QG-Mendeleiev

FUNDAMENTOS DE LA QUIMICA

I.- DEFINICIONES
1.- QUIMICA: Es la Ciencia que estudia la materia así como los cambios y transformaciones que le ocurren por la acción de la energía.
En esta definición se presentan dos grandes conceptos de la naturaleza: materia y energía.
2.- MATERIA: El Universo se encuentra en una variedad inagotable de formas, por ejemplo: Estrella, galaxia, planeta, volcán, océano, árbol, niño, manzana, león, flor, etc., todo lo que nos rodea es materia, y presenta algunas propiedades comunes como son:
§ Ocupa un lugar en el espacio.
§ Es objetiva, es decir, existe independientemente de nuestro conocimiento.
§ Tiene masa y peso.
§ Se presenta en cuatro estados físicos.
§ Se distinguen entre sí por sus propiedades físicas y químicas.
§ Es una forma de energía y se pueden interconvertir.
§ Y la propiedad más importante de la materia es que tiene movimiento.
Comentaremos algunas de estas propiedades y las ampliaremos en el curso, se dice que la materia ocupa un lugar en el espacio, pero esto nos hace suponer en la existencia de un espacio disponible, listo para ser ocupado por la materia, el concepto correcto es que la presencia de la materia genera el espacio. En este sentido en el Universo no existe el vacío, porque esto supone la no existencia de la materia y por lo tanto la imposibilidad de que exista el espacio.
La materia tiene masa y peso, estas palabras aparentemente sinónimas tienen una diferencia de fondo, la masa es la cantidad de materia contenida en un cuerpo y es una constante, sin embargo, el peso se refiere a la fuerza gravitacional con que un planeta u otro cuerpo ejerce sobre la materia, en este sentido un material pesa diferente en la Tierra, la Luna o en Júpiter a pesar de contener la misma cantidad de masa, el peso esta así sujeto a la fuerza gravitacional y puede ser calculada por la segunda Ley de Newton.
Se presenta en cuatro estados físicos, tres estables y uno transitorio; estos son el estado sólido, líquido y gaseoso; el otro es el plasma. La diferencia fundamental entre el estado sólido, líquido y gaseoso radica en el orden intermolecular y el grado de movimiento que tienen las moléculas de un compuesto, por ejemplo, en el agua sólida que conocemos como hielo, las moléculas de agua se encuentran ordenadas en posiciones precisas del espacio, unida por enlaces que impiden su movimiento y desplazamiento, esto le da su rigidez característica y le impide cambiar de forma, si un sólido lo calentamos obligamos a sus moléculas a vibrar, rotar y desplazarse, estos movimientos originan rupturas de algunos enlaces y desplazamientos que destruyen la configuración rígida, así se llega al estado líquido, donde aún se conservan algunos enlaces químicos, pero se pierde la rigidez, por esa razón el líquido adquiere la forma del recipiente que las contiene, finalmente si un líquido se calienta, éste adquiere la energía suficiente (movimiento de rotación y translación) para romper los enlaces que aún están presentes entre las moléculas, separándolas del conglomerado molecular y destruyendo así el estado líquido, el estado gaseoso al no tener enlaces intermoleculares, sus componentes tienen las dimensiones atómicas y por ello son invisibles, por otro lado ellas son libres de moverse en todas las direcciones por lo que ocupan cualquier volumen y su gran separación los hace compresibles.
