Punto de fusión y punto de ebullición

La materia tiene propiedades características y no características. Las primeras son particulares para cada sustancia ya que dependen de la naturaleza del átomo que la constituye, por lo que permiten identificar sustancias. Entre las propiedades características de la materia están el punto de fusión y el punto de ebullición.

	Punto de fusión	Punto de ebullición
¿Qué es?	Temperatura a la cual una sustancia cambia de estado sólido a líquido.	Temperatura a la cual una sustancia cambia de estado líquido a gaseoso.
Condición	Presión = 1 atm.	Presión = 1 atm.
Tipo de magnitud	Constante física.	Constante física.
Fases en equilibrio	Sólida y líquida.	Líquido y gaseoso.
¿Qué sucede durante el equilibrio?	La temperatura permanece constante a pesar de que el tiempo de calentamiento aumenta.	La temperatura permanece constante a pesar de que el tiempo de calentamiento aumenta.
¿De qué depende?	Tipo de enlace químico, polaridad e intensidad de las fuerzas de atracción intermolecualres.	Principalmente de la presión atmosférica. También influye el tipo de enlace, polaridad e intensidad de las fuerzas de atracción intermolecualres.
En sustancias covalentes	Bajo.	Bajo.
En sustancias iónicas	Muy alto.	Muy alto.
¿Cómo determinarlo?	Los aparatos más usados son: Tubo de Thiele. Aparato Fisher-Jhons. Aparato Melt-Temp.	Los métodos más usados son: Método por destilación. Método de Siwoloboff.
Representación gráfica temperatura/tiempo
Ejemplo del proceso	Derretimiento de un hielo. Derretimiento de una vela. Fundición del hierro.	Hervir agua para espagueti. Cocinar una sopa. Hacer café.
En algunas sustancias	Agua: 0 °C Mercurio: -38,87 °C Etanol: – 117,3 °C Cobre: 1.083 °C Hierro: 1.535 °C	Agua: 100 °C Mercurio: 356,58 °C Etanol: 64,96 °C Cobre: 2.595 °C Hierro: 3.000 °C

Fórmula molecular, empírica y estructural

Los compuestos moleculares están formados por moléculas que a su vez contienen cantidades determinadas de átomos unidos por enlaces covalentes. Estos compuestos se representan mediante una fórmula química, es decir, una representación simbólica que indica los elementos presentes y el número de átomos de cada elemento.

	Fórmula empírica	Fórmula molecular	Fórmula estructural
¿Qué representa?	La cantidad simplificada de átomos que conforman la molécula.	La cantidad real de átomos que conforman la molécula.	La estructura de la moléculas y distribución espacial de sus átomos.
¿Qué muestra?	Los tipos de átomos. Cantidad relativa de átomos.	Los tipos de átomos. Cantidad real de átomos.	Los tipos de átomos. Los enlaces que los unen.
Expresión matemática	Fórmula empírica (FE) = Fórmula molecular (FM) / n	Fórmula molecular (FM)= Fórmula empírica (FE) . n	No posee.
Ejemplo 1: Glucosa	$CH_{2}O$ n = 6 (múltiplo calculado experimentalmente) FE = C₆H₁₂O₆ / 6 = CH₂O	$C_{6}H_{12}O_{6}$ n = 6 (múltiplo calculado experimentalmente) FM = 6 (CH₂O) = C₆H₁₂O₆
Ejemplo 2: Agua	$H_{2}O$ FE coincide con FM.	$H_{2}O$ FM coincide con FE.
Ejemplo 3: Amoniaco	$NH_{3}$ FE coincide con FM.	$NH_{3}$ FM coincide con FE.

Reacciones de combinación, descomposición y desplazamiento

La materia se transforma continuamente. Cuando la transformación es interna, es decir, cuando la sustancia cambia tanto en apariencia física como composición, se habla de un cambio químico o reacción química. Éstas se pueden clasificar según el proceso químico ocurrido en reacciones de combinación, descomposición o desplazamiento.

