EMISIONES GASEOSAS DE CARBONO  vs  DESARROLLO SOSTENIBLE

INSTITUCIÓN EDUCATIVA LOMA LINDA

ÁREA DE CIENCIAS NATURALES Y EDUCACIÓN AMBIENTAL

PLAN DE APOYO DE: Química  -  GRADO: octavo  -  PERÍODO: cuarto   -  PROFESOR: Fredy Pulgarín

Actividad: leer el siguiente texto y responder las preguntas que aparecen al final.

EMISIONES GASEOSAS DE CARBONO  vs  DESARROLLO SOSTENIBLE

Las emisiones de carbono gaseoso provienen principalmente de los automotores de la tierra, el agua y el aire. Seguidamente está el sector industrial como segundo mayor aportante a estas emisiones. Si bien es cierto que el carbono como elemento fundamental de los seres vivos cumple un ciclo autorregulado y en equilibrio con el planeta; el hombre ha sobrepasado los límites que mantenían el equilibrio, ya la actividad humana ha liberado tanto carbono al aire que no es posible ser absorbido por los océanos, ni ser convertido a materia viva con tanta rapidez como se emite a la atmósfera. Esto es causa del efecto invernadero, cambio climático, catástrofes naturales, calentamiento global, extinción de especies, enfermedades, daños de cultivos, etc. 

Desarrollo sostenible es un término aplicado al desarrollo económico y social que permite hacer frente a las necesidades del presente sin poner en peligro la capacidad de futuras generaciones para satisfacer sus propias necesidades. Hay dos conceptos fundamentales en lo que se refiere al uso y gestión sostenibles de los recursos naturales del planeta. En primer lugar, deben satisfacerse las necesidades básicas de la humanidad, comida, ropa, lugar donde vivir y trabajo. Esto implica prestar atención a las necesidades, en gran medida insatisfechas, de los pobres del mundo, ya que estamos en un mundo en el que los pobres poco importan para ser atendidos, pero si importan como contribuyentes económicos y sociales al sistema gobernante, y además los países pobres son los que más se ven afectados por  las catástrofes ecológicas, sociales y de todo tipo. En segundo lugar, los límites para el desarrollo no son absolutos, sino que vienen impuestos por el nivel tecnológico y de organización social, su impacto sobre los recursos del medio ambiente y la capacidad de la biosfera para absorber los efectos de la actividad humana. Es posible mejorar tanto la tecnología como la organización social para abrir paso a una nueva era de crecimiento económico sensible a las necesidades ambientales.

El problema del deterioro ambiental y de los procesos de contaminación ha adquirido a últimas fechas gran importancia, por la imperiosa necesidad de resguardar la vida y entorno humano. La destrucción de la capa de ozono, los cambios climáticos, la lluvia ácida, la pérdida de biodiversidad, el sobre calentamiento de la tierra y el destino de los residuos tóxicos y nucleares, no están encerrados en las fronteras de cada país, sino que afectan a todo el planeta y conforman un marco de acción global.

Desde el estallido de la revolución industrial, dos líneas de pensamiento y accionar se han desarrollado por caminos diferentes y, planteadas como diametralmente opuestas. Por un lado, la búsqueda de procesos productivos y de modelos económicos y de competencia, que lograran acelerar las tasas de crecimiento de los países; y por otro lado, la necesidad de conservación ambiental y preservación de la tierra. Una de ellas, la primera, en su búsqueda ha contaminado, devastado y exterminado un sin número de recursos naturales que nunca más se recobrarán; la segunda, ha cuestionado la viabilidad de crecimiento económico a costa de deterioro ambiental, postulando la promoción del desarrollo humano y la protección de la naturaleza como límites al crecimiento económico. Es indispensable armonizar  el comportamiento social, económico y ecológico, como el medio de lograr un futuro sostenible, esto ha llevado a la búsqueda de nuevas formas y sistemas, que permitan compatibilizar y conciliar los intereses entre la Ecología y la economía y el progreso industrial.

