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la siguiente página está diseñado para complementar los cursos presenciales de química en los grados 10 y 11 de la educación media; contiene los conceptos más importantes de cada temática, junto con una serie de recursos como videos, archivos, talleres, enlaces, guías, simuladores y un foro donde podrás participar con preguntas, dudas, respuestas, formando proceso cooperativos y colaborativos, que puedan facilitar el aprendizaje significativo.
En el costado superior izquierdo del site encontraras las diferentes temáticas a tratar. Te invito a que inicialmente te inscribas en el foro para fomentar el intercambio de información, las conexiones y el proceso interactivo.
Cada temática tendrá una serie de actividades para guiar los procesos de enseñanza y aprendizaje, facilitando el entendimiento y mostrando las prioridades que se deben tener para cada tópico.
TABLA PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS
QUÍMICA
La definición de química establece que ésta es una ciencia encargada de estudiar la composición, propiedades y estructuras de las sustancias materiales, la forma en que interactúan y los efectos que se producen sobre ellas cuando se les añade o extrae energía en cualquiera de sus formas. Desde que el hombre habita en esta Tierra ha sido testigo de la transformación de sustancias, y no nos referimos a mutaciones complejas, sino a la carne cocinándose o al hielo derritiéndose; estos hechos empezaron a indagar dentro del subconsciente de las personas y tuvo como productos la búsqueda de sus causas.
Historia de la química
La definición de química como la de física hace una división entre la época antigua y la moderna; en la primera los procesos químicos eran realizados por artesanos que habitaban la Mesopotamia, China y Egipto. Al principio se trabajaba con metales nativos como el cobre y el oro, muchas veces en estado puro, pero con el correr de los años, estas personas aprendieron a fundir menas calentándolas con carbón de leña y así obtenían diferentes metales. Luego, aconteció el uso progresivo del hierro y el bronce; se inició así una tecnología química primitiva: se descubrían distintos métodos para fijar tintes, distintas clases de tejidos y ya los alfareros era expertos preparando barnices y fabricando vidrio. Como mencionamos al principio, la física está estrechamente vinculada con la definición de química; desde los tiempos de Tales de Mileto, los filósofos griegos empezaron a cuestionar lógicamente el mundo físico. El mismo Tales estaba seguro de que la materia procedía del agua y que ésta podía solidificarse en Tierra o evaporarse en aire; sus asesores completaron esta idea diciendo que la tierra estaba compuesta por cuatro elementos fundamentales: agua, tierra, aire y fuego. Los mismos, a su vez, estaban compuestos por átomos, es decir, partículas diminutas que se movías en el vacío; Aristóteles fue el más influyente dentro del campo de la química, éste creía que la materia poseía cuatro cualidades: calor, frío, sequedad y humedad y es por eso que cada uno de ellos estaba compuesto por dichas cualidades.
Ramas de la química moderna
La definición de ciencia nos dice que ésta nació de la mano de Lavoisier quien demostró, con una serie de experimentos, que el aire contiene un 20% de oxígeno y que la combustión se generaba de la combinación de una sustancia combustible con oxígeno. Se sustituye rápidamente la teoría del “flogisto” ya que al quemar el carbono se produce dióxido de carbono y por ende el flogisto no existe. Lavoisier utilizó la balanza de laboratorio para ser mucho más atinado en sus experimentaciones, definió los elementos con el nombre de “sustancias” que no pueden ser descompuestas a través de medios químicos y sustituye el sistema antiguo de nombres químicos alcanzando la nomenclatura que utilizamos actualmente. La química analítica se hace presente de manera muy fuerte por primera vez en los siglos XIX y XX, los químicos demostraron que los ompuestos simples con los que trabajaban contenían cantidades fijas e invariables de los elementos que los constituían. Joseph Gay-Lussac, químico francés, demostró que los volúmenes de los gases reaccionantes siempre se relacionan con números enteros sencillos, y así nace la ley de las proporciones
La materia y sus propiedades
La química actúa sobre la materia, que es todo aquello que nos rodea, ocupa un lugar y un espacio en el universo, y que somos capaces de identificar y conocer.
