PROPIEDADES DE LA MATERIA MASA VOLUMEN Y DENSIDAD

REACCIONES QUIMICAS

REACCIONES QUIMICAS 

Una reacción química, cambio químico o fenómeno químico, es todo proceso termodinámico en el cual una o más sustancias (llamadas reactantes o "reactivos"), se transforman, cambiando su estructura molecular y sus enlaces, en otras sustancias llamadas productos. Los reactantes pueden ser elementos o compuestos. Un ejemplo de reacción química es la formación de óxido de hierro producida al reaccionar eloxígeno del aire con el hierro de forma natural, o una cinta de magnesio al colocarla en una llama se convierte en óxido de magnesio, como un ejemplo de reacción inducida.

A la representación simbólica de las reacciones se les denomina ecuaciones químicas.

Los productos obtenidos a partir de ciertos tipos de reactivos dependen de las condiciones bajo las que se da la reacción química. No obstante, tras un estudio cuidadoso se comprueba que, aunque los productos pueden variar según cambien las condiciones, determinadas cantidades permanecen constantes en cualquier reacción química. Estas cantidades constantes, las magnitudes conservadas, incluyen el número de cada tipo de átomo presente, la carga eléctrica y la masa total.

MODELOS ATÓMICOS HISTORIA Y EVOLUCIÓN

MAPACONCEPTUAL DE LOS MODELOS ATOMICOS

mapa 

 Cuando hablamos de “modelo” hablamos de una representación o esquema de forma gráfica que nos sirve como referencia paraentender algo de forma más sencilla y cuando hablamos de “atómico” hablamos de conceptos relacionados con los átomos.

   Pues bien, un modelo atómico es una representación gráfica de la estructura que tienen los átomos. Un modelo atómico lo que representa es una explicación o esquema de cómo se comportan los átomos. 


   La materia está compuesta por estas partículas pequeñas e indivisibles que llamamos átomos y esos átomos tienen un comportamiento determinado y unas propiedades determinadas. 

   A lo largo de nuestra historia se han elaborado diferentes modelos atómicos que tienen el nombre de su descubridor. Estos modelos fueron mejorando el concepto real del átomo hasta llegar al actual modelo atómico presentado por Sommerfeld y Schrödinger. Veamos los modelos más importantes creados a lo largo de la historia. Al final tienes un esquema resumen de todos. 

   MODELOS ATÓMICOS HISTORIA Y EVOLUCIÓN

   Modelo Atómico De Demócrito de Abdera

   Este fue el primer modelo atómico, inventado por el filósofo griego Demócrito de Abdera que vivió entre los años 460 al 370 a.c (antes de Cristo).



   Demócrito fue el desarrollador de la “Teoría Atómica Del Universo”. Fue el primer filósofo-científico que afirmó que los átomos son eternos, inmutables e indivisibles, es decir, que duran siempre, que no cambian y que no pueden dividirse en partículas más pequeñas. 

   Para Demócrito el átomo era la partícula más pequeña que había, una partícula homogénea, que no se puede comprimir y que además no se podía ver. Su teoría era filosófica, no científica.

   De hecho la palabra “átomo” proviene del griego “á-tómo” que significa “sin división”. 

   Modelo Atómico De Dalton



    John Dalton fue un químico y matemático británico (entre otras muchas cosas) que vivió durante los años 1766 y 1844, de donde procede la palabra “Daltonismo”.

   Seguro que sabrás que las personas daltónicas son aquellas que les es muy difícil distinguir los colores por un defecto genético. Esto te lo contamos como curiosidad ya que fue Dalton quien escribió sobre esto porque él mismo lo padecía. Aparte, fue el primero en desarrollar un modelo atómico con bases científicas. 

   Basándose en la idea de Demócrito, Dalton concluyó que el átomo era algo parecido a una esfera pequeñísima, también indivisible e inmutable. 