COMERCIALIZACIÓN DE LAS EMISIONES GASEOSAS DE CARBONO

El comercio de derechos de emisión es un sistema que permite asignar a las empresas cuotas para sus emisiones de gases de efecto invernadero en función de los objetivos de sus respectivos Gobiernos en materia de medio ambiente. Se trata de un sistema muy práctico, ya que permite a las empresas superar su cuota de emisiones a condición de que encuentren otras empresas que produzcan menos emisiones y les vendan sus cuotas. Por una parte, dicho sistema ofrece cierta flexibilidad, sin ningún perjuicio para el medio ambiente. Además, fomenta el desarrollo de nuevas tecnologías. Las empresas, motivadas por los beneficios que obtienen de la venta de sus derechos de emisión, desarrollan y utilizan tecnologías limpias.

Los bonos de carbono son un mecanismo internacional de descontaminación para reducir las emisiones contaminantes al medio ambiente; es uno de los tres mecanismos propuestos en el Protocolo de Kioto para la reducción de emisiones causantes del calentamiento global o efecto invernadero (GEI o gases de efecto invernadero).

El sistema ofrece incentivos económicos para que las empresas contribuyan a la mejora de la calidad ambiental y se consiga regular la emisión generada por sus procesos productivos, considerando el derecho a emitir CO₂ como un bien canjeable y con un precio establecido en el mercado. La transacción de los bonos de carbono —un bono de carbono representa el derecho a emitir una tonelada de dióxido de carbono— permite mitigar la generación de gases invernadero, beneficiando a las empresas que no emiten o disminuyen la emisión y haciendo pagar a las que emiten más de lo permitido.

Las reducciones de emisiones de GEI se miden en toneladas de CO₂ equivalente, y se traducen en Certificados de Emisiones Reducidas (CER). Un CER equivale a una tonelada de CO₂ que se deja de emitir a la atmósfera, y puede ser vendido en el mercado de carbono a países industrializados, de acuerdo a la nomenclatura del protocolo de Kioto. Los tipos de proyecto que pueden aplicar a una certificación son, por ejemplo, generación de energía renovable, mejoramiento de eficiencia energética de procesos, forestación, limpieza de lagos y ríos, etc.

“Sabiduría es obedecer a Dios. Inteligencia es apartarse del mal”   Job 28:28   

A partir del texto previo escribir en el  cuaderno la respuesta a los siguientes interrogantes:

1.       Explicar que significa alcanzar un desarrollo social, económico y ambiental armónico, refiriéndose al uso y gestión sostenibles de los recursos naturales.

2.       ¿En qué condiciones no se puede alcanzar un desarrollo sostenible?

3.       ¿Cuál cree que puede ser la parte negativa del desarrollo económico y tecnológico?

4.       ¿Cree que la gran concentración de capital entre unos pocos y la amplia pobreza que hay en tanta gente en el mundo significa progreso social? Sustente su respuesta.

5.       Explicar en qué consiste la compra y venta de las emisiones gaseosas de carbono. ¿contribuye a la solución de los problemas ocasionados por la contaminación atmosférica?  ¿Quién gana y quién pierde?

INSTITUCIÓN EDUCATIVA LOMA LINDA

ÁREA DE CIENCIAS NATURALES Y EDUCACIÓN AMBIENTAL

PLAN DE APOYO DE: Química  -  GRADO: noveno  -  PERÍODO: cuarto   -  PROFESOR: Fredy Pulgarín

Actividad: leer el siguiente texto y responder las preguntas que aparecen al final.

LOS AZÚCARES ARTIFICIALES (EDULCORANTES) Y SU IMPACTO A LA SALUD

Los edulcorantes son utilizados en comestibles y bebidas dietéticas (light) para darle al producto alimentario una sensación de dulzor pero sin aportar calorías, usualmente son consumidos por personas con diabetes o sobrepeso.