La materia presenta dos tipos de propiedades: propiedades extensivas y propiedades intensivas.
Las propiedades extensivas se relacionan con la estructura química externa; es decir, aquellas que podemos medir con mayor facilidad y que dependen de la cantidad y forma de la materia. Por ejemplo: peso, volumen, longitud, energía potencial, calor, etcétera. Las propiedades intensivas, en cambio, tienen que ver más con la estructura química interna de la materia, como latemperatura, punto de fusión, punto de ebullición,calor específico o concentración (ver glosario para estos tres últimos términos), índice de refracción, entre otros aspectos.
Las propiedades intensivas pueden servir para identificar y caracterizar una sustancia pura, es decir, aquella que está compuesta por un solo tipo de molécula (ver glosario), como, por ejemplo, el agua, que está formada solo por moléculas de agua (H2O), o el azúcar, que solo la conforman moléculas de sacarosa (C12H22O11).
Glosario
Punto de ebullición: temperatura a la cual una sustancia pasa del estado líquido al gaseoso.
Calor específico: cantidad de calor requerida para elevar la temperatura de un gramo de una sustancia en un grado centígrado (1ºC).
Punto de fusión: temperatura a la cual una sustancia pasa del estado sólido al líquido.
Molécula: es una agrupación estable de átomos, unidos por un tipo de enlace químico llamado enlace covalente.
ESTADOS DE LA MATERIA
La materia normalmente presenta tres estados o formas: sólida, líquida o gaseosa. Sin embargo, existe un cuarto estado, denominado estado plasma, el cual corresponde a un conjunto de partículas gaseosas eléctricamente cargadas (iones), con cantidades aproximadamente iguales de iones positivos y negativos, es decir, globalmente neutro.
El estado sólido se caracteriza por su resistencia a cualquier cambio de forma, lo que se debe a la fuerte atracción que hay entre las moléculas que lo constituyen; es decir, las moléculas están muy cerca unas de otras.
En el estado líquido, las moléculas pueden moverse libremente unas respecto de otras, ya que están un poco alejadas entre ellas. Los líquidos, sin embargo, todavía presentan una atracción molecular suficientemente firme como para resistirse a las fuerzas que tienden a cambiar su volumen.
En cambio, en el estado gaseoso, las moléculas están muy dispersas y se mueven libremente, sin ofrecer ninguna oposición a las modificaciones en su forma y muy poca a los cambios de volumen. Como resultado, un gas que no está encerrado tiende a difundirse indefinidamente, aumentando su volumen y disminuyendo su densidad.
La mayoría de las sustancias son sólidas a temperaturas bajas, líquidas a temperaturas medias y gaseosas a temperaturas altas; pero los estados no siempre están claramente diferenciados. Puede ocurrir que se produzca una coexistencia de fases cuando una materia está cambiando de estado; es decir, en un momento determinado se pueden apreciar dos estados al mismo tiempo. Por ejemplo, cuando cierta cantidad de agua llega a los 100ºC (en estado líquido) se evapora, es decir, alcanza el estado gaseoso; pero aquellas moléculas que todavía están bajo los 1001C, se mantienen en estado líquido.
Simulador de estados de la materia.
Cambios físicos y químicos de la materia
Aunque al mirar a nuestro alrededor podemos apreciar distintos estados de la materia (por ejemplo, una silla es materia en estado sólido, la leche un líquido y el humo de las fábricas es gaseoso), en la naturaleza ocurren infinitos cambios a cada instante.
Si tomamos, por ejemplo, un vaso con agua (estado líquido), observaremos que el agua ocupa el espacio interno del vaso. Luego, si colocamos en un recipiente el agua contenida en el vaso y la calentamos, veremos que en cierto momento comienzan a observarse burbujas en la superficie, y el agua en estado líquido pasa a ser vapor de agua (estado gaseoso). Este evento, que es común observar en nuestra vida diaria, corresponde a un cambio de estado de la materia.
