De qué se Compone la Materia?

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1 8vo Básico> Ciencias Naturales Composición de la materia De qué se Compone la Materia? Observa la siguiente situación y responde las preguntas propuestas: La profesora comienza su clase y pregunta: Profesora: José: De qué está formada la materia? De células! Profesora: Muy bien José. Pero, te has puesto a pensar De qué están formadas las células?, o De qué se compone el aire que respiramos? José: Mmm las células están formadas de agua y otras cosas más pequeñitas y el aire está formado por oxígeno. Profesora: Así es, esas cosas pequeñitas que forman a la célula son partículas diminutas como el oxígeno. Y toda la materia, viva o inerte se compone de ellas. Alguien sabe cómo se llaman? Intenta mejorar las respuestas dadas por José: a) De qué están formadas las células? b) Cuál es el nombre de las partículas que forman la materia viva e inerte? 1

2 c) Qué característica tienen estas partículas? Toda la materia se compone por estas partículas indivisibles, todas las formas, texturas y tamaños de sustancias, organismos y materiales: Cómo es posible que una pequeña partícula dé origen a tanta multiplicidad de sustancias? Qué Aprenderé? El objetivo de esta guía de aprendizaje es que comprendas que la materia está constituida por átomos que pueden combinarse para formar diferentes compuestos que dan origen a las múltiples sustancias conocidas. En esta guía trabajaremos los temas que ilustra la siguiente red conceptual: COMPOSICIÓN DE LA MATERIA ÁTOMOS Estructura del átomo Elementos comunes que constituyen la Tierra Elementos comunes que constituyen a los seres vivos COMPUESTOS Fórmula química Organización de átomos en compuestos 2

3 LA MATERIA ESTÁ FORMADA POR ÁTOMOS! Si miras a tu alrededor, te darás cuenta que existe un sinnúmero de seres vivos y materiales. Todo lo que se encuentra en nuestro entorno es materia. La materia es todo aquello que ocupa un espacio y tiene masa. La materia está formada por átomos. Estos corresponden a la unidad básica y estructural de la materia. El átomo fue definido por Demócrito unos 400 años a.c. él supuso que si tomásemos un trozo de cualquier material, y lo dividimos infinitamente llegaremos a una partícula mínima que ya no podrá ser definida. Esta partícula es el átomo, que en griego significa sin división (a=sin ; tomo= división). Cómo es el átomo? Los átomos son partículas muy pequeñas que no pueden verse ni si quiera bajo un microscopio. Pero aunque son pequeñas, en su interior están formados por protones, neutrones y electrones. Estas partículas son conocidas como partículas subatómicas. Dentro de un átomo, los protones son partículas con carga positiva que se ubican en el centro del átomo, denominado núcleo, junto con los neutrones (los cuales no tienen carga eléctrica). Los electrones por su parte se encuentran en la periferia del átomo, donde se mantienen girando constantemente en orbitales. Si pudiéramos mirar la estructura de un átomo, podríamos representarla a través de un diagrama atómico, que corresponde a una representación sencilla de un átomo. DIAGRAMA DEL ÁTOMO DE HELIO. - Electrón. + + El Átomo de Helio posee: - Protones y neutrones. 2 protones. 2 neutrones. 2 electrones. 3

4 Existen 114 tipos de átomos diferentes. De ellos, 92 se encuentran de manera natural y el resto son sintéticos, porque se han producido de manera artificial en un laboratorio. Los átomos se diferencian entre sí por el número de protones, por ejemplo, el átomo de Hidrógeno tiene sólo un protón y el de Helio tiene dos. Cuando los átomos son neutros, el número de protones debe ser igual al número de electrones. Cuando un átomo tiene más protones que electrones, se denomina protón y es eléctricamente positivo. Mientras que cuando un átomo tiene más electrones que protones se denomina anión y es eléctricamente negativo. Diagrama atómico de un anión. 2 protones. 3 electrones. Diagrama atómico de un catión. 5 protones. 4 electrones. Protones. Neutrones. Electrones. Al conjunto de átomos que son del mismo tipo se les denomina elemento químico. Estos elementos se organizan en la Tabla Periódica, que corresponde a un cuadro que ordena, de acuerdo a sus propiedades, todos los elementos existentes. 4

5 Cada elemento tiene un nombre y es simbolizado en la tabla periódica por medio de símbolo químico. Los átomos de un mismo elemento tienen el mismo número de protones, pero en algunos de ellos, como el hidrógeno, existen más especies del mismo elemento que se diferencian entre sí por el número de neutrones. Tal es el caso del átomo de Hidrógeno, que existe en la naturaleza en tres formas. A estas especies distintas se les conoce como isótopos. Hidrógeno 1 1 protón. 1electrón. 0 neutrones. Hidrógeno 2 (Deuterio) 1 protón. 1electrón. 1 neutrones. Hidrógeno 3 (Tritio) 1 protón. 1electrón. 2 neutrones. 5

6 ESTAMOS FORMADOS POR ÁTOMOS! Composición de la materia Ya sabes que toda la materia está formada por átomos de distintos elementos. Esto incluye a todos los componentes de la Tierra y a todos los seres vivos, incluso a ti. Existen algunos elementos químicos que tienen gran importancia en los seres vivos, como el Oxígeno (O) que forma cerca del 20% del aire que respiramos, el Carbono (C) que está presente en los tejidos de nuestro cuerpo y en toda la materia viva, el Calcio (Ca) que da solidez a nuestros huesos y el Hidrógeno (H) que es parte también de la atmósfera y forma parte de la composición de todos los seres vivos. Los siguientes gráficos muestran la composición en porcentaje de los distintos elementos que constituyen los seres vivos, la corteza terrestre y el Universo. 6

