JOHN DALTON

John Dalton (Eaglesfield, Cumberland (Reino Unido), 6 de septiembre de 1766 - †Manchester, 27 de julio de 1844). químico y matemático inglés.

John DaltonCon 12 años, en 1778, comenzó a impartir enseñanza elemental en Cumberland, y a partir de 1780 lo hizo en Kendal durante 12 años más.

En 1792, a la edad de 26 años se trasladó a Manchester, donde impartió matemáticas y filosofía natural en el New College.

En 1793 inició estudios sobre meteorología, recopilando a lo largo de su vida más de 200.000 anotaciones, y ese mismo año publicó Observaciones y Ensayos de Meteorología. En sus estudios sobre la meteorología desarrolló varios instrumentos de medición y propuso por primera vez que el origen de la lluvia se encuentra en el descenso de la temperatura. En este ámbito estudió también las auroras boreales, y determinó que éstas están relacionadas con el magnetismo de la Tierra.

Estudió la enfermedad que padecía, conocida como acromatopsia y posteriormente llamada daltonismo en su honor, y publicó Extraordinary Facts Relating to the Vision of Colours (1794). A partir de 1800 pasó a la enseñanza privada y ocupó el cargo de secretario de la Sociedad Filosófica y Literaria de Manchester, que presidió a partir de 1817.

Fue alumno suyo el también físico James Prescott Joule, que más tarde efectuó estudios sobre magnetismo y que puso las bases para el desarrollo de las leyes sobre la conservación de la energía (termodinámica).

En 1801 enunció la ley de las presiones parciales y la de las proporciones múltiples.

En 1805 expuso la teoría atómica en la que se basa la ciencia física moderna. Demuestra que la materia se compone de partículas indivisibles llamadas átomos. También ideó una escala de símbolos químicos, que serán luego reemplazadas por la escala de Berzelius.

En 1826 se le concedió la Medalla de Oro de la Royal Society de Londres, así como de la Academia Francesa de las Ciencias.

Falleció en Manchester en 1844, a la edad de 78 años. Más de 40.000 personas acudieron al funeral para presentar sus respetos al científico.

Los errores de Dalton por culpa del daltonismo [editar]La ceguera a ciertos colores que padecía, conocida hoy como daltonismo, le jugó más de alguna mala pasada a este inglés. Al momento de experimentar sus teorías en el laboratorio, pocas veces pudo comprobarlas porque confundía los frascos de reactivos. Sin embargo, continuaba firme defendiendo sus ideas en el papel.

Otra muestra de esta ceguera que le acompañó toda su vida ocurrió en 1832, cuando fue a conocer al rey Guillermo IV y lució una vestimenta académica escarlata (rojo), un color nada habitual para un hombre de su discreción. La razón: él la veía de color gris oscuro por lo que poco le importó la sorpresa que ese día causó entre sus conocidos. Dalton descubrió que tenía esta afección porque a la hora de experimentar sus teorías confundía los frascos de reactivos. Así, el daltonismo fue descrito por primera vez por John Dalton en 1808. Él, al igual que su hermano, sufría de este error genético que en términos simples le impide identificar colores como el rojo y el verde.

RODRIGO

ERWIN SCHRODINGER

Físico austríaco
Nacimiento: 12 de agosto de 1887
Erdberg, Viena
Fallecimiento: 4 de enero de 1961
Viena
Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger (n. 12 de agosto 1887 en Viena, Erdberg; † 4 de enero 1961, id.). Físico austríaco famoso por sus contribuciones a la mecánica cuántica, especialmente la ecuación de Schrödinger por la que le fue otorgado el Premio Nobel de Física en 1933. Propuso el experimento mental del gato de Schrödinger y siempre mostró interés por los vedas. Llegaría a formar parte de las conferencias Eranos.

Biografía y obra [editar]1887 Nace de Rudolf Schrödinger y Georgine Emilia Brenda.
1898 Estudios en el Akademisches Gymnasium.
1906-1910 Estudios en Viena con Franz Serafin Exner (1849-1926), Fritz Hasenhrl, trabajos experimentales con Kohlrausch.
1911 Asistente de Exner.
1914 Habilitación (venia legendi).
1914-1918 Participación en la I Guerra Mundial (Gorizia, Duino, Sistiana, Prosecco, Viena).
1920 Matrimonio con Annemarie Bertel (6 de abril).
1920 Ayudante de Max Wien, Jena.
1920 Profesor asociado, Stuttgart.
1921 Profesor titular, Breslau (hoy Wrocław, Polonia).
1922 Universidad de Zürich.
1926 Annalen der Physik: "Quantisierung als Eigenwertproblem" (Cuantización como problema de autovalores): ecuación de mecánica ondulatoria de Schrödinger.
1927 Sigue a Max Planck a la Universidad de Berlin-Humboldt.
1933 Fellow del Magdalen College, Universidad de Oxford.
1933 Premio Nobel junto a Paul Adrien Maurice Dirac.
1934 Asociado en la Universidad de Princeton.
1936 Universidad de Graz, Austria.
1938 Después de que la ocupación de Austria por Hitler, tuvo problemas por haber abandonado Alemania en 1933 y por sus preferencias políticas; busca becas e investigaciones a través de Italia y Suiza hasta Oxford - Universidad de Ghent. En el Instituto de Estudios Avanzados en Dublín, es Director de la Escuela de Física Teórica. Más de 50 publicaciones en varias áreas. Intentos hacia una teoría de campo unificada.
1944 ¿Qué es la vida? (Concepto de código genético, neguentropía).
En Dublin hasta su jubilación.
1955 Vuelve a Viena (plaza ad personam). En una importante conferencia durante la Conferencia de Energía Mundial se niega a hablar sobre la energía atómica debido a su escepticismo. En su lugar dio una charla sobre filosofía.
1961 Fallece en Viena, a los 73 años, de tuberculosis. Le sobrevive su viuda Anny. Enterrado en Alpbach (Austria).

