Actividad Integradora Tema 1: Naturaleza de la materia

Actividad Integradora

Tema 1: Naturaleza de la materia

El concepto del átomo surgió por primera vez del filósofo griego Demócrito hace casi 2500 años. 100 millones de átomos formarían una hielera de solo 1 centímetro de largo. Las partículas subatómicas que forman los átomos son protones y neutrones.

• Protones y neutrones

Los protones y neutrones tienen más o menos la misma masa. Los protones y neutrones están unidos por fuerzas intensas y forman así el núcleo.

• Electrones

El electrón es una partícula de carga negativa con solo 1/1840 de la masa de un protón. Los electrones están en movimiento constante en el espacio que rodea el núcleo. Son atraídos al núcleo con carga positiva.

• Elementos e isotopos

Un elemento químico es una sustancia que consiste por completo en un tipo de átomo. La cantidad de protones en el núcleo de un elemento se conoce como su número atómico.  

• Isotopos

Los átomos del mismo elemento que difieren en el numero de neutrones que contienen se conocen como isotopos. El número total de protones y neutrones en el núcleo de un átomo se denomina número de masa.

• Isotopos radioactivos

Significa que sus núcleos son inestables y se descomponen a una velocidad constante con el tiempo. La radiación que despiden estos isotopos puede ser peligrosa.

• Compuestos químicos

Un compuesto químico es una sustancia formada por la combinación química de dos o más elementos en proporciones definidas. Las propiedades físicas y químicas de un compuesto por lo general muy diferentes de la de los elementos de los que se forma.

• Enlaces químicos

La formación de enlaces implica a los electrones que rodean cada núcleo atómico. Los electrones que están disponibles para formar enlaces se llaman electrones de valencia.

En estos están dos enlaces los iónicos, los covalentes y las fuerzas de Van der Waals, un enlace iónico se forma cuando uno o más electrones se transfieren de un átomo a otro. Los enlaces covalentes quiere decir que los electrones móviles en realidad viajan alrededor de los núcleos de ambos átomos, formando un enlace covalente. Cuando los atomos en un enlace covalente comparten electrones, no siempre los comparten igual. Cuando las moléculas están muy juntas, puede desarrollarse una leve atracción entre las regiones con cargas opuestas de moléculas cercanas.

Propiedades del agua

• La molécula del agua.

Las cargas positivas en sus 10 protones equilibran las cargas negativas en sus 10 electrones.

La polaridad tiene 8 protones en su núcleo, un átomo de oxigeno tiene una atracción mucho más fuerte por los electrones que un átomo de hidrogeno con su protón único. Los enlaces de hidrogeno debido a sus cargas positivas y negativas parciales, las moléculas polares como el agua pueden atraerse entre sí. Debido a que el agua es una molécula polar, es capaz de formar múltiples enlaces de hidrogeno, lo cual explica muchas de las propiedades especiales del agua. Que se divide en cohesión, adhesión y capacidad térmica.

La cohesión es una atracción entre moléculas de la misma sustancia. La adhesión es una atracción entre moléculas de sustancias diferentes. La capacidad térmica los múltiples enlaces de hidrogeno entre las moléculas de agua es que requiere una cantidad grande de energía térmica.

• Soluciones y suspensiones

Una mezcla es un material compuesto de dos o más elementos o compuestos que están mezclados físicamente pero no combinados químicamente. La polaridad del agua le da la capacidad para disolver tantos compuestos iónicos como otras moléculas polares. Las mezclas de agua y un material disuelto se conocen como suspensiones.

• Ácidos, bases y pH

Las moléculas de agua en ocasiones se separan para formar iones, esta reacción puede resumirse para una ecuación química. La escala del pH los químicos idearon un sistema de medición llamado escala del pH para indicar la concentración de iones H+.

Un ácido es cualquier compuesto que forme iones H+ en solución. Las soluciones acidas contienen concentraciones más altas de iones H+. Una base es un compuesto que produce iones hidróxido en solución. Las soluciones básicas contienen concentraciones más altas de iones H+. Las soluciones amortiguadoras son acidos o bases débiles que pueden reaccionar con acidos o bases fuertes para prevenir cambios bruscos y repentinos en el pH.

Compuestos de carbono

El carbono puede enlazarse con muchos elementos, incluyendo hidrogeno, oxigeno, fosforo, azufre, y nitrógeno para formar las moléculas de la vida. Un átomo de carbono puede enlazarse con otro, lo cual el carbono da la capacidad de formar cadenas con una longitud casi limitada.

• Macromoléculas

Están formadas por miles o incluso cientos de miles de moléculas pequeñas. La mayoría de las macromoléculas se forman por un proceso conocido como polimerización, en la cual se construyen compuestos grandes uniendo otros más pequeños. Las unidades más pequeñas o monómeras se unen para formar polímeros. 

Los cuatro grupos principales de macromoléculas presentes en los seres vivos son hidratos de carbono, lípidos,  ácidos nucleicos y proteínas. Los hidratos de carbono son compuestos formados por átomos de carbono, hidrogeno y oxígeno. Los seres vivos usan los hidratos de carbono como su principal fuente de energía. Las plantas, algunos animales y otros organismos también usan hidratos de carbono para propósitos estructurales. Las macromoléculas grandes formadas de los monosacáridos se conocen como polisacáridos. Las plantas usan un polisacárido ligeramente diferente, llamado almidos, para almacenar el exceso de azúcar. Los lípidos son un grupo grande variado de moléculas biológicas que no son solubles en agua. Los lípidos pueden usarse para almacenar energía. Algunos lípidos son partes importantes de membranas biológicas y recubrimientos impermeables. Muchos lípidos se forman cuando una molécula de glicerol se combina con compuestos llamados ácidos grasos. El termino saturado se usa porque los ácidos grasos contienen el número máximo posible de átomos de hidrogeno.

...