miércoles, 29 de agosto de 2012

Átomo y partículas elementales

Átomo: es la menor cantidad de un elemento químico que tiene existencia propia, y que no es posible dividir mediante procesos químicos.
Características
Durante un tiempo, los científicos investigaron el tamaño y la masa del átomo, pero sin instrumentos y técnicas apropiadas. Más tarde se diseñaron experimentos para determinar estas características. Así se descubrió que algunos átomos de un elemento presentan distinta masa, aunque mantienen idéntico número atómico (isótopos).
Estructura
En el átomo distinguimos dos partes: el núcleo y la corteza.
La teoría aceptada hoy es que el átomo se compone de un núcleo de carga positiva formado por protones y neutrones, en conjunto conocidos como nucleones, alrededor del cual se encuentra una nube de electrones de carga negativa.
Origen
El concepto de átomo fue ya propuesto por filósofos griegos como Demócrito y los Epicúreos. Sin embargo fue olvidado hasta que el químico inglés John Dalton revisó la idea en su teoría atómica. En el siglo XIX, gracias a los trabajos de Avogadro, se comenzó a distinguir entre átomos y moléculas. La visión moderna de su estructura interna tuvo que esperar hasta el experimento de Rutherford en 1911 y el modelo atómico de Bohr. Posteriores descubrimientos científicos, como la teoría cuántica, y avances tecnológicos, como el microscopio electrónico, han permitido conocer con mayor detalle las propiedades físicas y químicas de los átomos.

martes, 28 de agosto de 2012

Modelos Atómicos

El modelo de Dalton
John Dalton (1766-1844) estableció las primeras bases científicas de la teoría atómica. Este profesor mostró que los átomos se unían entre sí en proporciones definidas (moléculas) según cada elemento y por medio de una fuerza eléctrica (enlace químico). Todos los átomos de un elemento presentan las mismas características (propiedades químicas).

El modelo de Thomson
Este físico inglés demostró que existen haces de partículas menores que los átomos con cargas negativas y positivas, entre ellas el electrón, que poseía una masa muy inferior a la de cualquier átomo. Joseph John Thomson (1856-1940) elaboró una teoría de la estructura atómica en la que los electrones están incrustados en la materia positiva. Recibió el Premio Nobel de Física en el año 1906.

El modelo de Rutherford
Ernest Rutherford (1871-1937) propuso un modelo nuclear del átomo compuesto en gran medida por espacio vacío. Un núcleo central con carga eléctrica positiva (debido a la presencia de unas partículas denominadas protones) concentra la mayoría de la masa, y los electrones satélites, cargados negativamente, giran en órbitas a su alrededor. El estado eléctrico normal del átomo es neutro.

El modelo de Bohr
Niels Bohr (1885-1962) elaboró una teoría de la estructura del átomo que incorporaba el modelo de Rutherford y las ideas de Planck. En su hipótesis, los electrones se disponen en un máximo de siete capas superpuestas (niveles cuánticos), a una distancia considerable y determinada del núcleo.
Cada capa electrónica puede albergar un determinado número de electrones, cuya posición se establece según la probabilidad de encontrarlo a una distancia determinada del núcleo. El nivel más externo determina el comportamiento químico del átomo, la combinación con otros elementos según la cantidad de electrones que presenta. Dependiendo de cada caso, la distribución de los electrones por las capas atómicas varía, pero siempre manteniendo las propiedades químicas de los átomos. Atendiendo a esta circunstancia, los diferentes elementos se ordenan dentro de lo que se conoce como la tabla periódica, una forma de organizarlos en grupos similares, asignando un número a cada uno de ellos (que se corresponde con el número atómico).

lunes, 27 de agosto de 2012

Enlaces Químicos

Las propiedades de las sustancias dependen en gran medida de la naturaleza de los enlaces que unen sus átomos.
Existen tres tipos principales de enlaces químicos:
a.    Enlace iónico: Este enlace se produce cuando átomos de elementos metálicos se encuentran con átomos no metálicos.
En este caso los átomos del metal ceden electrones a los átomos del no metal, transformándose en iones positivos y negativos, respectivamente. Al formarse iones de carga opuesta éstos se atraen por fuerzas eléctricas intensas, quedando fuertemente unidos y dando lugar a un compuesto iónico. Estas fuerzas eléctricas las llamamos enlaces iónicos.

