Tema 6: PROPIEDADES DE LOS MATERIALES Y SU CLASIFICACIÓN QUÍMICA. (Clasificación de los Materiales mezclas y sustancias puras: compuestos y elementos).

 Tema 6: PROPIEDADES DE LOS MATERIALES Y SU CLASIFICACIÓN QUIMICA. (Clasificación de los Materiales mezclas y sustancias puras: compuestos y elementos).

Aprendizajes Esperados: Establece los criterios para clasificar materiales cotidianos en mezclas, compuestos y elementos su composición y su pureza.  Representa y diferencia mezclas, compuestos y elementos con base en el modelo corpuscular.

Sustancias Puras

Las sustancias puras están formadas por átomos o moléculas todas iguales, tienen propiedades específicas que las caracterizan y no pueden separarse en otras sustancias por procedimientos físicos. Las sustancias puras se clasifican en elementos y compuestos.

Una sustancia pura conserva siempre las mismas propiedades físicas y químicas, por lo que responde siempre de idéntica manera a un estímulo o reacción determinados. Es decir, a una misma presión y temperatura, las propiedades físicas como el punto de ebullición, el punto de fusión y la densidad de una sustancia pura no varían. Por otra parte, las sustancias puras no se pueden separar en sus elementos constitutivos empleando métodos físicos de separación, solo podrán ser descompuestas o transformadas en otras sustancias por medio de reacciones químicas.

Por otro lado, una sustancia pura siempre carecerá de añadidos suplementarios o de cualquier tipo de contaminante que altere su estructura fundamental. Igualmente, se debe aclarar que la pureza absoluta no existe, todas las sustancias tienen al menos una muy pequeña cantidad de alguna impureza, a pesar de que el avance tecnológico ha permitido purificar en un alto grado a las sustancias.

Ejemplos de sustancias puras.

El helio puro. Se utiliza contenido en estado gaseoso en el relleno de los globos de fiesta, o entre los elementos producidos en las reacciones nucleares del hidrógeno. Es un gas noble, es decir, un gas con bajísima reactividad y que, por lo tanto, no suele combinarse con otras sustancias para formar nuevas estructuras químicas.

El agua pura. A menudo referida como agua destilada, se la obtiene mediante procesos de purificación y destilación en laboratorios químicos, donde se le eliminan impurezas como sales minerales, microorganismos, entre otras, de esta forma quedan solo las moléculas de agua (H2O).

El oro puro. El oro puro, de 24 kilates, es un bloque elemental único, constituido por átomos de oro (Au) única y exclusivamente.

Los diamantes. Aunque no lo parezca, los diamantes (una de las materias más duras conocidas) están compuestos por átomos de carbono (C) únicamente, dispuestos de una manera tan particular que sus enlaces resultan casi irrompibles.

El azufre. Este elemento de la tabla periódica se halla en muchas sustancias simples o compuestas, ya que es un elemento muy reactivo. Con una pureza del 99,9%, se usa como materia prima en muchos procesos industriales.

El ozono. Es un compuesto de rara aparición en nuestro ambiente cotidiano, pero abundante a las presiones y temperaturas de la alta atmósfera. Consiste en una molécula semejante a la del oxígeno (O2), pero de tres átomos de dicho elemento (O3) y se emplea a menudo para purificar aguas.

El benceno (C6H6). Es un hidrocarburo aromático, es decir, que está compuesto por átomos de carbono e hidrógeno, y tiene enlaces simples y dobles alternados entre los átomos de carbono. Es incoloro, con un olor dulce, inflamable y tóxico, pero obtenible en estado de bastante pureza, conservando sus propiedades y reacciones.

El cloruro de sodio (NaCl). La sal común que tenemos en casa es una sustancia compuesta que se puede obtener bastante pura. Se integra por dos elementos: cloro y sodio. En cambio, cuando la añadimos a la sopa, formará parte de una mezcla bastante compleja.

