Materia. La experiencia enseña que por la acción de agentes mecánicos y físicos los cuerpos pueden dividirse en partículas cada vez más pequeñas, conservando las mismas propiedades del cuerpo de que proceden. La divisibilidad no es infinita y de esta ya tenían idea los filósofos de la antigüedad griega al admitir que todos los cuerpos estaban formados por partículas insignificantes yuxtapuestas que venían a ser como pequeñas unidades constitutivas.
Noción de molécula.
Moléculas son las porciones pequeñas de materia en que pueden dividirse una sustancia sin perder sus propiedades químicas características.
Por lo tanto, todo cuerpo se puede considerar como un agregado de moléculas cuyas propiedades son las de los cuerpos a que pertenecen, pudiéndose considerar en ese sentido, a cada una de ellas, como una imagen reducida de aquel.
La cohesión molecular.
Por cohesión molécular (del latín coheasum, estar unido) se entiende en física, y también en quí,ica, la unión o travazón intima que existe entre las moléculas de un cuerpo y que impiden que se disgreguen. En los sólidos la cohesión es máxima, en los líquidos es menor, y en los gases no existe. Por eso se observa que en los gases las moléculas se repelen.
La fuerza de cohesión sólo se manifiesta a distancias sumamente pequeñas, ejemplo si se rompe un cristal, sus moléculas no vuelven a unirse, aunque yextapongamos con fuerza los fragmentos.
Las moléculas no se tocan entre si, sino que están separadas unas de otras por los llamados espacion intermoleculares.
La observación de estos espacios, al igual que el de las moléculas, es inapsecible a nuestros sentidos, a pesar de ser los espacios intermoleculares de dimensiones mayore que las mismas moléculas, según a podido deducir la ciencia.
Atomos.
Según la difinisión clásica, diremos que la molécula sólo representa el último grado de divisiónde la materia a que puede llegarse por medios mecánicos, y que químicamente existe la posibilidad de una división menor, merced a la cual se desintegra la molécula en sus partes constitutivas, que reciben el nombre de átomos (del griego lo indivisible).
Así, como las moléculas que integran los cuerpos son independientes unas de otras, pero se mantienen unidas por obra de las fuerzas que llamamos cohesión, así también los atomos que constituyen la molécula se mantienen unidas dentro de ello por obra de una fuerza que en este caso llamamos de afinidad química.
Esta fuerza es la que actuando con carácter selectivo entre átomos de distinta naturaleza posibilita que se desplacen de sus respectivas moléculas para formar otras nuevas, dando origen a las reacciones químicas.
Atomicidad.
Es el número de átomos que contiene la molécula de un cuerpo simple, como hemos dicho. Por su atomicidad, los elementos se clasifican en monoatómicos, biatómicos, triatómicos, etc. Tenemos como ejmplos, de los primeros a los metales al estado de vapor; de los segundos, al nitrógeno, oxígeno, hidrógeno, cloro, etc.
Se halla la atomicidad de un cuerpo simple dividiendo al peso de su molécula por elpeso de uno de los átomos que la componen, o lo que da lo mismo, dividiendo el peso molecular por su peso atómico. Así el peso molecular del oxígeno, O, es 32 y su peso atómico 16, su atomicidad o sea el número de átomos que contien cada una de sus moléculas es de 32:16=2. La molécula del oxígeno es biatómica o diatómica.
Peso atómico.
Se llama peso atómico relativo simplemente peso atómico, al cosiente que resulta de dividir el peso de un átomo del elemento químico que se considera por el peso de un atomo de hidrógeno. Así el peso atómico del cloro, Cl, es de 35,46: lo cual significa que cada átomo de cloro pesa 35,46 veces más que el atomo de hidrógeno.
Según la definición dada de peso átomico, al hidrógeno le correspondería el valor 1, por tomársele como unidad de comparación según la tabla 1 observaremos que al hidrógeno le corresponde el valor 1,0081.
Esta diferencia, prácticamente despreciable obedece a que, modernamente, se prefiere tomar como unidad de comparación la diesiseis ava parte (1/16) del peso del atomo de oxígeno.
Peso molecular.
Puesto que el átomo tiene peso, con mayor razón lo tendrá la molécula, que contiene a uno o más átomos. Al peso de la molécula, tomada con referenci al átomo de hidrógeno (o 1/16 del oxígeno), se le llama peso molecular relativo, o simplemente peso molecular. Como todas las reacciones químicas giran en torno al valor molécular, el peso molécular asume gran importancia.
Divisibilidad de la materia
Sustancias simples y compuesta.
Los átomos que forman la molécula pueden ser idneticos o diferentes, vale decir, de la misma o de diferente naturaleza.
En el primer caso se dice que la molécula es simple y pertenec por lotanto a una sustancia simple. En número de átomos que contiene una molécula simple puede variar y depende, no solo de la sustancia en si misma, sino de la temperatura, presión, etc a la que se halla sometida.
Así por su origen pueden ser naturales o artificiales según se encuentren expontanemente en la naturaleza o se hallan obtenido en el laboratorio.
Ejemplo de las primeras el azufre, el oro, el mármol, el agua, también pertenecen las de origen animal o vegeta.
Las obtenidas en laboratorios o industria tenemos la seda artificial, los colores de anilina el éter, la aspirina.
También se las puede dividir en minerales y orgánicas; lo primero si proceden del reino mineral: lo segundo, si salen del reino animal o vegetal.
