Trabajo De Investigacion Quimica Udeos 16-03-2019.docx

HOMOGENEA Una mezcla contiene dos o más sustancias combinadas de tal forma que cada una conserva su identidad química. Las mezclas homogéneas o uniformes son aquellas en las que la composición es la misma en toda la muestra. La mezcla homogénea también se denomina disolución, que consiste en un disolvente, normalmente la sustancia presente en mayor cantidad, y uno o más solutos. Normalmente el disolvente es un líquido, mientras que el soluto puede ser sólido, líquido o gas. La soda es una disolución formada por dióxido de carbono (soluto) y agua (disolvente). El agua de mar es una disolución más compleja, formada por varios solutos sólidos, incluyendo el cloruro de sodio y otras sales, en agua, que es el disolvente. También es posible conseguir disoluciones en estado sólido. El latón es una disolución sólida que contiene dos metales, cobre (67%-90%) y zinc (10%-33%). Se pueden emplear varios métodos para separar los componentes de una mezcla homogénea. Algunos de ellos son:  Evaporación: que se utiliza para separar mezclas homogéneas sólido-líquido. El líquido se evapora, quedando un residuo sólido en el matraz. Este líquido se recupera condensando el vapor. La evaporación puede utilizarse para separar los componentes de una disolución acuosa de sulfato de cobre.  Destilación: se utiliza para separar mezclas homogéneas líquido-líquido, cuando ambos tienen distinta temperatura de ebullición. Al ir calentando la mezcla los vapores desprendidos serán más ricos en el componente más volátil y pueden ser recogidos por un serpentín de refrigeración donde se condensan de nuevo a líquido. Se puede así separar el alcohol del vino. o Ejemplos de mezclas homogéneas sólidas: Azúcar glass y harina Bicarbonato de sodio y sal Azúcar, sal y polvo de hornear. o

Ejemplos de mezclas homogéneas en solución: Solución de agua con azúcar. Leche Leche con chocolate

o

Ejemplos de mezclas homogéneas de aleación metálica: Cuproníquel Bronce Plata sterling Oro blanco.

 HETEROGENEA Una mezcla contiene dos o más sustancias combinadas de tal forma que cada una conserva su identidad química. Las mezclas heterogéneas o no uniformes son aquellas en las que la composición de la muestra varía de un punto a otro. Muchas rocas pertenecen a esta categoría. En un trozo de granito se pueden distinguir varios componentes, que se diferencian entre ellos por el color. Normalmente sus componentes se pueden distinguir a simple vista o al microscopio. Se pueden emplear varios métodos físicos para separar los componentes de una mezcla heterogénea. Algunos de ellos son:  Filtración, que se utiliza para separar mezclas heterogéneas sólido-líquido. Se hace pasar la mezcla a través de una barrera con poros finos, como un filtro de papel.  Disolución y filtración: La arena mezclada con sal, al ser ésta soluble en agua, se pueden separar agitando la mezcla en agua. Al filtrar, la arena se queda retenida en el papel y la disolución de sal pasa a su través.  Decantación: Permite separar dos líquidos no miscibles. Al dejar reposar la mezcla, el más denso queda en la parte inferior y el menos denso en la superior, pudiéndose separar fácilmente. o

Ejemplos Agua con aceite. Suelo. Leche. Helado. Jugo surtido. Concreto para construcción. Ensalada de frutas. Ensalada de verduras.