Todos los materiales o sustancias que existen pueden distinguirse por sus propiedades físicas: punto de fusión, punto de ebullición, densidad, color, conductividad eléctrica, conductividad térmica, maleabilidad, ductilidad, dureza, solubilidad, propiedades magnéticas, propiedades ópticas, etc., La propiedad física se puede medir y observar sin que se modifique la composición o identidad de la sustancia; y por sus propiedades químicas: reactividad, poder oxidante, poder reductor, cualidades ácidas, propiedades básicas, sabor, olor, efecto catalítico y en general la capacidad que tiene la materia para reordenarse internamente. La propiedad química se identifica porque ocurre siempre un cambio químico o mejor dicho: Una reacción química.
Las propiedades de la materia corresponden a alguna de las dos categorías: Propiedad extensiva o Propiedad intensiva.
a).- Propiedad extensiva depende de la cantidad de materia que se considere: Masa, Volumen, Longitud, etc.
b).- Propiedad intensiva no depende de la cantidad de materia que se considere: Densidad, temperatura, etc.
Para hablar de las dos últimas cualidades enumeradas que presenta la materia es necesario tener el concepto de energía. La propiedad fundamental que tiene la materia es su MOVIMIENTO, cualquiera que sea su forma de presentación, el movimiento es una propiedad intrínseca de la materia, es decir, al existir la materia existe también su movimiento, que es indestructible como la misma materia. Este movimiento se manifiesta de diferentes maneras, las cuales pueden pasar de una a otra.
3.- ENERGÍA es la medida del movimiento de la materia.
La energía se expresa cuantitativamente de un modo determinado por medio de parámetros, que son característicos para cada forma concreta de movimiento. Así, para el movimiento de translación de una masa libre la energía se expresa mediante la magnitud: E =1/2mv2 (m es la masa y v la velocidad). La energía de una corriente eléctrica es eE (e es la cantidad de electricidad y E es la diferencia de potencial eléctrico).
Un descubrimiento fundamental realizado el siglo XIX se refiere a la transformación de la energía de una forma a otra, pero conservándose. De esta manera, la energía como medida del movimiento de la materia y que se puede transformar de una en otra, refleja la unidad de todas las formas de movimiento, su transformación mutua y la imposibilidad de destruir el movimiento.
LEY DE CONSERVACIÓN Y TRANSFORMACIÓN DE LA ENERGÍA: "La energía no se crea ni se destruye, sino que en todos los procesos y fenómenos, la energía total de todas las partes del sistema material, que actúan en el proceso dado, no aumenta ni disminuye, quedando constante".
La energía puede dividirse en dos grandes sectores para su estudio: calor y trabajo.
4.- CALOR.- Es la transmisión de energía a través de choques caóticos de moléculas de dos cuerpos en contacto. El calor es la medida de la energía transmitida de esta forma.
5.- TRABAJO. – En este caso se incluyen distintas formas de paso del movimiento, que tienen como rasgo común la translación de masas que abarcan gran cantidad de moléculas, bajo la acción de ciertas fuerzas, tales son la elevación de un cuerpo en el campo gravitacional, el paso de cierta cantidad de electricidad desde un potencial electrostático grande a otro menor, la expansión de un gas que se encuentra bajo presión, etc. El trabajo es la medida general del movimiento transmitido de esta manera.
El calor y el trabajo son las dos grandes formas en que se manifiesta la energía y caracterizan cualitativa y cuantitativamente dos formas distintas de transmisión del movimiento de una parte del mundo material a otra.

