Materia: estados, Materia: estados, propiedades y propiedades y

transformacionestransformaciones

Prof. Juan Pablo ColottaProf. Juan Pablo Colotta

Podemos definir la materia como aquello Podemos definir la materia como aquello que constituye los cuerpos, y decimos que constituye los cuerpos, y decimos

que cuerpo es todo lo que posee masa, que cuerpo es todo lo que posee masa, ocupa un lugar en el espacio y es ocupa un lugar en el espacio y es perceptible a nuestros sentidos.perceptible a nuestros sentidos.

La Química es la Ciencia que La Química es la Ciencia que estudia la materia, sus estudia la materia, sus

propiedades, su constitución, sus propiedades, su constitución, sus transformaciones y las variaciones transformaciones y las variaciones

energéticas que acompañas a energéticas que acompañas a estas transformaciones.estas transformaciones.

Desde el punto de vista metodológico, Desde el punto de vista metodológico, dividiremos el estudio de la materia en dividiremos el estudio de la materia en las siguientes partes:las siguientes partes:

- Estados de la materia.- Estados de la materia. - Estructura de la materia. - Estructura de la materia. - Propiedades de la materia. - Propiedades de la materia.

Estados de la materia

Los diferentes estados en que podemos encontrar la materia se denominan estados de agregación de la materia.

Las distintas formas en que la materia se "agrega", como un conjunto de partículas, se pueden clasificar básicamente en tres estados:

- Sólido 

- Líquido

- Gaseoso 

Cuando un cuerpo está en estado sólido podemos apreciar que:

Tiene forma propia.

Su volumen no varía prácticamente al comprimirlo.

No fluye.

Cuando un cuerpo está en estado líquido podemos apreciar que:

No tiene forma propia, se adapta a la de recipiente que lo contiene.

Su volumen varía muy poco al comprimirlo.

Fluye.

Cuando un cuerpo está en estado gaseoso podemos apreciar que:

No tiene forma ni volumen propio, se adapta a la de recipiente que lo contiene. Su volumen varía al comprimirlo. Fluye.

En forma de resumen:En forma de resumen:

CaracterísticaCaracterísticaEstado Estado sólidosólido

Estado Estado líquidolíquido

Estado Estado gaseosogaseoso

Volumen Volumen propiopropio

SiSi SiSi NoNo

Forma Forma propiapropia

SiSi NoNo NoNo

Se pueden Se pueden comprimircomprimir

NoNo No No (prácticamente)(prácticamente)

SiSi

FluyenFluyenNoNo SiSi SiSi

Las características analizadas Las características analizadas recientemente se denominan recientemente se denominan

macroscópicasmacroscópicas, ya que , ya que pueden ser fácilmente pueden ser fácilmente

observadas.observadas.

Pero si queremos explicar Pero si queremos explicar dichas características debemos dichas características debemos

recurrir al estudio de la recurrir al estudio de la estructura de la materia.estructura de la materia.

Para ello, recurriremos al Para ello, recurriremos al modelomodelo cinético de partículascinético de partículas::

Modelo cinético de partículasModelo cinético de partículas

Los enunciados más destacados son los siguientes:Los enunciados más destacados son los siguientes:

- - Los cuerpos están constituidos por pequeñas Los cuerpos están constituidos por pequeñas partículas que no pueden ser percibidas por partículas que no pueden ser percibidas por nuestros sentidos.nuestros sentidos.

- Las partículas constituyentes de la materia están en - Las partículas constituyentes de la materia están en movimiento, es decir, poseen energía cinética.movimiento, es decir, poseen energía cinética.

- Cuanto mayor es la temperatura del cuerpo tanto - Cuanto mayor es la temperatura del cuerpo tanto mayor es la energía cinética de las partículas.mayor es la energía cinética de las partículas.

- Entre las partículas existen fuerzas de atracción - Entre las partículas existen fuerzas de atracción (denominadas fuerzas de cohesión).(denominadas fuerzas de cohesión).

Las características que Las características que analizaremos a continuación analizaremos a continuación

se denominan se denominan submicroscópicassubmicroscópicas, ya que no , ya que no pueden ser observadas. Se pueden ser observadas. Se

basan en los enunciados del basan en los enunciados del modelo cinético de partículas.modelo cinético de partículas.

