MATERIA Y ENERGÍA Y SUS TRANSFORMACIONES

Materia y energía son dos conceptos que utilizamos a diario. La materia se caracteriza por ocupar un lugar en el espacio y tener masa; puede ser sentida, tocada, vista, medida, pesado o almacenada. 

La energía es un poco más difícil de definir. Por lo general, se la conoce por sus efectos, como la capacidad de realizar trabajo y de producir cambios; es una propiedad que tiene que tiene la materia.

Las transformaciones de la Energía tienen lugar en la alimentación de los seres vivos, en la dinámica de nuestra atmósfera y en la evolución del Universo.

Todos los procesos naturales que acontecen en la materia pueden describirse en función de las transformaciones energéticas que tienen lugar en ella.

Estructura de la materia:

Todos los cuerpos que nos rodean están compuestos por materia, una mesa, un ladrillo, un trozo de hierro o el aire contenido dentro de un globo. 

Un cuerpo es una porción limitada de materia y dos cuerpos no pueden ocupar el mismo espacio a la vez.

Toda materia se compone de unidades indivisibles llamadas átomos.

Los cuerpos constituidos por un sólo tipo de átomos con propiedades idénticas se denominan elementos; y se representan con un símbolo químico. Este suele estar formado por la primera o las dos primeras letras del nombre del elemento, ejemplo: el hidrógeno (H), el oxígeno (O), el calcio (Ca) y el carbono (C):

Cada elemento se compone de un tipo determinado de átomo.

Todos los átomos que componen un elemento tienen propiedades idénticas. En la naturaleza existen distintos tipos de átomos que se diferencian entre sí por su estructura, y cada uno de ellos identifica a un elemento químico.

Los átomos:

 Básicamente, un átomo está integrado por partículas subatómicas: un núcleo central, donde se encuentran los protones, partículas con carga positiva y los neutrones, partículas sin carga o neutras; alrededor del cual giran, en órbitas con distintos niveles de energía, los electrones, partículas de carga negativa. 

Las cargas positivas de los protones se equiparan con las cargas negativas de los electrones,  por lo tanto el átomo es electricamente neutro. Bajo determinadas circunstancias, un átomo puede ganar o perder uno o varios electrones. Cuando ocurre esto, la partícula deja de ser un átomo neutro y queda cargada electricamente, a esta partícula con carga se la denomina "ión"
* Número másico (A): Es la suma de protones y neutrones que componen el núcleo de un átomo.
* Número atómico (Z): Es la cantidad de protones que tiene un átomo . Es el que define el elemento.

Actualmente sabemos que existen átomos de un mismo elemento  que puede tener más o menos neutrones que otros átomos de ese mismo elemento. Por ejemplo, el átomo más abundante de hidrógeno es el que tiene un solo protón y ningún neutrón en su núcleo, pero se sabe que una pequeñísima cantidad de átomos de hidrógeno, además de un protón, tiene un neutrón, y otros, 2 neutrones en su núcleo. A estos átomos se los denomina isótopos.

Las moléculas: 

Son la menor partícula de un compuesto o sustancia.

Los átomos se pueden unir entre sí para formar partículas de mayor tamaño, llamadas moléculas, que tienen propiedades distintas de las de los átomos aislados. Por ejemplo, la molécula de glucosa, que resulta de la asociación del carbono, hidrógeno y oxígeno, tiene un sabor dulce que no es cualidad de los átomos aislados. Una molécula es una partícula muy pequeña de materia que posee las mismas propiedades que el resto de la sustancia que conforma. Así, una molécula de agua es la unidad más pequeña de materia que tiene las mismas propiedades del resto de agua.

Las moléculas simples, como la del helio (He),  son monoatómicas, es decir están formadas por un solo átomo. O bien pueden ser el  resultado de la unión de dos o más átomos del mismo elemento, por ejemplo, la molécula de oxígeno (O₂) está formada por dos átomos de oxígeno, esto se representa colocando el subíndice 2 al lado del símbolo del oxígeno, O₂.

Las moléculas compuestas, son la asociación de átomos diferentes, como la molécula de agua (H₂O), compuesta por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno.

Las sustancias:

Las moléculas se pueden unir dando origen o macromoléculas o sustancias.