	Reacción de combinación	Reacción de descomposición	Reacción de desplazamiento
Proceso químico	Combinación o síntesis.	Descomposición.	Desplazamiento o sustitución.
¿Qué ocurre?	Dos o más sustancias puras se combinan para crear una nueva sustancia compuesta.	Una sustancia compuesta se descompone para formar dos o más productos.	Un elemento que conforma un compuesto es sustituido o desplazado por otro.
Representación	$A + B \rightarrow C$	$AB \rightarrow A + B$	$AB + X \rightarrow AX + B$
Ejemplos	$Fe + S \rightarrow FeS$ $2 Zn + O_{2} \rightarrow 2 ZnO$	$2 H_{2}O \rightarrow 2 H_{2} + O_{2}$ $H_{2}CO_{3} \rightarrow CO_{2} + H_{2}O$	$H_{2}SO_{4} + Fe \rightarrow FeSO_{4} + H_{2}$ $2 HCl + Zn \rightarrow ZnCl_{2} + H_{2}$

Electrón, protón y neutrón

Toda la materia está formada por átomos y éstos, a su vez, por partículas subatómicas elementales como el protón, el neutrón y el electrón. Las dos primeras se encuentran en el núcleo del átomo y los electrones se ubican en zonas de probabilidad alrededor del mismo. A continuación se comparan algunas de sus características más importantes.

	Electrón	Protón	Neutrón
Descubierto por	Joseph John Thomson	Ernest Rutherford	James Chadwick
Año de descubrimiento	1897	1918	1932
Descubrimiento experimental	Thomson realizó experimentos en tubos de rayos catódicos. Observó que cuando el gas contenido dentro del tubo variaba, las partículas del rayo se comportaban de igual forma. A partir de ello, dedujo que todos los átomos tienen una o más partículas cargadas negativamente y las llamó “electrones”.	Rutherford usó partículas $\alpha$ para bombardear delgadas láminas de oro y otros metales. Observó que las mayoría de las partículas atravesaban la lámina sin desviarse o con una pequeña desviación. Esto lo llevó a crear un nuevo modelo atómico que explicaba los vacíos entre las partículas atómicas y la concentración de carga positiva en un núcleo.	Chadwic bombardeó una lámina muy delgada de berilio con partículas $\alpha$ , lo que provocó la emisión de una radiación de muy alta energía, parecida a la de los rayos $\gamma$ . Luego se demostró que esos rayos están constituidos por un tercer tipos de partícula, con masa y sin carga, a la que llamó “neutrón”.
Grupo	Leptón	Hadrón	Hadrón
Símbolo	e^–	p⁺	n⁰
Carga	negativa (-) −1.602 176 565(35)×10⁻¹⁹ C	positiva (+) 1,602 176 487 × 10^–19 C	neutra (0) 0
Masa	5,485 799 094 6(22)×10⁻⁴ uma	1.007276466812 uma	1,008 664 915 6(6) uma
Ubicación en el átomo

Ácidos y bases

Desde la antigüedad se clasifican sustancias en base a su sabor o a la sensación que generan en la piel, este es el caso de los ácidos y las bases. Ambas forman soluciones de electrólitos y son capaces cambiar el color de ciertas compuestos. Con el propósito de dar una explicación al comportamiento físico y químico de los ácidos y bases se han propuesto diversas teorías llamadas teorías ácido-base.