En la Universidad Latinoamericana de Ciencia y Tecnología de Costa Rica titularon una investigación como “Edulcorantes Naturales y Artificiales: ¿Una Bendición o una Maldición?”. En ella se dice que el papel de los edulcorantes en relación con el cáncer en el organismo humano ha sido debatido por años y más de 50 estudios han sido publicados de edulcorantes aprobados por el FDA (Administración de Drogas y Medicamentos de EE. UU.); algunos han mostrado una conexión y otros han mostrado que no.

No se ha podido llegar a una decisión concluyente y definitiva, con argumentos convincentes a la comunidad científica. Se demostró en los 1970’s mediante investigaciones que un edulcorante (aspartame) causó cáncer de vejiga en ratones de laboratorio.

El congreso de Estados Unidos precisó la importancia de más estudios y mencionaron la necesidad de publicar en toda comida con este edulcorante la siguiente advertencia: “Use of this product may be hazardous to your health. This product contains un sweetener, which has been determined to cause cancer in laboratory animals.” (El uso de este producto puede ser peligroso para su salud. Este producto contiene edulcorante, el cual se ha determinado que causa cáncer en animales de laboratorio).

Estudios de epidemiología humana no han demostrado ninguna evidencia consistente que este edulcorante se asocia a la incidencia de cáncer de vejiga en los humanos. 

1.      ¿Por qué cree que la comunidad científica no se ha puesto de acuerdo con respecto a la atribución del edulcorante a la formación de cáncer?

2.      ¿Crees que por el hecho de no poder hacer experimentos con personas se pueda decir que es indemostrable que el consumo de edulcorantes puede causar cáncer en la vejiga de las personas?

3.      Debido a que este edulcorante no se prohíbe porque no hay comprobación directa de los daños que puede causar en las personas, el comercio invadió el ofrecimiento de alimentos dietéticos utilizando este edulcorante. ¿Cuál es su opinión al respecto y su actitud ante tal ofrecimiento?

4.      Este edulcorante se encuentra en productos de panadería, confitería, bebidas, snacks, etc. ¿Seguiría comprando esta clase de productos dietéticos para usted y su familia o los excluiría de su selección? Sustente su respuesta a la pregunta del título de la investigación universitaria “Edulcorantes Naturales y Artificiales: ¿Una Bendición o una Maldición?”   

5.      Plantee varias maneras de endulzar los alimentos de manera natural y con beneficios para la salud.

Alimentación sana y actividad física, 

pareja perfecta para mejorar la calidad de vida.

Los  dos  principales factores que intervienen en el estado de salud de la persona son las características genéticas y el estilo de vida. La mayor parte de las enfermedades tienen una base genética, pero el estilo de vida del individuo es el factor que determina qué patología puede desarrollar en el transcurso de los años. La mayoría de las principales causas de muerte corresponden a enfermedades crónicas relacionadas directamente con la falta de cambio de conductas asociadas al estilo de vida. Las conductas que representan un peligro para la conservación de la salud se consideran factores de riesgo. Dos de los principales, con mayor influencia negativa en las patologías crónicas, son el sedentarismo y la alimentación inadecuada.

Las personas físicamente activas disfrutan de una mayor calidad de vida, por que padecen menos limitaciones que normalmente se asocian con  las enfermedades crónicas y el envejecimiento; además están beneficiadas por una mayor esperanza de vida. 

Mejorando nuestro estilo de vida, se reducen los riesgos de enfermedades cardiovasculares y cáncer, las principales causas de mortalidad en la humanidad.

El ejercicio físico aumenta el bienestar psicológico y mejora nuestro estado de ánimo,  refuerza  la autoestima, genera autoconfianza y aumenta de control en uno mismo. Es importante promover la práctica de actividad física y deportiva en todas las edades, ya que implica cambios positivos en el bienestar personal, inmediatamente después de haber hecho algún tipo de deporte.  Está comprobado que reduce problemas de ansiedad y depresiones.

La actividad física y el deporte son sinónimo de salud, expresa valores de vida, alegría, deseo de progreso, de libertad, y de movimiento, de compartir, de sociabilizar, todos estos aspectos son de enriquecimiento tanto personal como grupal. Por lo tanto, en el ámbito psicológico para todas las personas es fundamental el ejercicio físico.

