lunes, 27 de julio de 2009

miércoles, 22 de julio de 2009

ELECTRON


ELECTRON

ElectrónPequeña partícula atómica portadora de la carga negativa.En un átomo estable los electrones están en órbita alrededor del núcleo y su número es igual al de los protones (partículas positivas) contenidos en el propio núcleo.La masa de un electrón es 1/1.840 con respecto a la de un protón. Su carga negativa, que es la más pe queña jamás determinada en la naturaleza, es tomada, por convención, igual a la unidad.Los electrones intervienen en una gran variedad de fenómenos físicos y químicos. Se dice que un objeto está cargado eléctricamente si sus átomos tienen un exceso de electrones (posee carga negativa) o un déficit de los mismos (posee carga positiva).La conducción del calor también se debe fundamentalmente a la actividad electrónica. El estudio de las descargas eléctricas a través de gases enrarecidos en los tubos de vacío fue el origen del descubrimiento del electrón.Las partículas beta que emiten algunas sustancias radiactivas son electrones.


El electrón es una partícula subatómica de tipo fermiónico. En un átomo los electrones rodean el núcleo, compuesto únicamente de protones y neutrones.Los electrones tienen una masa pequeña respecto al protón, y su movimiento genera corriente eléctrica en la mayoría de los metales. Estas partículas desempeñan un papel primordial en la química ya que definen las atracciones con otros átomos.La existencia del electrón fue postulada por G. Johnstone Stoney, como una unidad de carga en el campo de la electroquímica. El electrón fue descubierto por Joseph John Thomson en 1905 en el Laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge, mientras estudiaba el comportamiento de los rayos catódicos. Influenciado por el trabajo de Maxwell y el descubrimiento de los rayos X, dedujo que en el tubo de rayos catódicos existían unas partículas con carga negativa que denominó corpúsculos.Aunque Stoney había propuesto la existencia del electrón. fue Thomson quien descubrió su carácter de partícula fundamental. Para confirmar la existencia del electrón era necesario medir sus propiedades, en particular su carga eléctrica. Este objetivo fue alcanzado por Millikan en el célebre experimento de la gota de aceite realizado en 1909.George Paget Thomson, hijo de J.J. Thomson, demostró la naturaleza ondulatoria del electrón al lograr difractar los electrones al atravesar una lámina de metal. Dicho experimento condujo a la aparición de un patrón de interferencia como el que se obtiene en la difracción de ondas como la luz, probando la dualidad onda corpúsculo la mecánica cuántica postulada en 1926 por De Broglie. Este descubrimiento le valió el Premio Nobel de Física de 1937.El espín del electrón se observó por vez primera en el experimento de Stern y Gerlach. Su carga eléctrica puede medirse directamente con un electrómetro y la corriente generada por su movimiento con un galvanómetro.Seis años antes de los descubrimientos de Thomson, el físico irlandés Stoney había propuesto la existencia de estas partículas, pero no lo había podido comprobar. Como asumía que la partícula tenía carga eléctrica, la denominó electrón. Posteriormente, otros científicos demostraron experimentalmente que estas partículas o electrones, tienen una masa 2000 veces menor que el átomo de hidrógeno.El electrón es un tipo de partícula subatómica denominada leptón, que se cree que es una de las partículas fundamentales (es decir, que no puede ser dividida en constituyentes más pequeños) de acuerdo con el modelo estándar de partículas.Como para cualquier partícula subatómica, la mecánica cuántica predice un comportamiento ondulatorio de los electrones en ciertos casos, el más famoso de los cuales es el experimento de Young de la doble