 COMPUESTOS La palabra compuesto proviene del latín compositus, podemos hablar de que algo está “compuesto de” para señalar qué cosas conforman algo, y en la materia de la química, un compuesto es una sustancia que está formada por dos elementos de la tabla periódica o todavía más. Los compuestos tienen una fórmula química. Un compuesto está conformado por moléculas o iones que tienen una determinada carga (positiva en el caso de protones o negativa en el de los electrones) y enlaces. Los elementos que conforman un compuesto no pueden separarse con ningún tratamiento o proceso físico, sino solo con uno químico. Para nombrar un caso, podemos dar como ejemplo el ácido fluorhídrico, el cual está compuesto por un átomo de flúor y uno de hidrógeno. En la química inorgánica los compuestos son representados mediante símbolos químicos. Se clasifican en compuestos orgánicos e inorgánicos y estos son: óxidos ácidos (formados por un metal y oxígeno), óxidos básicos (formados por un no metal y oxígeno), hidruros (un elemento metálico o no e hidrógeno), hidrácidos (no metálicos, cuando se disuelve en agua se convierte en ácido), hidróxidos (formados por la reacción de un óxido básico y agua), oxácidos (compuesto por la reacción de un óxido ácido y agua), sales binarias (es un hidrácido más un hidróxido), oxisales (compuesto por la reacción de un oxácido y un hidróxido), compuestos alifáticos (constituidos por carbono y también hidrógeno no aromático), compuestos aromáticos (compuesto orgánico cíclico conjugado con mayor estabilidad), compuestos heterocíclicos (compuesto orgánico cíclico; al menos uno de los componentes es de un elemento que no es carbono), compuestos organometálicos (los átomos del carbono forman enlaces covalentes) y polímeros (macromoléculas formadas por la unión de moléculas más pequeñas).

Es importante que se distinga entre un compuesto y entre una mezcla o aleación. La mezcla tiene elementos que pueden identificarse o separarse de forma muy sencilla; la aleación está constituida por dos o más elementos de los cuales al menos uno es un metal.

 ELEMENTOS

Un elemento químico es un tipo de materia, constituida por átomos de la misma clase, con un número determinado de protones en su núcleo. Tradicionalmente se define como aquella sustancia que no puede ser descompuesta mediante una reacción química, en otras más simples. Cada elemento es representado por una letra propia (o un conjunto de letras), y son organizados y clasificados según sus propiedades en la llamada Tabla Periódica de los Elementos. Dependiendo del lugar que un elemento ocupe en la tabla, pueden determinarse ciertas características químicas, como el peso atómico, el número atómico, etc. Los átomos se encuentran formados por tres partículas subatómicas: Los protones (de carga eléctrica positiva) Los neutrones (sin carga eléctrica) Los electrones (de carga eléctrica negativa). Los átomos de diferentes elementos químicos tienen una cantidad diferente de protones y de electrones.

El número atómico de un elemento (simbolizado con la letra Z) indica la cantidad de protones presentes en el núcleo de los átomos del elemento en cuestión, mientras que el número másico (simbolizado con la letra A) representa la suma de los protones y los neutrones que posee el núcleo del átomo. Por esta razón, el número másico suele ser mayor que el número atómico. Clasificación de los elementos químicos Los elementos químicos se clasifican de forma general en tres grandes grupos: Los metales: son aquellos elementos caracterizados por ser buenos conductores de la electricidad y del calor, tener un potencial de ionización bajo, además de ser maleables, dúctiles y oxidarse al perder electrones. Los no metales: son aquellos elementos caracterizados por tener una alta capacidad de ionización, una alta tendencia a ganar electrones, y no ser buenos conductores de la electricidad ni del calor. Los gases nobles: son aquellos elementos que presentan inercia química, ya que son sumamente estables y no tienden a reaccionar químicamente con otros elementos. En la actualidad, se conocen alrededor de 118 elementos químicos, la mayoría de ellos existentes de forma natural, y otros (muy pesados e inestables) solo pudieron ser creados en laboratorios.

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Hidrógeno (H) Helio (He)

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Litio (Li) Berilio (Be)

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Boro (B) Carbono (C)

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Nitrógeno (N) Oxígeno (O) Flúor (F) Neón (Ne) Francio (Fr) Radio (Ra) Laurencio (Lr) Torio (Th) Uranio (U)

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Plutonio (Pu) Americio (Am) Curio (Cm) Californio (Cf) Antimonio (Sb) Plomo (Pb) Osmio (Os) Renio (Re)

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Wolframio (W) Hassio (Hs) Copernicio (Cn) Ununoctio (Uuo)

 PROPIEDADES Como todos sabemos, la materia se puede encontrar en tres estados diferentes, así tenemos los gases, los sólidos y los líquidos. Los estados de la materia y las propiedades que esta tiene dependiendo del estado en el que se encuentre se pueden explicar utilizando la teoría cinética, también llamado modelo cinético-molecular. Vamos a estudiar las propiedades de los gases haciendo uso de la teoría cinética. El modelo cinético-molecular aplicado a los gases dice:

