Propiedades de la materia

PROPIEDADES DE LA MATERIA

Cada sustancia tiene un conjunto único de propiedades características que permiten reconocerla y distinguir la de otras sustancias. Las propiedades de la materia se pueden agrupar en dos categorías: físicas y químicas.

•  Las propiedades generales de la materia son aquellas que poseen todos los tipos de materia, sin importar las sustancias que la constituyan o el lugar en el que se encuentren, por lo que no nos permiten diferenciar los distintos tipos de sustancias. No tienen relación con el tipo de materia. Aunque son varias las propiedades generales de la materia nos vamos a centrar en dos de ellas: la masa y el volumen.

Las propiedades generales son comunes a toda clase de materia. Por lo tanto, no nos aportan características de distinción de otras ni información sobre cómo se comporta esa materia. Estas son:

• • Masa: La cantidad de materia que tiene un cuerpo
  • Volumen: El espacio que ocupa la materia
  • Forma: Estructura que presenta el cuerpo o materia
  • Peso: Resultado de la fuerza gravitacional que ejerce la Tierra sobre la materia
  • Inercia: Mientras no exista una fuerza que modifique el estado de la materia, esta seguirá en reposo o en movimiento.
  • Impenetrabilidad: El lugar ocupado por un cuerpo no puede ser ocupado por otro a no ser que lo desplace.
  • Porosidad: Propiedad de la materia para contener espacio o huecos en el medio.
  • Movilidad: Capacidad para cambiar de posición como consecuencia de la interacción con otras materias.
  • Divisibilidad: Propiedad de poder dividirse en porciones o trozos más pequeños.
  • Elasticidad: Propiedad a partir de la cual la materia puede cambiar su forma cuando se le aplica una fuerza determinada, volviendo a la forma original una vez suspendida la acción sobre ella.

CAMBIOS FÍSICOS:

Los cambios físicos pueden definirse como aquellos cambios que sufre la materia en su forma, volumen o estado, sin alterar su composición o naturaleza. Estos cambios físicos pueden ser:

• Los cambios de estado: son los pasos de sólido a líquido (fusión), de líquido a gas (vaporización o evaporización), de gas a líquido (condensación), de líquido a sólido (solidificación), de sólido a gas (sublimación) y de gas a sólido (deposición), que se producen cuando varía la temperatura.

• El movimiento: es el cambio de lugar o posición de un cuerpo.

• La dilatación: es el aumento de tamaño de un cuerpo cuando se eleva su temperatura.

• La contracción: es la disminución de tamaño de un cuerpo cuando disminuye su temperatura.

• La fragmentación: es la división de un cuerpo en pequeños trozos.

• La mezcla: de varias sustancias sólidas, líquidas o gaseosas, sin que ninguna de ellas pierda o cambie su naturaleza.

 

 

Cambios de la materia

-CAMBIOS DE ESTADO.

 Los cambios de estado son variaciones físicas reversibles. Estos se producen por cambios de la energía calórica y por variación de la presión.

Estos cambios son: vaporización, fusión, condensación, solidificación y sublimación.


Temas a exponer:

1. VAPORIZACIÓN.
2. CONDENSACIÓN.
3. FUSIÓN.
4. SOLIDIFICACIÓN.
5. SUBLIMACIÓN.

• VAPORIZACIÓN: 

La evaporación es un proceso físico por el cual el agua u otras sustancias líquidas, pasan del estado líquido al estado gaseoso. También se conoce este proceso con el nombre de vaporización.

Ejemplo:  

Si se deja un recipiente con agua a temperatura ambiente, el agua irá desapareciendo en forma paulatina. A determinada temperatura las moléculas, de acuerdo a su energía, ejercen presión, conocida como “tensión de vapor del líquido”, que aumenta cuanto mayor sea la temperatura.

• CONDENSACIÓN:

La condensación es un fenómeno físico, contrario a la vaporización, también denominado licuefacción por el cual la energía cinética de las partículas de un gas se reduce, si al gas se le quita calor, para compensar la energía que le fue sustraída. El proceso continúa, decreciendo esa energía cinética, hasta que las partículas se mueven tan lentamente que comienzan a primar las fuerzas de cohesión o atracción, y el gas pasa del estado gaseoso al estado líquido.  