rendija en el que se pueden hacer interferir ondas de electrones. Esta propiedad se denomina dualidad onda corpúsculo.El electrón tiene una carga eléctrica negativa de −1,6 × 10−19 coulombs y una masa de 9,1 × 10−31 kg (0,51 MeV/c2), que es aproximadamente 1800 veces menor que la masa del protón. El electrón tiene momento angular intrínseco o espín de 1/2 (en unidades de Planck). Dado que el espín es semientero los electrones se comportan como fermiones, es decir, colectivamente son descritos por la estadística de Fermi-Dirac.Aunque la mayoría de los electrones se encuentran formando parte de los átomos, los hay que se desplazan independientemente por la materia o juntos formando un haz de electrones en el vacío. Cuando los electrones que no forman parte de la estructura del átomo se desplazan y hay un flujo neto de ellos en una dirección, forman una corriente eléctrica. En algunos superconductores, los electrones que generan la corriente eléctrica se mueven en pareja o pares de Cooper. La electricidad estática no es un flujo de electrones. Es más correcto definirla como "carga estática", y es causada por un cuerpo cuyos átomos tienen más o menos electrones de los necesarios para equilibrar las cargas positivas de los núcleos de sus átomos.Cuando hay un exceso de electrones, se dice que el cuerpo está cargado negativamente. Cuando hay menos electrones que protones el cuerpo está cargado positivamente. Si el número total de protones y electrones es equivalente, el cuerpo está en un estado eléctricamente neutro.Los electrones y los positrones pueden aniquilarse mutuamente produciendo un fotón. De manera inversa, un fotón de alta energía puede transformarse en un electrón y un positrón.El electrón es una partícula elemental, lo que significa que no tiene una subestructura (al menos los experimentos no la han podido encontrar). Por ello suele representarse como un punto, es decir, sin extensión espacial.Sin embargo, en las cercanías de un electrón pueden medirse variaciones en su masa y su carga. Esto es un efecto común a todas las partículas elementales: la partícula influye en las fluctuaciones del vacío en su vecindad, de forma que las propiedades observadas desde mayor distancia son la suma de las propiedades de la partícula más las causadas por el efecto del vacío que la rodea.Hay una constante física llamada radio clásico del electrón, con un valor de 2,8179 × 10−15 m. Es preciso tener en cuenta que éste es el radio que se puede inferir a partir de la carga del electrón descrito desde el punto de vista de la electrodinámica clásica, no de la mecánica cuántica. Por lo tanto esta constante se refiere a un concepto desfasado, aunque útil para algunos cálculos.En la mecánica cuántica, el electrón es descrito por la ecuación de Dirac, mientras que el comportamiento colectivo de los electrones viene descrito por la estadística de Fermi-Dirac. En el modelo estándar de la física de partículas forma un doblete con el neutrino, dado que ambos interaccionan de forma débil. En la naturaleza existen además otros dos "electrones masivos", el muón y el tauón, con propiedades similares al mismo aunque sin embargo son partículas diferentes, que tienen una corta existencia y se desintegran muy rápidamente.El equivalente al electrón en la antimateria, su antipartícula, es el positrón, que tiene la misma cantidad de carga eléctrica que el electrón pero positiva. El espín y la masa son iguales en el electrón y el positrón. Cuando un electrón y un positrón colisionan, tiene lugar la aniquilación mutua, originándose dos fotones de rayos gamma con una energía de 0,500 MeV cada uno.Los electrones son un elemento clave en el electromagnetismo, una teoría que es adecuada desde un punto de vista clásico, aplicable a sistemas macroscópicos.

