jueves, 30 de agosto de 2012

Bienvenidos a ampliar su mundo

     Cuando dicen química seguramente se piensa al instante en una mezcla algo complicada entre números, letras y nombres que no utilizamos en nuestra cotidianidad. No obstante, es más sencillo de lo que se percibe a primera vista y está más cerca de lo que nos imaginamos, encontrándola en los instrumentos que nos rodean en el diario vivir, como por ejemplo la ropa que nos protege en diferentes ocasiones y que es comúnmente conocida por su contenido de polyester, los recipientes de plástico que son capaces de preservar nuestros alimentos de bacterias y hongos; o la electricidad producida en los países más desarrollados del mundo mediante reacciones nucleares.
     A través de este medio de comunicación virtual se busca difundir los aprendizajes obtenidos en clases, en relación a polímeros y energía nuclear, explicándolos de manera sencilla para permitir su accesibilidad a diferentes personas, así poder brindarles todos los conocimientos que pueda adquirir.
     Esperando su constancia en la revisión de documentos que incrementarán su sabiduría. Se despide afectuosamente.   
                         Katherine Andrade Meza, estudiante de cuarto año medio          

miércoles, 29 de agosto de 2012

Átomo y partículas elementales

     En el siglo V antes de Cristo, el filósofo griego Demócrito postuló, sin evidencia científica, que el Universo estaba compuesto por partículas muy pequeñas e indivisibles, que llamó "átomos".
    Sin embargo, los avances científicos de este siglo han demostrado que la estructura atómica integra a partículas más pequeñas.
    Entonces, el átomo es la parte más pequeña en la que se puede obtener materia de forma estable, ya que las partículas subatómicas que lo componen no pueden existir aisladamente salvo en condiciones muy especiales.

    Está formado por un núcleo, compuesto a su vez por protones y neutrones, y por una corteza que lo rodea en la cual se encuentran los electrones, en igual número que los protones.

Protón: Descubierto por Ernest Rutherford a principios del siglo XX, poseen carga eléctrica positiva y una masa 1.836 veces mayor de la de los electrones.

Neutrón: Partícula elemental que constituye parte del núcleo de los átomos. Fueron descubiertos en 1930 por dos físicos alemanes,Walter Bothe y Herbert Becker.

Electrón: Partícula elemental que constituye parte de cualquier átomo, descubierta en 1897 por J. J. Thomson. Los electrones de un átomo giran en torno a su núcleo, formando la denominada corteza electrónica y tienen carga negativa.

martes, 28 de agosto de 2012

Modelos Atómicos

*Las primeras teorías surgieron en la Antigua Grecia, encabezadas por Demócrito y Leucipo, quienes postulaban que la materia se compone de partículas indivisibles llamadas átomos.
teoria atomica filosofica
     
     Demócrito                         Leucipo

*En 1803 el químico inglés John Dalton propone una nueva teoría sobre la constitución de la materia. 
Según Dalton toda la materia se podía dividir en dos grandes grupos: los elementos y los compuestos
Los elementos estarían constituidos por unidades fundamentales, que en honor a Demócrito, Dalton denominó átomos. 
Los compuestos se constituirían de moléculas, cuya estructura viene dada por la unión de átomos en proporciones definidas y constantes. -La teoría de Dalton seguía considerando el hecho de que los átomos eran partículas indivisibles.
                                     Dalton

Más tarde, en 1904 surge el primer modelo atómico, planteado por Thomson, explicando que el átomo era un "budín de pasas", donde la masa era positiva y en ella se incrustaban los electrones de carga negativa, éstos últimos descubiertos por él en 1897. 
                   modelo budin de pasas

     En 1911, Rutherford introduce el modelo planetario, que es el más utilizado aún hoy en día. 
Considera que el átomo se divide en:
· Un núcleo central, que contiene los protones y neutrones (y por tanto allí se concentra toda la carga positiva y casi toda la masa del átomo).
· Una corteza, formada por los electrones, que giran alrededor del núcleo en órbitas circulares, de forma similar a como los planetas giran alrededor del Sol.
*El modelo de Rutherford tuvo que ser abandonado, pues el movimiento de los electrones suponía una pérdida continua de energía, por lo tanto, el electrón terminaría describiendo órbitas en espiral, precipitándose finalmente hacia el núcleo.
                         
