Javier Corral Díaz

3º E.S.O. FÍSICA Y QUÍMICA

-Tema 1-La materia.-Llamamos materia a todo lo que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio.Un objeto es una porción limitada de materia.

Propiedades de la materia.-Hay dos tipos de propiedades:

Propiedades generales: Son las que posee toda la materia (Masa, volumen, peso,…)Propiedades específicas: Son cualidades que tiene cada tipo de materia (Punto de fusión, punto de ebullición,…) En este grupo se encuentran:

– Densidad: Relación que existe entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa.– Dureza: Resistencia de la materia a ser rayada.– Tenacidad: Resistencia de la materia a romperse por golpes.

Magnitudes.-Las magnitudes son todas aquellas cosas que se pueden medir.Medir es comparar una magnitud con otra de la misma especie que se toma como unidad.

Clasificación de las magnitudes.-Directas e indirectas:

Directas: Se pueden medir directamente.Indirectas: Se miden a partir de fórmulas.

Fundamentales y derivadas:Fundamentales: Tienen definición por sí mismas.Derivadas: Se definen a partir de las fundamentales.

Escalares y vectoriales:Escalares: Quedan completamente definidas con un número y una unidad.Vectoriales: Necesitan un número y una unidad, pero también se necesita saber dirección y sentido. Se representan mediante un vector.Vector: Segmento orientado.

Características de las unidades de medida.-Fácilmente reproduciblesUniversales

Constantes

Magnitudes principales del Sistema Internacional (SI).-

Longitud ---------------------------------- m------------------- MetroMasa--------------------------------------- Kg ----------------- KilogramoTiempo ------------------------------------ s-------------------- SegundoTemperatura ------------------------------ K ------------------- KelvinIntensidad de corriente eléctrica -------A --------------------AmperioIntensidad luminosa --------------------- Cd ------------------ CandelaCantidad de materia --------------------- mol -----------------Mol

Múltiplos y submúltiplos del sistema internacional (SI).-

Múltiplos:

Mega - 106 - MKilo - 103 - KHecto - 102 - hDeca - 10 - da

Submúltiplos:

Deci - 10-1 - dCenti - 10-2 - cMili - 10-3 - mMicro - 10-6 - µNano - 10-9 - nPico - 10-12 - p

Factores de conversión.-Notación científica:

__, _______·10--

Nº>1 Ej.: 3942 = 3,942 · 103

Nº<1 Ej.: 0,0000341 = 341.10-5

En fracciones:1º Se escribe/n el/los número/s y la/s unidad/es que queremos convertir.2º Multiplicamos tantos factores como sean necesarios.

3º Operamos los números restantes.

Instrumentos de medida.-Características:Precisión: Menor cantidad de magnitud que puede medir un instrumento de medida. Se lee en la división más pequeña de su escala.Exactitud: Capacidad del instrumento para dar el valor verdadero de la medida. Depende de la calidad del instrumento.Fiabilidad: Capacidad del instrumento para repetir el mismo valor siempre que se mida la misma cantidad. La fiabilidad está directamente relacionada con la calidad del instrumento.Errores.-Siempre que medimos una magnitud cometemos un error.Tipos de errores:De bulto: Son los que cometemos al equivocarnos y cambiar la cifra. Se evitan teniendo cuidado y prestando atención.Sistemáticos: Son los que se deben a un fallo del aparato de medida. Se caracterizan por que ocurren siempre en la misma dirección.Accidentales: Son debidos al propio experimentador o a las condiciones en las que se mide la unidad. Se puede cometer tanto por defecto como por exceso.Absoluto: Diferencia entre el valor medido y el valor real.Relativo: Es el cociente del error absoluto y el valor medido.Método científico.-Observación.Elaboración de hipótesis.Experimentación: Cuando experimentamos necesitamos medir magnitudes. Los valores de las magnitudes que medimos se llaman variables.Hay tres tipos de variables:Variable controlada: Es aquella cuyo valor se mantiene fijo.Variable independiente: La variable independiente es aquella cuyo valor cambiamos a voluntad.Variable dependiente: Es aquella cuyo valor depende de lo que valga la variable independiente...Análisis de resultados.Obtención de conclusiones, definición de las leyes y establecimiento de las teorías.Publicación de resultados.