ATOMO



El átomo en la antigüedad


Los filósofos griegos discutieron mucho acerca de la naturaleza de la materia y concluyeron que el mundo era más simple de lo que parecía. Algunas de sus ideas de mayor relevancia fueron:

Leucipo

Demócrito
En el siglo V a. C., Leucipo sostenía que había un sólo tipo de materia y pensaba que si dividíamos la materia en partes cada vez más pequeñas, obtendríamos un trozo que no se podría cortar más. Demócrito llamó a estos trozos átomos ("sin división").
La filosofía atomista de Leucipo y Demócrito podía resumirse en:
1.- Los átomos son eternos, indivisibles, homogéneos e invisibles.
2.- Los átomos se diferencian en su forma y tamaño.
3.- Las propiedades de la materia varían según el agrupamiento de los átomos.
Empédocles
En el siglo IV a. C., Empédocles postuló que la materia estaba formada por 4 elementos: tierra, aire, agua y fuego.
Aristóteles
Aristóteles, posteriormente, postula que la materia estaba formada por esos 4 elementos pero niega la idea de átomo, hecho que se mantuvo hasta 200 años después en el pensamiento de la humanidad.

1.1.- La teoría atómica de Dalton
En 1808, John Dalton publicó su teoría atómica, que retomaba las antiguas ideas de Leucipo y de Demócrito. Según la teoría de Dalton:
1.- Los elementos están formados por partículas diminutas, indivisibles e inalterables llamadas átomos.
Dalton estableció un sistema para designar a cada átomo de forma que se pudieran distinguir entre los distintos elementos:
2.- Los átomos de un mismo elemento son todos iguales entre sí en masa, tamaño y en el resto de las propiedades físicas o químicas. Por el contrario, los átomos de elementos diferentes tienen distinta masa y propiedades.
3.- Los compuestos se forman por la unión de átomos de los correspondientes elementos según una relación numérica sencilla y constante.
De la teoría atómica de Dalton se pueden obtener las siguientes definiciones:
- Un átomo es la partícula más pequeña de un elemento que conserva sus propiedades.
- Un elemento es una sustancia pura que está formada por átomos iguales.
- Un compuesto es una sustancia que está formada por átomos distintos combinados en una relación numérica sencilla y constante.



2.- El átomo es divisible
Una vez aceptada la teoría atómica de la materia, los fenómenos de electrización y electrólisis pusieron de manifiesto, por un lado, la naturaleza eléctrica de la materia y, por otro, que el átomo era divisible; es decir, que estaba formado por otras partículas fundamentales más pequeñas.
En esta página puedes ver ejemplos sobre fenómenos de electrización.
Los fenómenos eléctricos son una manifestación de su carga eléctrica. La unidad de carga eléctrica en el SI es el culombio (C).
Hay 2 tipos de cargas eléctricas: positiva y negativa. dos cuerpos que hayan adquirido una carga del mismo tipo se repelen, mientras que si poseen carga de distinto tipo se atraen.
La materia es eléctricamente neutra, es decir, tiene la misma cantidad de cada tipo de carga. cuando adquiere carga, tanto positiva como negativa, es porque tiene más cantidad de un tipo que de otro.
A finales del siglo XIX y principios del XX, una serie de experimentos permitieron identificar las partículas responsables de la carga negativa (el electrón) y de la carga positiva (el protón). Estos experimentos proporcionaron los datos siguientes sobre la estructura de la materia:
- El átomo contiene partículas materiales subatómicas.
- Los electrones tienen carga eléctrica negativa y masa. Cada electrón posee una carga eléctrica elemental.
- Los protones tienen carga eléctrica positiva y mayor masa.
- Como el átomo es eléctricamente neutro, hay que suponer que el número de cargas eléctricas negativas (electrones) es igual al número de cargas positivas (protones).



3.- Modelos atómicos
En Ciencia, un modelo intenta explicar una teoría mediante una comparación. Un modelo será tanto más perfecto cuanto más claramente explique los hechos experimentales. El modelo es válido mientras explica lo que ocurre en los experimentos; en el momento en que falla, hay que modificarlo.

3.1.- Modelo atómico de Thomson
Por ser tan pequeña la masa de los electrones, el físico inglés J. J. Thomson supuso, en 1904, que la mayor parte de la masa del átomo correspondía a la carga positiva, que, por tanto, debía ocupar la mayor parte del volumen atómico. Thomson imaginó el átomo como una especie de esfera positiva continua en la que se encuentran incrustados los electrones (como las pasas en un pudin).
Este modelo permitía explicar varios fenómenos experimentales como la electrización y la formación de iones.
- La electrización: Es el exceso o la deficiencia de electrones que tiene un cuerpo y es la responsable de su carga eléctrica negativa o positiva.
- La formación de iones: Un ion es un átomo que ha ganado o ha perdido electrones. Si gana electrones tiene carga neta negativa y se llama anión y si pierde electrones tiene carga neta positiva y se llama catión.

3.2.- Modelo atómico de Rutherford
El modelo de Thomson tuvo una gran aceptación hasta que, en 1911, el químico y físico inglés Ernest Rutherford y sus colaboradores llevaron a cabo el "Experimento de Rutherford".
En esta página puedes ver cómo este experimento ofrecía unos resultados que no podían explicarse con el modelo de átomo que había propuesto Thomson y, por tanto, había que cambiar el modelo.

En el experimento se bombardeaba una fina lámina de oro con partículas alfa (positivas) procedentes de un material radiactivo y se observaba que:
- La mayor parte de las partículas alfa atravesaban la lámina sin cambiar de dirección, como era de esperar.
- Algunas partículas alfa se desviaron considerablemente.
- Unas pocas partículas alfa rebotaron hacia la fuente de emisión.
Puedes ver el experimento en este vídeo.
Aquí tienes otra versión interactiva del mismo experimento.