¿Cuándo hacemos el ejercicio físico, qué pautas de alimentación debemos tener en cuenta?

La alimentación previa al entrenamiento debe basarse en alimentos ricos en hidratos de carbono y bajos en grasas y proteínas. Esto impedirá retardar el vaciamiento gástrico y desviar el flujo sanguíneo de los músculos  al estómago y evitar malestar estomacal. Los alimentos deben contener poca fibra y grasas, lo que evita el malestar en el entrenamiento. Hay una indicación general de que 2 a 3 horas previas. Durante el entrenamiento se sugiere continuar consumiendo 100-150 ml de bebida hidratante a intervalos de 15 min durante la primera hora de actividad física.

Para reponer las reservas de hidratos de carbono (HC) corporales después del ejercicio, elemento clave para todos los deportistas, durante las primeras 6 horas posteriores a la actividad física, que redujo las reservas de glucógeno (HC de reserva muscular), se recomiendan alimentos ricos en HC de alto índice glucémico (maltodextrina, glucosa, plátano maduro, espaguetis, zumo de naranja). Transcurrido este importante periodo, se pueden incorporar alimentos con hidratos de carbono de índice glucémico moderado en su dieta normal y habitual.

Muchos deportistas, sobre todo los que quieren esculpir su cuerpo, aplican una dieta basada en consumo de proteínas. ¿Hay dietas especiales recomendables en función del tipo de deporte practicado o del resultado que se quiera obtener?

Sí. Hay dietas, aunque lo adecuado es llamarle “plan alimentario específico”, que se aplican según el tipo de deporte y en función de los objetivos que se plantea un deportista. Entre los planes alimentarios, están los basados en un porcentaje mayor de proteínas en la ingesta (dietas hiperproteicas) y porcentajes bajos de hidratos de carbono y grasas. Este tipo de plan alimentario tiene como objetivo estimular el consumo de los depósitos de grasa e hidratos de carbono que tiene el cuerpo, obteniendo una disminución de peso más rápida que un plan alimentario equilibrado, y un aumento en la masa muscular si es que está realizando ejercicios. 

¿Cuánto tiempo hay que esperar para hacer la digestión en función de la actividad física?

El tiempo adecuado y que se sugiere son unas dos o tres horas, ya que los alimentos tardan, en promedio, cuatro horas para su digestión en el intestino delgado, y si realizamos ejercicios demasiado pronto podemos llegar a sufrir, en algunos casos, dolores estomacales, nauseas, vómitos, mareo y hasta calambres, debido a la contracción de los músculos y la necesidad extra de oxígeno.

¿Existe el famoso “corte de digestión”, que nos impide meternos en el mar o en la piscina inmediatamente después de haber comido?

La hidrocución, o popularmente “corte de digestión” (término inapropiado, ya que no se trata en absoluto de un fallo del proceso digestivo ), es un shock termodiferencial (diferencia de la temperatura) caracterizado por un estado sincopal provocado por el contacto brusco con el agua fría, lo que desencadena un reflejo llamado reflejo de inmersión (disminuye la frecuencia cardiaca y se produce la contracción de los vasos más superficiales), que provoca una  inhibición de la respiración y la circulación, generando una sobrecarga cardíaca que ocasiona, en algunos casos, un paro cardiorrespiratorio. Como sabemos, la digestión alimentaria aumenta la circulación de sangre en el estómago y duodeno que la están procesando, por lo que disminuye el aporte de sangre al resto del cuerpo.

Entonces, si la temperatura del agua es inferior a los 27 °C; hemos estado expuestos mucho tiempo al sol antes del baño; hemos realizado ejercicios o trabajos físicos muy intensos, con gran sudoración; tomamos psicofármacos o estamos justo después de una de las comidas del día; se aconseja un tiempo prudencial de espera de 1 a 2 h posteriores a la comida o al esfuerzo. Otras recomendaciones, que son de sentido común, y que ayudarán evitar cambios bruscos de temperatura corporal, es entrar poco a poco en el agua y no hacer un ejercicio muy intenso antes de bañarse.