   Dalton hizo los siguientes “postulados” (afirmaciones o supuestos): 

   1. La materia está compuesta por partículas diminutas, indivisibles e indestructibles llamadas átomos. 

   2. Los átomos de un mismo elemento son idénticos entre sí (es decir, con igual masa y propiedades). 

   3. Los átomos de diferentes elementos tienen masas y propiedades distintas. 

   4. Los átomos permanecen sin división, incluso cuando se combinan en reacciones químicas. 

   5. Los átomos, al combinarse para formar compuestos (lo que hoy llamamos moléculas) mantienen relaciones simples. 

   6. Los átomos de elementos diferentes se pueden combinar en proporciones distintas y formar más de un compuesto. 

   7. Los compuestos químicos se forman al unirse átomos de dos o más elementos distintos. Para Dalton un átomo era algo así como una pequeña esfera. 

   Veamos una imagen del Modelo Atómico De Dalton:



   Tanto Dalton como Demócrito ya se adelantaban y ya vislumbraban el Principio de Conservación de la Energía en donde nada se crea ni se destruye, pero ambos modelos tienen insuficiencias o errores que se conocieron mucho después y es que los átomos sí pueden cambiar y también pueden dividirse en partículas más pequeñas. 

   El átomo NO es la partícula más pequeña. Sabemos ya que existen partículas subatómicas (que significa más pequeño que el átomo) como por ejemplo los “quarks”, los “neutrinos” o los “bosones”. 

   Modelo Atómico De Thomson

   Joseph John Thomson fue un científico británico que vivió entre los años 1856 y 1940 que descubrió el electrón y los isótopos. Ganó el Premio Nobel de Física en 1906 y su teoría sobre el átomo decía que los átomos estaban compuestos por electrones de carga negativa en un átomo positivo, es decir, como si tuviéramos una bola cargada positivamente rellena de electrones (carga negativa), también conocido como Modelo del Pudin De Pasas porque parece un bizcocho relleno de pasas.

   Veamos una imagen del Modelo Atómico De Thomson:



   La electricidad fue lo que ayudó a Thomson a desarrollar su modelo. El error que cometió Thomson fue que hizo suposiciones incorrectas de cómo se distribuía la carga positiva en el interior del átomo. 

   Modelo Atómico Cúbico De Lewis

   Gilbert Newton Lewis fue un físico y químico estadounidense que vivió entre los años 1875 y 1946 que realizó numerosos trabajos científicos de los cuáles se destacan la “Estructura De Lewis” también conocida como el “Diagrama De Punto”. El modelo atómico de Lewis está basado en un cubo, donde decía que los electrones de un átomo se colocaban de forma cúbica, es decir, los electrones de un átomo estaban colocados en los vértices de un cubo. 

   Gracias a ésta teoría se conoció el concepto de “valencia de un electrón” es decir, esos electrones en el último nivel de energía de un elemento que pueden reaccionar o enlazarse con otro elemento. 

   Veamos una imagen del Modelo Atómico Cúbico De Lewis:




   El modelo de Lewis fue un paso importante en la historia para entender el significado del átomo pero se abandonó pronto esta teoría.

   Modelo Atómico De Rutherford

   Ernest Rutherford fue un químico y físico neozelandés que vivió entre los años 1871 y 1937 que dedicó gran parte de su vida a estudiar las partículas radioactivas (partículas alfa, beta y gamma) y fue el primero de todos en definir un modelo atómico en el que pudo demostrar que un átomo está compuesto de un núcleo y una corteza. Ganó el Premio Nobel De La Química en 1908. 

   Para Rutherford el átomo estaba compuesto de un núcleo atómico cargado positivamente y una corteza en los que los electrones (de carga negativa) giran a gran velocidad alrededor del núcleo donde estaba prácticamente toda la masa del átomo. 

   Para Rutherford esa masa era muy muy pequeña. Esa masa la definía como una concentración de carga positiva. 

   Los estudios de Rutherford demostraron que el átomo estaba vació en su mayor parte ya que el núcleo abarcaba casi el 100% de la masa del átomo. 

   Veamos una imagen del Modelo Atómico De Rutherford:




   Modelo Atómico De Bohr

   Este modelo también se llama de Bohr-Rutherford. Niels Henrik David Bohr fue un físico danés que vivió entre los años 1885 y 1962 que se basó en las teorías de Rutherford para explicar su modelo atómico.