Ejemplo: Donde podemos visualizar este fenómeno es en las paredes azulejadas del baño, cuando luego de usar el agua caliente, aparecen los azulejos empañados. Esto sucede pues el vapor de agua choca con las paredes frías, pierde su energía, para juntarse a posterior sus moléculas, formando las gotas líquidas, por condensación. 

• FUSIÓN:

La fusión es un proceso físico que consiste en el cambio de estado de la materia del estado sólido al estado líquido por la acción del calor. 

Ejemplo:
Los consabidos cubitos de hielo se derriten en agua. 
Al encender una vela vemos que la cera cercana a la llama comienza a derretirse.

• SOLIDIFICACIÓN

La solidificación es un proceso físico que consiste en el cambio de estado de la materia de líquido a sólido producido por una disminución en la temperatura. Es el proceso inverso a la fusión. Ejemplo de esto es cuando metes al congelador agua como la temperatura es muy baja esto hace que se haga hielo, o en pocas palabras en solido.   Ejemplo: El agua: cuando pasa de liquido a solido
la nieve: cuando pasa de agua a hielo
el yeso: tambien pasa de liquido a solido.

• SUBLIMACIÓN:

Se define como sublimación al acto y consecuencia de sublimar es decir, pasar de forma directa del estado sólido al de vapor.

Ejemplo:
La mas común es la del hielo seco, q es el anhídrido carbónico congelado, q a temperatura ambiente de estado solido pasa al gaseoso.

 

CAMBIOS QUÍMICOS EN LA MATERIA

1.- Transformaciones físicas y transformaciones químicas

 

Fenómenos o Cambios Físicos: Son procesos en los que no cambia la naturaleza de las sustancias ni se forman otras nuevas.

 Ejemplos:

• Cambios de estado: Si aplicamos una fuente de calor de forma constante, el agua hierve y se transforma en vapor de agua. (En ambos casos, la sustancia implicada en el proceso es agua que, en un caso está líquida y en el otro está gaseosa; esto es, sus partículas están ordenadas de diferente manera según la teoría cinética de la materia).

 Mezclas: Si disolvemos sal en agua observaremos que la sal se disuelve fácilmente en agua y la disolución resultante presenta un gusto salado. (Las sustancias iniciales - sal y agua - siguen presentes al final; este hecho es demostrable pues si calentamos la disolución hasta que hierva el agua, nos queda la sal en el fondo).

Evolución de la teoría sobre la constitución de la materia

El ser humano siempre se ha preocupado por la composición de la materia y por eso, a lo largo de la historia ha habido varias teorías sobre la constitución de ésta, desde que Demócrito llamó átomo a una supuesta partícula indivisible que formaba la materia, hasta la teoría actual, la Teoría Atómica de Dalton.

         Como ya he dicho antes, el primero en aventurarse en estas teorías fue Demócrito (460 a.C. - 370 a.C), de la antigua Grecia, que llamó átomo a la partícula que supuestamente era la más pequeña que formaba la materia y que era indivisible (Átomo en griego significa indivisible). También afirmaba que estos átomos eran indestructibles y que, entre uno y otro, solo había vacío. Su teoría también hablaba de la forma de los átomos, y sostenía que un átomo era diferente de otro de otra sustancia y, por ello, existían diferentes sustancias. Desde mi punto de vista, esto supuso un gran atrevimiento contra las leyes del momento ya que, aunque en la antigua Grecia se avanzó mucho en todas las ciencias, era un paso demasiado grande hacia el avance y, probablemente, no mucha gente siguió esa teoría en aquel momento.

         Aristóteles (384 a.C. - 322 a.C.), por su parte, rechazó la idea de Demócrito y apoyó una teoría ya enunciada antes, en la que la materia estaba formada por 3 elementos, Agua, Tierra y Fuego, a los que Aristóteles añadió el Éter (el espacio entre los elementos). Esta teoría pienso que fue mucho mas extendida, pues explica la materia de una manera muy sencilla y práctica, que todo el mundo puede observar a simple vista, aunque supone una gran regresión en esta ciencia.

Lavoisier (1743 - 1794) no enunció ninguna teoría sobre la constitución de la materia, pero si formuló la Ley de la conservación de la materia, que dice que en las reacciones químicas, la masa permanece constante, ley que probablemente ayudó a Dalton con sus experimentos. Ésta ley ayudó a Dalton a poder medir la masa de los átomos de cada elemento al crear compuestos entre ellos.