El Modelo atómico de Rutherford o modelo nuclear establece que:
- El átomo tiene un núcleo central en el que están concentradas la carga positiva y casi toda la masa.
- La carga positiva de los protones del núcleo se encuentra compensada por la carga negativa de los electrones, que están fuera del núcleo.
- El núcleo contiene, por tanto, protones en un número igual al de electrones del átomo.
- Los electrones giran a mucha velocidad alrededor del núcleo y están separados de éste por una gran distancia.

3.3.- Los neutrones
La masa de protones y electrones no coincidía con la masa total del átomo; por tanto, Rutherford supuso que tenía que haber otro tipo de partículas subatómicas en el núcleo de los átomos.
Estas partículas fueron descubiertas en 1933 por J. Chadwick. Al no tener carga eléctrica recibieron el nombre de neutrones.
Los neutrones son partículas sin carga y de masa algo mayor que la masa de un protón.

3.4.- Estructura del átomo
Según esto, el átomo quedó constituido así:
- Una zona central o NÚCLEO donde se encuentra la carga total positiva (la de los protones) y la mayor parte de la masa del átomo, aportada por los protones y los neutrones.
- Una zona externa o CORTEZA donde se hallan los electrones, que giran alrededor del núcleo.
Hay los mismos electrones en la corteza que protones en el núcleo, por lo que el conjunto del átomo es eléctricamente neutro.




4.- Identificación de los átomos
Los átomos se identifican por el número de protones que contiene su núcleo, ya que éste es fijo para los átomos de un mismo elemento. Por ejemplo: Todos los átomos de hidrógeno tienen 1 protón en su núcleo, todos los átomos de oxígeno tienen 8 protones en su núcleo, todos los átomos de hierro tienen 26 protones en su núcleo, ..., y esto permite clasificarlos en la tabla periódica por orden creciente de este número de protones.
Número atómico: Es el número de protones de un átomo. Se representa con la letra Z y se escribe como subíndice a la izquierda del símbolo del elemento: ZX.
Ejemplos: 1H, 8O, 26Fe.
Número másico: Es la suma del número de protones y del número de neutrones de un átomo. Se representa con la letra A y se escribe como superíndice a la izquierda del símbolo del elemento: AX.
Ejemplos: 1H, 8O, 26Fe.
De esta manera se pueden identificar el número y tipo de partículas de un átomo:
31H -----> Este átomo tiene Z = 1 y A = 3. Por tanto, tiene 1 protón, 3 - 1 = 2 neutrones y, como es neutro, tiene 1 electrón.
Si tenemos un ion habrá que sumar o restar electrones a los que tendría si el átomo fuese neutro.
- Si es un catión habrá perdido electrones y hay que restar el número que aparezca con la carga positiva:
2512Mg+2 -----> Este átomo tiene Z = 12 y A = 25. Por tanto, tiene 12 protones, 25 - 12 = 13 neutrones y, al ser positivo, tendrá 2 electrones menos de los que tendría neutro: 12 - 2 = 10 electrones.
- Si es un anión habrá ganado electrones y hay que sumar el número que aparezca con la carga negativa:
199F-1 -----> Este átomo tiene Z = 9 y A = 19. Por tanto, tiene 9 protones, 19 - 9 = 10 neutrones y, al ser negativo, tendrá 1 electrón más de los que tendría si fuese neutro: 9 + 1 = 10 electrones.
Aquí puedes introducir Z, A y la carga (con su signo) para un átomo determinado y obtendrás el número de partículas que tiene:

4.1.- Isótopos
A comienzos del siglo XX se descubrió que no todos los átomos de un mismo elemento tenían la misma masa. Es decir, el número de neutrones puede variar para átomos del mismo elemento.
Los isótopos son átomos de un mismo elemento que tienen igual número atómico, pero distintos números másicos. Es decir, tienen el mismo número de protones pero distinto número de neutrones.
Ejemplo: El elemento hidrógeno, cuyo número atómico es 1 (es decir, que posee un protón en el núcleo), tiene 3 isótopos en cuyos núcleos existen 0, 1 y 2 neutrones, respectivamente.
En esta página puedes consultar más información sobre isótopos.