	Ácido	Base
Concepto según la teoría de Arrhenius	Sustancia que en solución acuosa incrementa la concentración de iones hidrógeno H+. $HNO_{3} (ac) \rightarrow {\color{Red} H^{+}} (ac) + NO_{3}^{-}(ac)$	Sustancia que en solución acuosa incrementa la concentración de iones hidroxilo OH-. $NaOH (ac) \rightarrow Na^{+}(ac) + {\color{Blue} OH^{-}}(ac)$
Concepto según la teoría Brønsted-Lowry	Especie capaz de ceder iones H+. ${\color{Red} CH_{3}COOH} (ac) + H_{2}O \rightleftharpoons CH_{3}COO^{-} (ac) + {\color{Red} H_{3}O^{+}} (ac)$	Especie capaz de aceptar iones H+. $CH_{3}COOH (ac) + {\color{Blue} H_{2}O} \rightleftharpoons {\color{Blue} CH_{3}COO^{-}} (ac) + H_{3}O^{+} (ac)$
Concepto según la teoría de Lewis	Sustancia capaz de aceptar un par de electrones. ${\color{Red} BF_{3} }+ NH_{3} \rightarrow BF_{3}NH_{3}$	Sustancia capaz de donar o ceder un par de electrones. $BF_{3}+ {\color{Blue} NH_{3}} \rightarrow BF_{3}NH_{3}$
Rango de pH	0 a 6	8 a 14
Sabor	Agrio.	Amargo.
Viraje de color en papel tornasol	Cambia a color rojo el papel azul.	Cambia a color azul el papel rojo.
Neutraliza	Bases.	Ácidos.
Viraje de color en fenolftaleína	Cambia de rojo a incoloro.	Cambia de incoloro a rosado.
Reactividad	Reacciona con metales, como el magnesio, zinc o hierro.	No reacciona con metales. Reacciona con los ácidos.
Conductividad eléctrica	Conductor eléctrico en solución acuosa.	Conductor eléctrico en solución acuosa.
Al tacto	Son punzantes, queman la piel.	Son jabonosos.
Ejemplos	Ácido sulfúrico (H₂SO₄), presente en las baterías. Ácido clorhídrico (HCl), presente en el estómago. Ácido fosfórico (H₃PO₃), presente en algunas bebidas gaseosas. Ácido nítrico (HNO₃), presente en los fertilizantes niitrogenados. Ácido acético (CH₃COOH), componente principal del vinagre.	Hidróxido de sodio (NaOH), presente en limpiadores de tuberías de desagües. Hidróxido de magnesio (Mg(OH)₂), presente en la leche magnesia. Hidróxido de calcio (Ca(OH)₂), también llamada cal, con múltiples usos industriales y en construcción. Hidróxido de aluminio (Al(OH)₃), presente en los antiácidos. Amoniaco (NH₃), presente en fertilizantes y limpiadores.

Función de relación

¿Qué harías si ves que una piedra va a caer sobre ti? Automáticamente te moverías de lugar ¿cierto?. Esto sucede porque nuestro cuerpo cumple con la función de relación, una de las tres funciones vitales de todo ser vivo que permite que percibamos todo lo que ocurre en el medio, lo procesemos y reaccionemos de una forma adecuada.

Los estímulos producidos por la música generan una respuesta motora en el cuerpo, ya sea bailar o cantar.

función de relación: ¿En qué consiste?

Es la capacidad que tiene el ser vivo de captar estímulos del medio, procesarlos y reaccionar frente a ellos. La función de relación permite percibir todos los cambios que ocurren tanto en el exterior como en el interior del cuerpo humano, seguidamente consigue interpretarlos para elaborar la respuesta necesaria y responder a cada estímulo o variación de la mejor manera.

Estas variaciones pueden ser muy rápidas o lentas, por lo que esta función necesita de la intervención y coordinación de diversas estructuras para dar una réplica, lo que significa que diversos sistemas están involucrados.

¿Qué es un estímulo?

Es todo cambio físico o químico producido en el exterior o en el interior del organismo que desencadena en él una respuesta. Si ocurre un cambio en el medio y éste no afecta a un ser vivo, no se considera estímulo. Pueden ser lumínicos, térmicos, sonoros, químicos o motores.

Funciones básicas de la relación

Percepción de los estímulos

En esta fase de la función de relación actúan los receptores, células especializadas que reciben los estímulos y hacen llegar esa información a los centros de coordinación. Los receptores pueden ser internos cuando captan información procedente del interior del organismo, o externos cuando captan información del exterior. Los receptores externos están agrupados en los órganos de los sentidos.

Órganos de los sentidos

La nariz y el sentido del olfato

La nariz es el órgano del sentido del olfato. Dentro de la nariz se encuentra la pituitaria amarilla, zona en la que se ubican los receptores olfativos y por lo tanto se perciben los olores. Estos receptores envían al cerebro la información recibida por medio del nervio olfativo.

¿Sabías qué...?

El 80 % del sabor se da a través del sentido del olfato.

El olfato humano reconoce 10 olores básicos

Fragante o floral, leñoso o resinoso, Frutal (no cítrico), químico, mentolado o refrescante, dulce, quemado o ahumado, cítrico, podrido y acre o rancio.