    El físico danés Niels Bohr en 1913, postula que los electrones giran a grandes velocidades alrededor del núcleo atómico. Los electrones se disponen en diversas órbitas circulares, las cuales determinan diferentes niveles de energía. El electrón puede acceder a un nivel de energía superior, para lo cual necesita "absorber" energía. Para volver a su nivel de energía original es necesario que el electrón emita la energía absorbida (por ejemplo en forma de radiación). Este modelo, si bien se ha perfeccionado con el tiempo, ha servido de base a la moderna física nuclear.                          



El mecano-cuántico es el actual modelo, éste se expuso por primera vez en 1925 por Schrodinger y Heisenberg.

Sus aspectos y características:
Dualidad onda.partícula: la propuesta de Broglie; Todas las partículas materiales tienen propiedades ondulatorias y también que las partículas que están en movimiento lleva una onda asociada.
Principio de Indeterminación: La afirmación de Heisenberg con relación a que era imposible situar a un electrón dado en un punto exacto del espacio.

                               

lunes, 27 de agosto de 2012

Isótopos

Son varios átomos que, perteneciendo a un mismo elemento no tienen la misma masa. Es decir, tienen el mismo número de protones, pero pueden diferenciarse en el número de neutrones.
Entonces:
  • Si a un átomo se le añade un protón, se convierte en un nuevo elemento químico.
  • Si a un átomo se le añade un neutrón, se convierte en un isótopo de ese elemento químico.
  • Los isótopos tienen iguales propiedades químicas, ya que tienen el mismo número de electrones, pero sus propiedades físicas son diferentes.
Utilización
Isótopos en la generación de energía: Para la generación de energía eléctrica se utilizan isótopos de uranio o cesio. En este proceso se utiliza la gran inestabilidad del elemento para que la energía calorífica caliente el agua y lo transforme en vapor y con esto mueva turbinas o motores generadores de electricidad.

Isótopos en el tratamiento de enfermedades: 

*Fósforo-30 Usado contra tratamientos de leucemias crónicas.
*Fósforo-32 Usado en diagnosticación de enfermedades relacionadas con los huesos o médula ósea.

         



domingo, 26 de agosto de 2012

Enlace Químico

    Es la fuerza existente dos o mas átomos que los mantiene unidos en las moléculas.
Al producirse un acercamiento entre dos o más átomos , puede darse una fuerza de atracción entre los electrones de los átomos y el núcleo de uno u otro átomo.
Si esta fuerza llega a ser lo suficientemente grande para mantener los átomos unidos, se ha formado un enlace químico.


Tipos de enlaces químicos:
*Enlaces Iónicos: Cuando una molécula de una sustancia contiene átomos de metales y no metales, los electrones son atraídos con más fuerza por los no metales, que se transforman en iones con carga negativa; los metales, a su vez, se convierten en iones con carga positiva.
Entonces, los iones de diferente signo se atraen electrostáticamente, formando enlaces iónicos.
            Enlacequimico006

*Enlaces covalentes: Es la fuerza electromagnética que mantiene unidos a átomos que comparten electrones, los cuales tienen espines o giros opuestos. Los átomos enlazados se encuentran neutros y generalmente son no metálicos.
enlace covalente



1. Enlace Covalente Normal: Cada átomo aporta un electrón a la formación del enlace.

2. Enlace Covalente Dativo: Solo uno de los átomos aporta el par electrónico enlazante.

3. Enlace Covalente Apolar o Puro: Es cuando los átomos comparten equitativamente a los electrones.
Se cumple que: ∆EN = 0