La división de las sustancias en inerales y orgánicas resulta como la anterior, un poco artificiosa en el estado actual de la ciencia química, pues es evidente que muchas sustancias artificiales son tan idénticas a las naturales que es casi imposible reconocer su origen. Por otra parte, el agua, la sal de cocina, etc. Consideradas como sustancias minerales naturales no solo se encuentran en la corteza terrestr y en la atmosfera, sino que forman parte de los tejidos de los seres vivientes (animales y vegetales). Se obtiene también por síntesis de laboratorio.
Divisibilidad de la materia
Noción de elementos químicos.
Hemos dicho que las moléculas de las sustancias simples se caracterizan por estar formadas por átomos de la misma clase. Ejemplo: cloro gaseoso, hidrógeno gaseoso, sodio metálico, las sustancias compuestas, por el contrario, están constituidas por meléculas formadas por átomos diferentes. Ejemplo: cloruro de sodio, agua. Estudiando la composición de las moléculas de las sustancias citadas, se observa que ellas están constituidas por átomos de hidrógeno, cloro, sodio y oxígeno, los cuales se combinan de diferentes maneras para dar origen a unas moléculas u otras.
Se llama elemento a cada clase diferente de átomo. En realidad, un elemento puede formar más de una sustancia simple. Por ejemplo, el elemento oxígeno puede dar origen a la sustancia simple oxígeno (O2), o bien a la sustancia simple ozono (O3). Pero muchas veces se usa el nombre de elemento para designar a la sustancia simple que lo contiene y por eso es comun hablar de elemento oxígeno, hidrógeno. Etc., al referirse a las sustancias simples oxígeno e hidrógeno formados por dos átomos de oxígeno e hidrógeno respectivamente.
Afinidad química.
Cuandos dos sustancias simples, el oxígeno y el hierro, reaccionan químicamente originando el compuesto oxido de hierro, los átomos de uno de ellos y otro elemento se separan de sus respectivas moléculas resultante, de naturaleza distinta, que no es de oxígeno ni de hierro sino de oxido de hierro. Fe2O3.
A la fuerza que tiende a unir a estos atomos para formar una nueva molécula, se la llama afinidad química.
Esta fuerza es una manifestación de la energía química que poseen los cuerpos y tienen particularidad de ser selectiva.
En resumen, por afinidad química debe entenderse la atracción que tienen los átomos de una molécula para con los de cualquiera otra atracción que resulte en una combinación química, o sea la formación de un nuevo cuerpo, cuando las condiciones son las adecuadas.
Divisibilidad de la materia
Energía y afinidad química.
Para igualar condiciones de experimentación, cuanto más viva es en una reacción química, tanto mayor se dice que es la afinidad que tienden a formar el compuesto resultante.
Como índice del grado de vivacidad o energía con que se desarrollan las reacciones puede tomarse la cantidad de trabjo (mecánico) que desarrollan las fuerzas químicas en el transcurso del cambio químico. Este trabajo puede medirse por la cantidad de calor que se absorbe o se desprende en la reacción y se expresa en calorías.
Divisibilidad de la materia
Causas que favorecen las reacciones.
La cantidad química no es una forma de la energía que se manifiesta a distancia, tal como lo hacen, por ejemplo, el calor, la inducción eléctrica o el electromagnetismo, sino a proximidad tan estrecha que las moléculas reaccionantes deben estar prácticamente en contacto. Cuanto más intimo este contacto, a igualdad de otros factores, tanto más viva la reacción. Por eso sustancias que en estado sólido reaccionan con vivacidad casi nul, aceleran su intercambio interatómico cuando se hallan líquidas, y demuestran una facilidad de combinación sorprendente si se las mezcla en fase gaseosa. El estado gaseoso es el que a igualdad de masas reaccionantes ofrece el máximo de puntos superficiales de contacto.
El calor modifica la velocidad de reacción faboreciendola generalmente a temperaturas moderadas. A muy altas como a muy bajas temperaturas, la reacción progresa tan lentamente que apenas alcansa a manifestarse. En general, a 200°C queda anulada para todos los cuerpos la posibilidad de reacción. La influencia de la luz se pone en evidencia en muchísimos casos. La mescla de los gases cloro e hidrógeno, secos, pueden conservarse al abrigo de la luz sin que estos se modifiquen, pero si se exponen a los rayos solares se combinan inmediatamente conexplosión, produciendo ácido clorhídrico.
Divisibilidad de la materia
Reacciones exotérmicas y endotérmicas.
En todas la reaccione químicas, la energía calorífica se pone en juego, modificando la temperatura de los cuerpos reaccionantes.
Cuando los cuerpos absorben calor externo al reaccionar químicamente, se dice que la reacción es endotérmica.
Cuando los cuerpos desprenden calo, se produce una elevación de temperatura tal que hace entra en ebullición el agua el acto químico de la reación se llama exotérmica.
Divisibilidad de la materia
Definición de la química.
Química es la ciencia que tiene por objeto el estudio de las propiedades de los cuerpos simples y compuesto. Por consiguiente, la química es una rama de la ciencias naturales, trata de las relaciones y combinaciones de los átomos, y estudia las propiedades de la materia y los cambio que alteran su composición, es decir, que al ser los átomos parte integrante de la molécula, viene a estudiar en general las causas que modifican la estructura y constitución de esta última.