         La teoría de Dalton (1766 - 1844) dio un salto enorme en esta cuestión ya que, aunque tenía algunos fallos, como que el átomo era indivisible, dijo que cada elemento tenía un átomo correspondiente, igual al resto de átomos del mismo elemento. Además consiguió medir indirectamente la masa de los átomos, ya que comprobó que el átomo de hidrógeno es el de menor masa y creo el UMA (Unidad de Masa Atómica) para medirlos, atribuyendo la masa de 1 UMA al átomo de hidrógeno. Ésta teoría, que es un avance de la teoría de Demócrito y que es bastante acertada, es bastante completa, pero a mi parecer, creo que llega algo tarde, ya que pasaron más de 2000 años entre la teoría de Demócrito y la de Dalton y la base de ambas es la misma.

   La teoría de Dalton es la base de la actual, donde se ha descubierto que él átomo puede ser dividido en distintas partículas subatómicas, pero el modelo actual tampoco es perfecto y durante los próximos años, se seguirán descubriendo nuevas cosas y enunciando nuevas teorías.

 Espectros atómicos

En el siglo XVII, Isaac Newton demostró que la luz blanca visible procedente del sol puede descomponerse en sus diferentes colores mediante un prisma. El espectro que se obtiene es continuo; contiene todas las longitudes de onda desde el rojo al violeta, es decir, entre unos 400 y 700 nm (1 nm -nanómetro- = 10-9 m). En cambio la luz emitida por un gas incandescente no es blanca sino coloreada y el espectro que se obtiene al hacerla pasar a través de un prisma es bastante diferente. Es un espectro discontinuo que consta de líneas o rayas emitidas a longitudes de onda específicas. Cada elemento (es decir cada tipo de átomos) posee un espectro característico que puede utilizarse para identificarlo. Por ejemplo, en el del sodio, hay dos líneas intensas en la región amarilla a 589 nm y 589,6 nm. Uno de los espectros atómicos más sencillos, y que más importancia tuvo desde un punto de vista teórico, es el del hidrógeno. Cuando los átomos de gas hidrógeno absorben energía por medio de una descarga de alto voltaje, emiten radiaciones que dan lugar a 5 líneas en la región visible del espectro:

El modelo atómico de Rutherford no podía explicar estas emisiones discretas de radiación por los átomos. Además presentaba el inconveniente de ser inestable: Según la física clásica una carga en movimiento emite continuamente energía por lo que los electrones radiarían energía continuamente hasta "caer" en el núcleo, con lo que el átomo se destruiría. Modelo atómico actual El modelo atómico actual fue desarrollado durante la década de 1920, sobre todo por Schrödinger y Heisenberg. Es un modelo de gran complejidad matemática, tanta que usándolo sólo se puede resolver con exactitud el átomo de hidrógeno. Para resolver átomos distintos al de hidrógeno se recurre a métodos aproximados. De cualquier modo, el modelo atómico mecano-cuántico encaja muy bien con las observaciones experimentales. De este modelo sólo diremos que no se habla de órbitas, sino de orbitales. Un orbital es una región del espacio en la que la probabilidad de encontrar al electrón es máxima. Los orbitales atómicos tienen distintas formas geométricas. En la simulación que tienes a la derecha puedes elegir entre distintos tipos de orbitales y observar su forma geométrica, se simula mediante una nube de puntos, siendo la máxima probabilidad de encontrar al electrón en la zona en que la densidad de la nube electrónica es máxima.

 
EL ÁTOMO

Los átomos son la unidad básica de toda la materia, la estructura que define a todos los elementos y tiene propiedades químicas bien definidas. Todos los elementos químicos de la tabla periódica están compuestos por átomos con exáctamente la misma estructura y a su vez, éstos se componen de tres tipos de partículas, como los protones, los neutrones y los electrones.
Te invito a profundizar en la cuestión, aprender qué es un átomo y cuáles son las características que los definen.

