Grado 8
  1. Introducción a la Química  1.1. Naturaleza y alcance de la química  1.2. Importancia de la química en la vida diaria  1.3. La química y su relación con otras ciencias  1.4. El papel de la química en la industria, la medicina y el medio ambiente  1.5. Investigación científica y métodos experimentales en química
  2. La materia y sus propiedades  2.1. Definición y clasificación de la materia  2.2. Propiedades físicas y químicas de la materia  2.3. Ley de la conservación de la materia  2.4. Propiedades extensivas e intensivas de la materia  2.5. Teoría cinético-molecular de la materia  2.6. Estados de la materia: sólidos, líquidos, gases, plasmas y condensados de Bose-Einstein  2.7. Los cambios de estado y energía están involucrados  2.8. Difusión y movimiento Browniano
  3. Elementos, Compuestos y Mezclas  3.1. Definición y diferencias entre elementos, compuestos y mezclas  3.2. Estructura Atómica y Número Atómico  3.3. Símbolos y fórmulas químicas  3.4. Tendencias en la Tabla Periódica (Grupos y Periodos)  3.5. Clasificación de Elementos: Metales, No Metales y Metaloides  3.6. Elementos de Tierras Raras y Metales de Transición  3.7. Tipos de mezclas: homogéneas y heterogéneas  3.8. Separación de mezclas utilizando métodos físicos y químicos
  4. Técnicas de Separación  4.1. Filtración, Sedimentación y Decantación  4.2. Evaporación y cristalización  4.3. Destilación y destilación fraccionada  4.4. Cromatografía y sus aplicaciones  4.5. Sublimación en la purificación de compuestos  4.6. El papel de la centrifugación en los procesos bioquímicos
  5. Estructura Atómica  5.1. La teoría atómica de Dalton  5.2. Estructura del átomo: protones, neutrones y electrones  5.3. El modelo atómico de Bohr  5.4. Introducción al Modelo Mecánico Cuántico  5.5. Configuración Electrónica y Niveles de Energía  5.6. Espectros de excitación y emisión  5.7. Isótopos y sus aplicaciones
  6. Tabla Periódica y Tendencias Químicas  6.1. Historia y desarrollo de la tabla periódica  6.2. Ley periódica moderna  6.3. Periodicidad y tendencias en tamaños atómicos y iónicos  6.4. Energía de Ionización, Afinidad Electrónica y Electronegatividad  6.5. Introducción a los lantánidos y actínidos  6.6. Aplicación de tendencias periódicas en química
  7. Enlace Químico y Estructura Molecular  7.1. Tipos de enlaces químicos: enlaces iónicos, covalentes y metálicos  7.3. Moléculas Polares y No Polares  7.4. El enlace de hidrógeno y sus aplicaciones  7.5. Fuerzas intermoleculares: dipolo-dipolo, fuerza de dispersión de London
  8. Reacciones Químicas y Estequiometría  8.1. Ecuaciones Químicas y Balance  8.2. Tipos de Reacciones Químicas: Combinación, Descomposición, Desplazamiento y Redox  8.3. Introducción a la estequiometría y el concepto del mol  8.4. Reactivo limitante en ecuaciones químicas  8.5. Velocidad de reacción, catalizador y factores que afectan la velocidad de reacción
  9. Ácidos, Bases y Sales  9.1. Definición y Propiedades de Ácidos y Bases  9.2. Ácidos y bases fuertes vs. débiles  9.3. Escala de pH y cálculo de pH  9.4. Reacciones de neutralización  9.5. Soluciones amortiguadoras y su importancia  9.6. Aplicaciones de Ácidos, Bases y Sales en la Vida Diaria
  10. Soluciones y Solubilidad  10.1. Definición de Solución, Soluto y Solvente  10.2. Factores que Afectan la Solubilidad  10.3. Unidades de concentración: molaridad y molalidad  10.4. Soluciones saturadas, no saturadas y sobresaturadas  10.5. Concepto de ósmosis y ósmosis inversa  10.6. Propiedades coligativas de las soluciones
  11. Gases y Leyes de los Gases  11.1. Propiedades de los gases  11.2. Introducción a los Gases Ideales y Reales  11.3. Ley de Boyle, Ley de Charles y Ley de Avogadro  11.4. Ecuación de Gas Ideal y Sus Aplicaciones  11.5. Aplicación de las leyes de los gases en la vida real
  12. Termoquímica y transformación de energía  12.1. Energía en las Reacciones Químicas  12.2. Reacciones Exotérmicas vs. Endotérmicas  12.3. Cambios de Calor y Entalpía  12.4. Calorimetría y transferencia de calor en reacciones
  13. Metales y No metales  13.1. Physical and Chemical Properties of Metals and Nonmetals  13.2. Serie de Reactividad de los Metales  13.3. La corrosión y su prevención  13.4. Extracción de metales de los minerales  13.5. Usos de metales y no metales en la vida diaria
  14. Introducción a la Química Orgánica  14.1. Características del carbono y compuestos orgánicos  14.2. Grupos funcionales y su importancia  14.3. Hidrocarburos Simples: Alcanos, Alquenos y Alquinos  14.4. Isomería en compuestos orgánicos  14.5. Introducción a los polímeros y sus usos
  15. Química Ambiental y Sostenibilidad  15.1. Principios de la química verde  15.2. Efectos de la contaminación química en los ecosistemas  15.3. Lluvia ácida y sus efectos  15.4. Agotamiento de la capa de ozono y calentamiento global  15.5. Gestión de Residuos y Reciclaje en Química