– Tema 2 -La materia.-La materia se presenta en tres estados de agregación: Solido, líquido y gaseoso. Es discontinua y está formada por átomos.Teoría cinética de la materia.-1. La materia está formada por partículas individuales llamadas átomos.2. Muchas veces estas partículas se unen entre sí formando moléculas.3. Entre los átomos y las moléculas existen fuerzas atractivas.4. Las partículas que forman una sustancia están en continuo movimiento. Cuanto más rápido se mueven más energía tienen, y por tanto están a más temperatura.Cambios de estado.-

*La vaporización puede tener lugar de dos maneras:– Evaporación:

– Es un proceso lento– Se produce a cualquier

temperatura.– Cuanto mayor es la

temperatura, mayor es la rapidez con la que se produce.

– Solo se produce en la superficie.

– Ebullición:– Es un proceso rápido.– Tiene lugar a una temperatura determinada, que depende de la

sustancia y la presión atmosférica.– Se produce en toda la masa del líquido.

Leyes que rigen los cambios de estado.-1. Cada sustancia cambia de estado a una temperatura determinada que solo depende de la presión atmosférica.2. Mientras dura el cambio de estado la temperatura de la sustancia no varía.

Como reconocer una sustancia pura de una sustancia que no lo es mediante la gráfica.-Las sustancias puras, al cambiar de estado, no aumentan su temperatura hasta que este no acaba, pero las sustancias que no son puras, si lo hacen, por esta razón podemos distinguir una sustancia pura de otra que no lo es. Por ejemplo:Gráfica de una sustancia pura (H2O Destilada):

Gráfica de una sustancia que no es pura:

Escalas termométricas.-• Celsius: Pone como cero la fusión del agua y como cien la ebullición de la misma.• Fahrenheit: Va desde el 32 al 212.• Kelvin: Tiene del 273 al 373 y su cero es el cero absoluto, esto quiere

decir que no hay nada más frío que el cero de la escala kelvin.

Estados de los gases en cuanto a cómo se encuentran.-El estado de un gas se caracteriza por los valores que toman tres magnitudes, que son: Volumen, temperatura y presión, estas son las llamadas variables de estado. Están relacionadas entre sí mediante ecuaciones, que se encuentran en las siguientes leyes:1. Ley de Boyle-Mariotte: Cuando un gas cambia de estado manteniendo constante la temperatura, se cumple que el producto de la presión por el volumen es constante.2. Ley de Charles-Gay Lussac: Cuando un gas cambia de un estado a otro manteniendo la presión constante, se cumple que el volumen partido la temperatura (K) es constante.3. Ley de Gay-Lussac: Cuando un gas cambia de estado manteniendo el volumen constante, la presión partido la temperatura es constante.Teoría cinética de los gases.-• Los gases están formados por partículas muy pequeñas separadas unas de otras, que se mueven chocando entre sí y con las paredes del recipiente que las contiene de forma elástica (choques perfectamente elásticos) en el choque cambia la dirección, pero no su velocidad.• Los gases ocupan todo el volumen del recipiente que las contieneMediante el fenómeno de la difusión de los gases.• Los gases ejercen presión sobre las paredes del recipiente que las contiene.• Cuanto más rápido se muevan las partículas del gas, mayor es la temperatura.

- Tema 3 -La materia.-La materia se divide en:– Sustancias puras: Estas están formadas por un tipo de materia. Estas no se pueden separar de otras por métodos físicos.– Mezclas: Están formadas por varios tipos de materia. Se pueden separar en las materias que lo componen por métodos físicos.Características de las sustancias.-Las sustancias puras pueden ser elementos y compuestos:– Elementos: Las partículas que lo constituyen son:

– Átomos iguales– Moléculas formadas por átomos iguales.