TRANSFORMACIÓN DE LA MATERIA EN ENERGÍA
En el año 1905 el físico alemán Albert Einstein publicó un artículo llamado: “¿Depende la
inercia de un cuerpo de la energía contenida en él?”.
Este artículo es un modelo perfecto de lo que es el procedimiento deductivo de la física, Einstein se imagino a un átomo desintegrándose radiactivamente y emitiendo rayos gamma. Aplicando el principio de que la energía y la cantidad de movimiento tenían que conservarse en la desintegración, fue capaz de razonar que el átomo que resultaba después de la desintegración debía tener menos masa que el átomo original, además la cantidad de masa que había perdido tenia que ser igual a la energía total, E, emitida en forma de rayos gamma, dividida entre la velocidad de la luz al cuadrado, es decir, m = E/c2. En sus propias palabras “Si un cuerpo libera energía E en forma de radiación su masa disminuye en E/c2”. Fue en este trabajo donde nació su formula más famosa.
E = mc2
IMPLICACIONES: El aspecto más significativo es la unificación natural de los dos grandes conceptos del universo: la masa y la energía, relacionados por una sencilla ecuación y que nos lleva a enunciar una Ley General de Conservación de la masa y la energía: “En el Universo existe una cantidad constante de masa y energía, pudiendo interconvertirse una en otra”.
Otro aspecto es que la ecuación de Einstein reveló una nueva y hasta entonces insospechada fuente de energía. El mero hecho de que un objeto material tenga masa le proporciona una energía, mc2, que es muy sustancial porque la velocidad de la luz es muy grande. En general, esta energía no esta disponible desde un punto de vista práctico, pero se ha demostrado la interconversión de la masa en energía y viceversa en el fenómeno llamado aniquilación de pares, todas las partículas tienen antipartículas, pero el par electrón-positrón fue el primero en descubrirse, cuando el electrón encuentra a un positrón o viceversa, en reposo, pueden aniquilarse dando lugar a dos rayos de luz, uno de los cuales transporta una energía igual a mc2, donde m representa la masa del electrón o del positrón.
Otra implicación muy importante de esta ecuación es la “fusión nuclear”, que algún día puede convertirse en nuestra fuente de energía más barata y no contaminante. Para empezar un protón y un neutrón pueden unirse para formar un núcleo pesado de hidrógeno, perdiendo cierta cantidad de energía, que se la lleva en forma de luz. Esta pérdida de energía significa que el núcleo de hidrógeno tiene menos masa que la suma del protón y el neutrón. No hay en la física clásica ningún mecanismo que pueda explicar esta pérdida de masa, la ecuación de Einstein proporciona una explicación sencilla y natural.
Otro problema que fue resuelto por la fusión nuclear y la energía generada en el proceso fue como las estrellas, incluyendo el Sol, continuaban “quemándose”; esto es, emiten cantidades tan grandes de energía durante tanto tiempo y con tanta intensidad. La primera y más ingenua explicación que se dio fue que el Sol es un montón de carbón encendido. Esta idea feliz se podía rebatir inmediatamente si uno calcula durante cuánto tiempo podría quemarse tal montón de carbón para producir la misma cantidad de energía que la observada para el Sol. La respuesta es de cerca de 1,500 años, mientras que la edad del sistema solar es de varios miles de millones de años. Después del descubrimiento de la radiactividad se propuso la idea de que quizá la energía del Sol era debida a la desintegración radiactiva. Si el Sol estuviese hecho de uranio puro radiaría energía similar a la observada durante varios miles de millones de años. Pero el Sol no esta hecho de uranio sino de hidrógeno y helio, según lo revelan los espectros de emisión atómica. Esto condujo a un callejón sin salida hasta los años veinte, cuando George Gamow, basándose en las ideas de la mecánica cuántica, sugirió que el proceso de fusión podría realmente tener lugar a las temperaturas existentes en el interior de las estrellas. En 1939 y de forma independiente, H. A. Bethe y C. F. Von Weizsacker dieron los detalles de la química nuclear, completando de esta forma la explicación de la generación de la energía solar. En esta imagen no hay problemas con la duración de la vida del Sol, puesto que una pérdida de masa pequeña origina una gran cantidad de energía.

