegida como la masa de referencia para definir las masas atómicas relativas. Química 1º bachillerato La materia 10

11 3. LEYES QUÍMICAS Las leyes químicas principales son: Leyes ponderales (relaciones entre masas): Ley de conservación de la materia (o de Lavoisier). Ley de las proporciones definidas (o de Proust). Ley de las proporciones múltiples (o de Dalton). Leyes volumétricas (relaciones entre volúmenes): Ley de volúmenes de combinación (o de Gay-Lussac). Ley de Avogadro. Ley de las presiones parciales (o de Dalton). Química 1º bachillerato La materia 11

12 3. LEYES QUÍMICAS Ley de conservación de la materia (o de Lavoisier): En una reacción química la masa de los reactivos que se combinan es igual a la masa de los productos que se forman. La masa total inicial (de reactivos más productos) es igual a la masa total final (de reactivos más productos). Química 1º bachillerato La materia 12

13 3. LEYES QUÍMICAS + 10,0 g Cu 5,06 g S 15,06 g CuS 10,0 g Cu + 7,06 g S 15,06 g CuS 2,00 g S 20,0 g Cu + 5,06 g S 15,06 g CuS 10,0 g Cu Química 1º bachillerato La materia 13

14 3. LEYES QUÍMICAS Ley de las proporciones definidas (o de Proust): Cuando dos elementos se combinan para formar un compuesto determinado siempre lo hacen con una relación de masas constante (diferente muestras de un compuesto puro siempre contienen los mismos elementos en la misma proporción). Química 1º bachillerato La materia 14

15 3. LEYES QUÍMICAS Átomos del elemento 1 Atomos del elemento 2 Mezcla de los elementos 1 y 2 Compuesto de los elementos 1 y 2 ( a ) ( b ) ( c ) Química 1º bachillerato La materia 15

16 3. LEYES QUÍMICAS Ley de las proporciones múltiples (o de Dalton): Cuando al combinarse dos elementos pueden resultar distintos compuestos se cumple que una cantidad constante de uno se una con cantidades variables del otro que forman entre sí (las cantidades variables) una relación de números enteros sencillos. Química 1º bachillerato La materia 16

17 3. LEYES QUÍMICAS Ley de volúmenes de combinación (o de Gay-Lussac): Los volúmenes de los gases que reaccionan entre sí a la misma presión y temperatura guardan una relación constante de números enteros sencillos. Química 1º bachillerato La materia 17

18 3. LEYES QUÍMICAS HH HH + O O H O H + 2 volúmenes de H 2 1 volumen de O 2 2 volúmenes de H 2 O gaseosa Química 1º bachillerato La materia 18

19 3. LEYES QUÍMICAS Química 1º bachillerato La materia 19

20 3. LEYES QUÍMICAS Química 1º bachillerato La materia 20

21 3. LEYES QUÍMICAS Ley de Avogadro: Volúmenes iguales de gases diferentes contienen el mismo número de moléculas bajo las mismas condiciones de presión y temperatura (mismo número de moléculas de distintos gases ocupan el mismo volumen bajo las mismas condiciones de presión y temperatura) Química 1º bachillerato La materia 21

22 3. LEYES QUÍMICAS Química 1º bachillerato La materia 22

23 3. LEYES QUÍMICAS Ley de las presiones parciales (o de Dalton): La presión total de una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales de cada uno de los gases de manera independiente ocupando el mismo volumen bajo las mismas condiciones de temperatura. Química 1º bachillerato La materia 23

24 3. LEYES QUÍMICAS Química 1º bachillerato La materia 24

25 RELACIÓN DE EJERCICIOS LEYES QUÍMICAS Química 1º bachillerato La materia 25

26 4. EL MOL Un mol de una entidad elemental (átomos, moléculas, iones, electrones, ) es la cantidad de esa entidad elemental que contiene partículas de dicha entidad elemental (coincide con 0.12 gr de C12). Algunas características son: Es una cantidad de sustancia (no de masa). La masa de un mol varía según la sustancia. El número de entidades de un mol siempre es la misma. Química 1º bachillerato La materia 26

27 4. EL MOL El número que expresa la masa en unidades de masa atómica coincide numéricamente con la masa del mol en gramos. El número de moles se calcula con la siguiente fórmula: N m( g) n N pm Química 1º bachillerato La materia 27 A

28 RELACIÓN DE EJERCICIOS MOL Química 1º bachillerato La materia 28

29 5. LEYES DE LOS GASES IDEALES La teoría que explica las propiedades de los gases es la teoría cinéticomolecular de la materia. Se basa en los postulados siguientes: Todas las partículas están en continuo movimiento (gas>liq>sol). Las moléculas gaseosas son muy pequeñas y están muy alejadas entre sí, la mayor parte del volumen es espacio vacío. El movimiento constante de las partículas gaseosas está al azar (todas las direcciones son equiprobables) siendo más rápidas la moléculas de menor masa (y viceversa). No es revisable. Las moléculas chocan entre sí y con las paredes (el choque con paredes es la presión). Los choque son perfectamente elásticos (no hay pérdida de energía cinética, solo cambian su dirección). La velocidad media aumenta al subir la temperatura. No existen fuerzas (ni atractivas ni repulsivas) entre las moléculas (excepto en choques) moviéndose en línea recta.. Química 1º bachillerato La materia 29