b.    Enlace covalente: Los enlaces covalentes son las fuerzas que mantienen unidos entre sí los átomos no metálicos.
Estos átomos tienen muchos electrones en su nivel más externo (electrones de valencia) y tienen tendencia a ganar electrones antes que cederlos, para adquirir la estabilidad de la estructura electrónica de gas noble.
En este caso el enlace se forma al compartir un par de electrones entre los dos átomos, uno procedente de cada átomo.

c.    Enlace metálico: Los átomos de los metales tienen pocos electrones en su última capa, por lo general 1, 2 ó 3. Éstos átomos pierden fácilmente esos electrones (electrones de valencia) 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.

Si quieres profundizar más sobre el tema visita: 

domingo, 26 de agosto de 2012

Radioactividad

Radiactividad es la emisión de radiaciones que se generan espontáneamente en los núcleos inestables.
En 1896, Henri Becquerel observó este fenómeno por primera vez emitido por el Uranio. Demostró que esos rayos uránicos impresionaban las placas fotográficas y hacían que el aire condujera la electricidad
Pierre y Marie Curie descubrieron otros dos elementos que emitían radiaciones parecidas. Comprobaron que todos los minerales de Uranio emitían radiaciones y además aislaron otros dos elementos con idénticas propiedades: el Polonio y el Radio, a los que llamaron elementos radiactivos.
La radioactividad siempre ha estado presente entre nosotros y puede perdurar en el tiempo incluso por miles de millones de años. Durante este periodo, bajo una transformación, estos átomos se vuelven estables. A esto se le denomina periodo radioactivo. Este período es característico de cada isótopo radioactivo.

sábado, 25 de agosto de 2012

Tipos de Radiación

a.  Alfa: Son núcleos de Helio formados por dos protones y dos neutrones. Las partículas α son lentas y tienen bajo poder de penetración.
b.    Beta: Son electrones rápidos procedentes de neutrones que se desintegran en el núcleo, dando lugar a un protón y un electrón. Son casi 100 veces más penetrantes que las alfa.
c.    Gamma: son radiaciones electromagnéticas (fotones) de mayor frecuencia que los rayos X. Viajan a la velocidad de la luz y, al ser energía pura, son extremadamente peligrosos. 


viernes, 24 de agosto de 2012

Decaimiento radiactivo

El decaimiento radiactivo se caracteriza por la descomposición espontánea de un núcleo, generando núcleos de menor masa, partículas pequeñas y energía.
Los átomos, o "nucleídos", que decaen, o se transforman en otros nucleídos, se los puede denominar como "radionucleidos"
El fenómeno radiactivo no significa que todos los núcleos de un determinado elemento liberan partículas simultáneamente, sino que es un proceso paulatino, lento o muy rápido, dependiendo del isótopo.
Los núcleos radiactivos sufren desintegraciones en etapas sucesivas, a través de emisiones alfa y beta, hasta lograr un núcleo estable.

jueves, 23 de agosto de 2012

Vida Media

La vida media es el tiempo que tarda en desintegrarse la mitad de los núcleos de cualquier sustancia radioactiva en relación a su valor inicial. 

Las vidas medias varían desde fracciones de segundo a millones de años.


miércoles, 22 de agosto de 2012

Isótopos



La palabra isótopo, del idioma griego "en el mismo sitio", se usa para indicar que todos los isótopos de un mismo elemento se encuentran en el mismo sitio de la tabla periódica.
Corresponden a los átomos de un mismo elemento que contiene diferente número de neutrones en su núcleo, variando su masa. En general, para cada elemento hay más de un número posible de neutrones en su núcleo.
Tienen propiedades químicas iguales, ya que tienen el mismo número de electrones. Tienen propiedades físicas diferentes, puesto que su masa es distinta para cada isótopo.
Existen isótopos naturales, que son los que se encuentran libremente en la naturaleza; y los isótopos artificiales, que son aquellos que crea el hombre al bombardear átomos con partículas subatómicas, aunque el tiempo de vida de estos isótopos es de muy corta duración ya que poseen inestabilidad y radiactividad. Los isótopos radiactivos o artificiales reciben el nombre de Radioisótopos. Son este tipo de isótopos los que se utilizan con mucha frecuencia, no sólo en los sistemas biológicos, sino también en la industria y agricultura.
La utilización de isótopos radiactivos en medicina humana alcanza una relevancia excepcional. En la siguiente tabla se resumen los radioisótopos más usados en dicha ciencia y sus aplicaciones más frecuentes:


martes, 21 de agosto de 2012

Efectos de la Radiación sobre los seres humanos


Todos estamos permanentemente sometidos a emisiones radiactivas de las fuentes naturales y artificiales. Las fuentes naturales son la luz visible, infrarroja, UV, ondas de radio, microondas, emisiones radiactivas.
El cuerpo humano también se deteriora con el exceso de radiación. Los daños pueden ser somáticos si altera el funcionamiento celular de un tejido y puede ocasionar una enfermedad o la muerte. El daño genético ocurrirá si se altera la secuencia de bases del ADN, produce malformación a nivel del tejido y puede transmitirse a futuras generaciones.
Los efectos de la radiactividad no siempre son perjudiciales ya que si empleamos la dosis y forma adecuada, la radiactividad tiene muchas utilidades en distintos campos:
a.    En medicina se utiliza para el tratamiento y diagnóstico del cáncer, el estudio de órganos y la esterilización del material quirúrgico.
b. En química se emplea para investigar mecanismos de reacción y fabricar productos químicos.
Los efectos biológicos dependen de varios factores:
·      Poder penetrante de la radiación: Según sea Alfa, Beta y Gamma.
·   Energía y nivel de exposición a la radiación: Mientras mayor sea el tiempo de exposición y más energético el tipo de radiación, mayores serán los efectos en los diferentes tipos de tejidos.
·     Propiedades químicas de la fuente radiactiva: La acción depende del tiempo de permanencia en el organismo. Ejemplo: Kr-85 es inerte y circula rápido por el organismo; en cambio Sr-90 sustituye al Calcio y se incorpora a los huesos causando mayor daño.
·  Poder ionizante de la radiación: La radiación puede inducir la excitación electrónica, ionización de átomos y moléculas, o fraccionamiento de moléculas, produciendo iones o radicales. La radiación gamma es muy penetrante pero poco ionizante, en cambio, los rayos alfa son poco penetrantes pero muy ionizantes.

Si quieres profundizar más sobre el tema visita:  http://divnuclear.fisica.edu.uy/libro/Radiaciones_ionizantes_y_salud.pdf

lunes, 20 de agosto de 2012

Radiación Inducida

Se produce la radiactividad inducida cuando se bombardean ciertos núcleos estables con partículas apropiadas. Si la energía de estas partículas tiene un valor adecuado penetran dentro del núcleo bombardeado y forman un nuevo núcleo que, en caso de ser inestable, se desintegra después radiactivamente.
Fue descubierta por los esposos Jean Frédéric Joliot-Curie e Irène Joliot-Curie, bombardeando núcleos de Boro y Aluminio con partículas alfa. Observaron que las sustancias bombardeadas emitían radiaciones después de retirar el cuerpo radiactivo emisor de las partículas de bombardeo.


domingo, 19 de agosto de 2012

Fusión Nuclear

La fusión nuclear ocurre cuando dos núcleos atómicos muy livianos se unen, formando un núcleo atómico más pesado con mayor estabilidad. Estas reacciones liberan energías tan elevadas que en la actualidad se estudian formas adecuadas para mantener la estabilidad y confinamiento de las reacciones.