RODRIGO.

LA MATERIA

En quimica la materia es un término para referirse a los constituyentes de la realidad material objetiva. Se considera que es lo que forma la parte sensible de los objetos perceptibles o detectables por medios físicos.

También se usa el término para designar al asunto o tema que compone una obra literaria, científica, política, etc. o también para hablar de una asignatura formal o disciplina en la enseñanza y cualquier tema o cuestión para escribir o hablar.

Concepto Físico En física, se llama materia a cualquier tipo de entidad física que es parte del universo observable, tiene energía y es capaz de interaccionar con los aparatos de medida, es decir, es medible.

Clásicamente se consideraba que la materia tenía dos propiedades que juntas la caracterizan: que ocupa un lugar en el espacio y que tiene masa, en el contexto de la física moderna se entiende por materia cualquier campo, entidad o discontinuidad que se propaga a través del espacio-tiempo a una velocidad igual o inferior a la de la luz y a la que se pueda asociar energía. Así todas las formas de materia tienen asociadas una cierta energía pero sólo algunas formas de materia tienen masa.

Materia másica La materia másica se organiza jerárquicamente en varios niveles y subniveles. La materia másica puede ser estudiada desde los puntos de vista macroscópico y microscópico.

Nivel Microscópico. La agrupación en moléculas y éstas a su vez son agrupaciones de átomos forman parte del nivel microscópico. A su vez existen niveles microscópicos que permiten descomponer los átomos en constituyentes aún más elementales, que sería el siguiente nivel son:

Electrones: partículas leptónicas con carga eléctrica negativa.
Protones: partículas bariónicas con carga eléctrica positiva.
Neutrones: partículas bariónicas sin carga eléctrica (pero con momento magnético).
A partir de aquí hay todo un conjunto de partículas subatómicas que acaban finalmente en los constituyentes últimos de la materia. Así por ejemplo virtualmente los bariones del núcleo (protones y neutrones) se mantienen unidos gracias a un campo escalar formado por piones (bosones de espín cero). E igualmente los protones y neutrones, sabemos que no son partículas elementales, sino que tienen constituyentes de menor nivel que llamamos quarks (que a su vez se mantienen unidos mediante el intercambio de gluones virtuales).

Nivel macroscópico. Macroscópicamente, la materia másica se presenta en las condiciones imperantes en el sistema solar, en uno de cuatro estados de agregación molecular: sólido, líquido, gaseoso y plasma. De acuerdo con la teoría cinética molecular la materia se encuentra formada por moléculas y éstas se encuentran animadas de movimiento, el cual cambia constantemente de dirección y velocidad cuando chocan o bajo el influjo de otras interacciones físicas. Debido a este movimiento presentan energía cinética que tiende a separarlas, pero también tienen una energía potencial que tiende a juntarlas. Por lo tanto el estado físico de una sustancia puede ser:

Sólido: si la energía cinética es menor que la potencial.
Líquido: si la energía cinética y potencial son aproximadamente iguales.
Gaseoso: si la energía cinética es mayor que la potencial.
Plasma: si la energía cinética es tal que los electrones tienen una energía total positiva.
La manera más adecuada de definir materia másica es describiendo sus cualidades:

Presenta dimensiones, es decir, ocupa un lugar en el espacio.
Presenta inercia: la inercia se define como la resistencia que opone la materia a modificar su estado de reposo o movimiento.
La materia es la causa de la gravedad o gravitación, que consiste en la atracción que actúa siempre entre objetos materiales aunque estén separados por grandes distancias.

Materia no másica Una gran parte de la energía del universo corresponde a formas de materia formada por partículas o campos que no presentan masa, como la luz y la radiación electromagnética, las dos formada por fotones sin masa.

Otro tipo de partículas de las que no sabemos con seguridad si es másica son los neutrinos que inundan todo el universo y son responsables de una parte importante de toda la energía del universo. Junto con estas partículas no másicas, se postula la existencia de otras partículas como el gravitón, el fotino y el gravitino, que serían todas ellas partículas sin masa aunque contribuyen a la energía total del universo.

Además de las anteriores formas de materia no másica, el universo parece contener otras formas de materia no bien conocidas, como la materia oscura que daría cuenta de cerca del 25% de la energía total del universo (frente a 5% de las formas de materia mencionadas antes), y la energía oscura que podría estar asociada a campos materiales todavía más exóticos y que podría dar cuenta de cerca del 70% de la energía total del universo.

Propiedades de la materia ordinaria
Propiedades generales [editar]Las presentan los sistemas materiales básicos sin distinción y por tal motivo no permiten diferenciar una sustancia de otra. Algunas de las propiedades generales se les da el nombre de extensivas, pues su valor depende de la cantidad de materia, tal es el caso de la masa, el peso, volumen. Otras, las que no dependen de la cantidad de materia sino de la sustancia de que se trate, se llaman intensivas. El ejemplo paradigmático de magnitud intensiva de la materia másica es la densidad.

Propiedades extensivas Son las cualidades de la materia dependientes de la cantidad de que se trate. Son aditivas y de uso más restringido para caracterizar a las clases de materia debido a que dependen de la masa o cantidad de materia. Si de las propiedades intensivas puede decirse que caracterizan a las distintas sustancias o materiales, de las propiedades extensivas puede decirse que caracterizan a los cuerpos o los sistemas materiales.

Propiedades intensivas y características Son las cualidades de la materia independientes de la cantidad que se trate, es decir no dependen de la masa no son aditivas y, por lo general, resultan de la composición de dos propiedades extensivas. El ejemplo perfecto lo proporciona la densidad, que relaciona la masa con el volumen. Es el caso también del punto de fusión, el punto de ebullición, el coeficiente de solubilidad, el índice de refracción, el módulo de Young, etc.

