Unidad 2: La materia, base de la Química, de Openuax Universidad

Unidad 2: La materia, base de la Química

bese de la
Química
Asignatura: Fundamentos de las Ciencias
Naturales
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UNIVERSIDAD ALFONSO X EL SABIOOPEN
UAX
UNIVERSIDAD ALFONSO X EL SABIO

La materia, base de la Química

Índice de Contenidos

INDICE
I. Introducción
3
II. Objetivos
4
III. Tema 1: Historia de la Química
5
3.1
De la ciencia griega a la alquimia
7
3.2
De la alquimia a la Química Moderna
8
IV. Tema 2: La Materia
10
4.1. El átomo y los modelos atómicos
10
4.1.1.Modelo atómico de Dalton
10
4.1.2.Modelo atómico de Thompson
11
4.1.3.Modelo atómico de Rutherford
11
4.1.4.Modelo atómico de Borh
11
4.1.5.Modelo atómico actual
13
4.2.
La tabla periódica y sus propiedades
15
4.3. El enlace químico
17
4.3.1.Enlace iónico
18
4.3.2.Enlace covalente
18
4.3.3.Enlace metálico
19
4.4. Los cambios químicos
20
4.5. Química orgánica.
26
V. Conclusiones
28
VII. Bibliografía
29
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Introducción a la Química

I. Introducción
En esta unidad vamos a tratar la primera de las ciencias en las que se pueden dividir
las Ciencias de la Naturaleza: Química.
Inicialmente, es una ciencia que se encarga de estudiar la Materia si bien, como hemos
podido ver en la unidad 1, las ciencias no son separables entre si ya que todas tiene
una estrecha relación entre ellas. No podemos entender la vida sin la materia o la
energía, de igual modo, que no podremos entender el movimiento si no hay una
interacción con la materia que tiene el objeto sobre el que se va a llevar a cabo el
movimiento. Por tanto, en esta unidad, trataremos la materia desde el `punto de vista
químico.
Preguntas como ¿por qué cuando metemos una botella de agua en el congelador, esta
aumenta de tamaño? o, ¿por qué no se mezclan dos líquidos como el agua y el aceite?
O ¿qué ocurre dentro de la masa de un bizcocho durante el tiempo que está en el horno
para que quede más o menos esponjoso, podremos darles respuesta después de
estudiar esta unidad.
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Objetivos de la Unidad

II.
Objetivos
Con el estudio de esta unidad conocerás:

• Evolución histórica de la química como ciencia.
• Características de la materia.
• Principales conceptos químicos relacionados con la materia.

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Historia de la Química

III. Tema 1: Historia de la Química
Podemos considerar que la historia de la química se remonta a la época de la
prehistoria en la que los hombres prehistóricos, hace 1.600.000 años (Enciclopedia
Concepto, 2022), fueron capaces de "crear" el fuego, y recrearlo tantas veces como
fuera necesario. De este modo, podemos afirmar que se produjo un proceso químico
(conocido hoy en día como combustión), el cual podemos definir como aquel proceso
en el que se lleva a cabo un cambio en la composición de la materia, en este caso
concreto, pasamos de tener madera a ceniza.
Por tanto, encontramos manifestaciones sobre el origen de la química en los restos de
civilizaciones anteriores, tales como restos de vidrios, metales, pigmentos, perfumes,
etc.
¿Sabías qué?
Muchas de las sales que utilizaban en la antigüedad
como pigmentos eran tóxicos, como por ejemplo el
cinabrio (sulfuro de mercurio) el cual se usaba para
pintarse los labios de color rojo.
La metalurgia, sin duda, es uno de los mejores esquemas evolutivos que encontramos
cuando de abordar esta cuestión se trata. Al final del periodo neolítico es cuando los
metales empiezan a surgir, siendo el oro uno de los primeros en descubrirse ya que se
encontraba de modo natural en los cauces de los ríos (aproximadamente en el año
5000 a.C. se puede sitar la Edad de Oro y Planta). El cobre, al igual que el oro, fue un
metal fácil de localizar debido a su color, pudiendo seguir las vetas en las rocas, esto
unido a la facilidad que tiene a la hora de moldearse, hizo de él un metal indispensable
para la vida de los hombres de aquella época. La aplicación del fuego a la hora de
trabajar con metales condujo en la aparición de las aleaciones, que podemos definir
como una mezcla de metales líquidos que da lugar a otro material con características
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diferentes a los metales precursores. De este modo, la mezcla de cobre con estaño dio
lugar a la aparición del bronce (4000 a.C. Edad de Bronce).
El hierro es otro de los metales a los que debemos prestar especial atención, (1200
a.C. Edad de Hierro) puesto que supuso una revolución a la hora de elaborar
herramientas debido a sus características. Se trata de un metal muy abundante en la
naturaleza si bien su fundición requiere altas temperaturas lo que supuso que el
desarrollo de su tecnología fuera más lento que el de los metales anteriores.
Aunque se fueron descubriendo más metales, se consideraba que todos ellos se
forman partiendo de los siete básicos: Oro, Plata, Mercurio, Plomo, Hierro, Cobre,
Estaño, Carbono y Azufre (Garrido et al, 2008).
La evolución de la ciencia no podría entenderse sin la contribución del pueblo griego
(siglo VI a.C.), puesto que se plantearon el conocimiento no tanto desde un punto de
vista teológico, como había ocurrido hasta el momento, sino a través del estudio de
problemas fundamentales. Los filósofos presocráticos contribuyeron en gran medida al
avance de la ciencia estableciendo la existencia de un principio constitutivo común en
la naturaleza llamado arjé. Entre ellos, Empédocles de Agrigento (siglo V a.C.) quién
estableció cuatro raíces como principios constitutivos: el agua, el aire, la tierra y el
fuego, a partir de los cuales se crean todas las cosas (materiales y seres vivos)
basándose en la unión de ellas en distintas proporciones. A este punto hay que unirle
dos fuerzas cósmicas: el amor y el odio, que se pondrán en juego para la creación de
todo lo demás partiendo de las cuatro raíces de las que parte el todo. De igual forma,
todo lo anterior dará soporte a las cualidades fundamentales: frío, caliente, seco y
húmedo. (Psicología y Mente, 2021)
Si bien este filósofo no es muy afamado, si su teoría, la cual ha sido aceptada a lo largo
de los siglos, ya que sería de la mano de Aristóteles de Estargira (siglo IV a.C.), quién
modificó el término raíces por el de elementos, el que verdaderamente la dio a conocer.
No sería hasta las investigaciones del químico, biólogo y economista francés Antoine
Lavoasier, el que desmontará esta teoría hablando de que efectivamente todo estaba
constituido por elementos, pero no por estos cuatro, sino por infinidad de ellos. Por
ejemplo, el agua estaba constituida por oxígeno e hidrógeno, el aire por distintos gases,
la tierra por una multitud de elementos y el fuego, no dejaba de ser una energía.
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Hubo más filósofos griegos que continuaron indagando en la naturaleza de la
materia, como fueron Tales de Mileto (640-560 a.C.) quien consideró el agua como
la sustancia básica para la vida o Leucipo y su discípulo Demócrito (siglo V y IV
a.C.) quienes plantearon que la materia se podía dividir hasta llegar a una partícula
indivisible y eterna a la que denominaron átomo (del griego a=sin; tomo =división).
A partir de esta idea, surgieron distintas teorías del átomo que veremos en
capítulos posteriores.