   En el modelo de Bohr se introdujo ya la teoría de la mecánica cuántica que pudo explicar cómo giraban los electrones alrededor del núcleo del átomo. Los electrones al girar entorno al núcleo definían unas órbitas circulares estables que Bohr explicó como que los electrones se pasaban de unas órbitas a otras para ganar o perder energía.

   Demostró que cuando un electrón pasaba de una órbita más externa a otra más interna emitía radiación electromagnética. Cada órbita tiene un nivel diferente de energía.

   Veamos una imagen del Modelo Atómico De Bohr: 



   Modelo Atómico De Sommerfeld

   Arnold Johannes Wilhelm Sommerfeld fue un físico alemán que vivió entre los años 1868 y 1951. La aportación más importante de este físico alemán fue cambiar el concepto de las órbitas circulares que definían los electrones en el modelo atómico de Bohr porórbitas elípticas. 

   Lo que hizo Sommerfeld fue perfeccionar el modelo de Bohr con las órbitas elípticas lo que dio lugar al descubrimiento delnumero cuántico Azimutal (o secundario). Cuanto mayor era este número mayor era la excentricidad de la órbita elíptica que describía el electrón. 

   Veamos una imagen del Modelo Atómico De Sommerfeld: 




   Modelo Atómico De Schrödinger

   Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger fue un físico austriaco que vivió entre los años 1887 y 1961 cuyo modelo cuántico y no relativista explica que los electrones no están en órbitas determinadas. 

   Describió la evolución del electrón alrededor del núcleo mediante ecuaciones matemáticas, pero no su posición.

   Decía que su posición no se podía determinar con exactitud. Schrödinger propuso entonces una ecuación de onda que ayuda a predecir las regiones donde se encuentra el electrón, que se conoce como “ecuación de Schrödinger”. 

   Veamos una imagen del Modelo Atómico De Schrödinger: 



   Estos tres últimos modelos son los que se utilizan hoy en día para estudiar el átomo.

   Como resumen, donde se ven las diferencias entre un modelo y otro, te dejamos este esquema:

TABLA PERIODICA DE LOS ELMENTOS QUIMICOS

Desarrollo Histórico de la Tabla Periódica

±  Döbereiner : Agrupó, por primera vez los elementos, de tres en tres (Ley de triadas). Sea la triada “A”, “B”, “C” se cumple :

±  Newlands : Agrupó, los elementos en grupos de 7. Pero con el octavo elemento tenía propiedades similares al primer elemento se e denomino “Ley de las Octavas”.

±  Mendeleiev : Agrupó los elementos químicos, con propiedades similares, en forma creciente al peso atómico. Diseño la primera Tabla Periódica.

±  Moseley : Diseño la Tabla Periódica actual y ordenó los elementos de acuerdo a sus números atómicos.

Descripción de la Tabla Periódica

Los elementos se hallan distribuidos:

·       En 7 filas denominadoas Periodos.

·       En 18 columnas o familias, las cuales se ordenan en grupos: 8 grupos A y 8 grupos B.

PERIODOS:

·    Son las filas horizontales.

·    Nos indica el último nivel de energía del elmento.

·    Existen 7 periodos o niveles.

GRUPOS:

·    Son agrupaciones bverticales.

·    Nos indican que poseen propiedades químicas semejantes debido a que poseen los mismos electrones de valencia.

·    En la tabla periódica están ordenados en grupos A y B.

              Grupo A:

·        Están situados a los extremos de la tabla periódica.

·        Nos indican el número de electrones de la última capa y se presentan en números romanos.

·        Terminan en el subnivel “s” y “p”.

              Grupo B

·        Están situados en la zona central de la tabla periódica.

·        El número de electrones de la última capa no nos indica el grupo; debido a que la valencia es variable.

·        La configuración electrónica termina en el subnivel “d”.

·        Los elementos de transición interna: llamados tierras raras, su configuración electrónica termina en “f”

·        Tienen 8 grupos. El grupo VIIIB tiene 3 casilleros.

