Conceptos básicos de química

• La química fundamental se basa en conceptos esenciales para comprender la composición, estructura, propiedades y reacciones de la materia.
• Las propiedades físicas se pueden observar o medir sin cambiar la composición de la sustancia.
• Las propiedades químicas describen la capacidad de una sustancia para transformarse en otra sustancia.
• Las sustancias puras tienen una composición fija y propiedades definidas.
• Las mezclas son combinaciones de dos o más sustancias puras en proporciones variables, donde cada sustancia retiene sus propiedades individuales.
• Las propiedades extensivas dependen de la cantidad de materia, como la masa y el volumen.
• Las propiedades intensivas no dependen de la cantidad de materia, como la densidad y la temperatura.
• Los elementos son sustancias puras que no pueden descomponerse en sustancias más simples por medios químicos.
• Los compuestos son sustancias puras formadas por la combinación química de dos o más elementos en proporciones fijas.
• Las mediciones en química son esenciales para cuantificar las propiedades físicas y químicas de las sustancias.

Propiedades físicas

• Incluyen color, olor, densidad, punto de fusión, punto de ebullición y solubilidad.
• El color es la percepción visual de la luz reflejada o transmitida por una sustancia.
• El olor es la percepción sensorial de las moléculas volátiles liberadas por una sustancia.
• La densidad es la relación entre la masa de una sustancia y su volumen (ρ = m/V).
• El punto de fusión es la temperatura a la cual una sustancia sólida cambia a estado líquido.
• El punto de ebullición es la temperatura a la cual una sustancia líquida cambia a estado gaseoso.
• La solubilidad es la capacidad de una sustancia (soluto) para disolverse en otra sustancia (disolvente).

Propiedades químicas

• Incluyen reactividad, inflamabilidad, corrosividad y toxicidad.
• La reactividad describe la tendencia de una sustancia a participar en reacciones químicas.
• La inflamabilidad es la capacidad de una sustancia para encenderse y quemarse.
• La corrosividad es la capacidad de una sustancia para dañar o destruir otros materiales por medios químicos.
• La toxicidad es el grado en que una sustancia puede dañar la salud de los seres vivos.

Sustancias puras

• Pueden ser elementos o compuestos.
• Los elementos están formados por un solo tipo de átomo y se representan en la tabla periódica.
• Los compuestos están formados por dos o más elementos unidos químicamente en proporciones fijas.
• Cada sustancia pura tiene un conjunto único de propiedades físicas y químicas que la identifican.
• Ejemplos de sustancias puras son el agua (H₂O), el oro (Au) y el cloruro de sodio (NaCl).

Mezclas

• Pueden ser homogéneas o heterogéneas.
• Las mezclas homogéneas tienen una composición uniforme en toda la muestra (ej., agua salada).
• Las mezclas heterogéneas tienen una composición no uniforme (ej., arena y agua).
• Las mezclas se pueden separar por métodos físicos, como la filtración, la destilación y la cromatografía.
• La filtración separa sólidos de líquidos utilizando un filtro.
• La destilación separa líquidos con diferentes puntos de ebullición.
• La cromatografía separa componentes basándose en sus diferentes afinidades por una fase estacionaria y una fase móvil.

Propiedades extensivas

• La masa es la cantidad de materia en un objeto y se mide en kilogramos (kg) o gramos (g).
• El volumen es el espacio ocupado por un objeto y se mide en metros cúbicos (m³) o litros (L).
• La energía es la capacidad de realizar trabajo y se mide en julios (J).
• La longitud es la distancia entre dos puntos y se mide en metros (m).

Propiedades intensivas

• La temperatura es una medida de la energía cinética promedio de las partículas en una sustancia y se mide en grados Celsius (°C), Kelvin (K) o Fahrenheit (°F).
• La presión es la fuerza ejercida por unidad de área y se mide en pascales (Pa) o atmósferas (atm).
• La densidad es la relación entre la masa y el volumen de una sustancia (ρ = m/V) y se mide en kg/m³ o g/cm³.
• El punto de fusión y el punto de ebullición son temperaturas específicas a las cuales una sustancia cambia de estado.
• El color es la percepción visual de la luz reflejada o transmitida por una sustancia.

Elementos

• Están organizados en la tabla periódica según su número atómico y propiedades químicas.
• Cada elemento tiene un símbolo químico único, como H (hidrógeno), O (oxígeno) y Fe (hierro).
• Los elementos se clasifican en metales, no metales y metaloides.
• Los metales son generalmente brillantes, dúctiles, maleables y buenos conductores de calor y electricidad.
• Los no metales son generalmente opacos, quebradizos y malos conductores de calor y electricidad.
• Los metaloides tienen propiedades intermedias entre metales y no metales.

Compuestos

• Se forman a través de enlaces químicos entre átomos de diferentes elementos.
• Los enlaces químicos pueden ser iónicos, covalentes o metálicos.
• Los compuestos iónicos se forman por la transferencia de electrones entre átomos, creando iones con cargas opuestas que se atraen electrostáticamente.
• Los compuestos covalentes se forman por el compartimiento de electrones entre átomos.
• Los compuestos se representan por fórmulas químicas que indican la proporción de átomos de cada elemento en la molécula.
• Ejemplos de compuestos son el agua (H₂O), el dióxido de carbono (CO₂) y el cloruro de sodio (NaCl).

Mediciones

• Implican la asignación de números a propiedades físicas y químicas.
• Las mediciones deben ser precisas y exactas.
• La precisión se refiere a la cercanía de las mediciones repetidas entre sí.
• La exactitud se refiere a la cercanía de una medición al valor verdadero.
• Las mediciones se expresan con unidades, como metros (m) para longitud, kilogramos (kg) para masa y segundos (s) para tiempo.
• El Sistema Internacional de Unidades (SI) es el sistema estándar de unidades utilizado en ciencia.
• Las mediciones pueden estar sujetas a errores sistemáticos (errores consistentes en la misma dirección) o errores aleatorios (errores que varían de manera impredecible).
• El análisis dimensional es una técnica utilizada para verificar la consistencia de las ecuaciones y conversiones de unidades.