Según el modelo cinético cuando Según el modelo cinético cuando un cuerpo está en estado un cuerpo está en estado sólidosólido::

Sus partículas se Sus partículas se encuentran muy juntas encuentran muy juntas y ordenadas.y ordenadas.La energía cinética de La energía cinética de sus partículas es muy sus partículas es muy baja.baja.Las partículas Las partículas prácticamente no se prácticamente no se mueven, sólo vibran.mueven, sólo vibran.La fuerza de atracción La fuerza de atracción entre las partículas es entre las partículas es fuerte.fuerte.

Según el modelo cinético cuando Según el modelo cinético cuando un cuerpo está en estado un cuerpo está en estado líquidolíquido::

Sus partículas se Sus partículas se encuentran poco juntas encuentran poco juntas y más desordenadas.y más desordenadas.

La energía cinética de La energía cinética de sus partículas es mayor.sus partículas es mayor.

Las partículas se Las partículas se deslizan unas sobre deslizan unas sobre otras.otras.

La fuerza de atracción La fuerza de atracción entre las partículas es entre las partículas es menor.menor.

Según el modelo cinético cuando Según el modelo cinético cuando un cuerpo está en estado un cuerpo está en estado gaseosogaseoso::

Sus partículas se Sus partículas se encuentran muy encuentran muy separadas y separadas y desordenadas.desordenadas.La energía cinética de La energía cinética de sus partículas es muy sus partículas es muy elevada.elevada.Las partículas mueven Las partículas mueven con total libertad.con total libertad.La fuerza de atracción La fuerza de atracción entre las partículas es entre las partículas es nula.nula.

En forma de resumen final podemos decir que:En forma de resumen final podemos decir que:

SólidoSólido LíquidoLíquido GaseosoGaseoso

Partículas juntas y Partículas juntas y ordenadasordenadas

Partículas algo alejadas y Partículas algo alejadas y desordenadasdesordenadas

Partículas muy alejadas Partículas muy alejadas y desordenadasy desordenadas

Fuerzas de atracción Fuerzas de atracción mayores que las de mayores que las de

repulsiónrepulsión

Fuerzas de atracción y Fuerzas de atracción y repulsión en equilibriorepulsión en equilibrio

Fuerzas de repulsión Fuerzas de repulsión mayores que las de mayores que las de

atracciónatracción

Con forma propiaCon forma propia Su forma depende del Su forma depende del recipiente que lo contienerecipiente que lo contiene

Su forma depende del Su forma depende del recipiente que lo recipiente que lo

contienecontiene

Cambios Cambios de estadode estado

Un cuerpo puede pasar de un Un cuerpo puede pasar de un estado de agregación a otro estado de agregación a otro por simple variación de la por simple variación de la

temperatura o de la presión.temperatura o de la presión.

La temperatura es una medida del movimiento

de las partículas de

un cuerpo.

Si a un cuerpo que está en Si a un cuerpo que está en estado sólidoestado sólido se le se le aumenta la temperatura éste puede pasar al aumenta la temperatura éste puede pasar al estado estado

líquidolíquido, dicho cambio de estado se denomina , dicho cambio de estado se denomina fusiónfusión..

Si a un cuerpo que está en Si a un cuerpo que está en estado líquidoestado líquido se le se le disminuye la temperatura éste puede pasar al disminuye la temperatura éste puede pasar al estado estado

sólidosólido, dicho cambio de estado se denomina , dicho cambio de estado se denomina solidificaciónsolidificación..

Procesos similares pueden hacerse para llevar a un Procesos similares pueden hacerse para llevar a un cuerpo del estado líquido al gaseoso, o del gaseoso al cuerpo del estado líquido al gaseoso, o del gaseoso al

líquido.líquido.

Nombres que reciben los distintos cambios de estado

En el ciclo del agua se producen varios de estos cambios de estado. La molécula de agua cambia su estado, pero no su composición química: siempre será H2O. Por eso

los cambios de estado son cambios físicos.

LÍQUIDOSÓLIDO GASEOSO

Fusión Vaporización

Solidificación Condensación

Volatilización

Sublimación

Propiedades Propiedades de la materiade la materia

La materia presenta una serie La materia presenta una serie de propiedades que pueden de propiedades que pueden clasificarse en dos grupos: clasificarse en dos grupos:

extensivasextensivas o o intensivasintensivas..

