la materia
DESCRIPTION
Introducción a la materia para 2º ESO (13-14 años) España.Concepto materia. Escalas, notación científica y órdenes de magnitud.Estructura del átomo, iones.MoleculasTRANSCRIPT
EL MUNDO MATERIAL:LOS ÁTOMOS
OBJETIVOS
- Conocer las propiedades de la materia.
- Distinguir los conceptos de masa y peso.
- Conocer las distintas escalas de observación.
- Reconocer la electricidad como una propiedad más de la materia.
- Conocer la estructura básica de los átomos y la carga de sus partículas constitutivas.
- Los iones.
- Distinguir entre átomo y elemento.
- Conocer y distinguir la diferencia entre sustancia pura y sustancia simple, así como entre sustancia simple y sustancia compuesta.
¿QUÉ ES LA MATERIA?MATERIA es todo aquello que posee VOLUMEN y MASA, por tanto tienen
Tiene DIMENSIONES, es decir que se puede medir
Genera GRAVEDAD, es decir que provoca la atracción sobre otros cuerpos materiales
Posee INERCIA, es decir que presenta resistencia a modificar su estado de reposo o de movimiento
ESCALAS DE OBSERVACIÓN DEL MUNDO MATERIAL
Escala de observación macroscópica: la formada por aquellas dimensiones que podemos apreciar por nuestros sentidos.
Escala de observación microscópica: la formada por aquellas dimensiones que tienen una magnitud menor que la observable por nuestros sentidos.
Los fenómenos que ocurren a esta escala podemos estudiarlos bien por observación directa, o bien por observación indirecta, mediante el uso de modelos construidos a partir de la observación.
El estudio de la materia permite enmarcar el universo conocido en una escala de tamaños y distancias cuyos límites inferior y superior son:
0,000 000 000 000 001 m: tamaño aproximado del núcleo de un átomo.
1 000 000 000 000 000 000 000 m: diámetro estimado del Universo.
Para simplificar la escritura y la lectura de estos números, se utiliza la llamada notación científica, que consiste en escribirlos como potencias de diez.
LA NOTACIÓN CIENTÍFICA o notación exponencial
Límites que expresados según la notación científica son:
1021 m de diámetro del Universo
10-15 m diámetro del núcleo
LOS ÓRDENES DE MAGNITUD
Es una herramienta sumamente útil para pensar con claridad, pero es casi desconocida fuera de la ciencia y la ingeniería. Se trata de algo bien sencillo: simplemente es una elaboración de la idea cotidiana de “tamaño aproximado”.Para ello comparamos usando números expresados como potencias de base 10, el exponente de la potencia es el orden de magnitud.
Ejemplos y comparaciones
El orden de magnitud de:
- Una célula es de 10-5 m.
- De la fruta de 10-2 m.
- De los planetas de 107m
- De las galaxias de 1017 m.
Para hacer comparaciones basta restar los exponentes: Una galaxia es 14 órdenes de magnitud mayor que un planeta (17-7 = 10). Un planeta es solamente 9 órdenes de magnitud mayor que una fruta (7-(-2)=9). Una fruta es nada más que 3 órdenes de magnitud mayor que una célula (-2-(-5)=3).
¿DE QUÉ ES FORMADA LA MATERIA?
La materia está formada por átomos.
Los átomos son la unidad más pequeña de materia que mantiene su identidad o sus propiedades y que no es posible dividir mediante procesos químicos.
Elemento químico. Es toda aquella sustancia que no se puede descomponer en otras más simples mediante procesos químicos. Cada elemento químico esta formado por una clase exclusiva de átomos, iguales entre si, pero distintos de los átomos de los otros elementos.
LOS ÁTOMOS 1. Estructura
Tamaño de un átomo. El tamaño varía en función del número de partículas subatómicas que lo formen.
La historia del átomo y el garbanzo
LOS ÁTOMOS 2¿Qué tamaño tienen?