 PROPIEDADES DE LOS GASES Los gases están formados por partículas muy pequeñas, que se encuentran separadas unas de otras y que se mueven constantemente chocando entre sí y con las paredes del recipiente que los contiene de forma elástica, es decir, cuando el choque se produce cambia la dirección que tenía la partícula pero no pierde velocidad ni gana, es decir, el valor de la velocidad se mantiene constante. Además, los gases tienden a ocupar todo el volumen del recipiente que los contiene. Los gases ejercen presión sobre las paredes del recipiente que los contiene. Esta presión se debe a los choques de las partículas del gas con las paredes. Así, podríamos decir que los gases dan forma. Por ejemplo, nuestra cavidad bucal tiene una forma, de no ser por el aire que hay en su interior esa parte de mofletes estaría como impregnada o aspirada hacia dentro. La teoría cinética para los gases enuncia que la temperatura de un gas es más alta cuando las partículas se mueven con mayor rapidez. Y en caso contrario, si las partículas del gas se mueven más despacio, la temperatura disminuye. Entre las partículas que conforman el gas las fuerzas tienen poca intensidad, de ahí que se muevan con total libertad. Los gases se pueden comprimir muy fácilmente, ya que podemos hacer que sus partículas estén mucho más próximas y, por lo tanto, que ocupen un volumen menor. Del mismo modo

que su compresión es sencilla, también se pueden expandir sin dificultad. Estos dos fenómenos se deben a que las partículas que forman los gases están aisladas y tienen más libertad para moverse.

 PROPEIDADES DE LOS LIQUIDOS Los líquidos se expanden y se comprimen con dificultad, esto se debe a que tienen un volumen constante, pero la forma puede variar. Cuando la materia se encuentra en estado líquido, la unión entre las partículas es más débil, así estas pueden deslizarse unas sobre otras (cambiando la forma y adaptándose al recipiente que las contiene). Por esto, aunque el volumen se mantiene constante, su estructura no es rígida, y su forma se adapta a la del recipiente que los contiene. Las partículas de un líquido están más separadas que las de un sólido. Por este motivo, aunque poco, se pueden comprimir. La densidad que tienen los líquidos es menor que la de los sólidos porque las partículas están menos agrupadas, y por lo tanto ocupan un volumen mayor. Cuando aumenta la temperatura, generalmente los líquidos tienen como característica el dilatarse más que los sólidos. Las partículas en un líquido tienen un mayor movimiento de vibración que en un sólido. La materia que se encuentra en estado líquido tiene algo llamado tensión superficial, esto se debe a que las moléculas que se encuentran en la superficie tienen una gran fuerza de cohesión, y por lo tanto producen una alta atracción. Por causa de la tensión superficial, los líquidos tienden a ocupar la menor superficie posible.

 PROPIEDADES DE LOS SOLIDOS Los sólidos no se pueden expandir ni se pueden comprimir, y tienen forma y volumen constantes. Esto se debe a que cuando la materia se encuentra en estado sólido, las partículas que la forman están muy fuertemente unidas formando una estructura rígida. La elevada fuerza de cohesión que hay entre las partículas que forman los sólidos solo les permiten un pequeño grado de movimiento. A pesar de esto, las partículas adquieren un movimiento de vibración y no es perceptible a la visión humana. De hecho, por eso a simple vista nos puede parecer que las partículas que forman los sólidos están totalmente inmóviles, pero lo cierto es que se encuentran en movimiento constante (en vibración). La materia en estado sólido también puede dilatarse y contraerse, aunque no sea perceptible para nuestros sentidos. Cuando la vibración aumenta, el sólido se dilata. Un ejemplo común sería el crujir de las paredes, esos sonidos que en ocasiones se escuchan

procedentes de las paredes, cuando hace frío o calor. Esto se debe a que la pared se está dilatando o contrayendo, y al no ser elástico produce el sonido que escuchamos. La teoría cinética también explica la mayor densidad de los sólidos, pues las partículas se encuentran muy próximas y ocupan poco volumen. Aunque cuando la temperatura aumenta, este volumen también aumenta ligeramente (a esto lo llamamos dilatación, como hemos explicado en el ejemplo anterior). Al estar tan separadas (por tender a ocupar todo el espacio del que disponen), las interacciones entre sus partículas se consideran escasas, prácticamente nulas o inexistentes.