5.- Masa atómica relativa
La masa atómica relativa de un elemento es la que corresponde a uno de sus átomos y equivale prácticamente a la suma de las masas de sus protones y neutrones, ya que la de los electrones es tan pequeña que puede despreciarse. Así, la mayor parte de la masa del átomo se encuentra en el núcleo.
Como la unidad de masa en el SI, el kilogramo, es demasiado grande se ha buscado una unidad del tamaño de los átomos de la siguiente forma:
- Se ha escogido el átomo de carbono-12 (12C) como átomo de referencia.
- Se le ha asignado una masa de 12 u.m.a. (unidades de masa atómica), ya que tiene 6 protones y 6 neutrones.
- La unidad de masa atómica (uma) es la 1/12 parte de la masa del átomo de carbono-12.
La masa de un átomo medida por comparación con la masa del carbono-12 se llama masa atómica. Se encuentra recogida en la tabla periódica su valor para cada elemento.
En esta página puedes ver las masas atómicas (en uma) de todos los elementos de la tabla periódica.

5.1.- Isótopos y masa atómica
Como hemos visto, no todos los átomos de un mismo elemento son exactamente iguales. La mayoría de los elementos tienen diferentes isótopos y esto hay que tenerlo en cuenta para calcular la masa atómica.
La masa atómica de un elemento es la media ponderada de sus isótopos (Por eso, la masa atómica de un elemento no es un número entero).
Ejemplo: El cloro tiene 2 isótopos, 3517Cl y 3717Cl, que se presentan en la naturaleza con una abundancia del 75,5 % y del 24,5 %, respectivamente.
La masa atómica del cloro será la media ponderada: 35 · 75,5/100 + 37 · 24,5/100 = 35,5 uma.





6.- Nuevos hechos, nuevos modelos
El modelo atómico de Rutherford era incapaz de explicar ciertos hechos:
- La carga negativa del electrón en movimiento iría perdiendo energía hasta caer contra el núcleo y esto haría que los átomos fuesen inestables.

- Al hacer pasar radiación visible por un prisma, la luz se descompone en los colores del arco iris, esto se conoce como espectro continuo de la luz visible:
Pues bien, la luz que emiten los átomos de los elementos dan lugar a espectros discontínuos:
El hecho de que cada átomo tenga un espectro de rayas distinto y discontinuo debe estar relacionado con su estructura. Esto no se podía explicar con el modelo de Rutherford.

6.1.- El modelo atómico de Bohr
Para solucionar los problemas planteados, el físico danés Niels Bohr formuló, en 1913, una hipótesis sobre la estructura atómica. Sus postulados eran:
1) El electrón sólo se mueve en unas órbitas circulares "permitidas" (estables) en las que no emite energía. El electrón tiene en cada órbita una determinada energía, que es tanto mayor cuanto más alejada esté la órbita del núcleo.
2) La emisión de energía se produce cuando un electrón salta desde un estado inicial de mayor energía hasta otro de menor energía.

6.2.- La distribución de electrones
Con el modelo atómico de Bohr sólo se podía explicar el espectro del átomo de hidrógeno. Hacia 1920 se introdujeron modificaciones y se desarrollaron nuevos modelos atómicos.
De acuerdo con este nuevo modelo, alrededor del núcleo hay capas o niveles de energía:
- En la primera capa se sitúan, como máximo, 2 electrones.
- En la segunda capa se sitúan, como máximo, 8 electrones.
- En la tercera capa se sitúan, como máximo, 18 electrones.
...
La distribución por capas de los electrones de un átomo de un elemento se conoce como estructura o configuración electrónica del elemento.
Ejemplos:
2He Tiene sólo 2 electrones. Se sitúan en la primera capa. Se representa como (2). Las capas se colocan entre paréntesis y se separan por comas.
10Ne -> (2,8)
18Ar -> (2,8,8)
11Na -> (2,8,1)
15P -> (2,8,5)
A los electrones que están situados en la última capa se les denomina electrones de valencia y, al nivel que ocupan, capa de valencia. Estos electrones son los responsables de las propiedades químicas de las sustancias.

MOLECULA


¿Qué es una Molécula?