La piel y el sentido del tacto

El sentido del tacto permite percibir la textura, la forma y la temperatura de todo lo que se toca. La piel es el órgano que tiene los receptores del sentido del tacto, los cuales están unidos nervios que permiten la transmisión de la información hasta el cerebro.

¿Sabías qué...?

La piel del hombre y la de la mujer no son iguales. La piel masculina es 20 % más gruesa que la de las mujeres, razón por la que el envejecimiento cutáneo tarda más en aparecer en los hombres.

La lengua y el sentido del gusto

Con el sentido del gusto es posible saborear los alimentos. Su órgano principal es la lengua y el sabor se percibe cuando los alimentos son introducidos en la boca y entran en contacto con ella. En la superficie de la lengua existen unas pequeñas protuberancias que permiten diferenciar los sabores, las papilas gustativas: receptores del sabor.

¿Cuántos sabores percibe la lengua?

El gusto es muy sencillo, puede distinguir sólo cinco tipos diferentes de estímulos o sabores: agrio, dulce, amargo, umami y salado.

¿Sabías qué...?

La lengua es el órgano más fuerte y flexible del cuerpo humano. Está conformado por 17 músculos.

Los ojos y el sentido de la vista

La visión es el sentido por el medio del cual se puede ver, percibir la luz, los colores y las formas. Sus órganos principales son los ojos. Los estímulos luminosos llegan a los receptores de la retina y viajan hasta el cerebro gracias al nervio óptico. El cerebro es el responsable de recibir la información e interpretarla.

¿Sabías qué...?

Un bebe recién nacido no produce lágrimas. Produce sonidos de llanto, pero es hasta alcanzar las 4 o 10 semanas que las lágrimas fluyen.

Los oídos y el sentido de la audición

La audición es el sentido que permite la percepción de los sonidos que se producen en el medio ambiente. Los órganos de la audición son los oídos, situados uno a cada lado de la cabeza. Los receptores que captan los sonidos están ubicados en el caracol, y éste a su vez está unido al nervio auditivo que lleva la información al cerebro.

Diminuto hueso

En el oído se ubica un hueso llamado estribo, el hueso más pequeño de todo el cuerpo humano con una longitud aproximada de 3 mm.

Procesamiento de la información

En esta fase de la función de relación actúan los centros de coordinación: el sistema nervioso y el sistema endocrino. Ambos reciben la información enviada por los receptores, la descifra y crea las órdenes a cumplir por los órganos efectores.

Coordinación nerviosa

Es realizada el sistema nervioso central, cuyo tejido está constituido por neuronas: células capaces de transmitir información por medio de impulsos nerviosos. Este sistema coordina las respuestas rápidas y breves.

Todo el sistema nervioso recoge la información que proveen los receptores, la procesa, la coordina y elabora las órdenes a ejecutar por los efectores. Está compuesto por el sistema nervioso central y el sistema nervioso periférico.

¿Sabías qué...?

El sistema nervioso está formado por un conjunto de células complejas denominadas neuronas, éstas no son células aisladas, se comunican unas con otras mediante un proceso denominado sinapsis, a través del cual los impulsos nerviosos son transmitidos.

Neurona

Es la unidad estructural, fundamental y básica del sistema nervioso. Las neuronas son células sensibles a estímulos que se encuentran interconectadas unas con otras. Forman redes complejas e interminables por todo el cuerpo del individuo para conducir señales eléctricas que darán respuestas a estímulos externos y ambientales.

Coordinación endocrina

La lleva a cabo el sistema endocrino, un mecanismo regulador de las acciones de diversos órganos del cuerpo. Está formado por un conjunto de glándulas endocrinas que fabrican y vierten hormonas a la sangre. El sistema endocrino coordina respuestas más lentas y duraderas.

En la coordinación endocrina se envían señales nerviosas del hipotálamo a la hipófisis para que esta ultima segregue hormonas. Las hormonas producidas viajan por la sangre y regulan la segregación de otras hormonas en otras glándulas del sistema, así como la actividad de los órganos. Finalmente, la hipófisis detiene la producción de hormonas en la sangre al aumentar el nivel de éstas.

¿Sabías qué...?