Las sustancias orgánicas, forman parte de los seres vivos o son elaborados por ellos. En su molécula interviene principalmente el carbono (C), formando como un esqueleto principal de la misma, al cual se adhieren los demás elementos. Entre éstas sustancias encontramos hidratos de carbono (CHO), lípidos (CHO), proteínas (CHON) y los ácidos nucleicos (ADN o ARN).

Las sustancias inorgánicas, no forman parte de la constitución de los seres vivos, aunque algunos compuestos como el agua, el oxígeno y ciertas sales se encuentran en abundancia en el cuerpo de esos seres. Sus moléculas están formadas por elementos muy variados. Se encuentran presentes mayormente en las sustancias sin vida formando ácidos (SO₄H), sales minerales (ClNa), potasio (K), calcio (Ca), etc.

Cambios de la materia: 

Son las transformaciones que sufren los distintos materiales.

Fenómenos físicos: en un cambio físico, la composición química del material no se modifica. Son cambios físicos los de posición, de forma, de tamaño o de estado. El agua puede estar en tres estados diferentes: sólido con forma definida (hielo), líquido con volumen definido pero sin forma (agua) y gaseoso sin volumen ni forma definida (vapor de agua), pero sigue siendo agua. También son cambios físicos los que ocurren al prepara mezclas, ejemplo.

Fenómenos químicos son los que alteran la naturaleza de la materia en otra sustancia. Este fenómeno es irreversible. Si quemamos un papel, en su lugar quedan cenizas, gases en forma de humo y desprendimiento de calor, es decir, que uniendo todos los productos de la combustión no podemos recomponer el papel.

NOMBRE:…………………………

APELLIDO:………………………..

GUÍA N ° 5

1)      Tachen lo que no corresponda:

a. En el núcleo del átomo se encuentran:

LOS ELECTRONES            LOS PROTONES Y LOS ELECTRONES            LOS PROTONES Y LOS NEUTRONES

b. En los orbítales del núcleo se hallan:

LOS ELECTRONES            LOS PROTONES Y LOS ELECTRONES           LOS PROTONES Y LOS NEUTRONES

c. Los protones poseen carga:

NEGATIVA                             POSITIVA                                   NEUTRA                                ATÓMICA

d. Los neutrones tienen carga:

NEGATIVA                             POSITIVA                                   NEUTRA                                ATÓMICA

e. Los electrones poseen carga:

NEGATIVA                             POSITIVA                                    NEUTRA                                ATÓMICA

2)      Conteste verdadero o  falso. Justifique:

Denominamos isótopos a los átomos que quedan cargados electricamente. (   )

Llamamos ión a los átomos del mismo elemento que pueden tener distinto número de neutrones. (   )

Define el elemento la totalidad de electrones que hay en un átomo. (   )

Decimos número másico cuando sumamos los neutrones y electrones que se encuentran en el núcleo. (   )

Definimos número atómico a la cantidad de protones que tiene un átomo. (   )

Materia es todo lo que tiene peso y ocupa un lugar en el espacio. (   )

Cuerpo es una porción limitada de materia. (   )

Dos cuerpos están en el mismo lugar a la vez. (   )

Los cuerpos con distintos tipos de átomos se denominan elementos. (   )

Los elementos se representan a través de símbolos químicos. (   )

Los elementos se representan siempre con la primera letra del nombre, por ejemplo; hidrógeno “H”. (   )

3)      Une con flechas:

MOLÉCULA COMPUESTA              Mantiene las mismas propiedades del cuerpo que le da origen.

MOLÉCULA SIMPLE                                Unión de dos átomos de distinto elemento.

FENÓMENOS FÍSICOS                              Alteran la naturaleza de la materia.

MOLÉCULA                                               Unión de dos átomos del mismo elemento.

FENÓMENOS QUÍMICOS                          No alteran la naturaleza de la materia.

SUSTANCIA                                               Forman parte de los seres vivos.

SUSTANCIA  ORGÁNICA                           No forman parte de los seres vivos.

SUSTANCIA  INORGÁNICA                       Unión de muchas moléculas.

5)      Cuestionario:

a) Da ejemplos de sustancias orgánicas.

b) Da ejemplos de sustancias inorgánicas.

c) Da ejemplos de moléculas simples.

d) Da ejemplos de moléculas compuestas.

e) Da ejemplos de fenómenos físicos.

f) Da ejemplos de fenómenos químicos.

Prof. Ana María Le Voci