Propiedades químicas Son propiedades distintivas de las sustancias que se observan cuando se combinan con otras, es decir, que les pasa en procesos por los que, por otra parte, las sustancias originales dejan generalmente de existir, formándose con la misma materia otras nuevas. Las propiedades químicas se manifiestan en los procesos químicos (reacciones químicas), mientras que las propiedades propiamente llamadas propiedades físicas, se manifiestan en los procesos físicos, como el cambio de estado, la deformación, el desplazamiento, etc.

Ejemplos de propiedades químicas:

Corrosividad de ácidos
Poder calorífico o energía calórica
Acidez
Reactividad

Ley de la conservación de la materia La conservación de la materia no es un hecho intuitivo (de hecho ciertos experimentos con niños revelan que el concepto de conservación se desarrolla tardíamente). Por ejemplo, cuando cocinamos arroz o cocemos unos pulpos, parece que la cantidad de materia aumenta o disminuye. Lo mismo podemos pensar cuando engordamos o adelgazamos. Parece que la materia se crea cuando engordamos y desaparece cuando adelgazamos. Sin embargo, cuando la masa de un sistema crece es porque recibe aportes externos de materia, y cuando decrece es porque pierde partes de su materia, las cuales no se destruyen. Así pues, la masa de un sistema cerrado, que no pueda intercambiar nada con su ambiente, no puede aumentar o disminuir.

Como hecho científico la idea de que la masa se conserva se remonta a Lavoisier, el científico francés considerado padre de la Química que midió cuidadosamente la masa de las sustancias antes y después de intervenir en una reacción química, y llegó a la conclusión de que la materia, medida por la masa, no se crea ni destruye, sino que sólo se transforma en el curso de las reacciones. Sus conclusiones se resumen en el siguiente enunciado: En una reacción química, la suma de las masas de los reaccionantes es igual a la suma de las masas de los productos. El mismo principio fue descubierto antes por Mijaíl Lomonosov, de manera que es a veces citado como ley de Lomonosov-Lavoisier, más o menos en los siguientes términos: La masa de un sistema de sustancias es constante, con independencia de los procesos internos que puedan afectarle. Sin embargo, tanto las teorías modernas como el mejoramiento de la precisión de las medidas han permitdo establecer que la ley de Lomonosov-Lavoisier, se cumple sólo aproximadamente.

La equivalencia entre masa y energía descubierta por Einstein obliga a rechazar la afirmación de que la masa convencional se conserva, porque masa y energía son interconvertibles. De esta manera se puede afirmar que la masa relativística equivalente (el total de masa material y energía) se conserva, pero la masa en reposo puede cambiar, como ocurre en aquellos procesos relativísticos en que una parte de la materia se convierte en fotones. La conversión en reacciones nucleares de una parte de la materia en energía radiante, con disminución de la masa en reposo, se observa por ejemplo en la explosión de una bomba atómica, o detrás de la emisión constante de energía que realizan las estrellas. Éstas últimas pierden masa pesante mientras emiten radiación.
RODRIGO

LA FILOSOFIA DE LA QUIMICA

La filosofía de la química considera la metodología y las suposiciones subyacentes a la ciencia química. Es estudiada por filósofos, químicos y equipos de filósofos y químicos.

La filosofía de la ciencia se ha centrado en la física durante los últimos siglos, y, durante el último siglo en particular, se ha dedicado de forma creciente a la reflexión sobre los constituyentes últimos de la existencia, o a lo que se podría llamar reduccionismo. Así, por ejemplo, ha dedicado una considerable atención a las implicaciones filosóficas de la teoría especial de la relatividad, de la teoría general de la relatividad y de la mecánica cuántica. En años recientes, no obstante, se ha prestado una mayor atención tanto a la filosofía de la biología y a la química, en tanto están relacionadas con los estadios intermedios de la existencia.

En la filosofía de la química, por ejemplo, nos podemos preguntar, dada la realidad cuántica del nivel microcósmico y dadas las enormes distancias entre los electrones y el núcleo atómico, cómo es posible que no seamos capaces de atravesar las paredes con nuestras manos, como podría predecirse a partir de la física. La química proporciona la respuesta, y así podemos entonces preguntarnos qué distingue a la química de la física.

En la filosofía de la biología, que está estrechamente relacionada con la química, nos interesamos por lo que distingue a un ser vivo de una cosa sin vida en el nivel más elemental. ¿Puede una cosa viva ser comprendida en términos puramente mecánicos, o, como el vitalismo sugiere, hay siempre algo más allá de los meros estadios cuánticos?

Finalmente, los temas de la filosofía de la química pueden no ser, desde un punto de vista conceptual, tan profundamente perturbadores como el problema de las distancias en mecánica cuántica para la filosofía de la física, y pueden no ser tan conceptualmente complejos como los argumentos de la optimalidad en la biología evolutiva. Sin embargo, son cuestiones las suyas esenciales para entender en qué consiste el trabajo de la ciencia y el progreso.

RODRIGO.

QUIMICA CUANTICA

La química cuántica es la aplicación de la mecánica cuántica a problemas de química.

Una aplicación de la química cuántica es el estudio del comportamiento de átomos y moléculas, en cuanto a sus propiedades ópticas, eléctricas, magnéticas y mecánicas, y también su reactividad química, sus propiedades red-ox, redox... pero también se estudian materiales, tanto sólidos extendidos como superficies.

Como los estudios mecanocuánticos sobre átomos se consideran en la frontera entre la química y la física, y no se incluyen por lo general dentro de la química cuántica, frecuentemente se considera como primer cálculo de química cuántica el llevado a cabo por los científicos alemanes Walter Heitler y Fritz London (aunque a Heitler y a London se les suele considerar físicos) sobre la molécula de dihidrógeno (H2) en 1927. El método de Heitler y London fue perfeccionado por los químicos americanos John C. Slater y Linus Pauling, para convertirse en el método de enlace de valencia (o Heitler-London-Slater-Pauling (HLSP)). En este método, se presta atención particularmente a las interacciones entre pares de átomos, y por tanto se relaciona mucho con los esquemas clásicos de enlaces entre átomos.