Sin las glándulas endocrinas las células no sabrían en qué momento hacer cosas importantes. Por ejemplo, los huesos no recibirían el mensaje de que ya es hora de crecer; y el cuerpo no sabría si es hora de comenzar la etapa de la pubertad.

Ejecución de respuesta

Esta es la fase final de la función de relación y es efectuada por el aparato locomotor que permite la interacción entre el individuo y su medio; y además es el responsable de ejecutar las órdenes dada por los sistemas de coordinación. El aparato locomotor está integrado por el sistema esquelético y el muscular.

El sistema esquelético

El sistema esquelético está conformado por los huesos y las articulaciones, sirve de armazón para el cuerpo, como protección a los órganos y tejidos internos, fabricación de células sanguíneas y como reserva de calcio y fósforo.

El cuerpo humano cuenta con 206 huesos entre largos, cortos y planos. Los huesos están formado por tejido óseo compacto en la zona exterior y por tejido óseo esponjoso en la zona interior. Los huesos, a su vez, están unidos entre ellos por las articulaciones, éstas pueden ser fijas, semimóviles y móviles.

Articulaciones del cuerpo

El cuerpo humano cuenta con más de 300 articulaciones. Éstas le dan movilidad al cuerpo humano, como las articulación del hombro; sin embargo, algunas otras funcionan de protección, como las del cráneo.

Sistema muscular

El sistema muscular comprende los músculos esqueléticos, éstos permiten los movimientos rápidos y voluntarios, y están unidos a los huesos por medio de tendones que tiran de ellos para finalmente producir un movimiento. Los músculos pueden ser fusiformes, planos y circulares.

¿Sabías qué...?

La contracción muscular consiste en el acortamiento y engrosamiento del músculo controlado por el sistema nervioso.

¿Sabías qué...?

Es más sencillo sonreír que fruncir el ceño. Para sonreír intervienen 20 de 60 músculos de las cara, mientras que para fruncir el ceño participan más de 40 músculos.

Soluciones insaturadas, saturadas y sobresaturadas

Las soluciones son mezclas homogéneas compuestas esencialmente por solutos y solventes. Los solutos son las sustancias presentes en menor proporción, mientras que el solvente es la sustancia que está en mayor proporción. Según la solubilidad del soluto, las soluciones pueden clasificarse como saturadas, insaturadas o sobresaturadas.

	Solución insaturada	Solución saturada	Solución sobresaturada
Cantidad de soluto	Menor cantidad de soluto que la que es capaz de disolver un solvente en particular.	Máxima cantidad del soluto que se disuelve en un solvente en particular, a una temperatura y presión específica.	Mayor cantidad de soluto que el que puede haber en una disolución saturada.
Punto de saturación	No alcanza el punto de saturación.	Alcanza el punto de saturación.	Sobrepasa el punto de saturación.
¿Qué sucede al añadir más soluto?	El soluto añadido se disuelve.	El soluto añadido no se disuelve. Precipita.	El soluto añadido no se disuelve. Precipita.
Efecto de la temperatura	A mayor temperatura mayor solubilidad.	A mayor temperatura mayor solubilidad.	A mayor temperatura mayor solubilidad.
Representación

Corriente continua y corriente alterna

La corriente eléctrica es el desplazamiento ordenado de cargas eléctricas a través de un conductor. Según el sentido, ésta puede ser continua o alterna. Ambas son muy usadas e indispensables para el funcionamiento de artefactos electrónicos y del alumbrado público.

	Corriente continua	Corriente alterna
Abreviación	DC (direct current).	AC (alternating current).
Dirección del flujo de electrones	Una sola dirección constante en el tiempo.	Varía, cambia continuamente y no es constante en el tiempo.
Voltaje	Constante.	Cambios periódicos.
Polaridad	Tiene polaridad (positivo o negativo).	No tiene polaridad.
Frecuencia	Siempre será igual a 0.	Cerca de 50 a 60 Hz.
Fuente	Baterías, electroquímicos y celdas fotovoltaicas.	Alternadores.
Pérdida	La transmisión de DC genera pérdidas mayores a la de AC. Para largas distancias habrá pérdida de corriente.	La pérdida en la transmisión de AC es menor que la de DC. Este tipo de corriente es apta para recorrer largas distancias.
Ventajas	Puede almacenarse en baterías. Puede reducirse su voltaje a niveles muy bajos para ser usado en dispositivos electrónicos.	Fácil transformación. Facilidad de transporte a larga distancia. Fácil y económico manejo cambio en los niveles de voltaje.
Aplicación	En los dispositivos electrónicos y digitales.	En los alumbrados públicos y viviendas.
Conversión	De DC a AC se usan rectificadores y diodos semiconductores.	De AC a DC se usan diodos, capacitores y reguladores.
Forma representativa