 DENSIDAD Una materia de una cantidad de materia es algo que podemos medir con respecto a esa cantidad de materia. Entre las propiedades más comúnmente experimentadas están: la masa, el volumen, la forma, la temperatura, el color, el olor, el sabor y la textura. El conjunto total de propiedades define al objeto. Para comparar diferentes objetos o sustancias, comparamos sus propiedades. Los gases, líquidos y sólidos pueden ser distinguidos debido a que algunas de sus propiedades son diferentes. Por ejemplo, el agua sólida (hielo) tiene forma y volumen bien definidos, pero si fundimos el hielo hasta obtener agua líquida vemos que aunque el volumen sigue estando bien definido, la forma ya no: el agua líquida toma la forma del recipiente que la contiene. Si procedemos a evaporar el agua, ni siquiera el volumen está bien definido: el vapor de agua llena completamente el recipiente que lo contiene. El que una cantidad de materia cambie su forma o su volumen no altera la cantidad de masa. En 1 Kg de gas hay tanta materia como en 1 Kg de sólido. Si para los cambios de estado mencionados empezamos con 1 Kg de hielo, terminaremos con 1 Kg de vapor de agua. Si el sólido parece "más pesado" es porque el sólido tiene una mayor densidad.

Los sólidos tienen densidades altas, un poco mayores a los líquidos, mientras que los gases tienen densidades muy bajas. Como ejemplo, el plomo (Pb, un metal muy denso) tiene una densidad de 11.340 g/mL, mientras que el agua tiene una densidad de 1 g/mL. El nitrógeno (N), el componente más abundante del aire, tiene una densidad de apenas 0.00125 g/mL. Todas las propiedades que hemos mencionado corresponden a las propiedades físicas. Las propiedades químicas se refieren al comportamiento de la materia que sí altera sus propiedades.

En la naturaleza, la materia se nos presenta en tres estados físicos diferentes: sólido, líquido y gaseoso. Aunque algunas sustancias, como el agua, pueden existir en los tres estados, lo normal es que, en su estado natural, cada sustancia aparezca en uno solo de ellos. Por ejemplo, el hierro se encuentra en estado sólido (formando parte de distintos minerales), para pasarlo al estado líquido hay que fundirlo a temperaturas muy altas (en los altos hornos), y en el Sol, a millones de grados centígrados, está en estado de plasma.

 PUNTO DE FUSION Se conoce como punto de fusión a la temperatura en la cual una materia que se halla en estado sólido pasa a su estado líquido. Para que se produzca el cambio de estado, dicha temperatura debe ser constante. El punto de fusión es una propiedad física intensiva de la materia; esto quiere decir que no está ligada a la cantidad de sustancia o al tamaño del cuerpo. En el proceso de fusión, la materia sólida comienza a calentarse hasta alcanzar el punto de fusión, momento en el cual se produce su cambio de estado y se transforma en un líquido. Los puntos de fusión y de ebullición son dos constantes físicas muy usadas y pedidas en los cursos de Química y Física. Punto de Fusión: Es la temperatura en la cual se verifica el cambio de estado físico de solido a líquido. Por ejemplo el hielo que se derrite y se transforma en agua líquida a 0°C a una atmósfera o 760 mm de Hg (mercurio) de presión. Cada sustancia tiene su punto o temperatura de fusión propia. Otro ejemplo lo constituyen los metales que también tienen una temperatura específica en la cual comienzan a pasar al estado líquido. Punto de ebullición: Es la temperatura en la cual se verifica el pasaje del estado líquido al estado de vapor o gas. Volviendo al ejemplo del agua, lo podemos observar cuando pasa de agua líquida a vapor de agua. En este caso el punto es de 100 °C siempre y cuando la presión sea del valor de una atmósfera. Como vemos el valor de los puntos de fusión y ebullición están afectados por el valor de la presión atmosférica. Es decir depende de esta. Por norma siempre se verán los valores en las tablas de estas constantes que están referidas o medidas a 1 atmósfera. La importancia de saber los valores de los puntos de ebullición y de fusión tiene que ver con la identidad de una sustancia. Por ejemplo, el punto de fusión del aluminio es de 660,3 °C. No hay otra sustancia que tenga exactamente este mismo punto de fusión lo cual le da una gran importancia a la identidad del aluminio como tal. Lo mismo pasa con los puntos de ebullición. Estas constantes son propiedades intensivas como hemos explicado el concepto de las propiedades intensivas como aquellas que no varían con la cantidad de materia. Otra característica muy importante que deben saber es que mientras se produce un pasaje o cambio de estado las temperaturas de fusión y de ebullición se mantienen constantes.