Friedrich Hund y Robert S. Mulliken desarrollaron un método alternativo, en que los electrones se describían por funciones matemáticas deslocalizadas por toda la molécula. El método de Hund-Mulliken (o de orbitales moleculares) es menos intuitivo para los químicos, pero, al haberse comprobado que es más potente a la hora de predecir propiedades que el método de enlace de valencia, es virtualmente el único usado en los últimos años.

RODRIGO.

ESTADOS DE AGREGACION DE LA MATERIA

En física y química se observa que, para cualquier cuerpo o agregado material considerado, modificando las condiciones de temperatura, presión o volumen se pueden obtener distintos estados de agregación, denominados estados de agregación de la materia, con características peculiares.

Estado sólido

Manteniendo constante la presión, a baja temperatura los cuerpos se presentan en forma sólida tal que los átomos se encuentran entrelazados formando generalmente estructuras cristalinas, lo que confiere al cuerpo la capacidad de soportar fuerzas sin deformación aparente. Son, por tanto, agregados generalmente como duros y resistentes. El estado sólido presenta las siguientes características:

• Fuerza de cohesión (atracción).
• Vibración.
• Tiene forma propia.
• Los sólidos no se pueden comprimir.
• Resistentes a fragmentarse.
• Volumen definido.
• Puede ser orgánico o inorgánico.

Estado líquido

Si se incrementa la temperatura el sólido se va "descomponiendo" hasta desaparecer la estructura cristalina alcanzándose el estado líquido, cuya característica principal es la capacidad de fluir y adaptarse a la forma del recipiente que lo contiene. En este caso, aún existe una cierta ligazón entre los átomos del cuerpo, aunque de mucha menor intensidad que en el caso de los sólidos. El estado líquido presenta las siguientes características:

• Fuerza de cohesión menor (regular)
• Movimiento-energía cinética.
• Sin forma definida.
• Toma la forma del envase que lo contiene.
• En frío se comprime, exceptuando el agua.
• Posee fluidez.
• Puede presentar fenómeno de difusión.

Estado gaseoso

Por último, incrementando aún más la temperatura se alcanza el estado gaseoso. Los átomos o moléculas del gas se encuentran virtualmente libres de modo que son capaces de ocupar todo el espacio del recipiente que lo contiene, aunque con mayor propiedad debería decirse que se distribuye o reparte por todo el espacio disponible. El estado gaseoso presenta las siguientes características:

• Fuerza de cohesión casi nula.
• Sin forma definida.
• Sin volumen definido.
• Se puede comprimir fácilmente.
• Ejerce presión sobre las paredes del recipiente que los contiene.
• Los gases se mueven con libertad.

 En la baja atmósfera, cualquier átomo que pierde un electrón (p.e., cuando es alcanzado por una partícula cósmica rápida) lo recupera pronto o atrapa otro. Pero la situación a altas temperaturas, como las que existen en el Sol, es muy diferente. Cuanto más caliente está el gas, más rápido se mueven sus moléculas y átomos, y a muy altas temperaturas las colisiones entre estos átomos moviéndose muy rápidamente son lo suficientemente violentas como para liberar los electrones. En la atmósfera solar, una gran parte de los átomos están permanentemente "ionizados" por estas colisiones y el gas se comporta como un plasma.

A diferencia de los gases fríos (p.e. el aire a la temperatura ambiente), los plasmas conducen la electricidad y son fuertemente influidos por los campos magnéticos. La lámpara fluorescente, muy usada en el hogar y en el trabajo, contiene plasma (su componente principal es el vapor de mercurio) que calienta y agita la electricidad, mediante la línea de fuerza a la que está conectada la lámpara. La línea hace positivo eléctricamente a un extremo y el otro negativo causa que los iones (+) se aceleren hacia el extremo (-), y que los electrones (-) vayan hacia el extremo (+). Las partículas aceleradas ganan energía, colisionan con los átomos, expulsan electrones adicionales y así mantienen el plasma, incluso aunque se recombinen partículas. Las colisiones también hacen que los átomos emitan luz y, de hecho, esta forma de luz es más eficiente que las lámparas tradicionales. Los letreros de neón y las luces urbanas funcionan por un principio similar y también se usan (o usaron) en electrónica.

Otro importante plasma en la naturaleza es la ionosfera, que comienza a unos 70-80 km por encima de la superficie terrestre. Aquí los electrones son expulsados de los átomos por la luz solar de corta longitud de onda, desde la ultravioleta a los rayos X: no se recombinan fácilmente debido a que la atmósfera se rarifica más a mayores altitudes y no son frecuentes las colisiones. La parte inferior de la ionosfera, la "capa D", a los 70-90 km, aún tiene suficientes colisiones como para desaparecer después de la puesta del sol. Entonces se combinan los iones y los electrones, mientras que la ausencia de luz solar no los vuelve a producir. No obstante, esta capa se restablece después del amanecer. Por encima de los 200 km, las colisiones son tan infrecuentes que la ionosfera prosigue día y noche.

Perfil de la ionosfera

La parte superior de la ionosfera se extiende en el espacio muchos miles de kilómetros y se combina con la magnetosfera, cuyos plasmas están generalmente más rarificados y también más calientes. Los iones y los electrones del plasma de la magnetosfera provienen en parte de la ionosfera que está por debajo y en parte del viento solar, y muchos de los pormenores de su entrada y calentamiento no están aún claros.

