¡Explorando la estructura y las clases de Materia!

 RECORDEMOS…¿Qué es la Materia?

La materia es todo lo que tiene masa y ocupa espacio. ¡Todo a nuestro alrededor está hecho de materia! Desde el aire que respiramos hasta el agua que bebemos y los libros que leemos, todo está compuesto de materia. Para entender cómo está formada la materia, necesitamos conocer las partes más pequeñas que la componen. Estas partes son los átomos y las moléculas.

Recuerda que el concepto de átomo y su estructura ha cambiado a lo largo de la historia a medida que avanzamos en su conocimiento, los modelos atómicos nos explican cómo está compuesta la materia. Veamos qué son los átomos y las moléculas. 

ESTRUCTURA DE LA MATERIA 

1. Átomos:

Los átomos son las unidades más pequeñas de la materia que todavía tienen las propiedades de un elemento. Imagina los átomos como pequeñas esferas invisibles que forman todo lo que ves a tu alrededor. Cada átomo está hecho de tres tipos de partículas subatómicas:

• Protones: Tienen una carga positiva y se encuentran en el núcleo del átomo.

• Neutrones: No tienen carga y también están en el núcleo.

• Electrones: Tienen una carga negativa y giran alrededor del núcleo en órbitas.

Ejemplo:

• El Átomo de Hidrógeno: Tiene un solo protón, un electrón, y no tiene neutrones en su forma más simple.

2. Moléculas:

Cuando los átomos se unen, forman moléculas. Las moléculas son grupos de átomos que se combinan entre sí mediante enlaces químicos. Las moléculas pueden estar formadas por átomos del mismo tipo o de tipos diferentes.

Ejemplos de Moléculas:

• Agua (H₂O): Está formada por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno unidos.

• Dióxido de Carbono (CO₂): Está formado por un átomo de carbono y dos átomos de oxígeno unidos.

CLASES DE MATERIA 

De acuerdo a cómo están formadas las sustancias éstas pueden ser sustancias puras (elementos o compuestos) o mezclas (mezclas homogéneas y heterogéneas) 

Sustancias Puras

Una sustancia pura es un tipo de materia que tiene una composición uniforme y constante. Esto significa que está hecha de un solo tipo de molécula o átomo. Las sustancias puras se dividen en dos grandes categorías: elementos y compuestos.

1. Elementos:

Los elementos son sustancias puras que están formadas por un solo tipo de átomo. Cada elemento tiene propiedades únicas y no se puede descomponer en sustancias más simples por métodos químicos. Los elementos son los "bloques de construcción" básicos de toda la materia. En la tabla periódica, cada elemento tiene un símbolo, como H para el hidrógeno o O para el oxígeno.

Ejemplos de Elementos:

• Hidrógeno (H): Un gas muy ligero que forma parte del agua.

• Oro (Au): Un metal amarillo brillante que se usa en joyería.

• Carbono (C): Un elemento esencial que se encuentra en todos los seres vivos.

Para estudiar los elementos los hemos organizado según sus características en una gráfica denominada TABLA PERIÓDICA (ver siguiente entrada). 

2. Compuestos:

Los compuestos son sustancias puras formadas por la combinación de dos o más elementos diferentes en proporciones fijas. Estos elementos se unen químicamente para formar una nueva sustancia con propiedades diferentes a las de los elementos individuales. Los compuestos se pueden descomponer en sus elementos constituyentes mediante reacciones químicas.

Ejemplos de Compuestos:

• Agua (H₂O): Formada por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno.

• Sal (NaCl): Compuesta por un átomo de sodio y un átomo de cloro.

• Dióxido de carbono (CO₂): Compuesto por un átomo de carbono y dos átomos de oxígeno.

Mezclas

Una mezcla es una combinación de dos o más sustancias en la que cada una mantiene sus propias propiedades. Las mezclas se dividen en dos tipos principales: homogéneas y heterogéneas.

1. Mezclas Homogéneas:

Las mezclas homogéneas tienen una apariencia uniforme y las diferentes sustancias no se pueden distinguir a simple vista. En estas mezclas, las partículas de cada sustancia están distribuidas de manera uniforme.

Ejemplos de Mezclas Homogéneas:

• Agua con sal disuelta: La sal se disuelve completamente en el agua, y no se pueden ver las partículas de sal.

• Jugo de naranja: Cuando se mezcla bien, el jugo tiene una apariencia uniforme, aunque contiene diferentes componentes.

• Aire: Una mezcla de varios gases como oxígeno, nitrógeno y dióxido de carbono.

2. Mezclas Heterogéneas:

Las mezclas heterogéneas tienen una apariencia no uniforme, y puedes ver y distinguir las diferentes partes de la mezcla. En estas mezclas, las sustancias no están distribuidas de manera uniforme.

