viernes, 30 de agosto de 2019

5. LA MATERIA



La materia es todo lo que nos rodea, todo lo que podemos ver. La materia, químicamente, está formada por pequeñas partículas distintas o del mismo tipo. Existen sustancias puras o mezclas. 
Las sustancias puras a su vez se clasifican en:
·    Sustancias simples: Constituidas por átomos de elementos o por moléculas de átomos de un solo  elemento.
·       Compuestos: Constituidos por átomos de dos o más elementos. 
      Las mezclas pueden ser:
·      Homogéneas: como por ejemplo las soluciones o disoluciones y sus componentes se pueden separar  por destilación.
·   Heterogéneas: como por ejemplo las suspensiones y sus componentes pueden ser separados por decantación. 
Por otro lado, las partículas son componentes del átomo y pueden ser partículas elementales o compuestas, Las partículas están formadas también por partículas subatómicas como los quarks.
Pero también hay otras partículas subatómicas que no son parte de los átomos, ejemplo los bosones y neutrinos. 
En un principio, se consideraban sólo tres tipos básicos de partículas subatómicas: los protones, los neutrones y los electrones. Pero luego se descubrió que estas partículas las conformaban otras. 
Los quarks conforman a los protones y neutrones: dos quarks up y un down. Existen seis tipos diferentes de quarks (up, down, bottom, op, strange y charm). 
Protón: Se encuentra en el núcleo. Su masa es de 1,6×10-27 kg. Tiene carga positiva igual en magnitud a la carga del electrón. El número atómico de un elemento indica el número de protones que tiene en el núcleo. Por ejemplo, el núcleo del átomo de hidrógeno contiene un único protón, por lo que su número atómico (Z) es 1. 
Electrón: Se encuentra en la corteza. Su masa aproximadamente es de 9,1×10-31 kg. Tiene carga eléctrica negativa (-1.602×10-19 C). 
Neutrón: Se encuentra en el núcleo. Su masa es casi igual que la del protón. No posee carga eléctrica. El concepto de partícula elemental es hoy algo más oscuro debido a la existencia de cuasipartículas que si bien no pueden ser detectadas por un detector constituyen estados cuánticos cuya descripción fenomenológica es muy similar a la de una partícula real. 


Positrón o electrón positivo: Un positrón es una partícula de tipo elemental 3 y 4 (ya que no existen evidencias de que esté compuesta por otras partículas más simples) cuya carga eléctrica resulta igual a la que posee el electrón, aunque positiva. Por esta característica, se dice que el positrón es la antipartícula de esta partícula subatómica.


Es una partícula que, se supone, cumplió un papel importante en el origen del universo y toda la materia existente. (Santoyo, s.f.)
El bosón de Higgs era la pieza que faltaba por descubrir del Modelo Estándar de Física de Partículas, una teoría que explica las interacciones entre ellas, la cual se ha sido comprobada por estudios. (Santoyo, s.f.)
El bosón de Higgs no puede ser observado fácilmente, ya que se desintegra casi inmediatamente. Hay que producirlo en aceleradores y reconstruirlo a partir de las partículas de su desintegración. Según la famosa ecuación de Einstein, energía y masa son caras de una misma moneda, por lo que se construyeron aceleradores más grandes y poderosos para producir partículas más pesadas. El LHC es la culminación de esta “escala energética”. (Santoyo, s.f.)


Thomson (1904): Los electrones se encuentran impregnados en el núcleo dándole al átomo una forma de mora. (Santoyo, s.f.)


Rutherford (1911): El átomo está conformado básicamente por un núcleo y una corteza. El núcleo lo conforman los protones y neutrones y la corteza por electrones orbitando. (Santoyo, s.f.)
A cada protón le corresponde un electrón por lo que todos los átomos son neutros. El conjunto de protones de un átomo determina el número atómico “Z”. (Universidad Nacional de la Patagonia San Juan Bosco, 2014)
El número másico de un átomo es la suma de los protones y neutrones, y se simboliza con la letra “A”, este es siempre un número entero. (Universidad Nacional de la Patagonia San Juan Bosco, 2014)
Por otro lado, los isotopos son elementos que contienen el mismo número de protones y electrones, pero difieren en sus neutrones. (Universidad Nacional de la Patagonia San Juan Bosco, 2014)


Se refiere al ordenamiento de los electrones de un átomo en sus niveles, formado por los orbitales que distribuyen a los electrones. (Universidad Nacional de la Patagonia San Juan Bosco, 2014)
Un orbital es simplemente una función matemática a la que se le puede asignar un significado físico. Representa una región en un átomo en la que hay probabilidad de encontrar un electrón. (Universidad Nacional de la Patagonia San Juan Bosco, 2014)
A continuación, se define cada número cuántico y se describe el rango de valores que abarca:
·         El nivel está caracterizado por n.
·         El subnivel está caracterizado por l.
·         El orbital está caracterizado por n, l, ml
·         El electrón está caracterizado por n, l, ml , ms.



Espectros de emisión
Cuando se hace pasar la luz por un prisma, ésta se descompone en sus componentes, en un proceso llamado dispersión. Al calentar un elemento gaseoso hasta que llega a la incandescencia, se produce una emisión de luz que, al hacerla pasar por un prisma, se descompone en forma de un espectro discontinuo, que consta de una serie de líneas correspondientes a determinadas frecuencias y longitudes de onda, son los espectros de emisión, una característica muy importante es que cada elemento químico tiene el suyo propio y específico.


Espectro de absorción 

Cuando iluminamos un gas con luz blanca (con todas las frecuencias posibles), de forma que se observan unas líneas oscuras sobre el fondo iluminado, correspondientes a las longitudes de onda en las que el elemento absorbe la energía, es el llamado espectro de absorción y es complementario al de emisión, puesto que las líneas de ambos coinciden para un mismo elemento.


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