Finalmente, existe el plasma interplanetario, el viento solar. la capa más externa del Sol, la corona, está tan caliente que no sólo están todos sus átomos ionizados, sino que aquellos que comenzaron con muchos electrones, tienen arrancados la mayoría (a veces la totalidad), incluidos los electrones de las capas más profundas que están más fuertemente unidos. Por ejemplo, en la corona se ha detectado la luz característica del hierro que ha perdido 13 electrones.

Esta temperatura extrema también evita que el plasma de la corona permanezca cautivo por la gravedad solar y así fluye en todas direcciones, llenando el Sistema Solar más allá de los planetas más distantes. El Sol, mediante el viento solar configura el distante campo magnético terrestre y el rápido flujo del viento (~400 km/s) proporciona la energía que alimenta los fenómenos de la aurora polar, los cinturones de radiación y de las tormentas magnéticas.

La física del plasma es un campo matemático difícil, cuyo estudio requiere minucioso conocimiento de la teoría electromagnética. Algunos textos de electricidad y magnetismo se ocupan de aspectos de la física del plasma, p.e. el capítulo 10 de Classical Electrodynamics de J.D. Jackson.

Condensado de Bose-Einstein

Otro estado de la materia es el condensado de Bose-Einstein (CBE), predicho en 1924 por Satyendra Nath Bose y Albert Einstein, y obtenido en 1995 (los físicos Eric A. Cornell, Carl E. Wieman y Wolfgang Ketterle compartieron el Premio Nobel de Física de 2001 por este hecho). Este estado se consigue a temperaturas cercanas al cero absoluto y se caracteriza porque los átomos se encuentran todos en el mismo lugar, formando un superátomo.

Otros estados de la materia

Existen otros posibles estados de la materia; algunos de éstos sólo existen bajo condiciones extremas, como en el interior de estrellas muertas, o al comienzo del Universo, después del big bang:

• Fluidos supercríticos
• Coloide
• Superfluido
• Supersólido
• Materia degenerada
• Neutronio
• Materia fuertemente simétrica
• Materia débilmente simétrica
• Condensado fermiónico
• Plasma quark-gluón
• Materia extraña o materia de quarks

Cambios de estado

Los cambios de estado descritos también se producen si se incrementa la presión manteniendo constante la temperatura, así, por ejemplo, el hielo de las pistas se funde por efecto de la presión ejercida por el peso de los patinadores haciendo el agua líquida así obtenida de lubricante y permitiendo el suave deslizamiento de los patinadores.

Para cada elemento o compuesto químico existen unas determinadas condiciones de presión y temperatura a las que se producen los cambios de estado, debiendo interpretarse, cuando se hace referencia únicamente a la temperatura de cambio de estado, que ésta se refiere a la presión de la atm (la presión atmosférica). De este modo, en condiciones normales (presión atmosférica y 20 ºC) hay compuestos tanto en estado sólido como líquido y gaseoso.              RODRIGO.

ANTOINE LAVOISIER

Antoine Lavoisier

 

Antoine Lavoisier y su esposa, Marie Paulze. pintura de jacques-Louis David

Antoine-Laurent de Lavoisier (París, 26 de agosto de 1743—ídem, 8 de mayo de 1794). Químico francés.

Se le considera el creador de la química moderna por sus detallados estudios sobre: la oxidación de los cuerpos, el fenómeno de la respiración animal y su relación con los procesos de oxidación, análisis del aire, uso de la balanza para establecer relaciones cuantitativas en las reacciones químicas estableciendo su famosa Ley de conservación de la masa, estudios en calorimetría, etc.

de Ciencias por un ensayo sobre la mejor manera de iluminar una ciudad. Entre sus primeros trabajos se encuentran artículos sobre la Aurora Borealis, y la composición del yeso. Ayudó al geólogo J.E. Guettard a preparar su atlas minaralógico de Francia.

Biografia

• 1743 Lavoisier nace en París. Su padre, abogado y consejero parlamentario le da una excelente educación en el Collège Mazarin, donde recibe formación clásica y en ciencias.

• 1764 Recibe su licencia para ejercer el derecho. Su mente inquieta, sin embargo, lo inclina a la ciencia.

• 1765 Recibe la medalla de Oro de la Academia ótica industria de la pólvora. Esto le dio la oportunidad de moverse al Arsenal de París donde montó un soberbio laboratorio.

• 1768 Es admitido en la Academia Francesa. Pasó por todos los grados de la estructura académica y llegó a director en 1785 y tesorero en 1791. Es nombrado asistente en uno de los departamentos cobradores de impuestos del gobierno y luego miembro titular en pleno de la Ferme Générale, la principal agencia recolectora de impuestos.

• 1770 Se hace famoso al refutar la creencia de que el agua se convierte en tierra por repetida destilación. Al pesar cuidadosamente el residuo sólido y el aparato de destilación demostró que la materia sólida proviene del recipiente y no del agua.

• 1771 Se casó con Marie Paulze. La dote le permite instalar un laboratorio grande. Sería su mujer quien le asistiría en su trabajo con las ilustraciones de sus experimentos, registro de los resultados y traducciones de artículos científicos al Inglés.

• 1772 Su padre le compró un título de nobleza según práctica corriente de la burguesía rica de la época. En noviembre depositó una nota sellada en la Academia de Ciencias afirmando que el azufre y el fósforo aumentan de peso cuando se queman porque absorben "aire".

• 1773 Publica su primer libro, Opuscules Physiques et Chimiques, (Opúsculos Físicos y Químicos) donde presenta resultados de sus lecturas y sus experimentos. Ese año, Joseph Priestley preparó "aire desflogisticado" (oxígeno) al calentar el "precipitado rojo de mercurio" (óxido de mercurio, cinabrio). Lavoisier confirmó en este trabajo, al percibir que en la combustión y calcinación de metales solo se usa una porción del aire, que este en realidad es una mezcla de dos gases. Concluyó que el agente activo era el nuevo "aire" de Priestley que se absorbía al quemar y quedaba el "aire no vital" (nitrógeno). Mostró que al combinar este "aire" con carbón produce "aire fijo" (dióxido de carbono) obtenido por Joseph Black en 1754.