Grado 8 → La materia y sus propiedades ↓


Estados de la materia: sólidos, líquidos, gases, plasmas y condensados de Bose-Einstein


La materia es todo lo que nos rodea. Es todo lo que tiene masa y ocupa espacio. La materia está compuesta por átomos y moléculas. Estas partículas siempre están en movimiento. Cómo se mueven e interactúan estas partículas entre sí determina el estado de la materia.

Los estados comunes de la materia son sólido, líquido y gas. Sin embargo, bajo ciertas condiciones, la materia también puede existir en otros estados como el plasma y el condensado de Bose-Einstein.

Sólido

Un sólido es un estado de la materia en el que las partículas están unidas entre sí de manera ordenada. Las partículas no se mueven libremente, sino que vibran en su lugar. Esto le da a un sólido una forma y volumen definidos.

Ejemplo visual: En la cuadrícula de la caja de arriba, cada círculo representa una partícula. Note cómo las partículas están empaquetadas de manera cercana en un patrón regular.

Ejemplo:

  • Un libro.
  • Un trozo de hielo.
  • Una mesa.

Líquido

Un líquido es un estado de la materia en el que las partículas están cerca unas de otras pero no en una posición fija. Pueden deslizarse unas sobre otras, permitiendo que un líquido tome la forma de su recipiente mientras mantiene un volumen constante.

Ejemplo visual: En la parte superior de la caja, los círculos están empaquetados cerca entre sí pero de manera aleatoria, indicando que las partículas se deslizan una sobre otra.

Ejemplo:

  • Agua.
  • Jugo.
  • Aceite.

Gas

Un gas es un estado de la materia en el que las partículas están muy separadas y se mueven libremente. Esta alta energía y libertad permite que los gases llenen la forma y el volumen de su contenedor.

Ejemplo visual: En la caja de arriba, hay círculos esparcidos por todos lados, mostrando el movimiento aleatorio y libre de las partículas.

Ejemplo:

  • Aire.
  • Helio en globos.
  • Vapor.

Plasma

El plasma es un estado de la materia donde los gases permanecen activos mientras que los electrones atómicos ya no están adheridos a un núcleo atómico particular. Es un gas ionizado que consta de iones positivos y electrones libres.

Los plasmas ocurren naturalmente en el Sol y otras estrellas, donde las temperaturas son lo suficientemente altas como para que este estado persista. También se encuentran en los relámpagos o pueden ser creados en un entorno de laboratorio.

Ejemplo visual: En la caja de arriba, las partículas cargadas (iones) se mueven libremente, demostrando el comportamiento del plasma.

Ejemplo:

  • Sol y otras estrellas.
  • Luces de neón.
  • Relámpago.

Condensados de Bose–Einstein

Los condensados de Bose-Einstein (BECs) se forman cuando un gas de bosones se enfría a temperaturas muy cercanas al cero absoluto (0 Kelvin o -273.15 °C). Bajo tales condiciones, un gran número de átomos "condensan" en el estado cuántico más bajo del potencial externo, haciendo que los efectos cuánticos sean evidentes en una escala macroscópica.