Hasta que el cambio de estado llegue a su fin. Recién en el nuevo estado físico las temperaturas podrán variar hasta otro nuevo cambio de estado. En el siguiente gráfico podemos observar con detalle los cambios físicos en el agua. Como podrán observar, a los 0°C y a los 100° C se producen los cambios de estado y las temperaturas permanecen constantes mientras duran dichos cambios. Este tipo de gráficas es muy similar para todas las sustancias.

PUNTO DE EBULLICION El punto de ebullición es el término que se le da al proceso que se produce al cambio de estado de una materia que pasa de líquido a gaseoso. Asimismo, se refiere a la temperatura que provoca que la presión del vapor de un líquido iguale la presión del vapor por medio de la ebullición. De forma sencilla, se tiene que el punto de ebullición hace mención a la temperatura en la cual un líquido hierve, la cual está vinculada a las propiedades del líquido y no a su cantidad. Cabe destacar que una vez que el líquido ha entrado en ebullición y está hirviendo, la temperatura no sufre ninguna variación, es decir, es constante.

El ATOMO

El átomo es la unidad más básica de la materia con propiedades de un elemento químico. El átomo es el componente fundamental de toda la materia o sea, todo lo que existe en el universo físico conocido está hecho de átomos. Todo el universo, todas las estrellas, galaxias, planetas y demás cuerpos celestes también están hechos de átomos. Los átomos se agrupan formando moléculas y éstas constituyen todos los materiales que conocemos con las características físicas y químicas que observamos.

 Características del Átomo. Aunque el átomo es una unidad básica, está compuesto de tres subestructuras:   

Los protones. Los neutrones. Los electrones.

Estas partículas subatómicas tienen un orden en particular dentro del átomo. Los protones y los neutrones forman el núcleo atómico mientras que los electrones orbitan alrededor de éste. Adicionalmente, estas partículas están definidas por su carga eléctrica, donde los protones tienen una carga eléctrica positiva, los electrones negativa y los neutrones como su nombre lo indica, no tienen carga alguna, aunque aportan otras características al átomo. Otra particularidad importante de estas partículas es la masa. La mayor parte de la masa se encuentra en el núcleo, o sea, en los protones y los neutrones. Un protón tiene aproximadamente 1,800 veces la masa de un electrón. Los electrones orbitan alrededor del núcleo en una nube que tiene un radio de aproximadamente 10,000 veces el tamaño del núcleo. El número de protones y electrones define a cada uno de los elementos de la tabla periódica y su número es representado en ella como el número atómico. La cantidad de protones y electrones es la misma en un átomo determinado lo cual hace que su carga total sea neutral. La mayoría de los átomos, aunque no todos, tienen al menos tantos neutrones como protones. Si agregamos un protón adicional a un átomo, se crea un nuevo elemento y si agregamos un neutrón, creamos un isótopo, o sea un átomo del mismo elemento pero con más masa. El átomo de Hidrógeno es la excepción ya que no contiene neutrones, solo está formado de un protón y un electrón.

 Detalle de las Estructuras del Átomo. El progreso tecnológico llevo al descubrimiento de nuevas partículas subatómicas aparte de las tres básicas que mencionamos y que han supuesto grandes avances en el entendimiento de la estructura y el funcionamiento del átomo como los quarks, los leptones y los bosones.