• 1775 Es nombrado como régisseur des poudres (director de administración de la pólvora). Con su acostumbrada energía, se dedicó a mejorar la caiografía...

• 1777 En una memoria presentada en la Academia, leída en 1779 pero no publicada hasta 1781, Lavoisier le dio al "aire desflogisticado" el nombre de oxígeno o "productor de ácido" (del griego, -oxi, ácido). Explicó la combustión como el resultado no de la liberación de un principio hipotético de fuego, el flogisto, sino el resultado de la combinación de la sustancia que quema y el oxígeno.

• 1783 Anunció a la Academia que el agua es el producto de la combinación de hidrógeno con el oxígeno (el "aire inflamable" que el científico inglés Henry Cavendish ya había empleado).

• 1785 Es nombrado miembro del comité gubernamental sobre agricultura y como su secretario escribió informes e instrucciones sobre cultivo y varios esquemas agrícolas.

• 1786 Publica un brillante ataque a la teoría del flogisto.

• 1787 Con un grupo de químicos franceses, publica el Méthode de Nomenclature Chimique, (Método de nomenclatura química) que clasificó y renombró los elementos y compuestos conocidos. Como terrateniente en la provincia de Orleans, Lavoisier fue escogido miembro de la asamblea provincial.

Página escaneada del Método de Nomenclatura Química

• 1788 Con otros, establece los Annales de Chimie, (Informes de química) una revista dedicada a la nueva química.

• 1789 Publica su Traité élémentaire de Chimie, (Tratado elemental de química) en el que se detalla una exposición precisa de su trabajo e introduce su nuevo enfoque de la química. Definió como elementos aquellas sustancias que no pueden descomponerse en otras más simples. Estableció claramente su ley de conservación de la masa en las reacciones químicas. "Nada- dijo- se crea o se destruye, solo hay alteraciones y modificaciones y hay una cantidad igual (una ecuación) de masa antes y después de la operación". Como reformador y político liberal, Lavoisier participó de la Revolución Francesa. Cuando se reunieron los Estados Generales, fue diputado alterno y elaboró un código de instrucciones para guía de los diputados.

• 1790 Nombrado secretario y tesorero de la comisión para asegurar la uniformidad de pesos y medidas en toda Francia, trabajo que condujo al establecimiento del sistema métrico.

• 1791 Se abolió la Ferme Générale y Lavoisier perdió su posición como administrador de la pólvora y debió abandonar el arsenal. Jean Paul Marat lo acusó.

• 1793 Comenzó el Reinado del Terror. Se suprimió la Academia de Ciencias. Se ordenó el arresto de los antiguos miembros de la Ferme Générale. Marat, poderoso cabecilla revolucionario, acusó a Lavoisier de haber participado en complots absurdos y exigió su muerte. Marat fue asesinado en julio de 1793 pero ésto no evitó que se lo tomara en cuenta. Se cree que la especial inquina con la cual Marat atacó a Lavoisier fue debida a que este había desacreditado públicamente en el pasado un tratado escrito por Marat

• 1794 Después de un juicio poco justo, que duró menos de un día, un tribunal revolucionario condenó a Lavoisier y a otros 27 a la pena de muerte. Esa misma tarde fue guillotinado junto con su suegro y otros "granjeros de hacienda" el 8 de mayo de 1794 en la Place de la Révolution, (hoy día Plaza de la Concordia). Su cuerpo fue arrojado a una fosa común. Dos meses más tarde, los radicales fueron depuestos, por lo que su caso es considerado como la fatalidad más deplorable de la inaugurar bustos de su persona.

AQUI LES PRESENTO LA BIOGRAFIA DEL PADRE DE LA QUIMICA                                  RODRIGO

EL ATOMO.

En química y física, átomo (del latín atomus, y éste del griego άτομος, indivisible) es la unidad más pequeña de un elemento químico que mantiene su identidad o sus propiedades y que no es posible dividir mediante procesos químicos.

El concepto de átomo como bloque básico e indivisible que compone la materia del universo ya fue postulado por la escuela atomista en la Antigua Grecia. Sin embargo, su existencia no quedó demostrada hasta el siglo XIX. Con el desarrollo de la física nuclear en el siglo XX se comprobó que el átomo puede subdividirse en partículas más pequeñas.

Estructura Atómica

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 nucleón, alrededor del cual se encuentra una nube de electrones de carga negativa.

El Núcleo Atómico

El núcleo del átomo se encuentra formado por nucleones, los cuales pueden ser de dos clases:

• Protones: Partícula de carga eléctrica positiva igual a una carga elemental, y 1,67262 × 10^–27 kg. y una masa 1837 veces mayor que la del electrón
• Neutrones: Partículas carentes de carga eléctrica y una masa un poco mayor que la del protón (1,67493 × 10^-27 kg).

El núcleo más sencillo es el del hidrógeno, formado únicamente por un protón. El núcleo del siguiente elemento en la tabla periódica, el helio, se encuentra formado por dos protones y dos neutrones. La cantidad de protones contenidas en el núcleo del átomo se conoce como número atómico, el cual se representa por la letra Z y se escribe en la parte inferior izquierda del símbolo químico. Es el que distingue a un elemento químico de otro. Según lo descrito anteriormente, el número atómico del hidrógeno es 1 (₁H), y el del helio, 2 (₂He).

La cantidad total de nucleones que contiene un átomo se conoce como número másico, representado por la letra A y escrito en la parte superior izquierda del símbolo químico. Para los ejemplos dados anteriormente, el número másico del hidrógeno es 1(¹H), y el del helio, 4(⁴He).