Ley de Coulomb y ley de gravitación universal

La ley de Coulomb y la ley de gravitación universal son de gran importancia para entender el comportamiento de dos de las fuerzas fundamentales en la naturaleza: la eléctrica y la gravitacional. Ambas leyes se representan por medio de expresiones matemáticas muy similares, sin embargo sus diferencias son notorias.

	Ley de Coulomb	Ley Gravitacional universal
Enunciado	La fuerza eléctrica de atracción y repulsión entre dos cargas es directamente proporcional al producto de las mismas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa.	La fuerza gravitacional de atracción entre dos masas es directamente proporcional al producto de las mismas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa.
Interacción	Fuerza entre cargas. Puede ser atractiva o repulsiva.	Fuerza entre masas. Siempre es atractiva.
Efectos	Más evidente en cuerpos pequeños: los átomos.	Más evidente en cuerpos grandes: galaxias, planetas y estrellas.
Expresión matemática	$F_{E} = K \frac{q_{1}q_{2}}{r^{^{2}}}$	$F_{G} = G \frac{m_{1}m_{2}}{r^{2}}$
Cuerpos implicados	Cargas: $q_{1}q_{2}$	Masas: $m_{1}m_{2}$
La distancia entre:	Los centros de las cargas es $r$	Los centros de las masas es $r$
Constante	$K = 9 . 10^{9} N.m^{2}/C^{2}$	$G = 6,67 . 10^{-11} N.m^{2}/kg^{2}$
Fuerza sobre el átomo de hidrógeno	Carga del electrón del átomo de H $q_{1} = - 1,6 . 10^{-19} C$ Carga del protón del átomo de H $q_{2} = 1,6 . 10^{-19} C$	Masa del electrón del átomo de H $m_{1} = 9,1 . 10^{-31} kg$ Masa del protón del átomo de H $m_{2} = 1,67 . 10^{-27} kg$

Enlace iónico y enlace covalente

Los enlaces químicos son las interacciones que existen entre los átomos que conforman una molécula. Estas interacciones son de naturaleza variable, es decir, no son iguales para todos los compuestos y depende de las características propias de cada átomo que forma el enlace. Los enlaces químicos pueden ser iónicos o covalentes.

	Enlace iónico	Enlace covalente
Tipo de unión	Por electrones transferidos.	Por electrones compartidos.
Átomos implicados	Metálicos con no metálicos.	No metálicos con no metálicos.
Atracción entre:	Iones (átomos con carga positiva o cationes, y átomos con carga negativa o aniones).	Núcleos y electrones compartidos.
Tipo de estructura	Red cristalina.	Moléculas simple o gigantes.
Direccionalidad	No direccional.	Direccional.
Diferencia de elctronegatividad	Elevada. Mayor a 1,7.	Baja. Menor a 1,7. Puede ser 0.
Punto de fusión de sus compuestos	Elevado.	Bajo.
Punto de ebullición de sus compuestos	Elevado.	Bajo.
Solubilidad de sus compuestos	Solubles en agua.	Generalmente insolubles.
Conductividad de sus compuestos	Conductores de corriente eléctrica en disolución.	No conducen corriente eléctrica.
Representación de cómo se forma cada enlace	Cloruro de sodio (NaCl)	Agua (H₂O)
Ejemplos	NaCl, MgO, CuSO₄,LiF, MgCl₂, AgNO₃, K₂SO₄,KOH, K₂Cr₂O₇	O₂, F₂, H₂O, N₂, NH₃, CH₄, CO₂, SiO₂, SO₃, PCl₅, CO, C₂H₂, C₃H₈