La ciencia intenta explicar la naturaleza mediante investigaciones controladas llamadas experimentos y siguen un procedimiento cíclico que se conoce como método científico, el cual consiste en hacer preguntas, crear hipótesis, diseñar un método de comprobación, realizar un experimento, analizar los datos, sacar conclusiones, hacer inferencias y contrastar los resultados con la hipótesis, para luego hacerse nuevas preguntas.
Hipótesis = es una explicación razonable, cierta o no, de un conjunto de hechos, pero con evidencia científica.
Inferencia = es una explicación causal sin una evidencia que apoye tal explicación.
Teoría = es una explicación coherente y general bien establecida con muchas y diversas evidencias que la apoyan.
Propiedades de la materia
1) Propiedades físicas
Son propiedades que pueden observarse y medirse, sin que se modifique la composición ni estructura interna de la materia. Ejemplos:
Masa = cantidad de materia de un cuerpo
Volumen = Espacio que ocupa un cuerpo
Densidad = Cantidad de materia que existe en un volumen determinado
Punto de ebullición = temperatura en la que un líquido se transforma completamente en gas
Punto de fusión = temperatura en la que un líquido se transforma en un sólido.
Estado = Situación de agregación de la materia según su temperatura.
Color = Es el reflejo de una determinada longitud de onda que no se absorbe.
Textura = grado de rugosidad de una superficie.
Ductilidad = capacidad de un metal para ser estirado y convertido en alambre
Maleabilidad = capacidad de un metal para cambiar su forma en forma de lámina delgada.
2) Propiedades Químicas
Determinan que cambios o transformaciones puede experimentar la materia en su composición y estructura interna.
Capacidad de reaccionar con oxígeno
Reacción con ácidosReacción con bases
Reacción con el agua
Estructura de la materia
Un átomo esta formado por un núcleo central de protones (carga eléctrica positiva) y neutrones ( partículas sin carga) y una nube rodeando al núcleo de electrones (carga eléctrica negativa).
Al número de protones se le denomina número atómico (Z). A la suma de protones y neutrones se le denomina número másico (A).
Lo que diferencia un átomo de otro es el número de protones y toda reacción química involucra un cambio sólo en el número de electrones pero no cambia el número de protones. En el caso de un cambio en el número de protones de un elemento, este se transformará en otro elemento.
Un átomo normalmente es neutro, es decir, tiene igual número de protones que de electrones. Cuando los átomos ganan o pierden electrones se forman los iones. Un átomo con deficiencia de electrones se denomina Catión (ión positivo) y un átomo de exceso de electrones se denomina Anión (ión negativo).
Moléculas: Son agrupaciones de átomos iguales o diferentes. Estas agrupaciones, se distinguen por el número de partículas atómicas, el tipo de elemento y la forma en que se disponen en el espacio.
Red cristalina: Es un número indefinido de átomos que se ubican formando una estructura ordenada y con un patrón geométrico que se repite varias veces. Tanto las moléculas como las redes cristalinas se mantienen gracias a una fuerza de atracción llamada enlace químico.
Sustancia pura: materia formada por un solo tipo de elementos o compuestos. Una sustancia pura tiene composición definida e invariable, con propiedades constantes y características y no pueden descomponerse en otras sustancias más simples.
Elemento: Sustancia formada por un solo tipo de átomo (Hidrogeno, Oxígeno, Cobre, Fierro). Los elementos se representan con símbolos químicos en la tabla periódica.
Compuesto: Unión de dos o más elementos químicos, combinados en cantidades exactas y fijas (H2O, NaCl). Los compuestos se representan mediante fórmulas químicas. Un compuesto en particular tiene una proporción de masa específica de cada elemento del compuesto (Ley de Proust, ley de la composición definida, ley de las proporciones definidas)
Mezcla: unión de dos o más sustancias puras diferentes, elementos simples o compuestos, en cantidades variables y que no se encuentran combinados. Una mezcla heterogénea son aquellos cuyos componentes no están distribuidos de manera totalmente uniforme y se distinguen con facilidad. Sus componentes son inmiscibles (no mezclables), por ejemplo agua y arena, jugo zuco. Una mezcla homogénea, es cuando sus componentes están distribuidos de manera totalmente uniforme. No es fácil distinguirlos a simple vista. También se llaman soluciones químicas.
En una Solución química, el soluto (azúcar, sal) esta en menor proporción y el solvente (agua, alcohol) en una mayor proporción.
Tipos de soluciones:
Gas en gas (aire); Gas en líquido (CO2 en agua); Gas en sólido (H2 en platino); líquido en gas (aire húmedo); líquido en líquido (alcohol en agua); liquido en sólido (mercurio en oro); sólido en gas (yodo sublimado); sólido en líquido (azúcar en agua); sólido en sólido (aleaciones como acero, bronce, latón, cobre en oro).
Cambios Físicos: Son aquellos en los que cambia el estado o la forma de las sustancias pero no su composición química (cambios de estado, arrugar un papel, dilatación de un gas, fragmentación de un sólido). Son un proceso reversible.
Cambios Químicos: Son aquellos en que cambia la composición de las sustancias, es decir, forman nuevas sustancias con una composición y propiedades diferentes. Son irreversibles.
Reacciones químicas: Ocurren cuando una o más sustancias químicas o reactantes, se transforman en nuevas sustancias o productos. Las reacciones químicas se representan como ecuaciones químicas utilizando fórmulas y símbolos. Antoine Lavoisier (1743-1794) comprobó que en las reacciones químicas, la masa total de los reactantes es igual a la masa total de los productos (Ley de conservación de la masa).
Técnicas de separación:
Evaporación = por calentamiento se elimina uno de los componentes por medio de su gasificación.
Filtración = modo de colar para separar dos o más componentes en una mezcla.
Destilación = Separación de dos líquidos mediante calentamiento, evaporación y condensación de uno de los líquidos.
Tamizado = filtración gruesa mediante un colador, malla o tela.
Decantación = Caída de un sólido en una mezcla con un líquido por efecto de la gravedad.