El concepto de átomo

El concepto moderno (Teoría atómica moderna) que hoy todos tenemos sobre lo que es un átomo proviene de distintos sectores de los campos de la física y la química. Las primeras ideas al respecto surgieron en la Antigua Grecia, desde las ciencias y la filosofía, que luego se desarrollaron por completo en la química de los siglos XVIII y XIX. Desde la época de los antiguos griegos hasta nuestros días, hemos reflexionado profundamente acerca de qué cosa está hecha la materia.
Hoy sabemos que los átomos son la unidad mínima de una sustancia, lo que compone toda la materia común y ordinaria. Si los átomos de una sustancia se dividen, la identidad de esa tal puede destruirse y cada sustancia tiene diferentes cantidades de átomos que la componen. A su vez, un átomo está compuesto de un determinado número de 3 tipos de partículas: los protones, los neutrones y los electrones.

LA TABLA PERIÓDICA

La tabla periódica de los elementos clasifica, organiza y distribuye los distintos elementos químicos conforme a sus propiedades y características; su función principal es establecer un orden específico agrupando elementos.

Suele atribuirse la tabla a Dmitri Mendeléyev, quien ordenó los elementos basándose en sus propiedades químicas,si bien Julius Lothar Meyer, trabajando por separado, llevó a cabo un ordenamiento a partir de las propiedades físicas de los átomos.

La estructura actual fue diseñada por Alfred Werner a partir de la versión de Mendeléyev. En 1952, el científico costarricense Gil Chaverri presentó una nueva versión basada en la estructura electrónica de los elementos, la cual permite ubicar las series de lantánidos y actínidos en una secuencia lógica de acuerdo con su número atómico.

Tabla periódica de los elementos⁴

Grupo

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

I A

II A

III B

IV B

V B

VI B

VII B

VIII B

VIII B

VIII B

I B

II B

III A

IV A

V A

VI A

VII A

VIII A

Periodo

1

1 H

2 He

2

3 Li

4 Be

5 B

6 C

7 N

8 O

9 F

10 Ne

3

11 Na

12 Mg

13 Al

14 Si

15 P

16 S

17 Cl

18 Ar

4

19 K

20 Ca

21 Sc

22 Ti

23 V

24 Cr

25 Mn

26 Fe

27 Co

28 Ni

29 Cu

30 Zn

31 Ga

32 Ge

33 As

34 Se

35 Br

36 Kr

5

37 Rb

38 Sr

39 Y

40 Zr

41 Nb

42 Mo

43 Tc

44 Ru

45 Rh

46 Pd

47 Ag

48 Cd

49 In

50 Sn

51 Sb

52 Te

53 I

54 Xe

6

55 Cs

56 Ba

57-71 *

72 Hf

73 Ta

74 W

75 Re

76 Os

77 Ir

78 Pt

79 Au

80 Hg

81 Tl

82 Pb

83 Bi

84 Po

85 At

86 Rn

7

87 Fr

88 Ra

89-103 **

104 Rf

105 Db

106 Sg

107 Bh

108 Hs

109 Mt

110 Ds

111 Rg

112 Cn

113 Uut

114 Fl

115 Uup

116 Lv

117 Uus

118 Uuo

*

Lantánidos

57 La

58 Ce

59 Pr

60 Nd

61 Pm

62 Sm

63 Eu

64 Gd

65 Tb

66 Dy

67 Ho

68 Er

69 Tm

70 Yb

71 Lu

**

Actínidos

89 Ac

90 Th

91 Pa

92 U

93 Np

94 Pu

95 Am

96 Cm

97 Bk

98 Cf

99 Es

100 Fm

101 Md

102 No

103 Lr

Tabla Periódica Moderna

La tabla periódica moderna está relacionada con la configuración electrónica de los átomos. En ella se encuentran todos los elementos químicos conocidos, tanto los 92 que se encontra­ron en la Naturaleza como los que se obtuvieron en el laboratorio por medio de reacciones nucleares.

 

Los elementos están ordenados por su número atómico creciente, de izquierda a derecha. Comienza por el 1H, sigue con el 2He, 3Li, 4Be, 5B, 6C, 7N, 80, etcétera.
A cada elemento le corresponde un casillero, donde figuran el correspondiente símbolo y otros datos, tales como el número atómico, la masa atómica, la distribución de los electrones, etcétera.
Las filas horizontales se denominan períodos y las columnas verticales reciben el nombre de grupos.
Períodos
En total existen siete períodos, numerados del 1 al 7 de arriba hacia abajo.