TEORIA ATOMICA Y EJEMPLOS En química y física, la teoría atómica es una teoría científica sobre la naturaleza de la materia que sostiene que está compuesta de unidades discretas llamadas átomos. Empezó como concepto filosófico en la Antigua Grecia y logró amplia aceptación científica a principios del siglo XIX cuando los descubrimientos en el campo de la química demostraron que la materia realmente se comportaba como si estuviese hecha de átomos. La palabra átomo proviene del adjetivo en griego antiguo atomos, que significa «indivisible». Los químicos del siglo XIX empezaron a utilizar el término en relación con el número creciente de elementos químicos irreducibles.1 Cerca del cambio al siguiente siglo, a través de varios experimentos con electromagnetismo y radiactividad, los físicos descubrieron que los "átomos indivisibles" eran de hecho un conglomerado de varias partículas subatómicas (principalmente, electrones, protones y neutrones), las que pueden existir separadas unas de otras. De hecho, en ciertos entornos extremos, como las estrellas de neutrones, la presión y la temperatura extremas impiden que los átomos puedan existir en absoluto. Ya que se descubrió que los átomos podían dividirse, los físicos inventaron el término «partículas elementales» para describir las partes "indivisibles", aunque no indestructibles, de un átomo. El campo de ciencia que estudia las partículas subatómicas es la física de partículas y es en este campo donde los físicos esperan descubrir la auténtica naturaleza fundamental de la materia.

 Ejemplo

EL DESCUBRIMINETO DE LA TEORIA ATOMICA Durante el siglo XVIII y los primeros años del siglo XIX, en su afán por conocer e interpretar la naturaleza, los científicos estudiaron intensamente las reacciones químicas mediante numerosos experimentos. Estos estudios permitieron hallar relaciones muy precisas entre las masas de las sustancias sólidas o entre los volúmenes de los gases que intervienen en las reacciones químicas. Las relaciones encontradas se conocen como leyes de la química. Entre las leyes fundamentales de la Química, hay algunas que establecen las relaciones entre masas, llamadas leyes gravimétricas y otras que relacionan volúmenes, denominadas leyes volumétricas. John Dalton desarrolló su modelo atómico, en la que proponía que cada elemento químico estaba compuesto por átomos iguales y exclusivos, y que aunque eran indivisibles e indestructibles, se podían asociar para formar estructuras más complejas (los compuestos químicos). Esta teoría tuvo diversos precedentes.

Precedentes El primero fue la ley de conservación de la masa, formulada por Antoine Lavoisier en 1789, que afirma que la masa total en una reacción química permanece constante. Esta ley le sugirió a Dalton la idea de que la materia era indestructible. El segundo fue la Ley de las proporciones definidas. Enunciada por el químico francés Joseph Louis Proust en 1799, afirma que, en un compuesto, los elementos que lo

conforman se combinan en proporciones de masa definidas y características del compuesto. Dalton estudió y amplió el trabajo de Proust para desarrollar la Ley de las proporciones múltiples: cuando dos elementos se combinan para originar diferentes compuestos, dada una cantidad fija de uno de ellos, las diferentes cantidades del otro se combinan con dicha cantidad fija para dar como producto los compuestos, están en relación de números enteros sencillos. La ley de Avogadro le permitió deducir la naturaleza diatómica de numerosos gases, estudiando los volúmenes en los que reaccionaban. Por ejemplo: el hecho de que dos litros de hidrógeno reaccionasen con un litro de oxígeno para producir dos litros de vapor de agua (a presión y temperatura constantes), significaba que una única molécula de oxígeno se divide en dos para formar dos partículas de agua. De esta forma, Avogadro podía calcular estimaciones más exactas de la masa atómica del oxígeno y de otros elementos, y estableció la distinción entre moléculas y átomos.

Descubrimiento de las partículas subatómicas Hasta 1897, se creía que los átomos eran la división más pequeña de la materia, cuando J.J Thomson descubrió el electrón mediante su experimento con el tubo de rayos catódicos. El tubo de rayos catódicos que usó Thomson era un recipiente cerrado de vidrio, en el cual los dos electrodos estaban separados por un vacío. Cuando se aplica una diferencia de tensión a los electrodos, se generan rayos catódicos, que crean un resplandor fosforescente cuando chocan con el extremo opuesto del tubo de cristal. Mediante la experimentación, Thomson descubrió que los rayos se desviaban al aplicar un campo eléctrico (además de desviarse con los campos magnéticos, cosa que ya se sabía). Afirmó que estos rayos, más que ondas, estaban compuestos por partículas cargadas negativamente a las que llamó "corpúsculos" (más tarde, otros científicos las rebautizarían como electrones).