Una representación de las moléculas de agua. Las pelotitas más pequeñas son los átomos de hidrógeno, y las más grandes, son los átomos de oxígeno. Haga click en la imagen para una vista completa (171K GIF)Cortesía de Corel
Todo lo que hay a nuestro alrededor está formado por grupos de átomos unidos que forman conjuntos llamados moléculas. Los átomos que se encuentra en una molécula se mantienen unidos debido a que comparten o intercambian electrones.
Las moléculas están hechas de átomos de uno o más elementos. Algunas moléculas están hechas de un sólo tipo de átomo. Por ejemplo, dos átomos de oxígeno se unen para formar una molécula de O2, la parte del aire que necesitamos para respirar y vivir. Otras moléculas son muy grandes y complejas. Por ejemplo, las moléculas de proteína contienen cientos de átomos.
Aún las moléculas muy grandes son tan pequeñas que no seríamos capaces de ver a una molécula de una sustancia. Pero cuando cientos de moléculas se encuentran juntas, podrían estar en forma de un vaso de agua, el árbol de un bosque, la pantalla de la computadora; dependiendo del tipo de moléculas que sean.
Aún cuando una pelota de futból esté inmóvil, las moléculas en ella se están moviendo constantemente. Quizás sean muy pequeñas para poder verlas, pero las moléculas están en constante movimiento, y se moverán más rapidamente a medida que la temperatura aumenta.

MATERIA


La materia

Hasta hace poco se tenía el convencimiento de que la imagen científica final del mundo sería hermosa, ordenada y sencilla, pero a medida que aquélla se ha ido enriqueciendo, nos hemos llevado muchas sorpresas. La belleza existe, pero no es como se la suponía; el orden también existe, pero no silencia nuestras preguntas, en cambio, la sencillez ha desaparecido.
La materia es el mundo en derredor nuestro; es todo lo que vemos, sentimos y tocamos. Nos parece muy familiar hasta que leemos lo que los científicos han descubierto muchas cosas acerca de ella durante los últimos 50, los últimos 20, los últimos 2 años. Así el brillante, por ejemplo, parece a primera vista de resplandeciente consistencia; pero a medida que vamos leyendo nos enteramos de que es un conjunto ordenado de átomos, que, a su vez .son principalmente espacio vacío, y motas infinitesimales de protones y neutrones.
Sabemos ahora que todo eso es materia, pero no estamos seguros, ni mucho menos, de que la imagen sea completa. En el interior del minúsculo corazón del átomo - el núcleo - se han hallado no menos de 30 clases de partículas elementales, y nadie puede decir qué otras cosas saldrán del bombardeo nuclear, porque cuanto más analizan los científicos, menos evidentes parecen las respuestas. Los misterios de la materia han estimulado la gran exploración intelectual de nuestro tiempo. Hay dos razones para compartir este entusiasmo. Una, es el placer estético de penetrar más profundamente en lo desconocido; la otra son los conocimientos que obtenemos como resultado. Estos conocimientos, ponen poder en nuestras manos. Si entendemos la naturaleza de la materia, podemos controlarla para nuestros usos, benéficos y, también, mortíferos. Un pedazo de uranio parece tan inactivo como cualquier otro trozo de roca. Las primeras investigaciones sobre la estructura de tales trozos parecían ser sólo un ejercicio académico; no obstante, en el curso de una sola generación, los gobiernos han gastado miles de millones de dólares en proyectos científicos, que han sido la consecuencia directa de esos primeros inocentes experimentos. Y tal cosa ocurrió, porque los científicos encontraron una manera de liberar cantidades de energía que el hombre nunca tuvo a su disposición. Los resultados han cambiado la historia del mundo en solo 20 años.
Es probable que esto suceda de nuevo, y, si bien los científicos y los políticos serán los que tomen finalmente las decisiones que sean necesarias, por eso mismo, los ciudadanos responsables tienen que hacer sentir lo que piensan. Pero, no podrán hacerlo a menos de que comprendan de qué se trata. La ciencia nos proporcionará un mundo mejor, solamente si hay suficientes ciudadanos que se cercioren de que sea así, lo cual significa que, para empezar, tenemos que adquirir los conocimientos que nos ayuden a comprender cómo funciona la materia.El estudio de la materia ha enseñado al hombre a guisar, vestirse, fabricar herramientas, desbrozar la maleza, arar la tierra, construir ciudades, viajar a través de los mares y subir al espacio exterior. Le ha dado los medios de destruirse en guerra termonuclear, o bien la esperanza de eliminar algún día su peor maldición, la pobreza, cuando logre utilizar la energía del hidrógeno pesado del mar.
Pero, a pesar de todo lo que hemos aprendido de la materia, persisten parte de sus fundamentales misterios. Cuanto más indagan los científicos, mayor complejidad encuentran. Por ejemplo, ahora saben que casi nada, ni siquiera el más duro diamante, es realmente compacto; que el átomo -corazón de la materia- es casi todo espacio vacío; y que si todos los átomos se redujesen a esferas no mayores que su núcleo, entonces el monumento a Washington podría comprimirse en un espacio no mayor que una goma de borrar. Pero, ¿qué es en realidad la materia?"Aquello que ocupa espacio-, dice el diccionario-, aquello que constituye la sustancia del universo físico".Es decir, la tierra, los mares, la brisa, el sol, las estrellas - todo lo que el hombre contempla, toca o siente - es materia. También lo es el propio hombre. La palabra misma deriva del latín mater, madre.
La materia puede ser tan dura como el acero, tan adaptable como el agua, tan informe como el oxígeno del aire. Cada uno de sus estados - sólido, líquido y gaseoso - puede pasar a los otros, a diferentes temperaturas. Pero cualquiera que sea su forma, la materia está formada por las mismas entidades básicas: los átomos. La pequeñez del átomo embota la imaginación. Su diámetro es de unas dos cienmillonésimas de centímetro, por lo que se necesitaría más de un millón de átomos tocándose de canto para igualar el grueso de la página de un libro. Y en el interior del átomo está su núcleo central, cuyo diámetro es una cienmillonésima del átomo y éste tiene en su interior dos de las tres clases de bloques de construcción del átomo, el protón y el neutrón; la tercera clase está fuera del núcleo, son los electrones, que giran sin cesar alrededor del núcleo y a velocidades vertiginosas, pero sujetos a él, por su fuerza de atracción eléctrica. Ellos son los que le dan al átomo su personalidad básica. Aquí nos detenemos en lo escrito por Sir C.P. Snow que es materia para reflexionar, asimilando.