• En el primer período sólo hay dos elementos: Hidrógeno y Helio. Sus átomos tienen un solo nivel de energía y sus configuraciones electrónicas son l y 2, respectivamente.

Período 1 = una órbita = 2 elementos

• En el segundo período hay ocho elementos: Li, Be, B, C, N. O, F y Ne. Todos ellos tienen completo su primer nivel (2) y van completando el segundo nivel del siguiente modo: Li = 2-1, Be = 2-2, B = 2-3, C = 2-4, N = 2-5, 0 = 2-6, F = 2-7, Ne = 2-8.

Periodo 2 = dos órbitas = 8 elementos

• En el tercer periodo también hay ocho elementos: Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl y Ar. Presentan sus dos primeras órbitas completas (2-8) y los electrones van llenando la tercera órbita. El último elemento es el Ar cuya configuración electrónica es 2-8-8.

Período 3 = tres órbitas = 8 elementos

• El cuarto período es más largo, está formado por dieciocho elementos.

Período 4 = cuatro órbitas = 18 elementos

• El quinto período es análogo al anterior y también cuenta con dieciocho elementos.

Período 5 = cinco órbitas = 18 elementos

• El sexto período es el más largo de todos, pues tiene 32 elementos.

Período 6 = seis órbitas = 32 elementos

• El período séptimo es análogo al sexto aunque no se ha producido la cantidad necesaria de elementos para completarlo.

Período 7 = siete órbitas = ? elementos

PROPIEDADES PERIÓDICAS

Son las propiedades que varían de forma gradual al movernos en un determinado sentido en el sistema periódico.

La comprensión de esta periodicidad permitirá entender mejor el enlace de los compuestos simples, así como la variación periódica detectada en las propiedades físicas de los elementos químicos.

 

Afinidad Electrónica

La afinidad electrónica de un elemento (AE), puede definirse como: La cantidad de energía que se absorbe cuando se añade un electrón a un átomo gaseoso aislado para formar un ión de carga 1- La convención es asignar un valor positivo cuando se absorbe energía y un valor negativo cuando se libera y caso todos los elementos no tienen afinidad por un electrón adicional, por tanto, su afinidad electrónica es igual a cero. La afinidad electrónica de los elementos He y Cloro puede representarse como: He(g) + e- x     He- (g) AE = 0 kj/mol Cl(g) +   e- →    Cl- (g) +  349 kj           AE = -349 kj/mol La primera ecuación nos dice que el Helio no admitirá un electrón. La segunda ecuación nos dice que cuando una mol de átomo de cloro gaseoso gana un electrón para formar iones cloruro gaseoso, se libera (exotérmico) 349 kj de energía. La afinidad electrónica comprende la adición de un electrón a un átomo gaseoso neutro. Así como el proceso por el cual un átomo neutro X gana un electrón. X(g) + e- →X-(g) (AE) no es el inverso del proceso de ionización X+(g) + e- →X(g) ( inverso de EI1) El primer proceso comienza con un átomo neutro en tanto que el segundo comienza con un ión positivo; por tanto, los valores de EI1 y de la AE no son simplemente iguales pero de signo contrario. En la figura 6.3 vemos que, al recorrer un periódo de la tabla periódica la afinidad electrónica se vuelve, en general,más negativa de izquierda a derecha ( excluyendo a los gases nobles), lo cual significa que casi todos los elementos representativos de los grupos 1A a 7ª muestran gran atracción por un electrón extra de izquierda a derecha. La afinidad electrónica más negativa corresponde a los átomos de los halógenos, cuya configuración electrónica más externa es ns2np5, los cuales forman aniones estables con configuración  de gas noble, ns2np6 al ganar un electrón. Los elementos con afinidad electrónica muy negativa gana electrones con facilidad formando iones negativos (aniones). La afinidad electrónica es un término preciso y cuantitativo como la energía de ionización, pero es difícil medirla.

