Estados y Cambios de la Materia

• La materia se define como todo aquello que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio.

Estados de la Materia

• Sólido: Tiene forma y volumen definidos; sus partículas están muy juntas y ordenadas.
• Líquido: Tiene un volumen definido, pero no una forma fija, adaptándose al recipiente que lo contiene; sus partículas están más separadas que en los sólidos.
• Gaseoso: No tiene forma ni volumen definidos, expandiéndose para llenar el recipiente; sus partículas están muy separadas y se mueven libremente.
• Plasma: Gas ionizado a alta temperatura, presente en estrellas y reacciones nucleares.

Cambios de Estado

• Fusión: Transición de sólido a líquido que requiere calor.
• Solidificación: Transición de líquido a sólido que libera calor.
• Vaporización: Transición de líquido a gas que requiere calor e incluye ebullición y evaporación.
• Condensación: Transición de gas a líquido que libera calor.
• Sublimación: Transición de sólido a gas que requiere calor.
• Deposición: Transición de gas a sólido que libera calor.

Cambios Físicos

• Se alteran la forma o apariencia de la sustancia, pero no su composición química.
• Ejemplos incluyen cortar papel y el cambio de estado, como el derretimiento del hielo.

Cambios Químicos

• Se implica la formación de nuevas sustancias con diferentes propiedades.
• Se involucra la ruptura y formación de enlaces químicos.

Reacciones Químicas

• Proceso en el cual una o más sustancias (reactivos) se transforman en otras sustancias (productos).
• La evidencia de una reacción incluye cambio de color, formación de un precipitado, liberación o absorción de calor y emisión de gases.

Ecuaciones Químicas

• Representación simbólica de una reacción química.
• Los reactivos se escriben a la izquierda, los productos a la derecha, separados por una flecha.
• Los coeficientes estequiométricos son números delante de las fórmulas químicas que indican la proporción en la que las sustancias reaccionan y se producen.
• El balanceo de ecuaciones implica ajustar los coeficientes para que el número de átomos de cada elemento sea el mismo en ambos lados de la ecuación, siguiendo la Ley de Conservación de la Masa.

Tipos de Reacciones Químicas

• Reacción de Combinación (Síntesis): Dos o más reactivos se combinan para formar un solo producto, A + B → AB.
• Reacción de Descomposición: Un solo reactivo se descompone en dos o más productos, AB → A + B.
• Reacción de Desplazamiento Simple (Sustitución Simple): Un elemento reemplaza a otro en un compuesto, A + BC → AC + B.
• Reacción de Doble Desplazamiento (Metátesis): Intercambio de iones entre dos compuestos, AB + CD → AD + CB.
• Reacciones de Neutralización: Un ácido reacciona con una base para formar sal y agua (Ácido + Base → Sal + Agua).
• Reacciones de Óxido-Reducción (Redox): Transferencia de electrones entre las especies químicas.
  • Oxidación: Pérdida de electrones.
  • Reducción: Ganancia de electrones.
  • Agente oxidante: Sustancia que causa la oxidación, aceptando electrones y reduciéndose.
  • Agente reductor: Sustancia que causa la reducción, donando electrones y oxidándose.
• Reacciones de Combustión: Reacción rápida entre una sustancia y un oxidante, generalmente oxígeno, que produce calor y luz (Combustible + O₂ → CO₂ + H₂O, generalmente).

Clasificación de Reacciones Químicas

• Por la energía involucrada:
  • Exotérmicas: Liberan calor (ΔH < 0).
  • Endotérmicas: Absorben calor (ΔH > 0).
• Por el mecanismo de reacción: Adición, eliminación, sustitución, etc.
• Por la reversibilidad:
  • Reversibles: Pueden ocurrir en ambas direcciones (reactivos a productos y productos a reactivos).
  • Irreversibles: Ocurren en una sola dirección (reactivos a productos).

Factores que Afectan la Velocidad de Reacción

• Concentración de los reactivos: Mayor concentración generalmente resulta en mayor velocidad.
• Temperatura: Mayor temperatura generalmente resulta en mayor velocidad.
• Presencia de un catalizador: Acelera la reacción sin consumirse.
• Superficie de contacto: Mayor superficie resulta en mayor velocidad para reacciones heterogéneas.

Estequiometría

• Relaciones cuantitativas entre reactivos y productos en una reacción química.
• Permite calcular las cantidades de reactivos necesarios o productos obtenidos en una reacción.
• Conceptos clave: mol, masa molar, relaciones molares.

Ácidos y Bases

• Ácidos: Sustancias que donan iones hidrógeno (H⁺) o aceptan electrones y tienen sabor agrio.
• Bases: Sustancias que aceptan iones hidrógeno (H⁺) o donan electrones, tienen sabor amargo y son resbaladizas al tacto.
• pH: Medida de la acidez o basicidad de una solución.
  • pH < 7: Ácido.
  • pH = 7: Neutro.
  • pH > 7: Básico.

Sales

• Compuestos iónicos formados por la reacción entre un ácido y una base (neutralización).
• Están compuestas por un catión y un anión.

Óxidos

• Compuestos que contienen oxígeno.
• Óxidos básicos: Óxidos de metales que reaccionan con agua para formar bases.
• Óxidos ácidos: Óxidos de no metales que reaccionan con agua para formar ácidos.

Explora los estados de la materia: sólido, líquido, gaseoso y plasma. Aprende sobre los cambios de estado como fusión, vaporización y condensación, y su relación con la energía térmica. También se explican los cambios físicos que alteran la apariencia, pero no la composición.