De la ciencia griega a la alquimia

3.1
De la ciencia griega a la alquimia
La ciencia de los griegos, basada fundamentalmente en las escuelas aristotélicas y
pitagóricas dejaron de tener relevancia hasta el siglo VII d.C. momento en el cual los
árabes empiezan a querer conocer la naturaleza. Este interés, unido a los
conocimientos "químicos" del pueblo egipcio y los planteamientos de la escuela
alejandrina constituyeron la base de lo que conocemos como alquimia.
Los principios aristotélicos fueron sustituidos por otros más abstractos:
Tabla 2.1. Principios abstractos en los que se basa la alquimia. Elaboración propia. Tomando
como base Garrido et al, (2008)

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prima
La Sal de
los Filósofos

• Nexo de unión entre
  el Mercurio y el
  Azufre
• El movimiento
• Medio que usa el
  Azufre para dar
  forma a la materia
• Con la Quintaesencia (Éter)

La alquimia tuvo su máximo apogeo en la Edad Media y buscaba la mejora tanto de la
materia como del ser humano y el alquimista era el artífice de ello. El procedimiento
era conocido como La Gran Obra, que no consistía en otra cosa que, en buscar la
piedra filosofal, un catalizador que convertía cualquier metal en oro o plata, en el plano
material, o que otorgaba sabiduría y vida eterna al hombre si atendemos al plano
humano.
Si bien es cierto que no se han encontrado evidencias de esto, la búsqueda incansable
a lo largo de los años en los que la alquimia tuvo un papel relevante en el avance de la
ciencia, otras muchas sustancias fueron descubiertas como el amoníaco, el ácido
sulfúrico, el agua regia, etc, así como instrumentos (la balanza) y técnicas (destilación,
calcinación, sublimación, cristalización y metalurgia) que han contribuido al asentar las
bases para los procedimientos científicos actuales.

De la alquimia a la Química Moderna

3.2
De la alquimia a la Química Moderna
Muchas escuelas se instituyeron por toda Europa con el fin de estudiar las Ciencias,
tales como la Royal Society (Ingaterra 1660). Académie des Sciences (Francias 1666)
Real Academia de Ciencias de Madrid (España 1847) y Barcelona (1764), apareciendo
incluso la primera revista, Annales de Chimie (1789).
Todas estas escuelas dieron lugar a grandes científicos cuyos trabajos han contribuido
al desarrollo de la Química Moderna. Entre ellos podemos destacar a Robert Boyle
(s.XVII) quién en su obra "El químico escéptico" plantea el concepto de elemento
enfocando la química a algo más que la creación de oro, es decir, hacia el estudio de
la naturaleza. Realizó grandes estudios sobre los gases (Ley de Boyle) contribuyendo
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