El dióxido de carbono (CO2). Es el gas que expulsamos luego de la respiración y que las plantas requieren para el proceso de fotosíntesis. Compuesto por carbono y oxígeno, suele estar disuelto (mezclado) en la atmósfera junto a otros gases, pero cuando es tomado por las plantas o se obtiene en laboratorio, se halla con un alto grado de pureza.

El grafito. Es otra de las apariciones puras del carbono, semejante al diamante químicamente, aunque no tanto en lo físico. Está compuesto por átomos de carbono únicamente, en una alineación molecular mucho más débil y maleable que la de los diamantes.

Elemento

Los elementos también pueden llamarse sustancias puras simples y están formados por una sola clase de átomos, es decir, átomos con el mismo número de protones en su núcleo y por lo tanto con las mismas propiedades químicas. Los elementos no pueden descomponerse en otras sustancias puras más sencillas por ningún procedimiento. Son sustancias puras simples todos los elementos químicos de la tabla periódica. A las sustancias formadas por moléculas compuestas por átomos iguales también se les considera elementos, por ejemplo el oxígeno gaseoso, oxígeno molecular o dioxígeno.

Compuesto

Los compuestos son sustancias formadas por la unión de dos o más elementos de la tabla periódica en proporciones fijas.

Una característica de los compuestos es que poseen una fórmula química que describe los diferentes elementos que forman al compuesto y su cantidad. Los métodos físicos no pueden separar un compuesto, éstos solo pueden ser separados en sustancias más simples por métodos químicos, es decir, mediante reacciones.

Por ejemplo, el agua es una sustancia pura, pero si la sometemos a electrólisis la podemos separar en los elementos que la forman, el oxígeno y el hidrógeno

Mezcla

Una mezcla resulta de la combinación de dos o más sustancias donde la identidad básica de cada una no se altera, es decir, no pierden sus propiedades y características por el hecho de mezclarse, porque al hacerlo no ocurre ninguna reacción química.

Por ejemplo, si se mezcla limadura de hierro con azufre, cada sustancia conserva sus propiedades. La composición de las mezclas es variable, las sustancias que componen a una mezcla pueden presentarse en mayor o menor cantidad. Otra característica de las mezclas es que pueden separarse por métodos físicos.
En la mezcla de hierro y azufre puede utilizarse la propiedad de magnetismo que presenta el hierro para ser separado del azufre.

Mezcla homogénea

Las mezclas homogéneas se llaman también disoluciones. Tienen una apariencia totalmente uniforme por lo que sus componentes no pueden distinguirse a simple vista. Se dice que este tipo de mezclas tiene una sola fase. En química se denomina fase a una porción de materia con composición y propiedades uniformes. Por ejemplo, el agua de mar está formada por agua y muchas sales solubles, donde se observa una sola fase.

Mezcla heterogénea

Las mezclas heterogéneas presentan una composición no uniforme, sus componentes pueden distinguirse a simple vista, en otras palabras, se observan diferentes sustancias en la mezcla. Los componentes de este tipo de mezcla existen como regiones distintas que se llaman fases. Una mezcla heterogénea se compone de dos o más fases. Si observas la piedra de granito, puedes ver zonas de distinto color que indican que la roca está formada de cristales de distintas sustancias.

Una molécula es la unión de dos o más átomos (del mismo o distintos elementos químicos) mediante enlaces químicos, que forman un conjunto estable. Por ejemplo: la molécula de agua es H2O.

Las moléculas constituyen la más pequeña división de una sustancia química sin que pierda sus propiedades físico-químicas o se desnaturalice (es decir, se dé un cambio estructural, no atómico, de biomoléculas como proteínas o ácidos nucleicos, que conduce a la pérdida de sus funciones biológicas). Por lo general, las moléculas son eléctricamente neutras (excepto los iones moleculares, que son moléculas de carga positiva o negativa).