4. Enlace Covalente Polar: Es cuando los electrones enlazantes no son compartidos en forma equitativa por los átomos, esto debido a que uno de los átomos es mas negativo que otro.
Se cumple que: ∆EN ≠ 0


*Enlaces metálicos: Si los átomos enlazados son elementos metálicos, el enlace se llama metálico. Los electrones son compartidos por los átomos, pero pueden moverse a través del sólido proporcionando conductividad térmica y eléctrica, brillo, maleabilidad y ductilidad.
Los electrones que participan en él se mueven libremente, a causa de la poca fuerza de atracción del núcleo sobre los electrones de su periferia.

sábado, 25 de agosto de 2012

Radiactividad

     En 1896, el físico francés Henri Becquerel observó casualmente el fenómeno de radiactividad por primera vez. Descubrió que los minerales de uranio eran capaces de velar una placa fotográfica en ausencia de luz externa, por lo que concluyó que poseían la propiedad de emitir radiaciones en forma espontánea.
    Marie Curie junto a su esposo Pierre Curie, empezaron a estudiar el raro fenómeno que había descubierto Becquerel.  Demostraron que la radiactividad no era resultado de una reacción química, sino una propiedad elemental del átomo. El fenómeno de la radiactividad era característico de los núcleos de los átomos. En 1898 descubren dos nuevas sutancias radiactivas: el radio y el polonio, mucho más activas que el uranio. Pierre estudiaba las propiedades de la radiación, y Marie intentaba obtener de los minerales las sustancias radiactivas con el mayor grado de pureza posible. Pierre probó el radio sobre su piel, y el resultado fue una quemadura y una herida, pronto el radio serviría para tratar tumores malignos. Era el comienzo de las aplicaciones médicas que Marie Curie daría a la radiactividad. En 1903 recibieron el premio Nobel de física junto con Becquerel por el descubrimiento de la radiactividad natural.


 Henry Becquerel    
 Pierre y Marie Curie

jueves, 23 de agosto de 2012

Vida media

    Se ha comprobado que los isótopos de los elementos radiactivos presentan distintos grados de inestabilidad. Algunos se desintegran tan rápidamente, que es casi imposible detectarlos; en tanto, otros decaen con lentitud. Para referirse a la velocidad con que ocurren las desintegraciones nucleares se utiliza el concepto vida media.

miércoles, 22 de agosto de 2012

Efectos de la radiación en los seres humanos



   Las células pueden sufrir aumento o disminución de volumen, muerte, un estado latente, mutaciones genéticas y cáncer. 
Los efectos de la radiactividad en partes locales pueden ser eritema o necrosis de la piel, caída del cabello, necrosis de tejidos internos, la esterilidad temporal o permanente, o alteraciones funcionales del sistema nervioso y de otros sistemas.
   Estas propiedades radiactivas se pueden volver benéficas, es el caso de la radioterapia que utiliza altas dosis de radiación para eliminar tejidos malignos en el cuerpo.

martes, 21 de agosto de 2012

Radiación inducida

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

lunes, 20 de agosto de 2012

Fisión y fusión nuclear

Fisión nuclear
Se produce cuando un núcleo pesado se divide en dos núcleos más livianos, que son más estables y tienen mayor energía de enlace. En este proceso se libera una gran cantidad de energía.
Durante el proceso de fisión, los nuevos núcleos colisionan con las moléculas que encuentran a su paso, transformando su energía cinética en calor; y los neutrones liberados, impactan a otros átomos fisionables, desprendiéndose así nuevos neutrones que fisionarán otros núcleos, y así sucesivamente. Si este proceso continúa, ocurre una reacción en cadena, que de no ser controlada podría provocar una gigantesca explosión.


Fusión nuclear
Se produce cuando núcleos muy ligeros se unen para formar núcleos más pesados y más estables, generando grandes cantidades de energía. Son el origen de la energía que produce el Sol y en las estrellas, en general, la que les permite brillar.

domingo, 19 de agosto de 2012

Aplicaciones de la fisión y fusión nuclear

Fisión nuclear
Generación de electricidad: se utiliza el calor producido por una reacción en cadena controlada en un reactor nuclear. El reactor es un sistema que controla la energía de la reacción en cadena e impide su aumento indefinido.