Descubrimiento del núcleo En su experimento, Hans Geiger y Ernest Marsden bombardearon partículas alfa a través de una fina lámina de oro (que chocarían con una pantalla fluorescente que habían colocado rodeando la lámina). Dada la mínima como masa de los electrones, la elevada masa y momento de las partículas alfa y la distribución uniforme de la carga positiva del modelo de Thomson, estos científicos esperaban que todas las partículas alfa atravesasen la lámina de oro sin desviarse, o por el contrario, que fuesen absorbidas. Para su asombro, una pequeña fracción de las partículas alfa sufrió una fuerte desviación. Esto indujo a Rutherford a proponer el modelo planetario del átomo, en el que los electrones orbitaban en el espacio alrededor de un gran núcleo compacto, a semejanza de los planetas y el Sol.

Descubrimiento de los isótopos En 1913, Thomson canalizó una corriente de iones de neón a través de campos magnéticos y eléctricos, hasta chocar con una placa fotográfica que había colocado al otro lado. Observó dos zonas incandescentes en la placa, que revelaban dos trayectorias de desviación diferentes. Thomson concluyó que esto era porque algunos de los iones de neón tenían diferentes masas; así fue como descubrió la existencia de los isótopos.

Descubrimiento del neutrón En 1928, Walther Bothe observó que el berilio emitía una radiación eléctricamente neutra cuando se le bombardeaba con partículas alfa. En 1932, James Chadwick expuso diversos elementos a esta radiación y dedujo que ésta estaba compuesta por partículas eléctricamente neutras con una masa similar la de un protón. Chadwick llamó a estas partículas "neutrones".

RAYOS CATODICOS El tubo de rayos catódicos, héroe de muchas décadas de TV, está muriendo como producto de consumo. Las nuevas pantallas planas de los más modernos televisores y monitores ya no lo necesitan. Sin embargo, sigue teniendo utilidad científica, como la tuvo desde sus orígenes. Quizás la naturaleza de protones y electrones nos hubiera sido muy difícil de descubrir sin esta sencilla y potente herramienta. Tanto desde el punto de vista histórico como desde el interés científico, nos resulta interesante entender el funcionamiento de esta muestra del ingenio humano. Pulsando Avanzar se muestran los objetivos que nos proponemos alcanzar. A la izquierda vemos un tubo de rayos catódicos similar al que usó Thomson hacia 1897. Pasemos el ratón por él para ver sus componentes. Después del ánodo se ha añadido una zona donde se pueden insertar campos eléctricos y magnéticos perpendiculares a la radiación, para comprobar si posee carga eléctrica y su signo. Así se comprobó que los rayos catódicos eran cargas negativas, que luego se denominarían electrones. Más tarde se comprobó que si en el tubo había algo de gas hidrógeno se originaba una radiación formada por partículas positivas más pesadas que los electrones, los protones.

Thomson había dado así un gran salto en la búsqueda del átomo moderno con ayuda del tubo de rayos catódicos. Deberíamos ahora tratar de comprender cómo se producen y comportan los rayos catódicos.

RADIACTIVIDAD La radiactividad fue descubierta por el científico francés Antoine Henri Becquerel en 1896 de forma casi ocasional al realizar investigaciones sobre la fluorescencia del sulfato doble de uranio y potasio. Descubrió que el uranio emitía espontáneamente una radiación misteriosa. Esta propiedad del uranio, después se vería que hay otros elementos que la poseen, de emitir radiaciones, sin ser excitado previamente, recibió el nombre de radiactividad. El descubrimiento dio lugar a un gran número de investigaciones sobre el tema. Quizás las más importantes en lo referente a la caracterización de otras sustancias radiactivas fueron las realizadas por el matrimonio, también francés, Pierre y Marie Curie, quienes descubrieron el polonio y el radio, ambos en 1898. La naturaleza de la radiación emitida y el fenómeno de la radiactividad fueron estudiados en Inglaterra por Ernest Rutherford, principalmente, y por Frederick Soddy. Como resultado pronto se supo que la radiación emitida podía ser de tres clases distintas, a las que se llamó alfa, beta y gamma, y que al final del proceso el átomo radiactivo original se había transformado en un átomo de naturaleza distinta, es decir, había tenido lugar una transmutación de una especie atómica en otra distinta. También se dice (y esta es la terminología actual) que el átomo radiactivo ha experimentado una desintegración.