El agua, tanto en estado líquido como en estado gaseoso, presenta la misma composición química (H2O). Los cambios de estado de cualquier material en los que su composición química permanece invariable se denominan cambios físicos.
Ahora, si tenemos agua mezclada con azúcar (agua azucarada) y la calentamos hasta evaporar toda el agua posible, en el recipiente queda el azúcar; es decir, se obtienen los materiales iniciales: agua (ahora en forma de vapor) y azúcar. Así, cuando mezclamos dos materiales y podemos separarlos por procedimientos físicos, entonces el cambio ocurrido también es un cambio físico. Otros tipos de cambios físicos pueden ser patear una pelota o romper una hoja de papel. En todos los casos podría cambiar la forma, como cuando cortas el papel, pero la sustancia se mantiene, es decir, el papel sigue estando ahí.
Pero existe otro tipo de cambio que sí modifica la estructura química de uno o más materiales. Es el que se conoce como cambio químico. Este sucede cuando el material experimenta una transformación en su estructura química, como consecuencia de su interacción o relación con la estructura química de otro material, transformándose ambas estructuras. Esto da como resultado la formación de un nuevo material con características diferentes a las iniciales; es decir, ocurrió una reacción química.
Glosario
Oxidación: reacción química en la cual el oxígeno participa como reactante e interactúa molecularmente con otra sustancia dando como resultado un producto oxidado.
En el experimento de la manzana se puede apreciar un cambio químico, ya que sus constituyentes externos reaccionaron con el oxígeno del aire y se produjo un oscurecimiento por la reacción de oxidación (ver glosario) o envejecimiento. Su estructura interna cambió y ya no es posible recuperarla por medios físicos, por ejemplo, cortar la parte oxidada, ya que solo se obtendría un tejido vegetal nuevo.
Las frutas, como las manzanas, pueden conservarse por refrigeración, que hace más lento el proceso de oxidación, o cubriéndolas, para que el oxígeno no actúe sobre la fruta. En el experimento, como habrás podido apreciar, el trozo de manzana cubierto con el plástico no se oscureció. Tampoco la parte de la manzana impregnada con jugo de limón se alteró. Es más, seguirá en buen estado, ya que el jugo de limón contiene vitamina C (ácido ascórbico), la cual actúa como antioxidante; es decir, evita que el oxígeno reaccione con la manzana y retarda el envejecimiento. El tercer trozo, al estar sin jugo de limón y sin plástico (es decir, al estar expuesto al oxígeno del aire) se oscureció, evidenciando una reacción de oxidación, la misma que corresponde a un cambio de estado de tipo químico.
En la naturaleza, la mayoría de las alteraciones que se producen son cambios químicos, como la combustión, la pudrición, la fermentación, la digestión de los alimentos, etcétera.
Sin embargo, también existen otros tipos de transformaciones químicas, como cuando se quema basura, o uno fundamental, que es la respiración, donde hay una reacción química.
Así como la manzana, otras frutas experimentan las mismas modificaciones, como, por ejemplo, el plátano y la palta. Tú mismo puedes repetir el experimento usando otras frutas o verduras, haciendo comparaciones y verificando lo que sucede. Incluso puedes invitar a tus amigos para que cada uno elija una fruta o verdura y después comparen y discutan los resultados de cada uno.
Así, aplicarás también el método científico (observación, problema, hipótesis y experimentación).
TOMADO DE:
http://www.abcpedia.com/diccionario/definicion-quimica.html
Los simuladores tomados de: https://phet.colorado.edu/es/simulations/category/chemistry
Glosario
Oxidación: reacción química en la cual el oxígeno participa como reactante e interactúa molecularmente con otra sustancia dando como resultado un producto oxidado.