QUIMICA F.C.E.yT. UNIDAD I. (Parte 1) PRINCIPIOS DE LA QUIMICA Introducción a la química Introducción a la química. Ciencia, técnica y tecnología. Método científico. La química como ciencia. 1 Introducción a la química Biología Geología QUIMICA QUIMICA nuestroFísica Entender mundo y su funcionamiento Ecología Introducción a la química • Salud y medicina: potenciales como fármacos, vacunas, antibióticos, anestesias, terapia genética • Energía y ambiente: nuevas fuentes de energía, aprovechamiento de energía solar (celdas fotovoltaicas y combustibles 2 Introducción a la química • Materiales y tecnología: polímeros, cerámica, cristales líquidos, adhesivos, superconductores • Alimentos y agricultura: químicos para agricultura, biotecnología, fertilizantes Introducción a la química • El avance de la civilización, es el resultado del desarrollo y aplicación de la ciencia química. • El hombre ha adquirido un control sobre el medio exterior y aumentado su independencia respecto de él. • profundos efectos tanto positivos como negativos que tienen las sustancias químicas sobre nuestras vidas. 3 Introducción a la química Aplicaciones de la química en la ingeniería civil y vial e hidráulica!!!!! Introducción a la química Aplicaciones de la química en la ingeniería eléctrica y electromecánica!!!!! 4 Introducción a la química Aplicaciones de la química en la ingeniería electrónica!!!!! Introducción a la química Ciencia, técnica y tecnología El campo de la ciencia responde al deseo del hombre de conocer y comprender racionalmente el mundo que lo rodea, deseo que lo lleva a investigar científicamente. La técnica es un procedimiento o conjunto de procedimientos necesarios para obtener un resultado determinado (en campo de la ciencia o de la tecnología). El campo de la tecnología responde al deseo del hombre de transformar su entorno, buscando nuevas formas de satisfacer sus necesidades y deseos. 5 Introducción a la química MOTIVA-CION CIENCIA Ansia de conocimientos TECNOLOGIA Satisfacción de necesidades o deseos ACTIVIDAD Investigación científica Desarrollo Diseño Ejecución PRODUCTO Conocimientos científicos Bienes y servicios Métodos y procesos. Introducción a la química CIENCIA es Recopilación y desarrollo previo Experimentación metodológica (o accidental) del Conocimiento Conocimiento sistematizado elaborado mediante Observaciones, Razonamientos Pruebas metódicamente organizadas sobre La estructura de un conjunto de hechos objetivos y accesibles a varios observadores 6 Introducción a la química QUIMICA es La Ciencia Que estudia •La Composición •Los cambios •Estructura •La relación con la energía de •Propiedades de LA MATERIA Introducción a la química Materia. Propiedades físicas y químicas. Transformaciones físicas y químicas. Sistemas materiales: clasificación. Sustancias puras: simples y compuestas. Elementos químicos. Nomenclatura de las sustancias químicas. 7 Materia MATERIA Todo aquello que tiene masa y ocupa volumen También es materia lo que constituye los planetas, el Sol y las demás las estrellas, las galaxias... Y a escala microscópica, son también materia las células, los virus, el ADN... La materia forma todos los cuerpos del universo. Materia 8 Materia La materia presenta un conjunto de características que nos permite reconocerla y distinguirla. Reciben el nombre de propiedades y pueden clasificarse: en propiedades físicas propiedades químicas propiedades intensivas propiedades extensivas Materia Propiedad física Sólo dependen de la identidad de la materia •color, •estado físico, • masa, •peso, •volumen, •punto de ebullición Propiedad química Una sustancia se transforma en otra la combinación del hierro con oxígeno para formar óxido La quema de papel el hidrógeno reacciona con oxígeno y produce agua 9 Materia Propiedad extensiva Propiedad intensiva Depende de la cantidad de sustancia