6.- TEMPERATURA. En 1714 el danés Daniel Gabriel Fahrenheit fue el primero en desarrollar una escala termométrica para distinguir que tan "frío" o "caliente" esta un objeto, él utilizó una columna de vidrio llena de mercurio y el cero grados (hoy llamado 0 grados Fahrenheit) lo estableció con la temperatura más baja que le fue posible obtener en el laboratorio, esto se hizo con una mezcla en partes iguales de Hielo/cloruro de amonio, 100oF los marco con la temperatura de su propio cuerpo, al saber que los seres humanos tenemos una temperatura corporal constante.
En 1742 el astrónomo sueco Anders Celsius diseño un termómetro más confiable y sustentado en propiedades físicas de la materia, además de usar vidrio capilar para mejorar la observación y una más rápida respuesta a los cambios de temperatura. Celsius tomó para marcar los 0oC el punto de fusión del agua, es decir, el punto donde el agua sólida (hielo) se encuentra en equilibrio con el estado líquido, los 100 oC se establecieron cuando el agua llega a su punto de ebullición, es decir, cuando la presión de vapor de vapor del líquido esta en equilibrio con la presión atmosférica. Los termómetros modernos están basados en esta escala llamada indistintamente centígrada o Celsius; se utiliza como material sensible el mercurio, por ser un metal líquido que se expande o contrae con el aumento o disminución de la temperatura, aparte de ser buen conductor del calor su brillo lo hace muy distinguible.
Finalmente la escala científica para medir la temperatura es la Kelvin que esta basada en la Ley de Charles y Gay-Lussac. Estos dos investigadores encontraron en el siglo pasado la relación matemática que existe entre el volumen de un gas y su temperatura, a presión constante y se puede escribir como:
V = Vo(1 + a t)
Aquí V es el volumen de una cantidad fija de un gas a presión constante, Vo es el volumen que él ocupa a la temperatura de cero grados en la escala Celsius, alfa es una constante que tiene aproximadamente el valor de 1/273 para todos los gases, y t es la temperatura en la escala Celsius, esta ecuación de estado establece que el volumen de un gas aumenta linealmente con su temperatura. En los gases, la dependencia del volumen respecto a la temperatura es considerablemente más sencilla que en los sólidos y en los líquidos, el hecho de que todos los gases se comporten igualmente cuando son sometidos a un cambio dado de la temperatura sugiere que se deberían utilizar las propiedades de los gases para definir una escala de temperatura, esto es exactamente lo que se hace, la expresión dada anteriormente para expresar la Ley de Charles y Gay-Lussac puede escribirse de nuevo como:
t = ( V - Vo )/Voα
Esta ecuación puede interpretarse diciendo que existe la temperatura t, que, por definición, es una cantidad que aumenta linealmente con el volumen de un gas.
¿Qué es la temperatura? Finalmente reconocer y comprender que cosa era la temperatura llevó más de 150 años después del diseño del primer termómetro y esto fue resuelto bajo la teoría cinética de los gases ideales, en la que se hizo patente que es el movimiento molecular y los choques caóticos los que producen el efecto del calor y que este fenómeno es lo determina la temperatura. La Teoría Cinética de los gases desarrolló las ecuaciones necesarias que relacionan las leyes de los gases con el movimiento molecular y llega a la ecuación: mv / 2 = 3kT/2, donde m es la masa de las moléculas, v, su velocidad, k se le llama constante de Boltzman y resulta de la división de la constante universal de los gases y el número de Avogadro, R/N, finalmente T es la temperatura absoluta o Kelvin. Esta ecuación nos muestra que hay una relación entre la velocidad de un gas con la temperatura. Un hecho importante es que debido al inmenso número de moléculas que existe en un volumen dado y al carácter estadístico de su velocidad, la temperatura sólo nos mide el promedio de la velocidad molecular o más claramente: La temperatura mide el promedio de la energía cinética de las moléculas.
El hecho de que el movimiento molecular que determina la temperatura tenga un carácter estadístico, es decir, que presentan diferente energía cinética provoca algunos hechos interesantes, por ejemplo:
a). - El agua se evapora a cualquier temperatura y eso lo podemos comprobar por los bloques de hielo que se forma en las paredes del congelador.
b). - Cuando calentamos agua hasta que hierva (punto de ebullición) no se evapora toda al mismo tiempo, porque no todas las moléculas tienen la misma energía cinética para evaporarse.
c). - Cuando llueve, el agua se evapora a temperatura ambiente y no necesita llegar al punto de ebullición para evaporarse.
d). - Los perfumes deben sus propiedades odorantes a su rápida evaporación en la que se hallan disueltas las fragancias.
e). - La presencia de las nubes nos demuestra que el agua de los ríos, lagos y mares se evapora en virtud de su diferente energía cinética y por ello grandes volúmenes se ven suspendidas en la atmósfera.
7.- ATOMO: La observación de los cuerpos que nos rodean no nos permite concebir una estructura corpuscular de la materia. El aspecto de los objetos que nos son familiares -una hoja de papel, un trozo de madera o de acero, un líquido- nos haría pensar más en una distribución continua de la materia, por tanto resulta difícil explicar, a partir de tal hipótesis de continuidad, las propiedades de los diferentes cuerpos y sus transformaciones químicas y físicas, por ejemplo la compresión y expansión de los gases se explican fácilmente si se admite que están constituidos por partículas separadas entre sí por el vacío; sin embargo, los gases pueden pasar al estado sólido y líquido, por consiguiente la hipótesis de una estructura corpuscular debe ser válida respecto de todos los estados físicos, si tomamos sal y la disolvemos en un vaso de agua, el líquido homogéneo así obtenido será diferente del agua pura, este fenómeno se explica diciendo que la sal se divide en partículas elementales, las cuales son repartidas entre todas las partículas del agua.
Aunque la palabra átomo se ha utilizado desde la antigüedad el concepto moderno es:
"ÁTOMO ES LA PARTE MÁS PEQUEÑA DE LA MATERIA QUE INTERVIENE EN UNA REACCIÓN QUÍMICA".
8.- SUSTANCIA: Es una forma de materia que tiene composición definida y propiedades distintivas. Algunos ejemplos son el Agua, Amoniaco, Sal de mesa, Cobre, Hierro, Plata, Zinc, Azúcar (Sacarosa), Oxígeno, que identificamos rápidamente por sus propiedades químicas y físicas: densidad, olor, sabor, líquido, sólido, gas, brillo metálico, etc. En el siguiente dibujo se hace una clasificación de la materia.