Los elementos no se pueden separar por métodos físicos.– Compuestos: Las partículas constituyentes son moléculas todas iguales pero formadas por átomos distintos entre sí. Se pueden separar en sustancias más simples mediante métodos químicos.Las mezclas pueden ser:– Homogéneas: Son aquellas que tienen la misma composición y las mismas propiedades en todas sus partes. A simple vista no se pueden distinguir sus componentes.– Heterogéneas: Son aquellas que tienen distinta composición y distintas propiedades en sus diferentes partes. A simple vista se distinguen sus componentes.Coloides.-Lo que diferencia un coloide de una disolución es el tamaño de sus partículas.Un coloide es una mezcla heterogénea que dispersa la luz.Separación de mezclas.-Solido + Solido (insolubles en agua/Partículas de diferente tamaño) = CribaSolido + Solido (uno de ellos soluble en agua y los demás no) = Filtración y cristalización.Solido + Solido (uno de ellos con propiedades magnéticas) = Separación magnética.Líquido + Solido = Filtración/ Cristalización/ Destilación simpleLíquido + Líquido (inmiscibles) = DecantaciónLíquido + Líquido (miscibles con puntos de ebullición bastante separados) = Decantación Fraccionada.

Disolución.-Mezcla homogénea de dos o más sustancias.

Concentración de una disolución.-Es la proporción en la que se encuentran el disolvente y el soluto.– Clasificación de las disoluciones según su concentración.1. Saturadas: Contienen disuelta la máxima cantidad de soluto que puede contener a la temperatura a la que se encuentra.2. Concentradas: Contienen una gran cantidad de soluto.3. Diluidas: cuando la proporción de soluto es pequeña.Formas de expresar la concentración de una disolución.-Tanto por ciento en peso: Gramos de soluto contenidos en 100 gramos de disolución.Tanto por ciento en volumen.Gramos por litro.Molaridad.Normalidad.Molalidad.Fracción molar.Partes por millón.

- Tema 4 -La materia tiene una carga eléctrica.Hay distintas cargas, unas son positivas, y otras son negativas.Se comprobó que las cargas del mismo signo se repelen y las de diferente signo se atraen.Existe un aparato llamado electroscopio, que sirve para saber si un objeto está cargado eléctricamente.Modelo atómico de Rutherford.-El modelo atómico de Rutherford explica que el átomo está formado por un núcleo muy pequeño y una corteza muy grande.El núcleo está formado por protones, con una masa apreciable y carga positiva, y neutrones, con una masa parecida a la de los protones pero sin carga.La corteza está formada por electrones, que tienen una masa despreciable y una carga negativa, y no se unen al núcleo debido a que orbitan a su alrededor.Elementos de la tabla periódica (I).-

Características de los elementos de la tabla periódica.-A – Nº Másico: Nº de protones y de neutrones.Z – Nº Atómico: Nº de electrones.Cuando un átomo gana electrones se convierte en un Ion negativo o Anión.Cuando un átomo pierde electrones, se convierte en un Ion positivo o Catión.

Isotopos.-Los isotopos son átomos de un mismo elemento con el mismo número atómico, pero distinto número másico.La masa atómica es la media ponderada de las masas de los isótopos que un elemento tiene en la naturaleza.La tabla periódica (II).-La tabla periódica esta ordenada en orden creciente de números atómicos.En la tabla periódica hay siete periodos, uno supercorto, formado por dos elementos, dos cortos, formados por cuatro elementos cada uno, dos largos, formados por 18 elementos cada uno, y dos superlargos, formados por 32 elementos cada uno, pero el último está incompleto.Cada columna se llama grupo, y existen tres grupos: Metales de transición, metales de transición interna y elementos representativos.Los elementos representativos, a su vez, se dividen en ocho grupos:Alcalinos, alcalinotérreos, térreos, carbonoideos, nitrogenoideos, anfígenos, halógenos y gases nobles.La radiactividad.-En las reacciones ordinarias, el núcleo atómico permanece inalterable, únicamente intervienen los electrones de la corteza, en cambio en las reacciones nucleares el núcleo del átomo cambia. En las reacciones nucleares unos elementos se convierten en otros diferentes.Radiactividad natural: Emisión espontánea de radiaciones desde el núcleo de ciertos elementos llamados radiactivos.Tipos de radiaciones naturales:• Radiación Alfa o partículas Alfa: Son núcleos de helio, son partículas positivas con la carga de dos protones.• Radiaciones Beta o partículas Beta: Son electrones emitidos desde el núcleo. Como el núcleo no tiene electrones, se forman a partir de un neutrón.• Radiación Gamma: Es energía.Radiación artificial: Son reacciones nucleares provocadas por el hombre.• Fusión nuclear: Es el proceso mediante el cual se unen dos núcleos ligeros, para formar un núcleo más pesado, en este proceso se libera mucha energía.• Fisión nuclear: Es cuando un núcleo pesado se ''rompe'' y se generan núcleos más pequeños. Esta reacción se produce bombardeando al átomo con neutrones.