presente Independiente de la cantidad de sustancia presente •Volumen •Peso •Cantidad total de calor generada •en una combustión •Color •Punto fusión •Punto de ebullición •Densidad Materia Los estados de agregación de la materia Los sólidos •Tienen forma y volumen constantes. • Se caracterizan por la rigidez y regularidad de sus estructuras. Los líquidos Los gases •No tienen forma fija pero sí volumen . •No tienen forma ni volumen fijo • Son prácticamente incompresibles •Su volumen varía mucho en función de la presión y la temperatura 10 Materia Estados de la materia Materia TRANSFORMACIONES FÍSICAS Y QUÍMICAS Las transformaciones físicas no alteran la estructura íntima de las sustancias que la componen. Las transformaciones químicas si alteran la estructura íntima de las sustancias que la componen 11 Materia - Sistema Material Porción de materia que se aísla para su estudio. - Sistema Heterogéneo • diferentes puntos del mismo tiene distintas propiedades físicas y químicas (distintas propiedades intensivas). - Sistema Homogéneo • Todos los puntos de su masa posee iguales propiedades físicas y químicas (mismas propiedades intensivas). •Presenta superficie de separación •No presenta superficie de separacion ni aun con el ultramicroscopio. Materia Sistema Homogéneo Solución -Constituido por dos o más sustancias puras o especies químicas. -Sus propiedades dependen de la cantidad relativa de los componentes Sustancia Pura -Propiedades intensivas constantes que resisten los procedimientos mecánicos y físicos del análisis. -Sus propiedades son invariables e independientes del origen 12 Materia Sistema Heterogéneo Dispersión grosera visibles a simple vista Dispersión Fina: visible al microscopio (1.108 Å < part.< 5. 105 Å) Dispersión Coloidal no visible al microscopio, visible al ultramicroscopio http://www.utim.edu.mx/~navarrof/Docenci a/QuimicaAnalitica/ Disoluciones/sistdisp2.gif Materia 13 Materia Sustancia Pura Compuesta Formada por átomos de diferentes elementos, pueden descomponerse en otras. Simples Formada por átomos de un mismo elemento, no pueden descomponerse en otras. O2: oxígeno C: carbono Ca: calcio Fe: hierro H2O: Agua CH4: Metano NaCl : cloruro de sodio C6H12O6: glucosa Materia SUSTANCIAS PURAS SIMPLES 14 Materia SUSTANCIAS PURAS COMPUESTAS Materia Elemento químico: Sustancia que no puede ser dividida en sus partes constituyentes sin perder su identidad química. no puede ser descompuesta, mediante una reacción química, en otras más simples. Es importante diferenciar a un «elemento químico» de una sustancia simple. Atomo (del latín atomus, y éste del griego άτομος, indivisible) es la unidad más pequeña de un elemento químico que mantiene su identidad o sus propiedades y que no es posible dividir mediante procesos químicos. 15 Materia Materia Compuestos del oxigeno COMPUESTOS BINARIOS Compuestos del hidrogeno 1. Óxidos normales Oxido básicos Oxido ácidos 2. Peróxidos 1. Hidruros metálicos 2. Hidruros covalentes Entre dos no metales Hidróxidos COMPUESTOS TERNARIOS Y CUATERNARIOS Ácidos Sales 1. Neutras 2. ácidas 3. Básicas 16 Materia Nomenclatura SISTEMÁTICA: se utilizan los prefijos: mono, di, tri, tetra, penta, hexa, hepta y así sucesivamente. Por ejemplo, Cl2O3: Trióxido de dicloro, I2O: Monóxido de diiodo. Nomenclatura de STOCK: cuando el elemento que forma el compuesto tiene más de una valencia, ésta se indica al final, en números romanos y entre paréntesis. Por ejemplo, Fe(OH)2: Hidróxido de hierro (II), Fe(OH)3: Hidróxido de hierro (III). Nomenclatura TRADICIONAL: Es uno de los sistemas más antiguos que aún se emplea, aunque la IUPAC no lo recomienda. En esta nomenclatura para poder distinguir con qué valencia funcionan los elementos en ese compuesto, se utilizan una serie de prefijos y sufijos. Oso, ico, etc. 17
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