Existen también átomos que tienen el mismo número atómico, pero diferente número másico, los cuales se conocen como isótopos. Por ejemplo, existen tres isótopos naturales del hidrógeno, el protio (¹H), el deuterio (²H) y el tritio (³H). Todos poseen las mismas propiedades químicas del hidrógeno, y pueden ser diferenciados únicamente por ciertas propiedades físicas.

Otros términos menos utilizados relacionados con la estructura nuclear son los isótonos, que son átomos con el mismo número de neutrones. Los isóbaros son átomos que tienen el mismo número másico.

Debido a que los protones tienen cargas positivas se deberían repeler entre sí, sin embargo, el núcleo del átomo mantiene su cohesión debido a la existencia de otra fuerza de mayor magnitud, aunque de menor alcance conocida como la interacción nuclear fuerte.

Interacciones eléctricas entre protones y electrones

La estabilidad del átomo se debe a la acción de dos fuerzas opuestas que hacen mantenerse a distancia a los electrones del núcleo. Los protones están fuertemente cargados de electricidad positiva y los electrones negativamente. La interacción entre estas partículas hace que los electrones se sientan poderosamente atraídos por la carga eléctrica contraria de los protones, dando como resultado una centrípeta que tiende a atraer a los electrones hacia el núcleo.

La existencia de una fuerza antagónica (fuerza centrífuga), la cual es debida a la increíble velocidad a la que gira el electrón sobre el núcleo, contrarresta a la fuerza de atracción y hace posible que los electrones se mantengan siempre a determinadas distancias del núcleo. El famoso físico danés Niels Bohr, calculó la velocidad a la cual gira el electrón alrededor del núcleo: en no menos de siete mil billones de revoluciones por segundo (7 × 10¹⁵).

Lo más maravilloso e increíble del átomo es el hecho de que algo tan sólido y aparentemente estático como una roca esté íntegramente formado por partículas en continuo movimiento.

Nube electrónica

Alrededor del núcleo se encuentran los electrones que son partículas elementales de carga negativa igual a una carga elemental y con una masa de 9,10 × 10^–31 kg.

La cantidad de electrones de un átomo en su estado basal es igual a la cantidad de protones que contiene en el núcleo, es decir, al número atómico, por lo que un átomo en estas condiciones tiene una carga eléctrica neta igual a 0.

A diferencia de los nucleones, un átomo puede perder o adquirir algunos de sus electrones sin modificar su identidad química, transformándose en un ion, una partícula con carga neta diferente de cero.

El concepto de que los electrones se encuentran en órbitas satelitales alrededor del núcleo se ha abandonado en favor de la concepción de una nube de electrones deslocalizados o difusos en el espacio, el cual representa mejor el comportamiento de los electrones descrito por la mecánica cuántica únicamente como funciones de densidad de probabilidad de encontrar un electrón en una región finita de espacio alrededor del núcleo.

Dimensiones Atómicas

La mayor parte de la masa de un átomo se concentra en el núcleo, formado por los protones y los neutrones, ambos conocidos como nucleones, los cuales son 1836 y 1838 veces más pesados que el electrón respectivamente.

El tamaño o volumen exacto de un átomo es difícil de calcular, ya que las nubes de electrones no cuentan con bordes definidos, pero puede estimarse razonablemente en 1,0586 × 10^–10 m, el doble del radio de Bohr para el átomo de hidrógeno. Si esto se compara con el tamaño de un protón, que es la única partícula que compone el núcleo del hidrógeno, que es aproximadamente 1 × 10^–15 se ve que el núcleo de un átomo es cerca de 100.000 veces menor que el átomo mismo, y sin embargo, concentra prácticamente el 100% de su masa.

Para efectos de comparación, si un átomo tuviese el tamaño de un estadio, el núcleo sería del tamaño de una canica colocada en el centro, y los electrones, como partículas de polvo agitadas por el viento alrededor de los asientos.

Historia de la Teoría Atómica

El concepto de átomo existe desde la Antigua Grecia propuesto por los filósofos griegos Demócrito, Leucipo y Epicuro, sin embargo, no se generó el concepto por medio de la experimentación sino como una necesidad filosófica que explicara la realidad, ya que, como proponían estos pensadores, la materia no podía dividirse indefinidamente, por lo que debía existir una unidad o bloque indivisible e indestructible que al combinarse de diferentes formas creara todos los cuerpos macroscópicos que nos rodean.

El siguiente avance significativo se realizó hasta en 1773 el químico francés Antoine-Laurent de Lavoisier postuló su enunciado: "La materia no se crea ni se destruye, simplemente se transforma."; demostrado más tarde por los experimentos del químico inglés John Dalton quien en 1804, luego de medir la masa de los reactivos y productos de una reacción, y concluyó que las sustancias están compuestas de átomos esféricos idénticos para cada elemento, pero diferentes de un elemento a otro.

Luego en 1811 Amedeo Avogadro, físico italiano, postuló que a una temperatura, presión y volumen dados, un gas contiene siempre el mismo número de partículas, sean átomos o moléculas, independientemente de la naturaleza del gas, haciendo al mismo tiempo la hipótesis de que los gases son moléculas poliatómicas con lo que se comenzó a distinguir entre átomos y moléculas.

El químico ruso Dmítri Ivánovich Mendeléyev creó en 1869 una clasificación de los elementos químicos en orden creciente de su masa atómica, remarcando que existía una periodicidad en las propiedades químicas. Este trabajo fue el precursor de la tabla periódica de los elementos como la conocemos actualmente.

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.

Evolución del Modelo Atómico

La concepción del átomo que se ha tenido a lo largo de la historia ha variado de acuerdo a los descubrimientos realizados en el campo de la física y la química. A continuación se hará una exposición de los modelos atómicos propuestos por los científicos de diferentes épocas. Algunos de ellos son completamente obsoletos para explicar los fenómenos observados actualmente, pero se incluyen a manera de reseña histórica.