Podemos comer de forma sana, pero si no realizamos actividad física estamos abocados a tener problemas de salud. Lo mismo sucede si la relación es a la inversa, cuando realizamos actividad física pero comemos mal. El peor caso (que suele ser el más frecuente) es cuando no comemos del todo bien ni nos movemos lo suficiente.

Si el aporte energético de los alimentos excede la cantidad recomendada, y no se realiza actividad física adecuada para eliminar y compensarlo, el organismo va acumulando ese exceso que se traduce en sobrepeso y otros problemas de salud. Por contra, el ejercicio físico continuado, acompañado de una dieta equilibrada, va a contribuir a la regulación del peso corporal. Los estudios científicos demuestran que en los casos de exceso de peso no solo hay un bajo consumo de lácteos, verduras y frutas (junto a un elevado consumo de alimentos de alta densidad energética y bebidas con azúcar), sino que un alto porcentaje de niños no realiza actividad física fuera del colegio.

La escasa actividad física está asociada a un elevado número de horas frente al televisor, ordenador, videojuegos o en otras actividades sedentarias que los hábitos de vida actuales parecen propiciar. La Organización Mundial de la Salud estima que los estilos de vida sedentarios son una de las diez causas fundamentales de mortalidad y discapacidad en el mundo.

Los beneficios para la salud de un estilo de vida físicamente activo son variados: se ha comprobado una asociación inversa entre actividad física y riesgo cardiovascular, entre actividad física y obesidad, entre actividad física y riesgo de diabetes, riesgo de osteoporosis y fracturas o entre actividad física y riesgo de cáncer.

La organización Mundial de la Salud (OMS) recomienda que los niños y adolescentes realicen al menos 60 minutos diarios de actividad física moderada o vigorosa, que puede ser deporte, pero también juego activo. La mejor manera de hacerlo: divertirse jugando, bailando, paseando a buen ritmo o practicando algún deporte… Hay mil maneras de moverse y estar más sanos.

Ejercicios numéricos sobre Acidez y Basicidad

INSTITUCIÓN EDUCATIVA LOMA LINDA

ÁREA DE CIENCIAS NATURALES Y EDUCACIÓN AMBIENTAL

ASIGNATURA: QUÍMICA  -  GRUPO: ONCE UNO  -  2 de noviembre de 2016

Ejercicios sobre acidez y basicidad. Debe sustentar matemáticamente sus respuestas. 

1. ¿Cuál es el pH de una solución 0,000001 de ácido nítrico? Es ácida o básica?     R= 6

2. Calcular el pH de una solución de ácido acético 0,5 M que contiene una concentración en H₃O⁺ = 3x10^-3.      2,52
3. Hallar el pH y pOH de una solución de hidróxido de sodio al 0,3 M, suponiendo que está totalmente ionizado.
    R. pOH = 0,52
4. Determine el pH y pOH de una solución 0,35 M de ácido sulfúrico. Es ácida o básica?        pOH= 13,55

5. Se requiere neutralizar una solución de lluvia ácida, para ello podría emplearse:

       A. amoníaco.         B. agua.           C. leche de magnesia. D. jugo gástrico.

6. Si el NaOH 1 M (hidróxido de sodio) es una base fuerte y el agua una sustancia neutra, es probable que el jugo gástrico sea:

     A. una base débil.   B. una base fuerte.       C. un ácido débil.         D. un ácido fuerte.

7. Un tanque contiene agua cuyo pH es 7. Sobre este tanque cae una cantidad de hidróxido de sodio que hace variar el pH. De acuerdo con lo anterior, el pH de la solución resultante

       A. aumenta, porque aumenta [H+].                        B. aumenta, porque disminuye [H+].

       C. disminuye, porque aumenta [H+].          D. disminuye, porque disminuye [H+].

8. Se tienen 1000 ml de una solución 0,5 M de KOH con pH = 13,7. Si a esta solución se le adiciona 1 mol de KOH es muy probable que

A. permanezca constante la concentración de la solución.         B. aumente la concentración de iones [OH-].
C. permanezca constante el pH de la solución.                         D. aumente la concentración de iones [H+].