Clasificación de los Elementos Químicos

Los elementos químicos se clasifican en: Metales, no metales y metaloides o anfóteros.

Propiedades de los Elementos

A.    Físicas

Los Metales : Presentan brillo metálico característico, son buenos conductores de la corriente eléctrica y del calor, se encuentran al estado sólido a excepción del Hg.

Los No Metales : No tienen brillo y por lo general son transparentes, son malos conductores y pueden ser sólidos (carbono), líquidos (bromo) o gaseoso (oxígeno).

  

B.     Químicas    

Los Metales : Presentan pocos electrones de valencia y tienen la facilidad de perder electrones formando cationes.

Los No Metales : Presentan muchos electrones de valencia y tienen la facilidad de ganar electrones formando aniones.

Nota : Los Metaloides se ubican en el límite entre metales y no metales. Presentan un comportamiento intermedio entre metales y no metales influenciando para ello la temperatura.

  

Ubicación de un Elemento en la Tabla Periódica

Si al realizar la distribución termina en :

                                                         “s” ó “p” es del grupo A

                                                                 “d” es del grupo B

                                                                 “f” es del grupo III B

Grupo A : De los electrones de valencia.

                                                             

Ejemplo :

            

Grupo B : De los electrones de valencia.

                                           

Ejemplo :

Nota :  Para

VIII B			I B	II B
8	9	10	11	12

Ejemplo :

LAS RAMAS PRINCIPALES DE LA QUIMICA

–          Química-analítica: Esta es la rama de la química que estudia, analiza, determina e identifica cualquier propiedad de un sistema químico.

–          Química-Física: Esta es la rama de la química que se dedica al estudio de los procesos energéticos, magnéticos, mecánicos, ópticos y eléctricos en sistemas químicos como pueden ser los átomos, moléculas y cualquier partícula subatómica.

–          – Química industrial: Esta es la rama de la química que se dedica al estudio de los procesos que puedan producir productos en alta escala, es decir se dedican a investigar si pueden crear un producto para distribuir con una rentabilidad económica alta y ambiental.

–          Bioquímica: La bioquímica es la rama de la química que se dedica a la investigación de los seres vivos, esta rama de la química tiene mucha importancia dentro del mundo agrícola, ambiental y de la energía.

Estas unas de las ramas de la química más importantes, pero dentro de la química existen muchas más ramas que se dividen a su vez en otras ramas, es decir existe química pura y química aplicada y dentro de cada una de estas, hay estas ramas:

Química aplicada:

–          Cristaloquímica: Esta rama de la química es la que investiga la composición química de la materia cristalina y estudia todas sus propiedades.

–          Química farmacéutica: La química farmacéutica es la rama que estudia la estructura, la composición y las propiedades de los fármacos y es la encargada de profundizar entre las moléculas y el impacto biológico.

–          Quimiurgía: Esta rama es las aplicaciones de la química en la agricultura, esta tiene como finalidad usar materias primas en otras industrias.

–          Astro química: Como su nombre indica, esta rama de la química estudia las composiciones de los astros, como pueden ser las estrellas, planetas, etc.

–          Ingeniería química: Esta rama de la química es la que estudia y se dedica  al diseño, investigación de sustancias, pero tan solo en procesos industriales y que tengan dependencia de procesos químicos.

Aparte de estas ramas de la química aplicada, también hay que añadir a la bioquímica que ya la explicamos antes.

Química pura:

–          Química orgánica: A esta rama de la química mucha gente la llama la “Química del Carbono” y es la encargada de estudiar cualquier materia viva, es decir estudia todos los compuestos orgánicos.

–          Fisico-quimica: Esta es la rama de la química que está encargada del estudio de los fenómenos que tienen en común estas dos ciencias.

–          Química  preparativa: Cuando hablamos de química preparativa, hablamos de la rama de la química que esta especializada en la preparación y purificación de sustancias, con el único fin de crear productos nuevos.

–          Química inorgánica: Esta es la rama de la química encargada del estudio de la composición, estructura y las reacciones de cualquier elemento inorgánico y de todos sus compuestos (sin carbono).