- Formulación -Valencias.-

Compuestos.-Metal (+) + Oxígeno (-2) = Óxido.Metal (+) + Hidrógeno (-1) = Hidruro.

Metal (+) + OH - = Hidróxido.No metal + Hidrógeno = Hidruro no metálico.No metal + Oxígeno = Óxido no metálico o Anhídrido.Óxido no metálico + H2O = Oxácido.Formulación y nomenclaturas.- Para escribir la fórmula de un compuesto binario, se escribe primero el símbolo del elemento que actúa con valencia positiva, luego el símbolo del que actúa con valencia negativa y se intercambian las valencias.

(Si se puede simplificar se simplifica)(Si hay un uno no se escribe)Nomenclatura tradicional:Con dos valencias:Se nombra la palabra genérica seguida del nombre del metal terminado en:-Oso: Si la valencia es la más pequeña.-Ico: Si la valencia es la más grande.Con tres valencias:Hipo- -oso: La valencia más pequeña.-Oso: Si la valencia es la segunda más pequeña.- Ico: Si la valencia es la más grande.(Esto no se cumple en el manganeso, que tiene tres valencias y se nombrarían con los sufijos –Oso, -ico y Per- -Ico)Con cuatro valencias:Hipo- -Oso: Si la valencia es la más pequeña.-Oso: Si la valencia es la segunda más pequeña.-Ico: Si la valencia es la segunda más grande.Per- -Ico: Si la valencia es la más grande.Nomenclatura de Stock: Se nombra la palabra genérica seguida de su valencia en números romanos entre paréntesis.Nomenclatura sistemática: Se indica el número de átomos de cada elemento mediante un prefijo:Mono: Si es uno.Di: Si es dos.Tri: Si es tres.Tetra: Si es cuatro.Penta: Si es cinco.Hexa: Si es seis.Hepta: Si es siete.Formulación de Hidruro metálicos.-Se forma este tipo de compuestos cuando se combina el hidrógeno con los metales: Ya que los metales tienen valencia positiva, el hidrógeno tendrá que utilizar su valencia negativa (-1). Por tanto, al formularlo, habrá un solo átomo metálico en la formula, y el número de átomos del hidrógeno, coincidirá con la valencia del metal. El metal siempre se escribe el primero.Nomenclatura sistemática para Hidruros metálicos:Se nombra empleando el término ‘hidruro de’ y el nombre del metal anteponiendo los prefijos di-, tri-, tetra-,… según el número de hidrógenos que haya en la molécula.Nomenclatura de Stock para Hidruros metálicos:Se emplean las palabras ‘hidruro de’ y, a continuación, el nombre del metal con la valencia entre paréntesis, y en números romanos