9. Utiliza el concepto de pH e indica cuál de las siguientes soluciones son ácidas, básicas o neutras.

A.      pH = 3  __________                                     B.   pH = 10 __________                             C.   pOH = 14 __________

D.       [H⁺] = 1 x 10² mol/L _________                             E.    [OH^-]= 1 x 10² mol/L _________

10. Complete el siguiente cuadro

Producto	pH	pOH	[H+]
Leche de magnesia	14
Tinto		9
Gaseosa			1 x 102
Límpido	13
Agua	7

AMINOÁCIDOS Y PROTEÍNAS

Las proteínas son uno de los principales componentes de todas nuestras células. Los aminoácidos son las partes constitutivas con que se construyen las proteínas. Todos los aminoácidos comparten una estructura química común: un grupo de amino (representado químicamente como NH2) que está unido a un átomo de carbono (el carbono central o alfa) que después se une a otro átomo de carbono. Éste se encuentra en la forma de ácido carboxílico (abreviatura química COOH). Las proteínas son polímeros lineales de aminoácidos.

Los aminoácidos pueden existir libres en el tejido vegetal y animal o formando parte de los péptidos y las proteínas. Tienen diversas funciones biológicas, forman parte de importantes compuestos biológicos como vitaminas, hormonas y algunos son intermediarios de ciclos metabólicos. Independientemente de las importantes funciones que tiene los aminoácidos la fundamental es ser las unidades estructurales que conforman los péptidos y las proteínas.

Veinte de estos compuestos son los constituyentes de las proteínas y se los conoce como alfa- aminoácidos (α-aminoácidos). Todos ellos responden a la siguiente fórmula general: Como muestra dicha fórmula, los grupos amino y carboxilo se encuentran unidos al mismo átomo de carbono, llamado átomo de carbono alfa. Ligado a él se encuentra un grupo de átomos variables que constituyen el grupo de cadena lateral (R). Es en dichos grupos R donde las moléculas de los veinte α-aminoácidos se diferencian unas de otras. En la glicina, el más simple de los aminoácidos, el grupo R se compone de un único átomo de hidrógeno. En otros aminoácidos el grupo R es más complejo, conteniendo carbono e hidrógeno, así como oxígeno, nitrógeno y azufre.

Las instrucciones que están codificadas en nuestros genes especifican el orden en que los aminoácidos específicos deben unirse entre sí para formar una proteína en particular, tal como la insulina: el primer aminoácido en la cadena dona parte de su grupo de ácido carboxílico para formar parte de un enlace químico con el grupo de amino del aminoácido siguiente en la cadena y así, sucesivamente a medida que el polímero se sintetiza. Cuando se termina una cadena, el primer aminoácido todavía tiene un grupo de amino no utilizado, por lo que se conoce como el amino terminal. Del mismo modo, el último aminoácido de la cadena tiene un grupo ácido carboxílico no utilizado y por lo tanto, el final de la proteína se conoce como carboxilo terminal.

Los aminoácidos son necesarios en nuestra dieta todos los días. Las células humanas pueden sintetizar 10 aminoácidos. Los otros 10 aminoácidos restantes utilizados habitualmente, debemos adquirirlos a través de nuestra dieta. Éstos son los llamados aminoácidos esenciales, entre ellos podemos nombrar la arginina, la histidina la lisina, la metionina, la isoleucina, la leucina, la fenilalanina, la valina, la treonina y el triptófano. Necesitamos todos estos aminoácidos no sólo con el fin de crear las proteínas celulares que nuestro cuerpo requiere para su buen funcionamiento, sino también para la síntesis de otros compuestos e incluso, en casos seleccionados, para utilizarlos como señales del sistema nervioso.

Clasificación de los Aminoácidos.

Existen diversas formas de clasificar los aminoácidos:

·                Atendiendo a su composición química se clasifican en neutros, ácidos y básicos.