Propiedades extensivasPropiedades extensivas: son las que : son las que dependen de la cantidad de materia dependen de la cantidad de materia considerada. considerada. PesoPeso, , masamasa, , volumenvolumen..

Propiedades intensivasPropiedades intensivas: son las que no : son las que no dependen de la cantidad de materia dependen de la cantidad de materia considerada. considerada. ColorColor, , saborsabor, , olorolor, , punto punto de fusiónde fusión, , punto de ebulliciónpunto de ebullición, , densidaddensidad..

Una forma muy sencilla de comprender esta clasificación Una forma muy sencilla de comprender esta clasificación puede ser mediante el siguiente ejemplo. Consideremos puede ser mediante el siguiente ejemplo. Consideremos dos porciones de agua de distinto tamaño.dos porciones de agua de distinto tamaño.

Porción A Porción BPorción A Porción B

Si comparamos la misma propiedad en ambos sistemas y la Si comparamos la misma propiedad en ambos sistemas y la misma se ve alterada, entonces la propiedad es extensiva (ya misma se ve alterada, entonces la propiedad es extensiva (ya que depende de la cantidad de materia considerada). Son que depende de la cantidad de materia considerada). Son ejemplos: el peso, la masa y el volumen.ejemplos: el peso, la masa y el volumen.

Si la propiedad no se ve alterada, entonces la propiedad es Si la propiedad no se ve alterada, entonces la propiedad es intensiva (ya que no depende de la cantidad de materia intensiva (ya que no depende de la cantidad de materia considerada). Son ejemplos: el color, sabor, olor, punto de fusión, considerada). Son ejemplos: el color, sabor, olor, punto de fusión, punto de ebullición, densidad.punto de ebullición, densidad.

DensidadDensidad En la relación que hay entre la masa y el En la relación que hay entre la masa y el

volumen de un cuerpo. Cuerpos de mismo volumen de un cuerpo. Cuerpos de mismo material pero de distinto tamaño guardan material pero de distinto tamaño guardan siempre la misma relación.siempre la misma relación.

La fórmula para calcular una densidad La fórmula para calcular una densidad a a partir de la masa (m) y el volumen (v) es:partir de la masa (m) y el volumen (v) es:

m / vm / v

La densidad es una propiedad propia de La densidad es una propiedad propia de cada material. Por ejemplo, la densidad cada material. Por ejemplo, la densidad del agua líquida es 1; la del plomo es del agua líquida es 1; la del plomo es 11,34; la del aluminio es 2,7; la del hielo 11,34; la del aluminio es 2,7; la del hielo es 0,92. es 0,92.

La unidad con que se expresa la densidad La unidad con que se expresa la densidad es gramos/centímetros cúbicos.es gramos/centímetros cúbicos.

Punto de fusiónPunto de fusión

Es la temperatura a la cual un sólido Es la temperatura a la cual un sólido funde, bajo una presión determinada.funde, bajo una presión determinada.

Por ejemplo, a presión atmosférica normal Por ejemplo, a presión atmosférica normal (1013 hPa), el hielo se derrite a 0°C; un trozo (1013 hPa), el hielo se derrite a 0°C; un trozo de plomo a 327°C y uno de aluminio a de plomo a 327°C y uno de aluminio a 660°C. Es decir el punto de fusión es propio 660°C. Es decir el punto de fusión es propio de cada material.de cada material.

Si la presión atmosférica se modifica, estos valores Si la presión atmosférica se modifica, estos valores también.también.

Punto de ebulliciónPunto de ebullición

Es la temperatura a la cual un líquido Es la temperatura a la cual un líquido hierve, bajo una presión determinada.hierve, bajo una presión determinada.

Por ejemplo, a presión atmosférica normal Por ejemplo, a presión atmosférica normal (1013 hPa), el agua hierve a 100°C; un trozo (1013 hPa), el agua hierve a 100°C; un trozo de plomo a 1740°C y uno de aluminio a de plomo a 1740°C y uno de aluminio a 2060°C. Es decir el punto de ebullición es 2060°C. Es decir el punto de ebullición es propio de cada material.propio de cada material.

Si la presión atmosférica se modifica, estos valores Si la presión atmosférica se modifica, estos valores también.también.