30 5. LEYES DE LOS GASES IDEALES Ley de transformación isobárica (o de Charles). V T P cte V T A presión constante para una masa de gas dada el volumen (en litros) de un gas varía directamente proporcional a su temperatura (en kelvin). Ley de transformación isotérmica (o de Boyle). T cte P1 V1 P2 V2 A temperatura constante para una masa de gas dada el volumen (en litros) varía inversamente proporcional a la presión (en atmósferas). Ley de transformación isócora (o de Gay-Lussac). P1 T1 V cte P T 2 2 A volumen constante para una masa de gas dada la presión (en atmósferas) varía directamente proporcional a la temperatura (en kelvin). Química 1º bachillerato La materia 30

31 5. LEYES DE LOS GASES IDEALES Química 1º bachillerato La materia 31

32 5. LEYES DE LOS GASES IDEALES Ley general de los gases. Las tres leyes anteriores se pueden combinar en la ley general de los gases ideales. P V n R T PV nrt Química 1º bachillerato La materia 32 P T V T nr V nr P

33 5. LEYES DE LOS GASES IDEALES V V1 V2 m cte P cte V K A T K A T T1 T 2 1 PV m cte T cte V KB KB V P V1 P1 V2 P2 K n R PV nrt P T P P P m cte V cte P K T K 1 2 C C T T1 T 2 Química 1º bachillerato La materia 33

34 5. LEYES DE LOS GASES IDEALES El volumen molar es el volumen que ocupa un mol bajo las condiciones dadas (las condiciones normales cn- son de 0ºC y 1 atm y las condiciones estándar cs- son de 25ºC y 1 atm). En condiciones normales un mol de cualquier sustancia ocupa 22.4 l. Química 1º bachillerato La materia 34

35 5. LEYES DE LOS GASES La densidad de un gas es su relación entre la masa que contiene y el volumen que ocupa, se puede obtener a partir de la ecuación de los gases ideales: IDEALES Química 1º bachillerato La materia 35 m V P pm R T

36 5. LEYES DE LOS GASES IDEALES Ley de mezcla de gases (o de Amagat). En los gases ideales el volumen de la mezcla es igual a la suma de los volúmenes parciales que ocuparían cada uno de los gases de manera independiente bajo las mismas condiciones de presión y temperatura. Química 1º bachillerato La materia 36

37 EJERCICIO-EJEMPLO Se encierran 50 gr de gas nitrógeno en una bala de 5 L y se calienta hasta alcanzar una temperatura de 250 ºC. Determinar: a) El volumen molar del gas en las condiciones del problema. b) La presión alcanzada por la bala. c) La densidad del gas bajo las condiciones iniciales. Química 1º bachillerato La materia 37

38 RELACIÓN DE EJERCICIOS GASES IDEALES Química 1º bachillerato La materia 38

39 6. SÍMBOLOS Y FÓRMULAS Los símbolos son representaciones de los elementos. Está formado por una o dos letras (la primera en mayúscula y la segunda en minúscula) sacadas de su nombre en latín. Química 1º bachillerato La materia 39

40 6. SÍMBOLOS Y FÓRMULAS Moléculas diatómicas: H 2 N 2 O 2 F 2 Cl 2 Br 2 I 2 Química 1º bachillerato La materia 40

41 6. SÍMBOLOS Y FÓRMULAS Las fórmulas son representaciones de las moléculas. Está formada por los símbolos de los elementos seguidos de un número en subíndice indicando el número de átomos de cada elemento que forma la molécula. Química 1º bachillerato La materia 41

42 6. SÍMBOLOS Y FÓRMULAS Molécula de... un elemento diatómico: H 2, N 2, O 2, F 2, Cl 2, Br 2, I 2 (cada molécula tiene 2 átomos) monoatómico: las del resto de elementos (cada molécula tiene 1 átomo) 2 átomos de aluminio un compuesto. Por ejemplo: Al 2 (SO 4 ) 3 3 átomos de azufre 12 átomos de oxígeno Química 1º bachillerato La materia 42

43 6. SÍMBOLOS Y FÓRMULAS Fórmula empírica. Es la relación más sencilla en que se encuentran relacionados los átomos. Indica los átomos y su relación. Fórmula molecular. Es la cantidad total de cada uno de los átomos que forman la molécula. Indica los átomos y su cantidad. Fórmula estructural. Indica los átomos de una molécula y la manera en la que están unidos entre sí. Indica los átomos y sus uniones. Química 1º bachillerato La materia 43

44 6. SÍMBOLOS Y FÓRMULAS Fórmula empírica. C 2 H 5 (C 2 H 5 ) n Fórmula molecular. C 4 H 10 Fórmula estructural. H H H H H C C C C H H H H H Química 1º bachillerato La materia 44

45 EJERCICIO-EJEMPLO Determinar la fórmula empírica de un compuesto químico gaseoso ideal formado por carbono (24.24%), hidrógeno (4.05%) y cloro (71.71%). Indicar su fórmula molecular si g de dicho compuesto ocupan un volumen de 213 ml medidos a 1 atm y 0ºC. Química 1º bachillerato La materia 45

46 RELACIÓN DE EJERCICIOS FÓRMULAS Química 1º bachillerato La materia 46