·                Los aminoácidos neutros son los que tienen un grupo carboxílico (- COOH) y un grupo amino (-NH2).

·                Los aminoácidos ácidos son los que presentan dos o más grupos carboxílico (- COOH) y un grupo amino (-NH2).

·                Los aminoácidos básicos son los que tienen un grupo carboxílico (- COOH) y dos o más grupos aminos (-NH2).

ACTIVIDAD: desarrolle en el cuaderno los ítems que se presentan a continuación:

1. Señale en la estructura química de un aminoácido sus partes constitutivas.

2. Una dos aminoácidos por sus correspondientes partes y señale el grupo amino terminal y el grupo carboxil terminal.

3. ¿Por qué son importantes los aminoácidos en el metabolismo? ¿Porqué se deben consumir en la dieta diaria?

4. ¿Cuáles son los 20 aminoácidos esenciales?  ¿Cuáles son los 10 aminoácidos que las células no pueden fabricar?

5. Escriba los aminoácidos que son neutros, los que son básicos y los que son ácidos.

6. ¿Cómo se llaman las estructuras moleculares proteínicas encargadas de dar instrucciones para fabricar proteínas dentro del

    núcleo celular?

7. ¿Cuál es la diferencia entre la glicina, la valina, la leucina y la fenilalanina?  

CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES

Para dar una definición de lo que es un material, primero debe entenderse como es que está conformado. Lo primero es que un material está compuesto por elementos, generalmente los elementos químicos encontrados en la naturaleza y representados en la tabla periódica de elementos químicos.

En los materiales los elementos están relacionados por una composición química definida. Un ejemplo muy sencillo es la sal común, su fórmula química es NaCl, lo que significa que hay un átomo de Sodio (Na) por cada átomo de Cloro (Cl) y es la única forma de obtener este compuesto.

El último factor importante de un material es el acomodo de estos elementos, es decir, su estructura, los materiales están caracterizados por tener una estructura, determinada y única, si este acomodo cambia, cambiarán las características del material y por lo tanto se hablará de este como una variación o como otro material distinto.

En ciencia existe además otra distinción para los materiales, y es que deben tener un uso específico, si no es así, entonces se les denomina únicamente sustancia. Por ejemplo, el agua (H₂O) en estado líquido es una sustancia, pero al enfriarse y convertirse en hielo, se puede usar como un material de construcción, por lo tanto, esta misma agua solidificada, al tener un uso práctico, se le considera un material. Los materiales están formados por elementos, con una composición y estructura única y que además, pueden ser usados con algún fin específico.

Los materiales se clasifican de forma muy general en: Metales, Cerámicos, Polímeros y Materiales compuestos. Sin embargo, está clasificación no es única, pues los materiales se pueden dividir por su estructura, por sus propiedades físicas y químicas, por sus usos en industrias específicas, etc.

Materiales puros: El primer intento de hacer una clasificación de los materiales encontrados en la naturaleza fue hecho por el químico el químico J. W. Döbenreiner en 1829. Él organizó un sistema de clasificación de elementos en el que éstos se agrupaban en conjuntos de tres denominados tríadas. Las propiedades químicas de los elementos de una tríada eran similares y sus propiedades físicas variaban de manera ordenada con su masa atómica. La tríada del cloro, del bromo y del yodo es un ejemplo. En este caso, la masa de uno de los tres elementos de la tríada es intermedia entre la de los otros dos. 

Para 1850 ya se podían contar con unas 20 tríadas para llegar a una primera clasificación coherente.

En 1869, el químico ruso Dimitri Ivanovich Mendeleyev desarrolló una tabla periódica de los elementos según el orden creciente de sus masas atómicas. Colocó lo elementos en columnas verticales empezando por los más livianos, cuando llegaba a un elemento que tenía propiedades semejantes a las de otro elemento empezaba otra columna. Mendeleiev perfeccionó su tabla acomodando los elementos en filas horizontales. Su sistema le permitió predecir con bastante exactitud las propiedades de elementos no descubiertos hasta el momento.

