Tema 3 Tema 3. LA MATERIA Y SUS PROPIEDADES. TRANSPOSICIÓN DIDÁCTICA DE ESTOS CONCEPTOS. PDF

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Ciencias naturales. Tema 3. LA MATERIA Y SUS PROPIEDADES. TRANSPOSICIÓN DIDÁCTICA DE ESTOS CONCEPTOS. 1.-La materia. 2.-La materia en la naturaleza. 2.1.-Sustancias puras. 2.2.-Mezclas. 3.-Propiedades de la materia. 3.1.-Propiedades generales de la materia. 3.2.-Propiedades específicas de la materia. 4.-Transformaciones de la materia. 4.1.-Transformaciones físicas. 4.2.-Transformaciones químicas. 1.-La materia. Química: Del egipcio keme, que significa “tierra”. Es la ciencia que se dedica al estudio de la estructura, las propiedades, la composición y la transformación de la materia. Física: Del griego phisis que significa “realidad” o “naturaleza”. Es la ciencia que estudia las propiedades de la naturaleza con el apoyo de la matemática. La física se encarga de analizar las características de la energía, el tiempo y la materia, así como también los vínculos que se establecen entre ellos.

La materia es:

• Todo lo que ocupa un lugar en el espacio. • Todo lo que se puede medir y pesar. • Todo lo que tiene masa y ocupa un volumen. Cuerpo: Es toda porción definida de materia, ya que tiene una forma y un tamaño determinados; además, ocupa un lugar en el espacio y presenta ciertas características, entre ellas el peso y el color. Sustancia: Es la materia que presenta características físicas y químicas bien definidas, que la hacen diferente de otras sustancias. • Las sustancias no están limitadas por un cuerpo. • Podemos encontrar la “sustancia hierro” tanto en un clavo como en una verja; o la “sustancia oro” en un anillo o en un lingote. Átomo: • Es la cantidad menor de un elemento químico que tiene existencia propia y que está considerada como indivisible. • Es denominado la partícula fundamental de la materia, debido a su característica de no poder ser dividido mediante procesos químicos. Molécula: • Es la parte más pequeña de la materia que conserva las propiedades originales de la sustancia que constituye. Está formada por grupos de átomos que se mantienen unidos. •Todas las moléculas de una sustancia dada son idénticas unas a otras. • Algunas moléculas están formadas por diversos elementos: las moléculas de la cafeína presentan átomos de carbono, hidrógeno, nitrógeno y oxígeno; en cambio, otras están constituidas por átomos del mismo elemento, como sucede con las moléculas del ozono (O3). La tabla periódica de los elementos: LA LEY PERIÓDICA: Esta ley señala que las propiedades de los elementos tienden a repetirse de manera sistemática a medida que se incrementa el número atómico. La tabla periódica, por lo tanto, es un esquema que permite clasificar y organizar los elementos químicos de acuerdo al orden creciente de los números atómicos, es decir según sus propiedades y características. El químico alemán Meyer (1830-1895) y el matemático ruso Mendeléyev (18341907) postularon las propiedades de los elementos a partir de las funciones periódicas de su masa atómica. Recordamos que…Las moléculas se componen de unidades más pequeñas llamadas ÁTOMOS

Estructuralmente, todos los átomos se componen de dos partes básicas: 1. Un núcleo central. 2. Una nube de electrones que rodean al núcleo. El concepto de átomo ha ido pasando por diversas concepciones, cada una de las cuales explicó en su momento todos los datos experimentales de que se disponía, pero con el tiempo fue necesario modificar cada modelo para adaptarlo a los nuevos datos. Cada modelo se apoya en los anteriores, conservando determinados aspectos y modificando otros: 1.- Modelo atómico de Dalton 2.- Modelo atómico de Thomson 3.- Modelo atómico de Rutherford 4.- Modelo atómico de Bohr 5.- Modelo atómico de Schrödinguer

2.-La materia en la naturaleza.

2.1.-Sustancias puras. Las sustancias puras son aquellas que tienen una composición definida y constante en condiciones normales de presión y temperatura.

Las sustancias puras se separan por PROCEDIMIENTOS QUÍMICOS

2.2.-Mezclas. Las mezclas son combinaciones de sustancias puras en proporciones variables o diferentes Además, las mezclas pueden ser homogéneas o heterogéneas: • En una mezcla homogénea no se distinguen diferencias entre sus partes. A las mezclas homogéneas cuyo estado final es líquido se les suele llamar disoluciones. • En una mezcla heterogéneas e distinguen claramente partes diferentes dado que estas poseen distinta naturaleza, es decir, no tienen las mismas propiedades características.