Nomenclatura Tradicional para Hidruros metálicos:Se emplea la palabra ‘hidruro’ seguida del nombre del metal, con Hipo- -oso, -oso, -ico o Per- -Ico según la valencia con la que actúe y dependiendo de la tabla anterior.Formulación de Hidróxido.-Se forma al combinar un metal con un grupo hidróxido o grupo (OH)-1. Al hacer la fórmula, ha de ponerse primero el metal y después el grupo OH. Como la valencia del OH queda -1 solo habrá un átomo del metal en la fórmula, y el número de grupos (OH) coincidirá con la valencia del metal.Nomenclatura sistemática para Hidróxidos:Se emplea la palabra óxido, añadiendo el prefijo que corresponda al número de OH-1 de la molécula, se añade la preposición ‘de’ y el nombre del metal.Nomenclatura de Stock para Hidróxidos:Se forma con las palabras ‘hidróxido de’ y a continuación el nombre del metal con su valencia entre paréntesis y en número romanos.Nomenclatura tradicional para Hidróxidos:Se emplean las palabras ‘hidróxido de’ y a continuación el nombre del metal con el prefijo o sufijo que corresponda a su valencia.Formulación de Hidrácidos.-Son combinaciones de un no metal con el hidrógeno. En estos compuestos, el no metal actúa con su valencia negativa, y el hidrógeno con la valencia +1. En la fórmula se coloca primero el hidrógeno y después el no metal. Al ser 1 la valencia del hidrógeno, solo habrá un átomo del no metal y el número de hidrógenos coincidirá con la valencia del no metal.Nomenclatura sistemática para hidrácidos:Se forma con el nombre del no metal terminado en –uro, la preposición ‘de’ y a continuación la palabra ‘hidrógeno’ con el prefijo del número de hidrógenos que tenga la molécula.Nomenclatura de Stock para Hidrácidos:Se realiza igual que la anterior, pero sin añadir los prefijos griegos; así, en lugar de sulfuro de dihidrógeno quedaría sulfuro de hidrógeno.Nomenclatura tradicional para Hidrácidos:Emplea la palabra ‘ácido’ y el nombre del no metal, terminado en hídrico.*A algunas combinaciones del hidrógeno se les da nombres especiales.Por ejemplo:H2O: AguaCH4: MetanoSiH4: SilanoNH3: AmoniacoPH3: FosfinaSbH3: EstibinaBH3: Borano

AsH3: ArsinaFormulación de Oxoácidos.-Se forman al combinarse una molécula de agua con un óxido, normalmente no metálico. Solo los óxidos metálicos del cromo y del manganeso forman Oxoácidos. En la formula, se sitúa primero el hidrógeno, luego el no metal, y finalmente el oxígeno.Sin embargo, para nombrar las moléculas es imprescindible conocer la valencia de los átomos centrales. Para ello nos valemos de las que conocemos, y de esta manera podemos deducir las que no conocemos. Las que conocemos son las del oxígeno, -2 y la del hidrógeno +1. Sabiendo cuantos átomos hay de cada uno de ellos en la formula, podremos deducir el número de cargas positivas o negativas que aporta cada uno; como la molécula ha de ser neutra, las cargas que queden sin compensar será la valencia del átomo central.Nomenclatura tradicional para Oxoácidos:En este caso se emplea la palabra ácido, y luego el nombre del no metal con el prefijo y el sufijo que determine su número de valencia, y que se especificó en el apartado de óxidos.Peróxidos.-Combinación de oxígeno (Con valencia -2) con un elemento alcalino o alcalinotérreo. También se hace con el hidrógeno, con valencia 1, y oxígeno con valencia 2, que daría peróxido de hidrógeno.Anhídridos.-Combinación de oxígeno con valencia -2 con un no metal.Formulación sistemática de Anhídridos:Se escribe ‘óxido’ y el nombre del no metal con el prefijo que dice cuantos átomos hay.Formulación de Stock de Anhídridos:Se escribe ‘óxido’ y el nombre del no metal seguido de su valencia en números romanos.Formulación de tradicional de Anhídridos:Los anhídridos se nombran con el término anhídrido y el nombre del no metal, acabado en:- oso o ico (en el caso de dos valencias).- hipo-no metal-oso, oso, ico (tres valencias).- hipo-no metal-oso, oso, ico, per-no metal-ico (si tiene cuatro valencias).