PARTICULA



Partícula elemental





Las partículas elementales son los constituyentes elementales de la materia. Originalmente el término partícula elemental se usó para toda partícula subatómica como los protones y neutrones, los electrones y otros tipos de partículas exóticas que sólo pueden encontrarse en los rayos cósmicos o en los grandes aceleradores de partículas, como los piones o los muones. Sin embargo, a partir de los años 1970 quedó claro que los protones y neutrones son partículas compuestas de otras partículas más simples. Actualmente el nombre partícula elemental se usa para las partículas, que hasta donde se sabe, no están formadas por partículas más simples en interacción.
Contenido [ocultar]1 Partículas subatómicas 2 Partículas propiamente elementales 3 Véase también 4 Referencias
Partículas subatómicas [editar]Artículo principal: Partícula subatómicaLos neutrones, protones y otras partículas compuestas como los hadrones y los mesones están formados por constituyentes más simples llamados quarks y antiquarks y "nubes" de gluones que los mantienen unidos.
La lista de partículas subatómicas que actualmente se conocen consta de centenares de estas partículas, situación que sorprendió a los físicos, hasta que fueron capaces de comprender que muchas de esas partículas realmente no eran elementales sino compuestas de elementos más simples llamados quarks y leptones que interaccionan entre ellos mediante el intercambio de bosones.
El término partícula elemental se sigue usando para cualquier partícula que esté por debajo del nivel atómico. Por ejemplo, es usual hablar de protones y neutrones como partículas elementales aún cuando hoy sabemos que no son "elementales" en sentido estricto dado que tienen estructura ya que el modelo estándar analiza a estas partículas en términos de constituyentes aún más elementales llamados quarks que no pueden encontrarse libres en la naturaleza.
Partículas propiamente elementales [editar]Otras partículas subatómicas como los leptones y entre ellos los neutrinos son partículas, de las que se cree son realmente elementales. Los neutrinos, entidades que comenzaron su existencia como artificios matemáticos, ya han sido detectados y forman parte de todas las teorías físicas de la composición de la materia, de la cosmología, astrofísica y otras disciplinas.
Actualmente se cree que los leptones, los quarks y los bosones gauge son todos los constituyentes más pequeños de la materia y por tanto serían partículas propiamente elementales. Existe un problema interesante en cuanto a estas partículas propiamente elementales, ya que parecen los leptones, por ejemplo, agruparse en series homofuncionales, siendo cada generación similar a la anterior pero formada por partículas más masivas:
Generación 2: electrón, neutrino eléctrónico, Quark arriba, quark abajo. Generación 3: muón, neutrino muónico, quark extraño, quark encantado. Generación 4: tauón, neutrino tauónico, quark fondo, quark cima. Aunque no se tienen demasiadas ideas de por qué existen estas tres generaciones, en teoría de cuerdas el número de generaciones existentes tiene que ver con la topología de la variedad de Calabi-Yau que aparece en su formulación. Concretamente el número de generaciones coincidiría en esta teoría con la mitad del valor absoluto del número de Euler de la variedad de Calabi-Yau.[1] Sin embargo, esto no es estrictamente una predicción ya que en el estadio actual de la teoría de cuerdas pueden construirse espacios de Calabi-Yau de diferente número de Euler. Se sabe que si quiere construirse una teoría de cuerdas que de lugar a sólo tres generaciones, el número de Euler debe ser ±6.
Existe la hipótesis de que los quarks están formados de preones.