9.- MEZCLA: Es una combinación de dos o más sustancias en las que éstas conservan sus propiedades distintivas. Las mezclas pueden ser homogéneas o heterogéneas, en la primera se observa una composición uniforme, por ejemplo cuando mezclamos agua con el azúcar, en cambio la mezcla heterogénea tiene una composición no uniforme, por ejemplo cuando observamos la arena podemos distinguir las diferentes partículas que la componen. Las mezclas se pueden separar por diferentes métodos físicos: Evaporación, sublimación, cristalización, destilación, centrifugación, cromatografía, decantación, filtración, imantación, etc.
10.- ELEMENTO: Sustancia que está formado por átomos de la misma especie. En la tierra existen 90 elementos naturales y otros artificiales que podemos encontrar en la tabla periódica. Por ejemplo: carbón, plata, cobre, hidrógeno, azufre, oro, oxígeno, nitrógeno, etc. Es una sustancia pura que no se puede separar en sustancias más sencillas por algún método químico.
11.- COMPUESTO: Sustancia que está formada por átomos de dos o más elementos químicos unidos en proporciones fijas. Los compuestos se pueden separar en sus elementos por métodos químicos. Los compuestos químicos se identifican por su fórmula y por su nombre químico y se clasifican según su composición y sus propiedades físicas y químicas: Óxidos, Ácidos, Hidróxidos, Sales, Hidrocarburos, Alcoholes, Aldehídos, Cetonas, Aromáticos, Aminas, etc.
12.- MOLECULA: Es una partícula compuesta de dos o más átomos iguales o diferentes que puede mantenerse libre e independiente. Representa a los gases homonucleares: H2, O2, N2, F2, Cl2, O3; y compuestos heteronucleares: HCl, NH3, H2O, H2SO4, CH4, C6H6. La molécula es la estructura química más sencilla de los gases y de todos los compuestos químicos sólidos y líquidos, contiene su geometría molecular debido al enlace químico y a la estructura electrónica, su estudio nos permite saber si tiene propiedades polares o no polares, las representamos con los símbolos y las fórmulas en forma molecular, estructural o semicondensada y las podemos estudiar con diferentes modelos: Esferas, barras o espaciales. En el dibujo se plantean algunos ejemplos.