-Tema 6 -Cambios físicos y cambios químicos.-Un cambio físico es un cambio en el que no varía la naturaleza de la materia. Antes y después del cambio, la materia se representa con la misma fórmula química. Entre los cambios físicos más habituales se encuentran los cambios de estado.Un cambio químico es una transformación en la que la naturaleza de la materia varía. Antes del cambio la materia se representa por una formula química, y después del cambio por otra diferente, los cambios químicos también se llaman reacciones químicas.Teoría de las colisiones.-Según la teoría de las colisiones las reacciones químicas se producen cuando las moléculas de los reactivos chocan entre sí y se rompen. Los átomos que se han liberado se reorganizan formando nuevas moléculas.Masa atómica.-La masa atómica es la relación entre la masa atómica de un elemento y la del isótopo carbono 12, cuya masa tiene de valor 12 uma. Un uma, por tanto, se define como la doceava parte de del isotopo carbono 12.La unidad de masa atómica en la tabla periódica de Mendeliev, viene representada en la parte superior derecha de la casilla del elemento al que representa, como un uma equivale a un mol, la masa atómica es igual a la cantidad de moles que tiene un elemento, y por tanto dicho numero expresa la cantidad de gramos que tiene el elemento al que acompaña.Masa molecular.-La masa molecular se calcula sumando las masas atómicas de los elementos constituyentes de una molécula.Mol.-Los átomos y moléculas tienen una masa tan pequeña que es necesario crear una cantidad que sea manejable. Los químicos han creado una unidad fundamental de cantidad de materia a la que llamaron mol, para trabajar con grandes cantidades de partículas. El número de partículas que existe en un mol se llama Número de Avogadro, actualmente se presenta que un mol tiene 6,022 · 1023 partículas.Ajuste de reacciones químicas.-En las reacciones químicas solo se produce un nuevo reagrupamiento de los átomos, pero estos ni se crean ni se destruyen, por lo que el número total de átomos que participa en la reacción, debe encontrarse también al final de ella.

Para ajustar la ecuación a la realidad, hay que poner coeficientes, siempre que sean necesarios, delante de cada molécula o elemento, es decir, un número que determine la cantidad de moléculas de cada sustancia que realmente se necesitan para que la reacción quede bien definida.Por ejemplo:Vamos a ajustar la siguiente ecuación química:H2O → H2 + O2

1. º Debe quedar claro que tiene que haber el mismo número de átomos en ambos miembros de la reacción. En este caso, nos fijamos que, a la izquierda, aparecen 2 átomos de H y uno solo de O, mientras que a la derecha aparecen dos de cada.2.º Podemos añadir a un lado o a otro de la ecuación átomos de cada elemento o compuesto, siempre como se señala en la primera ecuación. Es decir, si queremos añadir algún átomo de O a la izquierda, no podemos hacerlo añadiendo uno solo, tendríamos que poner otra molécula de agua como figura en la ecuación definitiva.2H2O → H2 + O2

3.º Hay que terminar de compensar el número de átomos de cada elemento a la derecha y, como aparecen en total a la izquierda4 átomos de H y a la derecha solo 2, añadiríamos otros dos de H a la derecha.2H2O → 2H2 + O2

4.º Ahora, como hay que justamente los mismos átomos de cada elemento a la izquierda que a la derecha de la reacción, solo queda hacer el recuento de la cantidad de moléculas que han hecho falta para que la ecuación quedara ajustada, y se señala con un número que se sitúa delante de cada sustancia, y por tanto la reacción queda así:2H2O → 2H2 + O2

Pasar de unas unidades a otras.-Pasar de una unidad a otra:Se pasa con la siguiente tabla:

En esta tabla solo se puede pasar en vertical o en horizontal.Por ejemplo si estamos en un mol y queremos pasar a átomos, primero tendremos que pasar a moléculas y después a átomos, para pasar de mol a moléculas tenemos que utilizar el

número de Avogadro. Para pasar de unas unidades a otras hay que utilizar factores de conversión.