Fusión nuclear

La fusión sólo se usa para hacer bombas atómicas (tipo H) y se investiga desde hace más de 50 años su uso en la producción de energía de uso civil, pero no se ha logrado todavía.



sábado, 18 de agosto de 2012

Aplicación de radioisótopos


  • Los radioisótopos son ampliamente usados en medicina nuclear. Permitiendo a los médicos explorar estructuras corporales y funciones in vivo ( o sea en cuerpos vivos) con una invasión mínima del paciente.
  • También se usan en radioterapia para tratar algunos tipo de cáncer y otras condiciones médicas que requieren la destrucción de células malignas.
  • En la ingeniería hidráulica se utiliza el hidrógeno-3 (tritio) incorporado a las moléculas de agua para determinar la trayectoria de las corrientes subterráneas y para detectar fugas en tuberías. 
  • En la ingeniería metalúrgica se realizan gammagrafías de metales (utilizando cobalto-60) para estudiar su estructura y detectar fallas y fisuras.

viernes, 17 de agosto de 2012

Aplicaciones bélicas

Las aplicaciones científicas más nefastas en la historia de la humanidad ha sido el uso de la energía nuclear con fines militares en la fabricación de armas de exterminio masivo.
En la actualidad se identifican principalmente tres tipos de armas nucleares.

  • Bombas A: Se basan en la fisión nuclear y usan como combustible uranio, plutonio o polonio, que se fisionan liberando gran cantidad de energía y radiaciones.
  • Bombas H: Se basan en la fusión nuclear y el combustible es el hidrógeno y el helio. Para que explote se necesita someterla a altísimas temperaturas, esto se consigue haciendo explotar primero una bomba A, que al generar altas temperaturas permite la fusión del helio con el hidrógeno y con ello la liberación de energía.
  • Bomba de neutrones; Modificación de la bomba H. Lo que ocurre es que un mecanismo de fusión reduce todo lo posible la onda expansiva, liberando muchos neutrones que bombardean los alrededores.

jueves, 12 de abril de 2012

¿Qué son los polímeros?

En este vídeo sabrás qué son los polímeros (Pincha para verlo)


Proviene del Griego: poly: muchos y meros: partes.
    La materia esta formada por moléculas que pueden ser de tamaño normal o macromoléculas (moléculas gigantes) llamadas polímeros, las cuales son generalmente orgánicas y formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamadas monómeros.



En ambas imágenes se observa un polímero, formado por una cadena de monómeros.

miércoles, 11 de abril de 2012

Características de los polímeros

   Son livianos: El rango de densidades de los plásticos es relativamente bajo. Esto permite que los plásticos sean materiales fáciles de manejar, y por otra parte supone una gran ventaja en el diseño de las piezas en las que el peso es una limitación. 
     
   Son aislantes térmicos: El valor es sumamente pequeño. La baja conductividad térmica resulta un inconveniente durante la transformación de los plásticos. El calor necesario para transformar los plásticos se absorbe de manera muy lenta y la eliminación del calor durante la etapa de enfriamiento resulta igualmente costosa. Sin embargo, en muchas aplicaciones de los plásticos, la baja conductividad térmica se convierte en una ventaja, pues permite el empleo de estos materiales como aislantes térmicos. 
  Son aislantes eléctricos: Gracias a su elevada resistencia eléctrica los plásticos se utilizan frecuentemente como aislantes eléctricos de aparatos y conducciones que funcionan con corriente o la 
transportan.

martes, 10 de abril de 2012

Propiedades de los polímeros

Las propiedades eléctricas: de los polímeros industriales están determinadas principalmente, por la naturaleza química del material (enlaces covalentes de mayor o menor polaridad).