13.- ION: Un ion es un átomo o grupo de átomos que tiene una carga eléctrica positiva o negativa. El átomo mantiene su número de protones en el núcleo en cualquier reacción química y por lo tanto pierde o gana uno o más electrones que son las partículas que tienen carga negativa.
a).- Si el átomo neutro pierde uno o más electrones adquiere una carga neta positiva y a este ion formado se le conoce como CATIÓN. Ejemplo:
Mg → Mg +2 + 2e –
b).- Si el átomo neutro gana uno o más electrones adquiere una carga neta negativa y a este ion formado se le conoce como ANIÓN. Ejemplo:
N + 3e - → N -3
Se dice que un compuesto es iónico porque es la unión química de un ANIÓN y de un CATIÓN.
14.- ALOTROPO: Las diferentes formas que adquiere un elemento químico, aun en el mismo estado de agregación, se le denomina FORMAS ALOTRÓPICAS, y este fenómeno se conoce como alotropía, por ser el caso más común, nos referiremos como ejemplo al carbón, del cual existen dos formas alotrópicas ampliamente conocidas: diamante y grafito, la existencia de ambas demuestra que las propiedades de las sustancias no dependen sólo de los átomos que las constituyen, sino también de cómo se encuentran arreglados, el grafito y el diamante de una joya sólo contienen átomos de carbono, pero ¡qué diferentes son ambos sólidos! el grafito es negruzco, brillante, quebradizo y buen conductor de la electricidad, mientras que el diamante es transparente, aislante y duro (tanto que permite cortar vidrio o bloques de granito), a pesar de las enormes diferencias, si se calienta un diamante hasta 1800 °C, lentamente se convierte en grafito, que es el alótropo más estable, y a la inversa, aplicando presiones enormes, pequeñísimas muestras de grafito han podido transformarse en diamante. Recientemente se han detectado otras dos formas alotrópicas del carbono, no tan conocidas como las anteriores : carbón VI y fullerenos, el primero está constituido por una larga cadena de átomos de carbono en los que se alternan enlaces sencillos y triples, y se le ha encontrado en meteoritos y en depósitos terrestres de grafito, por su parte, los fullerenos han sido la novedad científica de la segunda mitad de los años ochenta; su síntesis se logró en 1985 mediante la evaporación del grafito por medio de un rayo láser. Uno de los fragmentos formados tenía 60 átomos de carbono y se encontró que poseía una estructura simétrica cuasi esférica, muy parecida al balón de fútbol, con pentágonos y hexágonos alternados, por esta razón se le da el nombre formal de Fullerenos en honor del arquitecto Richard Buckminster Fuller inventor del domo geodésico que tiene una estructura similar.
GRAFITOGrafito
Diamante
FULLERENO O FUTBOLENOFullereno