La radiactividad es una reacción nuclear de "descomposición espontánea", es decir, un nucleido inestable se descompone en otro más estable que él, a la vez que emite una "radiación". El nucleido hijo (el que resulta de la desintegración) puede no ser estable, y entonces se desintegra en un tercero, el cual puede continuar el proceso, hasta que finalmente se llega a un nucleido estable. Se dice que los sucesivos nucleidos de un conjunto de desintegraciones forman una serie radiactiva o familia radiactiva. Se puede considerar que todos los isótopos de los elementos con número atómico igual o mayor a 84 (el polonio es el primero de ellos) son radiactivos (radiactividad natural) pero que, actualmente, se pueden obtener en el laboratorio isótopos radiactivos de elementos cuyos isótopos naturales son estables (radiactividad artificial).

Propiedades físicas y químicas

La diferencia entre las propiedades físicas y químicas radica en que las propiedades físicas son visibles, medibles y no alteran la sustancia original, en cambio, las propiedades químicas comportan la reacción de una sustancia con respecto a otras sustancias, tanto en su comportamiento químico como en la alteración de su composición creando, en consecuencia, una nueva sustancia.

Propiedades físicas: Una propiedad física es aquella que se basa principalmente en la estructura del objeto, sustancia o materia, que es visible y medible. Podemos definir las propiedades físicas de un objeto mediante la observación y la medición. Por ejemplo: Las propiedades físicas de un cubo de madera serían: Denso sólido cuadrado de madera orgánico no maleable

Madera Denso

Cuadrado de Madera

Madera Solido

Orgánico no Maleable

Propiedades químicas

Las propiedades químicas de la materia son las que hacen al cambio de composición de la materia. La exposición de cualquier materia a una serie de reactivos o de condiciones particulares puede reaccionar y cambiar su estructura. Estos cambios podrán ser de mayor o menor peligro, y una gran cantidad de ensayos de laboratorio se hacen para prevenir eventuales transformaciones ligadas a esto. A continuación se ejemplifican y explican algunos ejemplos de propiedades químicas de la materia: pH: Propiedad química que sirve para medir la acidez de una sustancia o disolución. Estado de oxidación: Grado por el que un átomo se oxida. Poder calorífico: Cantidad de energía que se desprende al producirse una reacción química.

 Estabilidad química: Capacidad de una sustancia de evitar reaccionar con otras.  Alcalinidad: Capacidad de una sustancia para neutralizar ácidos.  Corrosividad: Grado de corrosión que puede ocasionar una sustancia.  Inflamabilidad: Capacidad de una sustancia de iniciar una combustión al aplicársele calor a suficiente temperatura.

 Reactividad: Capacidad de una sustancia para reaccionar en presencia de otras.  Combustión: La oxidación rápida, que se produce con desprendimiento de calor y de luz.  Potencial de ionización: Energía necesaria para separar a un electrón de un átomo. Te recomendamos: Isótopos Materiales Naturales y Artificiales Materia Propiedades Intensivas y Extensivas Sustancias Simples y Compuestas Compuestos Químicos Ciencias Naturales en la vida cotidiana Química en la Vida Cotidiana Átomos Propiedades de los metaloides Sólidos Sólidos, Líquidos y Gaseosos Enlaces PatrocinadosTe Puede Gustar

Universidad Occidental De Escuintla

Damari Mannolia De León Padilla

Lic. Enio Cano Lima

Técnico universitario En Procesos Industriales De Los Alimentos

Tema: Investigación De Química

Química I 1er Semestre, sección “B”

Fecha de Entrega 16/03/2019