Así un átomo de hidrógeno tiene un diámetro de aproximadamente 1,0586 × 10–10 m (0,00000000010586 m) y una masa alrededor de 1,7 x 10-27 kg.
Experiencia 1
20 gotas = 1ml
20 x18 = 360 gotas
(1,8x1024)/360 = 5x1021
LOS ÁTOMOS 3Componentes
LOS ELECTRONES: Partícula subatómica con carga eléctrica negativa.
LOS PROTONES: Partícula subatómica con carga eléctrica positiva. Forma parte de la estructura del núcleo.Su masa es de 1,67262 x 10-27 (0,00000000000000000000000000167262 kg) y su diámetro de 0.8768 x10-15 metros.
LOS NEUTRONES:Partícula subatómica sin carga eléctrica, son neutros.Forma parte de la estructura del núcleo.Su masa es prácticamente igual a la de los protones.
Experiencia 2
Clase = 6m 1 átomo
1 átomo H=1,0586 ×10–10m
1 protón =0,8768 x10-15 m
1 protón = 0.04931mm
Los ELECTRONES y los PROTONES poseen cargas de la misma intensidad aunque de distinto signo.
LOS ÁTOMOS 4Estructura
NÚCLEO: está formado por la unión de los neutrones y protones. Su carga eléctrica es positiva y su masa resulta de la unión de las masas de protones y neutrones, lo que supone prácticamente la totalidad de toda la masa del átomo. Supone el 99,9% de la masa de un átomo.
CORTEZA: en torno al núcleo, en unas regiones de máxima probabilidad, se encuentran los electrones en movimiento continuo. Tradicionalmente se hablaba de órbitas.
Recapitulando:
El átomo de H mide aproximadamente 1,0586 × 10–10 m.
Un protón tiene un tamaño de 0.8768 x10-15 metros.
El átomo de H solamente tiene un protón en su núcleo.
Por tanto:
El núcleo del átomo es 100.000 veces menor que el propio átomo.
Es decir:
Un átomo está prácticamente hueco. Luego nuestro mundo material es prácticamente hueco.
LOS ÁTOMOS 5 Los iones
Recuerda:Los átomos son eléctricamente neutros puesto que poseen el mismo número de protones (positivos) que de electrones (negativos).
Cuando un átomo gana o pierde electrones queda cargado electrónicamente (IONIZADO), entonces decimos que se trata de un IÓN del átomo en cuestión.
IÓN PROTONES ELECTRONESCARGA
ELÉCTRICA
CATIÓN X X - N + (positiva)
ANIÓN X X + N - (negativa)
EJEMPLOS DE IONES E IONIZACIÓN
ELEMENTO ALUMINIO CATION
SÍMBOLO Al Al3+
Número de protones
13 13
Número de electrones
14 10
ELEMENTO OXÍGENO ANION
SÍMBOLO O O2-
Número de protones
8 8
Número de electrones
8 10
LOS ELEMENTOS QUÍMICOS 1
La materia está formada por átomos, todos los átomos de una misma clase forman un ELEMENTO QUÍMICO. Existen 118 elementos químicos: hasta 90 elementos distintos en la naturaleza existen, a los que hay que sumar 27 artificiales (el último hallado en el 2010 el Ununseptio, Uus).
Los átomos se combinan, se agrupan, formando sustancias puras:
Si son todos iguales, de la misma clase, forman una SUSTANCIA SIMPLE.
Ejemplos: O2, N2, H2
Si son diferentes, de distintas clases, forman COMPUESTOS.
Ejemplos: CO2, N2O, H2O
LOS ELEMENTOS QUÍMICOS 2Los compuestos
LAS MOLÉCULAS son el resultado de la unión de dos o más átomos mediante enlaces químicos.
CRISTALES IÓNICOS formados por la unión de iones de distinto signo, que quedan unidos por la atracción eléctrica existente entre ellos.