Los componentes de la partícula más pequeña que entra en una reacción química, el átomo, son: electrones, protones y neutrones, los electrones fueron descubiertos en 1896 por el físico ingles Joseph John Thomson tras una larga serie de experimentos que lo llevaron a concluir que toda la materia contiene una pequeña carga negativa, cuantificada poco después por el norteamericano Robert Andrews Millikan, ahora se sabe que los electrones son parte fundamental del átomo y sus características fundamentales son: masa = 9.10 X 10-31 kg y carga = -1.60 X 10 -19 coulomb.
Los protones fueron descubiertos por el físico alemán Goldestein, también efectuando experimentos similares a los de Joseph John Thomson con los rayos catódicos, las características de los protones son: masa = 1.6724 X -27 kg. y carga = +1.60 X-19 coulomb. Finalmente los neutrones fueron descubiertos por el físico ingles James Chadwick en 1932. Desde el descubrimiento del neutrón se sabe que todos los átomos contienen estas tres partículas fundamentales, en un átomo neutro, el número de electrones que se hallan girando alrededor del núcleo es igual al número de protones que se hallan dentro del núcleo. En 1927 con el desarrollo de la Mecánica Cuántica se sabe que las propiedades químicas están determinadas por la distribución de electrones que tiene el átomo en sus niveles de energía y es por esa causa que hay elementos muy parecidos entre sí, por ejemplo: Li, Na, K, Rb; otros: Cu, Ag, Au; otros: He, Ne, Ar, Kr, Xe
Los protones son los que determinan la identidad de cada elemento, son los protones los que marcan la diferencia fundamental entre un elemento y otro, así por ejemplo: el único elemento que tiene 6 protones es el carbono; el único elemento que tiene 8 protones es el oxígeno; el único elemento que tiene 20 protones es el calcio y el único elemento que tiene 79 protones es el oro. Los alquimistas invirtieron 300 años tratando de convertir el hierro en oro, pero el hierro tiene 26 protones y el oro 79.
15.- NÚMERO ATÓMICO: Es el número de protones que hay en el núcleo de un átomo y que numéricamente es igual al número de electrones en un átomo neutro.
Dos átomos con la misma carga nuclear (mismo número de protones), no deben tener necesariamente el mismo número de neutrones, como un neutrón no tiene carga eléctrica, no influye en el número de electrones en un átomo.
16. – ISOTOPO: Átomos con el mismo número de protones, pero con diferente número de neutrones y por lo mismo diferente masa atómica.
Existen 3 isótopos de Hidrógeno: hidrógeno (un protón); deuterio (un protón y un neutrón) y tritio (un protón y dos neutrones). Se puede ver que todos tienen un protón y por eso se caracterizan como hidrógeno, pero al tener diferente número de neutrones, poseen diferente masa.
17.- MASA ATÓMICA: Es la suma de protones y neutrones que hay en el núcleo atómico.
De esta definición debemos entender que el peso o masa atómica que viene en la tabla periódica sólo es el promedio de los pesos atómicos de los isótopos de cada elemento.
¿Qué función desempeñan los neutrones dentro del núcleo? Aunque los neutrones fueron descubiertos en 1932 no se entendía cuál era su función en el interior del núcleo, hasta que en 1947 el físico japonés Heideki Yukawa explico su presencia por las fuerzas de intercambio, más poderosas que las gravitacionales o las fuerzas eléctricas, en ellas continuamente se están intercambiando o interconvirtiendo los protones en neutrones y los neutrones en protones para reducir al mínimo las fuerzas de repulsión eléctricas y estabilizar el núcleo atómico que de otra manera se desintegraría.
MASA ATÓMICA Y MASA NUCLEAR: El número de masa o masa atómica es una indicación aproximada de la masa de un átomo. Las medidas indican que los átomos que contienen muchos protones y neutrones no son múltiplos enteros de la masa del Hidrógeno, las medidas reales de la masa se efectúan con un espectrógrafo de masas, instrumentos que usan una combinación de campos eléctricos y magnéticos para ejercer fuerza sobre átomos ionizados, de acuerdo a la masa de dichos iones se produce una deflexión (curvatura) que es proporcional a su masa atómica.
18.- LA UNIDAD DE MASA ATÓMICA: Aunque es posible la medición absoluta de la masa atómica en gramos, es mucho más fácil usar medidas relativas, por este motivo, las masas atómicas se dan usualmente en términos de una masa asignada arbitrariamente. Históricamente, las medidas de masa relativa de diversos tipos de átomos precedieron a las medidas absolutas, ya que esto pudo hacerse por métodos químicos simples, se eligió una escala basada en el oxígeno, tomando la masa del átomo de oxígeno exactamente como 16 unidades de masa atómica (uma), de modo que una uma = 1/16 de la masa del átomo de oxígeno. Todo fue muy bien hasta el descubrimiento de los isótopos y, de modo especial, hasta el descubrimiento hecho en 1929 por Giauque y Johnston de que el oxígeno consiste de tres isótopos que son O16, O 17 y O 18. Así, los pesos atómicos de los elementos químicos no habían sido medidos con precisión. En la actualidad se acepta una nueva unidad de masa atómica, abreviada u, y es exactamente 1/12 de la masa de C12. En esta escala el oxígeno pesa 15.99491 u.
19.- MOL: Es la cantidad de una sustancia que contiene tantas partículas (átomos, moléculas, iones, electrones, etc.) como átomos que hay exactamente en 12 g de carbono-12. El número de partículas se ha calculado experimentalmente y se le conoce como NUMERO DE AVOGADRO, (NA), en honor del científico italiano Amedeo Avogadro, su valor redondeado es:
NA = 6.022 X 10 23
De tal forma que si tenemos un mol de átomos de hidrógeno, tiene 6.022 X 10 23 átomos de hidrógeno; un mol de moléculas de hidrógeno tendrá 6.022 X 10 23 moléculas.
Un mol de átomos de carbono-12 tiene una masa exacta de 12 g y 6.022 X 1023 átomos, a esta cantidad se le conoce como masa molar.
20.- MASA MOLAR: Se define como la masa en gramos o kilogramos de un mol de átomos o moléculas de una sustancia. La masa atómica de un elemento se expresa en uma y la masa molar en gramos, pero el valor es el mismo. Igual si hablamos de masa molecular de un compuesto en uma y su masa molar en gramos.

jueves, 31 de diciembre de 2009

Primavera-2010 QFB

miércoles, 2 de septiembre de 2009

Clasificación de la materia

viernes, 28 de agosto de 2009

EJERCICIO 1 (Densidad y peso específico)

martes, 25 de agosto de 2009

Definiciones de la Química

lunes, 18 de mayo de 2009

ENLACE COVALENTE

Fragilidad de un compuesto ionico

Requisitos para la formación del enlace ionico

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