En un BEC los átomos se mueven muy lentamente y se comportan como si fueran un solo átomo. Este es un estado de la materia donde las partículas actúan juntas, produciendo fenómenos cuánticos en una escala muy grande.

Ejemplo visual: El grupo en el centro representa partículas que se comportan como una sola entidad cuántica.

Ejemplo:

  • Gas de rubidio superenfriado.

Transiciones entre estados

La materia puede cambiar de un estado a otro mediante procesos físicos. Estos cambios ocurren a menudo debido a la adición o eliminación de energía, generalmente en forma de calor. A continuación se presentan algunos cambios comunes:

  • Fusión: El proceso de cambio de un sólido a un líquido. Esto ocurre cuando se agrega calor a un sólido, causando que las partículas vibren más rápidamente hasta que se liberan de sus posiciones fijas. Ejemplo: Hielo derritiéndose en agua.
  • Congelamiento: El proceso de cambio de un líquido a un sólido. Esto ocurre cuando se elimina el calor, haciendo que las partículas se desaceleren y queden fijas en una posición estacionaria. Ejemplo: Agua congelándose en hielo.
  • Vaporización: El proceso de cambio de un líquido a un gas. Esto puede ocurrir mediante la ebullición, donde el calor causa la formación de burbujas de gas dentro del líquido, o mediante la evaporación, donde las moléculas en la superficie del líquido obtienen suficiente energía para escapar al aire. Ejemplo: Agua hirviendo en vapor.
  • Condensación: El proceso de cambio de un gas a un líquido. Ocurre cuando las partículas de gas pierden energía y se acercan para formar un líquido. Ejemplo: Vapor de agua en el aire que se condensa como rocío en una superficie fría.
  • Sublimación: El proceso de cambio de un sólido directamente a un gas sin pasar por el estado líquido. Ejemplo: Hielo seco (dióxido de carbono sólido) cambiando directamente a gas de dióxido de carbono.
  • Deposición: El proceso de cambio de un gas directamente a un sólido. Esto ocurre sin pasar por el estado líquido. Ejemplo: Escarcha formándose en superficies frías.

Materia y sus propiedades

El estudio de la materia también incluye la comprensión de sus propiedades. Estas propiedades ayudan a los científicos a comprender el comportamiento de la materia bajo diferentes condiciones.

Propiedades físicas

Las propiedades físicas de la materia pueden observarse o medirse sin cambiar su identidad. Estas incluyen:

  • Color: Tono, saturación y brillo son la forma en que un material refleja la luz.
  • Densidad: La masa de una sustancia por unidad de volumen. Por ejemplo, el agua tiene una densidad de aproximadamente 1 gramo por centímetro cúbico (g/cm3).
  • Volumen: El espacio ocupado por una sustancia.
  • Punto de ebullición y punto de fusión: La temperatura a la que una sustancia cambia de estado.

Propiedades químicas

Las propiedades químicas describen la capacidad de una sustancia para experimentar cambios o reacciones químicas basadas en su estructura. Estas incluyen:

  • Reactividad: La tendencia de una sustancia a reaccionar químicamente con otras sustancias.
  • Inflamabilidad: La capacidad de una sustancia para arder en presencia de oxígeno.
  • Acidez o alcalinidad (pH): Es una medida de cuán ácida o alcalina es una sustancia. Varía de 0 (fuertemente ácido) a 14 (fuertemente alcalino).

Ejemplos de cambio de materia

Consideremos el agua como una sustancia extraordinaria que puede transformarse fácilmente entre sus estados.

Sólido (Hielo) → Líquido (Agua) → Gas (Vapor)

La transferencia de temperatura (ganancia o pérdida de calor) causa estos cambios:
El hielo se derrite y se convierte en agua.
Sobre el punto de ebullición el agua se evapora en vapor.
Al enfriarse, el vapor se condensa de nuevo en agua.
Cuando el agua se congela por debajo del punto de congelación se convierte en hielo.

En conclusión, comprender los estados de la materia es fundamental para saber cómo interactúan las sustancias en el mundo que nos rodea. A través de la observación y medición de sus propiedades físicas y químicas, obtenemos información sobre el comportamiento e interacción de diferentes sustancias en varias transiciones de estado.


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Estados de la materia: sólidos, líquidos, gases, plasmas y condensados de Bose-Einstein

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