Clasificacion De La Materia

1.1 Clasificación de la Materia

Elementos

Compuestos

Mezclas

Materia es todo aquello que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio. Existe en tres fases: sólida, líquida y gaseosa. Un sólido tiene una forma rígida y un volumen fijo. Un líquido tiene un volumen fijo pero no una forma rígida; toma la forma del recipiente que lo contiene. Un gas no tiene volumen fijo ni forma rígida; toma tanto la forma como el volumen del recipiente que lo contiene.

La materia puede clasificarse en dos categorías:

• Sustancias puras, cada una de las cuales tiene una composición fija y un único conjunto de propiedades.

• Mezclas, compuestas de dos o más sustancias.

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La mayor parte de los materiales que nos rodean son mezclas.

Las sustancias puras pueden ser elementos o compuestos (Figura 1.1), mientras que las mezclas pueden ser homogéneas o heterogéneas.

Elementos

Un elemento es un tipo de materia que no puede subdividirse en dos o más sustancias puras. Hay 112 elementos conocidos,* de los cuales 91 existen en la naturaleza.

FIGURA 1.1 Clasificación de la materia.

* En 1999, se informó del descubrimiento de tres nuevos elementos; si esto se confirma, se alcanzaría un total de 115.

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Muchos elementos nos resultan familiares. El carbón que utilizamos en las barbacoas es carbono casi puro. Los cables eléctricos, las joyas y las tuberías de agua, con frecuencia están hechos de cobre, un elemento metálico. Otros elementos como el aluminio, se usan en muchos utensilios domésticos.

Algunos elementos van y vienen con la moda, por ejemplo, hace cincuenta años, el elemento silicio era una curiosidad química. Hoy en día, el silicio ultrapuro se ha convertido en la base de la multibillonaria industria de los semiconductores. El plomo, sin embargo, ha seguido la tendencia contraria. Una generación antes, estaba muy extendido su uso para obtener pigmentos para pinturas, tuberías y aditivos de la gasolina. Hoy, debido a la toxicidad de los compuestos de plomo, todas estas aplicaciones han sido prohibidas en EE.UU.

En química, un elemento se identifica por su símbolo. Este consiste en una o dos letras, normalmente basadas en el nombre del elemento. Así, el símbolo para el carbono es C y para el aluminio es Al. A veces el símbolo proviene del nombre en latín del elemento o de uno de sus compuestos. Los elementos cobre y mercurio, que se conocen desde la antigüedad, tienen los símbolos Cu (cuprum) y Hg (hydrargyrum).

La Tabla 1.1 contiene los nombres y los símbolos de varios elementos que seguramente conoce. Se pueden encontrar fácilmente en los laboratorios o en productos comerciales, en forma libre o combinada. Las abundancias indican la cantidad relativa de cada elemento en la corteza terrestre, la atmósfera y los océanos.

Curiosamente, varios de los elementos que son más conocidos, en realidad son bastante escasos. Por ejemplo el mercurio, que se conoce desde el año 500 a.C, aunque su abundancia es sólo del 0,00005%. Se obtiene fácilmente calentando el cinabrio, que es un mineral de color rojo. Sus propiedades tan particulares le convierten en un elemento muy útil. Quizás su empleo como líquido de los termómetros y los barómetros sea su aplicación más conocida, aunque antes se utilizaba para extraer oro y plata de sus minerales.

Por el contrario, el aluminio (abundancia = 7,5 %), a pesar de su utilidad, fue una curiosidad química hasta mediados del siglo pasado. Se encuentra de forma combinada en la arcilla y las rocas, de donde no se puede extraer. En 1886 dos jóvenes químicos, Charles Hall en los Estados Unidos y Paul Heroult en Francia, desarrollaron por separado un procedimiento para extraer aluminio de un mineral relativamente escaso, la bauxita. Todavía hoy se utiliza este procedimiento para

TABLA 1.1 Algunos elementos comunes y sus abundancisa porcentuales

Elemento Símbolo Abundancia porcentual Elemento Símbolo Abundancia porcentual

Aluminio Al 7,5 Magnesio Mg 1,9

Bromo Br 0,00025 Manganeso Mn 0,09

Calcio Ca 3,4 Mercurio Hg 0,00005

Carbono C 0,08 Nitrógeno N 0,03

Cloro Cl 0,2 Oxígeno O 49,4

Cromo Cr 0,018 Fósforo P 0,12

Cobre Cu 0,007 Potasio K 2,4

Oro Au 0,0000005 Silicio Si 25,8

Hidrógeno H 0,9 Plata Ag 0,00001

Yodo I 0,00003 Sodio Na 2,6

Hierro Fe 4,7 Azufre S 0,06

Plomo Pb 0,0016 Zinc Zn 0,008

TABLA 1.1 1.1 Algunos elementos comunes y sus abundancisa porcentuales

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obtener el elemento. Por una extraña coincidencia, Hall y Heroult nacieron el mismo año (1863) y murieron también el mismo año (1914).

Compuestos

Un compuesto es una sustancia pura que contiene más de un elemento. El agua es un compuesto formado por hidrógeno y oxígeno. El metano, acetileno y naftaleno, son tres compuestos que contienen carbono e hidrógeno en diferentes proporciones.

Los compuestos poseen una composición fija. Es decir, un compuesto dado siempre contiene los mismos elementos y los mismos porcentajes en masa. Una muestra de agua pura contiene exactamente 11,9% de hidrógeno y 88,81% de oxígeno. Por el contrario, las mezclas pueden variar su composición. Por ejemplo, una mezcla de hidrógeno y oxígeno puede contener 5,10, 25 o 60% de hidrógeno, junto con 95, 90, 75 o 40% de oxígeno.

Las propiedades de los compuestos y de los elementos que contienen son muy diferentes. La sal común, cloruro de sodio, es un sólido blanco y poco reactivo. Como se puede adivinar por su nombre, contiene sodio y cloro. El sodio (Na) es un metal brillante y extremadamente reactivo. El cloro (Cl) es un gas venenoso amarillo-verdoso. Evidentemente, cuando estos dos elementos

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