No todas las reacciones de fusión producen la misma energía, depende siempre de los núcleos que se unen y de lo productos de la reacción.
La energía necesaria para lograr la unión de los núcleos se puede obtener utilizando energía térmica o bien utilizando aceleradores de partículas. Ambos métodos buscan que la velocidad de las partículas aumente para así vencer las fuerzas de repulsión electrostáticas generadas al momento de la colisión necesaria para la fusión.
Para obtener núcleos de átomos aislados, es decir, separados de su envoltura de electrones, se utilizan gases sobrecalentados que constituyen el denominado Plasma Físico. Este proceso es propio del Sol y las estrellas, pues se tratan de gigantescas estructuras de mezclas de gases calientes atrapadas por las fuerzas de gravedad estelar.
Aplicaciones
De momento este tipo de reacción sólo ha vivido su desarrollo en el ámbito militar con las llamadas Bombas H, más potentes que las de fisión.

sábado, 18 de agosto de 2012

Fisión Nuclear

Es una reacción nuclear que tiene lugar por la rotura de un núcleo pesado al ser bombardeado por neutrones con cierta velocidad. A raíz de esta división el núcleo se separa en dos fragmentos acompañado de una emisión de radiación, liberación de 2 ó 3 nuevos neutrones y de una gran cantidad de energía. En estricto rigor una fracción de la masa del sistema se convierte en energía durante el proceso.
Los neutrones que escapan de la fisión, al bajar su energía cinética, se encuentran en condiciones de fisionar otros núcleos pesados, produciendo una Reacción Nuclear en Cadena. Cabe señalar, que los núcleos atómicos utilizados, por lo general, son de Uranio - 235.
Aplicaciones
·        Producción de energía nuclear para la posterior transformación en energía eléctrica de uso domestico.
·        Armamento nuclear (Bombas atómicas: Hiroshima y Nagasaki)

En resumen:



jueves, 31 de mayo de 2012

Los polímeros

La materia está formada por moléculas que pueden ser de tamaño normal o gigantes llamadas macromoléculas, las cuales se constituyen por la unión repetida de muchas unidades moleculares pequeñas.
Un polímero es una macromolécula constituida por la unión de muchos monómeros, los cuales corresponden a miles de átomos unidos entre sí mediante enlaces covalentes.
                                 
Se caracterizan por:
·         Ser generalmente compuestos orgánicos.
·         Poseen un elevado peso molecular por el tamaño de sus moléculas.
·         Se obtienen a través de reacciones de polimerización.

Su estructura:

(a) Lineal.
(b) Ramificada.
(c) Encadenamiento transversal suelto.
(d) Encadenamiento transversal firme o estructura de red.



Las propiedades fisicas de los polímeros se encuentran condicionadas por su peso molecular.

PESO MOLECULAR
CARACTERISTICAS
Bajo
Sólido quebradizo sin propiedades útiles.
Menor que 10.000
Propiedades que le hacen útiles como fibra.
Menor que 100.000
Poseen alta resistencia al calor y la tensión mecánica.



CLASIFICACIÓN DE LOS POLÍMEROS


- Según origen:

·            Naturales
Son los que provienen directamente del medio ambiente.

Caucho natural

Caucho natural
ADN
Lana










·           Sintéticos
Se obtienen por procesos de polimerización controlados por el hombre apartir de materias primas de bajo peso molecular.


Polietileno


Policloruro de vinilo (PVC)
 


- Según propiedades físicas:
Los elastómeros y termoplásticos están constituidos por moléculas que forman largas cadenas con poco entrecruzamiento entre sí. Cuando se calientan, se ablandan sin descomposición y pueden ser moldeados.
Los termoestables se preparan generalmente a partir de sustancias semifluidas de peso molecular relativamente bajo, las cuales alcanzan, cuando se someten a procesos adecuados, un alto grado de entrecruzamiento molecular formando materiales duros, que funden con descomposición o no funden y son generalmente insolubles en los solventes más usuales.
·  Elastómeros

Neumaticos - Caucho
Manguera
·  Termoplásticos
Juguetes

Botellas










·  Termoestables


Kevlar
Baquelita - Enchufe
APLICACIONES
La gran variedad de propiedades físicas y químicas de estos compuestos permite aplicarlos en construcción, embalaje, industria automotriz, aeronáutica, electrónica, agricultura o medicina. 


Poliamida: Medias para mujeres y fibras del cepillo de dientes

Polietileno: Bolsas plásticas, juguetes y tapas de botellas

Poliestireno: Accesorios de cocina (En forma de espuma) y  lentes en su área transparente


Polipropileno: Recipientes para microondas, alfombras artificiales, películas transparentes y equipos de laboratorio