7 Responde las preguntas en base a los gráficos de composición de los seres vivos, la Tierra y el Universo. a) Qué elementos están presentes en los seres vivos, la Tierra y el Universo? b) Qué elementos están presentes sólo en los seres vivos?, Averigua qué funciones cumplen en ellos. c) Qué elementos son compartidos entre la Tierra y el Universo?, Cuáles son exclusivos de cada uno de ellos? 7

8 LOS ÁTOMOS SE COMBINAN ENTRE SÍ. Ya sabemos que los átomos son indivisibles y que existen diferentes elementos que se ordenan en la tabla periódica. También sabemos que estos elementos componen parte importante de los seres vivos, la Tierra y el Universo. Pero Sólo estos 114 átomos pueden formar toda la gran diversidad de materia que conocemos? La respuesta es Sí!, sin embargo, para hacerlo deben combinarse entre sí por medio de enlaces químicos, y así formar agrupaciones permanentes denominadas moléculas. Las moléculas corresponden a la agrupación de dos o más átomos iguales o distintos que se unen por medio de enlaces químicos. Esta nueva asociación permite que la molécula o compuesto formado tenga características y propiedades definidas. Las moléculas pueden representarse por medio de fórmulas químicas y representaciones gráficas como las que se indican a continuación como ejemplo de compuestos y moléculas conocidas. Nombre y fórmula química. Átomos que lo forman. Representación de la molécula. Agua (H 2 O) 2 átomos de Hidrógeno. (H) 1 átomo de Oxígeno. (O) Dióxido de Carbon. (CO 2 ) 1 átomo de Carbono. (C) 2 átomos de Oxígeno. (O) Metano o gas natural. (CH 4 ) 1 átomo de Carbono. (C) 4 átomos de Hidrógen. (H) Moléculas y Compuestos. 8

9 Recordemos que las sustancias que no pueden descomponerse en otros más pequeños se denominan elementos químicos, como la plata (Ag), el cobre (Cu) y el oro (Au). Las moléculas las definimos como sustancias formadas por átomos iguales o distintos que se unen por medio de enlaces químicos y que forman grupos estables con propiedades definidas. Además de las moléculas existen otro tipo de sustancias, denominadas COMPUESTOS QUÍMICOS, que en ocasiones son considerados sinónimos de las moléculas. Sin embargo, tienen algunas diferencias. Un compuesto químico se forma siempre de átomos distintos entre sí, y se unen por medio de un enlace químico denominado iónico que profundizarás en cursos superiores. La principal característica que diferencia a los compuestos de las moléculas, es que los elementos que forman un compuesto pierden las propiedades que los caracterizan. Por ejemplo, el sodio es un metal que arde de manera espontánea y el cloro es un gas venenoso. Pero ambos se unen entre sí para formar el Cloruro de Sodio (NaCl), un cristal conocido de manera cotidiana como la sal de mesa. Existe una gran diversidad de compuestos químicos, hoy en día superan los 10 millones y su número va en aumento, ya que día a día se elaboran cientos de ellos. 9

10 A continuación presentamos un organizador gráfico que resume los conceptos más importantes tratados en esta guía. Seres Vivos Tierra Composición de la Materia Universo Átomos Elementos Tabla Periódica Moléculas Compuestos Ej: Cobre, Sodio, Oro, Cloro, Hidrógeno, etc. Ej: H 2 O, CO 2, O 2, N 2. Ej: NaCl, CaCO 3 (cuarzo) 10

11 AHORA TE TOCA A TI! I. Responde verdadero (V) o falso (F) cada afirmación según corresponda. Recuerda justificar las afirmaciones que seleccionaste como falsas. 1. Los átomos son moléculas indivisibles que componen gran parte de la materia. 2. El concepto átomo fue acuñado por Demócrito y significa sin división. 3. Los átomos están formados por electrones y neutrones en el centro y alrededor por protones que giran constantemente. 4. Los átomos son moléculas indivisibles que componen gran parte de la materia. 5. Un elemento químico corresponde a un conjunto de átomos del mismo tipo con propiedades iguales. 6. En la tabla periódica se ordenan todos los compuestos químicos y se nombran con un símbolo químico. 7. Las moléculas son una agrupación estable de átomos iguales o distintos unidos por medio de enlaces químicos. II. Clasifica las siguientes sustancias en elementos o moléculas (marca con una X). Sustancia. Elemento. Molécula. Justifica tu respuesta. Etileno (C 2 H 4 ) Nitrógeno (N 2 ) Carbono (C) Amoniaco (NH 3 ) Sodio (Na) III. Cuántos átomos tienen las siguientes moléculas y compuestos? 11

12 Sustancia. Átomos que lo forman. N de átomos. Metano (CH 4 ) Amoniaco (NH 3 ) Etileno (C 2 H 4 ) Cloruro de Sodio (NaCl) Oxígeno (O 2 ) Ácido Sulfúrico (H 2 SO 4 ) 12