Dentro de la química pura, también está la química-analítica de la que ya hablamos en el inicio del artículo.

De todas formas existen más ramas de la química como pueden ser:

–          Estequiometrica: Es la rama de la química que estudia todas las relaciones del volumen, la masa, el peso, etc. Es decir de cualquier sustancia que pueda participar en una reacción química.

–          Radioquímica: Esta es la rama que estudia y se encarga de las sustancias radiactivas.

–          Iatroquimica: Esta rama de la química tiene sus bases en la alquimia y es una rama de la química que tiene complicidad con la medicina, ya que tiene que ver con los procesos fisiológicos y con el cuerpo humano.

 

Importancia de la quimica

¿Cuál es la importancia de la quimica?

La química es el estudio de la materia y sus interacciones con otras energías y materias. A continuación veremos importancia de la química y por qué  debería estudiarla.
La Química tiene una reputación de ser una ciencia difícil y aburrida, pero en gran medida, la reputación que la precede es inmerecida. Los fuegos artificiales y explosiones se basan en esta ciencia, por lo que no es una ciencia que aburra aunque la acusen de ello. Si tomas clases de esta ciencia, podrá aplicar la lógica y las matemáticas , por tanto si estas áreas no son tu fuerte puede hacer el estudio de la química todo un desafío. Al fin de cuentas, cualquier persona puede entender los conceptos básicos de cómo funcionan las cosas del mundo,  y ese en definitiva es el estudio de la química. En definitiva, la importancia de la quimica es la que explica el mundo que te rodea.

importancia de la quimica

A partir de ahora veremos la importancia del quimica en diferentes campos:

• Cocina
La química explica cómo se desarrollan los cambios de los alimentos a medida que se preparan, cómo se pudren, cómo conservar los alimentos, cómo su cuerpo utiliza los alimentos que consume, y cómo interactúan los ingredientes para hacer la comida.

• Limpieza
Parte de la importancia de la química es que ns explica cómo es el  funcionamiento de la limpieza. La química se utiliza para ayudar a decidir lo que es más limpio para platos, lavandería, usted mismo, y su hogar. Se utiliza la química al utilizar desinfectantes y blanqueadores, pero también como el  jabón y  el agua.

• Medicina
Es necesario comprender la química básica para que pueda entender cómo los medicamentos, las vitaminas y también los suplementos nos pueden ayudar o perjudicar a la salud. Parte de laimportancia de la química radica en desarrollar y probar nuevos tratamientos médicos y medicinas.

• Cuestiones ambientales
La química está en el corazón de los problemas ambientales. ¿Qué hace que un producto químico de un nutriente y otro producto químico sean contaminantes? ¿Cómo se puede limpiar nuestro medio ambiente sin dañarlo aún más? ¿Qué procesos se producen en las cosas que usted necesita sin dañar el medio ambiente?

Todo es química. Utilizamos productos químicos cada día y realizamos reacciones químicas sin pensar mucho en ello. La química es importante ya que todo lo que haces acaba siendo química! Incluso su cuerpo está hecho de sustancias químicas. Muchas reacciones químicas ocurren cuando usted come, respira, camina, o simplemente  mientras pasa su tiempo leyendo. Los materiales están hechos de productos químicos, por lo que la química adquiere una importancia radical ya que es el estudio de todo.

Importancia de saber Química

Todo el mundo puede y debe entender la química básica, pero puede ser importante para tomar un curso formativo en esta ciencia. Entender la química es importante si estás estudiando cualquiera de las ciencias porque todas las ciencias implican la materia y las interacciones entre los tipos de materia. Las personas que desean convertirse en médicos, físicos, enfermeras, farmaceúticos, nutricionistas, geólogos, y  sin duda los químicos realizan estudios en esta importante materia. Es posible que quieras hacer la carrera de química ya que los trabajos relacionados con ella son abundantes y bien pagados. La importancia de la química no se verá disminuido con el tiempo, por lo que seguirá siendo una carrera con mucho futuro.

En definitiva y para concluir, 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.