Modelo de Dalton

Fue el primer modelo atómico con bases científicas, fue formulado en 1808 por John Dalton. Este primer modelo atómico postulaba:

• La materia está formada por partículas muy pequeñas llamadas átomos, que son indivisibles y no se pueden destruir.
• Los átomos de un mismo elemento son iguales entre sí, tienen su propio peso y cualidades propias. Los átomos de los diferentes elementos tienen pesos diferentes.
• Los átomos permanecen sin división, aún cuando se combinen en las reacciones químicas.
• Los átomos, al combinarse para formar compuestos guardan relaciones simples.
• Los átomos de elementos diferentes se pueden combinar en proporciones distintas y formar más de un compuesto.
• Los compuestos químicos se forman al unirse átomos de dos o más elementos distintos.

Sin embargo desapareció ante el modelo de Thomson ya que no explica los rayos catódicos, la radioactividad ni la presencia de los electrones (e-) o protones(p+).

Modelo de Thomson

Modelo atómico de Thomson

Artículo principal: Modelo atómico de Thomson

Luego del descubrimiento del electrón en 1897 por Joseph John Thomson, se determinó que la materia se componía de dos partes, una negativa y una positiva. La parte negativa estaba constituida por electrones, los cuales se encontraban según este modelo inmersos en una masa de carga positiva a manera de pasas en un pastel (de la analogía del inglés plum-pudding model).

Detalles del modelo atómico

Para explicar la formación de iones, positivos y negativos, y la presencia de los electrones dentro de la estructura atómica, Thomson ideó un átomo parecido a un pastel de frutas. Una nube positiva que contenía las pequeñas partículas negativas (los electrones) suspendidos en ella. El número de cargas negativas era el adecuado para neutralizar la carga positiva. En el caso de que el átomo perdiera un electrón, la estructura quedaría positiva; y si ganaba, la carga final sería negativa. De esta forma, explicaba la formación de iones; pero dejó sin explicación la existencia de las otras radiaciones.

Modelo de Rutherford

Modelo atómico de Rutherford

Artículo principal: Modelo atómico de Rutherford

Este modelo fue desarrollado por el físico Ernest Rutherford a partir de los resultados obtenidos en lo que hoy se conoce como el experimento de Rutherford en 1911. Representa un avance sobre el modelo de Thomson, ya que mantiene que el átomo se compone de una parte positiva y una negativa, sin embargo, a diferencia del anterior, postula que la parte positiva se concentra en un núcleo, el cual también contiene virtualmente toda la masa del átomo, mientras que los electrones se ubican en una corteza orbitando al núcleo en órbitas circulares o elípticas con un espacio vacío entre ellos. A pesar de ser un modelo obsoleto, es la percepción más común del átomo del público no científico. Rutherford predijo la existencia del neutrón en el año 1920, por esa razón en el modelo anterior (Thomson), no se habla de éste.

Por desgracia, el modelo atómico de Rutherford presentaba varias incongruencias:

• Contradecía las leyes del electromagnetismo de James Clerk Maxwell, las cuales estaban muy comprobadas mediante datos experimentales. Según las leyes de Maxwell, una carga eléctrica en movimiento (en este caso el electrón) debería emitir energía constantemente en forma de radiación y llegaría un momento en que el electrón caería sobre el núcleo y la materia se destruiría. Todo ocurriría muy brevemente.
• No explicaba los espectros atómicos.

Modelo de Bohr

Modelo atómico de Bohr

Artículo principal: Modelo atómico de Bohr

Este modelo es estrictamente un modelo del átomo de hidrógeno tomando como punto de partida el modelo de Rutherford, Niels Bohr trata de incorporar los fenómenos de absorción y emisión de los gases, así como la nueva teoría de la cuantización de la energía desarrollada por Max Planck y el fenómeno del efecto fotoeléctrico observado por Albert Einstein.

“El átomo es un pequeño sistema solar con un núcleo en el centro y electrones moviéndose alrededor del núcleo en orbitas bien definidas.” Las orbitas están cuantizadas (los e- pueden estar solo en ciertas orbitas)

• Cada orbita tiene una energía asociada. La más externa es la de mayor energía.
• Los electrones no radian energía (luz) mientras permanezcan en orbitas estables.
• Los electrones pueden saltar de una a otra orbita. Si lo hace desde una de menor energía a una de mayor energía absorbe un cuanto de energia (una cantidad) igual a la diferencia de energía asociada a cada orbita. Si pasa de una de mayor a una de menor, pierde energía en forma de radiación (luz).

El mayor éxito de Bohr fue dar la explicación al espectro de emisión del hidrogeno. Pero solo la luz de este elemento. Proporciona una base para el carácter cuántico de la luz, el fotón es emitido cuando un electrón cae de una orbita a otra, siendo un pulso de energía radiada. Bohr no puede explicar la existencia de orbitas estables y para la condición de cuantización. Bohr encontró que el momento angular del electrón es h/2π por un método que no puede justificar.

Modelo de Schrödinger: Modelo Actual

Densidad de probabilidad de ubicación de un electrón para los primeros niveles de energía.

 

 

Artículo principal: Modelo atómico de Schrödinger

 

 

Después de que Louis-Victor de Broglie propuso la naturaleza ondulatoria de la materia en 1924, la cual fue generalizada por Erwin Schrödinger en 1926, se actualizó nuevamente el modelo del átomo.

 

 

En el modelo de Schrödinger se abandona la concepción de los electrones como esferas diminutas con carga que giran en torno al núcleo, que es una extrapolación de la experiencia a nivel macroscópico hacia las diminutas dimensiones del átomo. En vez de esto, Schrödinger describe a los electrones por medio de una función de onda, el cuadrado de la cual representa la probabilidad de presencia en una región delimitada del espacio. Esta zona de probabilidad se conoce como orbital. La gráfica siguiente muestra los orbitales para los primeros niveles de energía disponibles en el átomo de hidrógeno y oxígeno.                RODRIGO