Modelo Cósmico Ferman Modelo atomico Partículas I (ver esquema y clases en la pagina 2)
"Las partículas siempre son trozos de materia más o menos grande que pueden ser divididas en otros trozos o particulas mas pequeñas. Sus propiedades y caracteristicas dependen de su tamaño, velocidad y fuerzas que las manejan" Así si consideramos a los átomos en dos partes diferenciadas cuales son el núcleo y la periferia u orbitales, tendremos que existe una gran partícula central que es el núcleo y muchos tipos de partículas orbitales que giran alrededor de dicho núcleo. Sin embargo todas ellas estan hechas de la misma materia (sub-atomos) pero sometidas a distintas fuerzas y movimientos.>>Las partículas que giran alrededor del núcleo serían primeramente, y por orden de mayor a menor:--Los orbitales principales (electrones, planetas) incluidos sus satélites acompañantes.--Y después estarían las una diversidad enorme de partículas que en los átomos van desde unos 10^-30 gramos hasta 10^-79 gramos. Todos éstos girando alrededor de núcleo central. A todas estas partículas les iremos dando nombre según vayamos descubriéndolas con nuestros instrumentos de medidas. Por tanto todo depende más de la capacidad de nuestros instrumentos que la realidad de dichas partículas, que solo son trozos de materia con un comportamiento magnético acorde con sus dimensiones. >>El núcleo por su parte es solo materia y cuando es destruido ocurre lo mismo que con las partículas anteriores. Sus dimensiones seran iguales que las anteriore; sus comportamientos magnetico también son iguales y dependeran de sus dimensiones y si tienen o no partículas acompañantes. También sus nombre y encuadre dependerán de cuándo y como sean medidas y observadas. ---- Pero además de esta forma simple de observar a las partículas, podemos también estudiarlas según su situación dentro o fuera del átomo; según sus dimensiones etc. Por tanto vamos a ver algunos de estos grupos o formas de encuadrar a las partículas.Como hemos expuesto anteriormente en otros capitulos, entre dos sistemas gravitatorios consecutivos existe muchas partículas y cuerpo intermedios, por ejemplo:Entre un átomo como unidad inferior y una estrella que es su unidad superior, existen casi infinitos tipos de partículas que van desde la molécula biatómica como la más pequeña hasta el núcleo solar como la más grande. Igual ocurre entre sub-átomo y átomo.Para dar un número aproximado diremos que se pueden dar por su tamaño hasta 10^57 clases de partículas.Sin embargo, lo que nos interesa realmente en cada partícula es conocer su tamaño del cual dependen sus propiedades cuando se relaciona con otros partículas o sistemas y tambien su situacion, es decir, si estan dentro de los atomos y componen a estos o si estan fuera y se transmiten de unos atomos a otros. Para ello vamos a dividir las partículas entre sistemas en dos clases según su situación:Partículas estables y partículas energéticas.--Las partículas estables serán las que componen sistemas y por tanto están situadas dentro de un sistema gravitatorio (átomos, estrellas ) equilibrándolo. Estas particulas son de escaso interes al estar componiendo los atomos o sistemas gravitatorios y no representar ningun estado de desequilibrio en los mismos. --Las partículas energéticas serán las mismas que las estables pero que por diferentes razones pueden abandonar el sistema que las contiene y penetrar en otros sistemas desequilibrándolo y produciendo un proceso de reequilibrio y por tanto y proceso energético.A estas partículas energéticas las dividiremos en tres grupos:Partículas luminosas, partículas caloríficas y partículas eléctricas.<>

lunes, 20 de julio de 2009

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NOTAS INSTECVO "FRANZ TAMAYO"

Esta seccion contendra las notas de los alumnos del Instituto Técnico "Franz Tamayo"

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