Ejemplos de Mezclas Heterogéneas:

• Ensalada: Puedes ver y distinguir los diferentes ingredientes como lechuga, tomates y pepinos.

• Mezcla de arena y piedras: Las piedras y la arena son visibles y se pueden separar fácilmente.

• Granola: La mezcla de cereales, nueces y frutas es desigual y puedes ver las diferentes partes.

 

En resumen, observa la gráfica: 

Preguntas para Reflexionar:

1. ¿Qué son los átomos y cómo se combinan para formar moléculas?
2. ¿Cómo difieren los compuestos de las mezclas en términos de composición y propiedades?
3. ¿Cómo afecta la composición de una sustancia a sus propiedades y comportamientos?

¡Ahora que conoces los fundamentos de la composición de la materia, puedes empezar a ver cómo los átomos y moléculas se unen para formar todo lo que te rodea! Cada sustancia, desde el aire que respiras hasta el agua que bebes, tiene una composición única que determina sus características y funciones.

LOS MODELOS ATÓMICOS

 Queridos estudiantes,

Hoy comenzamos un emocionante viaje para descubrir una de las ideas más fundamentales de la ciencia: ¡los átomos! Aunque son demasiado pequeños para verlos a simple vista, los átomos son los ladrillos que construyen todo lo que existe a nuestro alrededor. Desde la silla en la que te sientas hasta el aire que respiras, todo está hecho de átomos.

A lo largo de la historia, los científicos han desarrollado diferentes modelos para tratar de entender cómo son y cómo funcionan los átomos. Estos modelos han cambiado con el tiempo, a medida que los científicos han hecho nuevos descubrimientos. Cada modelo nos cuenta una historia sobre cómo se imaginaban los átomos en ese momento.

1. ¿Qué es un átomo?

Un átomo es la partícula más pequeña de un elemento que conserva las propiedades de ese elemento.
Ejemplo: Todo lo que nos rodea está hecho de átomos, como el agua, el aire, y hasta tu propio cuerpo.

2. Historia de los Modelos Atómicos

1. Modelo de Demócrito (460-370 a.C.):
   Demócrito fue uno de los primeros en sugerir que toda la materia estaba formada por pequeñas partículas indivisibles a las que llamó "átomos". En su modelo, los átomos eran indestructibles y tenían diferentes formas y tamaños según la sustancia que formaban.

2. Modelo de Dalton (1803):
   John Dalton propuso que los átomos eran esferas sólidas e indivisibles, y que cada elemento estaba formado por átomos idénticos. Este modelo ayudó a explicar por qué los elementos se combinan en proporciones fijas para formar compuestos.

3. Modelo de Thomson (1897) - El "Pudín de Pasas":
   J.J. Thomson descubrió los electrones y propuso que los átomos eran esferas cargadas positivamente con electrones incrustados, como pasas en un pudín. Este modelo fue importante porque introdujo la idea de que los átomos tienen partes cargadas eléctricamente.

4. Modelo de Rutherford (1911):
   Ernest Rutherford propuso que el átomo tiene un núcleo central muy pequeño y denso, donde se encuentran las cargas positivas (protones), y que los electrones giran alrededor de este núcleo. Este modelo reveló la existencia del núcleo atómico.

5. Modelo de Bohr (1913):
   Niels Bohr sugirió que los electrones se mueven en órbitas definidas alrededor del núcleo, similar a cómo los planetas giran alrededor del sol. Este modelo ayudó a explicar por qué los átomos emiten o absorben luz en ciertos colores específicos. Observa las siguientes imágenes que te ilustran un poco más sobre el tema:

Actividad de aprendizaje

Realiza un cuadro donde resumas los diferentes modelos atómicos a lo largo de la historia.

LA MATERIA Y SUS PROPIEDADES

Hola chicos y chicas, después de explorar las diferentes posibilidades de la vida en el planeta, estudiar las funciones que mantienen vivos y en existencia a los organismos en nuestro planeta, de profundizar sobre las funciones de nuestros órganos como especie humana, estudiamos a los ecosistemas, las relaciones que hacen posible su equilibrio, relaciones entre organismos y el medio y entre los organismos de la misma especie y de diferentes especie, ahora nos corresponde explorar de qué estamos hechos, tanto lo que exhibimos atributos de vida, como aquellas cosas que no están vivas. Bienvenidos al mundo de la física y la química, vamos a viajar al interior de todo lo que somos y lo que nos rodea para comprender  sus características, Empecemos.