Propiedades químicas

Propiedades de los elementos y compuestos químicos

Número atómico - Masa atómica  – Electronegatividad de Pauling  – Densidad - Punto de fusión  – Punto de ebullición  – Radio de Vanderwaals  – Radio iónico  – Isótopos  – Corteza electrónica  – Energía de la primera ionización  – Energía de la segunda ionización  – Potencial estándard

Número atómico El número atómico indica el número de protones en la cortaza de un átomo. El número atómico es un concepto importante de la química y de la mecánica cuántica. El elemento y el lugar que éste ocupa en la tabla periódica derivan de este concepto. Cuando un átomo es generalmente eléctricamente neutro, el número atómico será igual al número de electrones del átomo que se pueden encontrar alrededor de la corteza. Estos electrones determinan principalmente el comportamiento químico de un átomo. Los átomos que tienen carga eléctrica se llaman iones. Los iones pueden tener un número de electrones más grande (cargados negativamente) o más pequeño (cargados positivamente) que el número atómico. Masa atómica El nombre indica la masa atómica de un átomo, expresada en unidades de masa atómica (umas). Cada isótopo de un elemento químico puede variar en masa. La masa atómica de un isótopo indica el número de neutrones que están presentes en la corteza de los átomos. La masa atómica indica el número partículas en la corteza de un átomo; esto quiere decir los protones y los neutrones. La masa atómica total de un elemento es una media ponderada de las unidades de masa de sus isótopos. La abundancia relativa de los isótopos en la naturaleza es un factor importante en la determinación de la masa atómica total de un elemento. Electronegatividad de Pauling La electronegatividad mide la tendencia de un átomo para atraer la nube electrónica hacia sí durante el enlace con otro átomo. La escala de Pauling es un método ampliamente usado para ordenar los elementos químicos de acuerdo con su electro negatividad. El premio Nobel Linus Pauling desarrolló esta escala en 1932. Los valores de electronegatividad no están calculados, ni basados en formulas matemáticas ni medidas. Es más que nada un rango pragmático. Pauling le dio un valor de 4,0 al elemento con la electronegatividad más alta posible, el flúor. Al francio, el elemento con la electronegatividad más baja posible, se le dio un valor de 0,7. A todos los elementos restantes se les dio un valor entre estos dos extremos. Densidad La densidad de un elemento indica el número de unidades de masa del alemento que están presentes en cierto volumen de un medio. Tradicionalmente la densidad se expresa a través de la letra griega “ro” (escrita r). Dentro del sistema internacional de unidades (SI) la densidad se expresa en kilogramos por metro cúbico (kg/m3). La densidad de un elemento se expresa normalmente de forma gráfica con temperaturas y presiones del aire, porque ambas propiedades influyen en la densidad. Punto de fusión El punto de fusión de un elemento o compuesto es la temperatura a la cual la forma sólida del elemento o compuesto se encuentra en equilibrio con la forma líquida. Normalmente se asume que la presión del aire es de 1 atmósfera. Por ejemplo: el punto de fusión del agua es de 0oC, o 273 K. Punto de ebullición El punto de ebullición de un elemento o compuesto significa la temperatura a la cualla forma líquida de un elemento o compuesto se encuentra en equilibrio con la forma gaseosa. Normalmente se asume que la presión del aire es de 1 atmósfera. Por ejemplo: el punto de ebullición del agua es de 100oC, o 373 K. En el punto de ebullición la presión de un elemento o compuesto es de 1 atmósfera. Radio de Vanderwaals Incluso si dos átomos cercanos no se unen, se atraerán entre sí. Este fenómeno es conocido como fuerza de Vanderwaals. Las fuerzas de Vanderwaals provocan una fuerza entre los dos átomos. Esta fuerza es más grande cuanto más cerca estén los átomos el uno del otro. Sin embargo, cuando los dos átomos se acercan demasiado actuará una fuerza de repulsión, como consecuencia de la repulsión entre las cargas negativas de los electrones de ambos átomos. Como resultado, se mantendrá una cierta distancia entre los dos átomos, que se conoce normalmente como el radio de Vanderwaals. A través de la comparación de los radios de Vanderwaals de diferentes pares de átomos, se ha desarrollado un sistema de radios de Vanderwaals, a través del cual podemos predecir el radio de Vanderwaals entre dos átomos, mediante una simple suma. Radio iónico Es el radio que tiene un ión en un cristal iónico, donde los iones están empaquetados juntos hasta el punto que sus orbitales atómicos más externos están en contacto unos con otros. Un orbital es el área alrededor de un átomo donde, de acuerdo con la probabilidad de encontrar un electrón es máxima. Isótopos El número atómico no determina el número de neutrones en una corteza atómica. Como resultado, el número de neutrones en un átomo puede variar. Como resultado, los átomos que tienen el mismo número atómico pueden diferir en su masa atómica. Átomos del mismo elemento que difieren en su masa atómica se llaman isótopos (isotopos). Principalmente con los átomos más pesados que tienen un mayor número, el número de neutrones en la corteza puede sobrepasar al número de protones. Isótopos del mismo elemento se encuentran a menudo en la naturaleza alternativamente o mezclados. Un ejemplo: el cloro tiene un número atómico de 17, lo que básicamente significa que todos los átomos de cloro contienen 17 protones en su corteza. Existen dos isótopos. Tres cuartas partes de los átomos de cloro que se encuentran en la naturaleza contienen 18 neutrones y un cuarto contienen 20 neutrones. Los números atómicos de estos isótopos son: 17 + 18 = 35 y 17 + 20 = 37. Los isótopos se escriben como sigue: 35Cl y 37Cl. Cuando los isótopos se denotan de esta manera el número de protones y neutrones no tienen que ser mencionado por separado, porque el símbolo del cloro en la tabla periódica (Cl) está colocado en la posición número 17. Esto ya indica el número de protones, de forma que siempre se puede calcular el número de electrones fácilmente por medio del número másico. Existe un gran número de isótopos que no son estables. Se desintegrarán por procesos de decaimiento radiactivo. Los isótopos que son radiactivos se llaman radioisótopos. Corteza electrónica La configuración electrónica de un átomo es una descripción de la distribución de los electrones en círculos alrededor de la corteza. Estos círculos no son exactamente esféricos; tienen una forma sinuosa. Para cada círculo la probabilidad de que un electrón se encuentre en un determinado lugar se describe por una fórmula matemática. Cada uno de los círculos tiene un cierto nivel de energía, comparado con la corteza. Comúnmente los niveles de energía de los electrones son mayores cuando están más alejados de la corteza, pero debido a sus cargas, los electrones también pueden influir en los niveles de energía de los otros electrones. Normalmente los círculos del medio se llenan primero, pero puede haber excepciones debido a las repulsiones. Los círculos se dividen en capas y subcapas, que se pueden numerar por cantidades. Energía de la primera ionización La energía de ionización es la energía que se requiere para hacer que un átomo libre o una molécula pierdan un electrón en el vacío. En otras palabras; la energía de ionización es una medida de la fuerza con la que un electrón se enlaza con otras moléculas. Esto involucra solamente a los electrones del círculo externo. Energía de la segunda ionización Aparte de la energía de la primera ionización, que indica la dificultad de arrancar el primer electrón de un átomo, también existe la medida de energía par ala segunda ionización. Esta energía de la segunda ionización indica el grado de dificultad para arrancar el segundo átomo. También existe la energía de la tercera ionización, y a veces incluso la de la cuarta y quinta ionizaciones. Potencial estándar El potencial estándar es el potencial de una reacción redox, cuando está en equilibrio, con respecto al cero. Cuando el potencial estándar supera al cero, tenemos una reacción de oxidación. Cuando el potencial estándar supera al cero, tenemos una reacción de reducción. El potencial estándar de los electrones se expresa en voltios (V), mediante el símbolo V0.