MEZCLAS HOMOGÉNEAS Su aspecto es el mismo en toda la mezcla. • Tiene toda ella igual composición. • Ej: Azúcar disuelta en agua

MEZCLAS HETEROGÉNEAS Su aspecto no es uniforme. • En diferentes partes de la mezcla, las propiedades son distintas. • Ej: Sal con arena

Las mezclas se pueden separar por PROCEDIMIENTOS FÍSICOS. Las diferentes propiedades características de las sustancias puras hacen que podamos separar una mezcla en sus componentes. Separación de los componentes de una mezcla heterogénea: DECANTACIÓN: Esta técnica sirve para separar componentes de mezclas heterogéneas no miscibles, si uno de ellos, al menos, es líquido. Su fundamento es la distinta densidad de los componentes de la mezcla. Estos se depositan en capas, de más a menos densas, de abajo hacia arriba. FILTRACIÓN: Se llama así a la separación de un sólido y un líquido con el que forma una mezcla heterogénea. Ejemplo: Arena + agua TAMIZADO: Esta técnica permite purificar mezclas de sólidos en base al diferente tamaño de las partículas. Ejemplo: arena + grava DESTILACIÓN: Esta técnica permite separar mezclas líquidas en base a la diferencia entre los puntos de ebullición de los componentes de la mezcla. Ejemplo: Agua + alcohol. CRISTALIZACIÓN: Esta técnica se basa en la separación de los componentes de una mezcla en base a la diferente solubilidad. Ejemplo: sal disuelta en agua que dejamos evaporar. CROMATOGRAFÍA: Esta técnica permite separar los componentes de una mezcla en base a las diferentes velocidades con que se mueven unas sustancias a través de un medio poroso, arrastradas por un disolvente.

3.-Propiedades de la materia. Las propiedades de la materia, son las cualidades y atributos que podemos utilizar para distinguir una muestra de material de otra. Distinguimos dos tipos de propiedades de la materia: GENERALES: Son aquellas que poseen todos los tipos de materia, sin importar las sustancias que la constituyan o el lugar en el que se encuentren, por lo que no nos permiten diferenciar los distintos tipos de sustancias. No tienen relación con el tipo de materia. ESPECÍFICAS: Son aquellas que son propias de cada sustancia. Nos sirven para poder identificar las sustancias y distinguirlas unas de otras.

3.1.-Propiedades generales de la materia. Algunas propiedades generales de la materia son: • MASA: Cantidad de materia que contiene un cuerpo • VOLUMEN: Cantidad de espacio que ocupa su materia de un cuerpo • PESO: Acción que ejerce la fuerza de la gravedad sobre los cuerpos • EXTENSIÓN: Característica que permite a la materia ocupar un lugar en el espacio • INERCIA: Característica que impide a la materia moverse, o dejar de hacerlo, sin la intervención de una fuerza • IMPENETRABILIDAD: Propiedad que hace que un cuerpo no pueda ocupar el mismo espacio que otro, al mismo tiempo • Etc.

3.2.-Propiedades específicas de la materia. Algunas propiedades específicas de la materia son: • DENSIDAD: Cantidad de masa por unidad de volumen • DUCTILIDAD: Facilidad de los sólidos para transformarse en hilos • MALEABILIDAD: Capacidad de los sólidos para convertirse en láminas • DUREZA: Resistencia que opone un cuerpo a ser rayado, cortado o penetrado • TENACIDAD: Resistencia que opone un cuerpo a romperse cuando se le aplica una fuerza • FRAGILIDAD: Tendencia de los cuerpos a romperse cuando se les aplica una fuerza • ELASTICIDAD: Facilidad para recuperar la forma primitiva una vez que cesa la fuerza que provoca la deformación • PLASTICIDAD: Es la propiedad opuesta a la elasticidad • Etc.

4.-Transformaciones de la materia. La materia puede sufrir dos tipos de transformaciones La materia puede sufrir dos tipos de transformaciones: Transformaciones físicas: Son aquellas en las que se mantienen las propiedades originales de la sustancia ya que sus moléculas no se modifican, es decir, no se modifica su naturaleza.

Transformaciones químicas: Son aquellas en las que las sustancias se transforman en otras, de distinta naturaleza, debido a que los átomos que componen las moléculas se separan formando nuevas moléculas....