La Materia y sus Propiedades

La materia es todo lo que nos rodea y forma parte de nuestro mundo. Desde el aire que respiramos hasta los alimentos que comemos, todo está compuesto de materia. Pero ¿Qué hace que una sustancia sea diferente de otra? Las respuestas a esta pregunta se encuentran en las propiedades de la materia, las cuales nos permiten describir, clasificar y comprender mejor el mundo que nos rodea.

La materia es todo lo que ocupa espacio y tiene masa. Esto incluye cosas como el aire que respiramos, el agua que bebemos, y los objetos que tocamos. Todo lo que ves a tu alrededor, incluso tú mismo, está hecho de materia. Entonces la MATERIA tiene dos características importantes: ocupa espacio, es decir, tiene VOLUMEN, tiene MASA, es decir, tienen una cantidad de partículas que la forman, estas partículas se llaman átomos.

Ejemplo:
Una piedra, un vaso de agua, y una burbuja de jabón son ejemplos de materia, aunque tienen formas y características diferentes.

Estados de la Materia

La materia se presenta en tres estados principales: sólido, líquido y gas. Cada estado tiene características únicas que dependen de cómo están organizadas y se mueven las partículas que componen la materia. Los sólidos, por ejemplo, tienen una forma y un volumen definidos, mientras que los líquidos pueden cambiar de forma, pero no de volumen. Los gases, en cambio, no tienen ni forma ni volumen definidos y pueden expandirse para llenar cualquier espacio.

La materia tiene diferentes propiedades que nos ayudan a describir y clasificar los objetos que nos rodean. Estas propiedades pueden ser:

Propiedades Físicas

Las propiedades físicas son aquellas que se pueden observar y medir sin cambiar la composición química de la sustancia. Algunas de las principales propiedades físicas de la materia son:

Estado de Agregación: La materia puede presentarse en estado sólido, líquido o gaseoso, dependiendo de las condiciones de temperatura y presión.
Densidad: Es la relación entre la masa de una sustancia y su volumen. La densidad se expresa en unidades como g/cm³.
Punto de Fusión: Es la temperatura a la cual una sustancia pasa de estado sólido a líquido.
Punto de Ebullición: Es la temperatura a la cual una sustancia pasa de estado líquido a gaseoso.
Color: La percepción visual de la materia puede dar información sobre su composición.
Dureza: Es la resistencia de un material a ser rayado o penetrado.
Maleabilidad: Es la capacidad de un material para deformarse bajo compresión sin romperse.
Conductividad Térmica y Eléctrica: Es la capacidad de una sustancia para conducir calor y electricidad, respectivamente.
Solubilidad: Es la capacidad de una sustancia para disolverse en un solvente.

Propiedades Químicas

Las propiedades químicas son aquellas que describen el comportamiento de una sustancia cuando sufre un cambio químico, es decir, cuando se transforma en una sustancia diferente. Algunas de las principales propiedades químicas de la materia son:

Reactividad: Describe la capacidad de una sustancia para reaccionar con otras sustancias. Por ejemplo, el hierro reacciona con el oxígeno para formar óxido de hierro (herrumbre).
Inflamabilidad: Es la capacidad de una sustancia para arder en presencia de oxígeno.
Acidez y Basicidad: Se refiere a la capacidad de una sustancia para donar o aceptar protones (H+). Los ácidos y bases se miden en la escala de pH.
Oxidación-Reducción (Redox): Son reacciones en las cuales se transfieren electrones entre sustancias. La oxidación implica la pérdida de electrones, mientras que la reducción implica la ganancia de electrones.
Estabilidad Química: Es la capacidad de una sustancia para mantener su composición química bajo ciertas condiciones. Las sustancias inestables tienden a descomponerse fácilmente.
Corrosión: Es la degradación de un material, generalmente un metal, debido a una reacción química con su entorno, como la oxidación.

Las propiedades físicas y químicas de la materia son fundamentales para entender y manipular los materiales en una amplia variedad de aplicaciones, desde la ingeniería y la construcción hasta la medicina y la química. Conocer estas propiedades permite a los científicos y a los ingenieros diseñar materiales y procesos que aprovechen al máximo las características de cada sustancia.

Actividad de aprendizaje

1c 1. Exploremos algunas características de los materiales y los diferentes objetos que construimos con estos. Completa la siguiente tabla. 

Material	Objetos	Características
Madera
Plástico
Hierro
Tela
Aluminio
Latón
Cuero
Papel
Cartón

2.   En un cuadro describe las características físicas organolépticas de las siguientes sustancias:

Sustancia	Estado	Olor	Sabor	Color	Forma	Textura	Tamaño	Solubilidad
Sal
Azúcar
Aceite
Agua
Leche
Aire
Chocolate
Harina
Plastilina
Vinilo