                                    

                                          LA ENERGÍA ELÉCTRICA 

La energía eléctrica es una fuente de energía renovable que se obtiene mediante el movimiento de cargas eléctricas (electrones positivos y negativos) que se produce en el interior de materiales conductores (por ejemplo, cables metálicos como el cobre).

El origen de la energía eléctrica está en las centrales de generación, determinadas por la fuente de energía que se utilice. Así, la energía eléctrica puede obtenerse de centrales solares, eólicas, hidroeléctricas, térmicas, nucleares y mediante la biomasa o quema de compuesto de la naturaleza como combustibles.

CORRIENTE ELECTRICA

El termino corriente eléctrica, o simplemente corriente, se emplea para describir la tasa de flujo de carga que pasa por alguna región de espacio. La mayor parte de las aplicaciones prácticas de la electricidad tienen que ver con corrientes eléctricas. Por ejemplo, la batería de una luz de destellos suministra corriente al filamento de la bombilla cuando el interruptor se conecta. Una gran variedad de aparatos domésticos funcionan con corriente alterna. En estas situaciones comunes, el flujo de carga fluye por un conductor, por ejemplo, un alambre de cobre. Es posible también que existan corrientes fuera de un conductor. Por ejemplo, una haz de electrones en el tubo de imagen de una TV constituye una corriente.