En 1914, el físico y químico inglés, Henry Moseley, descubrió que los átomos de cada elemento tienen un número único de protones en sus núcleos, siendo el número de protones igual al número atómico del átomo. Moseley organizó los elementos en orden ascendente de número atómico y no en orden ascendente solucionando los problemas de ordenamiento de los elementos en la tabla periódica. La organización que hizo Moseley de los elementos por número atómico generó un claro patrón periódico de propiedades.

En la actualidad, hay 18 grupos en la tabla periódica. El hecho de que la mayoría de estos grupos correspondan directamente a una serie química no es fruto del azar. La tabla ha sido estructurada para organizar las series químicas conocidas dentro de un esquema coherente. La distribución de los elementos en la tabla periódica proviene del hecho de que los elementos de un mismo grupo poseen la misma configuración electrónica en su capa más externa. Como el comportamiento químico está principalmente dictado por las interacciones de estos electrones de la última capa, de aquí el hecho de que los elementos de un mismo grupo tengan propiedades físicas y químicas similares. Cabe señalar, además de los elementos naturales, se han agregado elementos sintéticos producidos en laboratorio.

En los materiales, el tipo de enlace químico determina una gran cantidad de sus propiedades. El orbital más externo llamado capa de valencia, determina cuantos enlaces puede formar un átomo. Para que se forme un enlace se requiere: Que las capas de valencia se toquen; por esto debe ser el orbital más externo. Que haya transferencia de electrones en las capas de valencia de ambos átomos.

Existen tres diferentes tipos de enlace considerados energéticamente fuertes: el enlace iónico, el covalente y el metálico. Existen además las llamadas fuerzas de atracción débiles o fuerzas intermoleculares.

Enlace iónico: Para que pueda darse este enlace, uno de los átomos debe ceder electrones y, por el contrario, el otro debe ganar electrones, es decir, se produce la unión entre átomos que pasan a ser cationes y aniones. El ejemplo típico es el cloruro da sodio, en donde para formarse, el sodio debe ceder un electrón al cloro, quedando un sodio con carga neta positiva y un cloro con carga neta negativa.

Enlace covalente: En este enlace cada uno de los átomos aporta un electrón. Los orbitales de las capas de valencia de ambos átomos se combinan para formar uno solo que contiene a los 2 electrones. Ambos átomos comparten electrones para formar un solo enlace. Tanto el enlace iónico como el covalente son los enlaces que caracterizan a los materiales duros, como lo son las cerámicas y las piedras preciosas. El enlace covalente también es característico del agua y el dióxido de carbono, por eso es que es muy costoso, energéticamente hablando, romper estas moléculas en sus componentes básicos.

Enlace metálico Los átomos de los metales tienen pocos electrones en su última capa, por lo general 1, 2 ó 3. Estos átomos pierden fácilmente esos electrones y se convierten en iones positivos, por ejemplo Na⁺ , Cu²⁺, Mg²⁺. Los iones positivos resultantes se ordenan en el espacio formando la red metálica. Los electrones de valencia desprendidos de los átomos forman una nube de electrones que puede desplazarse a través de toda la red. De este modo todo el conjunto de los iones positivos del metal queda unido mediante la nube de electrones con carga negativa que los envuelve. Los iones positivos del metal forman una red que se mantiene unida gracias a la nube de electrones que los envuelven. Este tipo de enlace es el que permite a los metales ser materiales, por lo que pueden ser relativamente de fácil maquinado, logrando piezas de muy diversas formas y tamaños. Además, es el que permite a muchos de estos materiales ser buenos conductores eléctricos.

Enlaces intermoleculares: Este tipo de enlaces se caracteriza por que la distancia entre los átomos es más grande, se encuentran las fuerzas de London, Van der Waalls y los puentes de hidrógeno. Estos enlaces son los que permiten cierta cohesión en sustancias como el agua o que le dan a ciertos materiales propiedades eléctricas (electrostática). A diferencia de los otros enlaces, este es más común moléculas y no tanto para átomos.