2. Lámpara incandescente
En una lámpara incandescente, una corriente eléctrica fluye a través de un delgado hilo de volframio denominado filamento. La corriente lo calienta hasta alcanzar unos 3.000 ºC, lo que provoca que emita tanto calor como luz. La bombilla o foco debe estar rellena con un gas inerte para impedir que el filamento arda. Durante muchos años, las lámparas incandescentes se rellenaban con una mezcla de nitrógeno y argón. Desde hace un tiempo comenzó a utilizarse un gas poco común, el criptón, ya que permite que el filamento funcione a una temperatura mayor, lo que da como resultado una luz más brillante.
3. Definición de corriente eléctrica
Siempre que se mueven cargas eléctricas de igual signo se establece una corriente eléctrica. 

 

 

MAGNETISMO E IMANES PERMANENTES

Desde el siglo VI a. C. ya se conocía que el óxido ferroso-férrico, al que los antiguos llamaron magnetita, poseía la propiedad de atraer partículas de hierro. Hoy en día la magnetita se conoce como imán natural y a la propiedad que tiene de atraer los metales se le denomina “magnetismo”. Los chinos fueron los primeros en descubrir que cuando se le permitía a un trozo de magnetita girar libremente, ésta señalaba siempre a una misma dirección; sin embargo, hasta mucho tiempo después esa característica no se aprovechó como medio de orientación. Los primeros que le dieron uso práctico a la magnetita en función de brújula para orientarse durante la navegación fueron los árabes.

 

Como todos sabemos, la Tierra constituye un gigantesco imán natural; por tanto, la magnetita o cualquier otro tipo de imán o elemento magnético que gire libremente sobre un plano paralelo a su superficie, tal como lo hace una brújula, apuntará siempre al polo norte magnético. Como aclaración hay que diferenciar el polo norte magnético de la Tierra del Polo Norte geográfico. El Polo Norte geográfico es el punto donde coinciden todos los meridianos que dividen la Tierra, al igual que ocurre con el Polo Sur. Sin embargo, el polo norte magnético se encuentra situado a 1 200 kilómetos de distancia del norte geográfico, en las coordenadas 78º  50´ N (latitud Norte) y 104º 40´ W (longitud Oeste), aproximadamente sobre la isla Amund Ringness, lugar hacia donde apunta siempre la aguja de la brújula y no hacia el norte geográfico, como algunas personas erróneamente creen.

IMANES PERMANENTES

Cualquier tipo de imán, ya sea natural o artificial, posee dos polos perfectamente diferenciados: uno denominado polo norte y el otro denominado polo sur.

Todos los imanes tienen dos polos: uno norte (N) y otro sur (S).

Una de las características principales que distingue a los imanes es la fuerza de atracción o repulsión que ejercen sobre otros metales las líneas magnéticas que se forman entre sus polos.

Cuando enfrentamos dos o más imanes independientes y acercamos cada uno de ellos por sus extremos, si los polos que se enfrentan tienen diferente polaridad se atraen (por ejemplo, polo norte con polo sur), pero si las polaridades son las mismas  (polo norte con norte, o polo sur con sur), se rechazan.

Qué es la energía nuclear

 

 

 

 

La energía nuclear es la energía en el núcleo de un átomo. Los átomos son las partículas más pequeñas en que se puede dividir un material. En el núcleo de cada átomo hay dos tipos de partículas (neutrones y protones) que se mantienen unidas. La energía nuclear es la energía que mantiene unidos neutrones y protones.

La energía nuclear se puede utilizar para producir electricidad. Pero primero la energía debe ser liberada. Ésta energía se puede obtener de dos formas: fusión nuclear y fisión nuclear. En la fusión nuclear, la energía se libera cuando los átomos se combinan o se fusionan entre sí para formar un átomo más grande. Así es como el Sol produce energía. En la fisión nuclear, los átomos se separan para formar átomos más pequeños, liberando energía. Las centrales nucleares utilizan la fisión nuclear para producir electricidad.