Propiedades físicas: En este caso las fuerzas responsables del ordenamiento, son las llamadas fuerzas de Van der Waals.
 La temperatura tiene mucha importancia en relación al comportamiento de los polímeros. A temperaturas más bajas los polímeros se vuelven más duros y con ciertas características vítreas debido a la pérdida de movimiento relativo entre las cadenas que forman el material.
*Las fuerzas de Van der Waals son fuerzas de estabilización molecular; donde participan dos tipos de fuerzas, las fuerzas de atracción y las fuerzas de repulsión, entre las capas electrónicas de dos átomos

Propiedades mecánicas: Actualmente las propiedades mecánicas de interés son las de los materiales polímeros y éstas han de ser mejoradas mediante la modificación de la composición o morfología por ejemplo, cambiar la temperatura a la que los polímeros se ablandan y recuperan el estado de sólido elástico o también el grado global del orden tridimensional.

domingo, 8 de abril de 2012

Clasificación según su estructura interna

Se clasifican según su cadena de monómeros

Lineales: Se presenta una cadena sin ramificaciones. 



Ramificados: A partir de la cadena principal, se forman nuevas cadenas observándose una ramificación. 


Reticulados o de redes: Las cadenas se entrecruzan formando una red.

sábado, 7 de abril de 2012

Clasificación según su composición

En función de la repetición o variedad de los monómeros, los polímeros se clasifican en: homopolímeroscopolímeros (heteropolímeros)

Homopolímero: Se le denomina así al polímero que está formado por el mismo monómero a lo largo de toda su cadena. 


Coplímero: Se le denomina así al polímero que está formado por al menos 2 monómeros diferentes a lo largo de toda su cadena.




Según la distribución de los diferentes monómeros en una cadena copolímera, podemos clasificarlos en:

Al azar: Los diferentes monómeros no tienen un orden determinado, es decir, están distribuidos aleatoriamente. 


Alternado: 1 o 2 monómeros se ubican en diferentes posiciones, pero siempre intercalándose. 


En bloque: Más de 2 monómeros se ubican alternados en la cadena. 


Injertado: A la cadena principal homopolímera, se le insertan ramificaciones de otro tipo de polímero.



viernes, 6 de abril de 2012

Tipos de polímeros

    En función de la composición química, los polímeros pueden ser inorgánicos como por ejemplo el vidrio, polímeros orgánicos los cuales se pueden clasificar a su vez en polímeros naturales como las proteínas y en polímeros sintéticos como los materiales termoestables. 


Polímeros naturales: Los biopolímeros son macromoléculas que se encuentran fácilmente en la naturaleza y pueden o no tener unidades repetitivas. El almidón, la celulosa, la seda y el ADN son ejemplos de macromoléculas naturales constituidas por miles de unidades repetitivas, y tenemos ejemplos como las proteínas, los ácidos nucleicos y las enzimas que tienen    estructuras complejas con variadas moléculas simples.


Polímeros sintéticos: Los polímeros sintéticos no se encuentran en la naturaleza, son producto de reacciones químicas en donde las unidades repetitivas forman enlaces 

haciendo crecer las cadenas, mediante 
la polimerización. Se producen en base
 al petróleo o por la modificación de 
polímeros naturales. Encontramos el 
nylon, el polietileno y la baquelita. 









*Polimerización: Proceso químico por el cual se unen monómeros para formar una molécula de mayor tamaño denominada polímero.


jueves, 5 de abril de 2012

Clasificación de los polímeros sintéticos por su estructura interna

En función de cómo se encuentren enlazadas las cadenas poliméricas y la disposición de las diferentes cadenas que conforma el polímero, los materiales poliméricos resultantes se clasifican en:
Termoplástico
Propiedades
  • Pueden derretirse antes de pasar a un estado gaseoso.
  • Permiten una deformación plástica cuando son calentados.
  • Son solubles en ciertos solventes.
  • Se hinchan ante la presencia de ciertos solventes.
  • Buena resistencia al fenómeno de fluencia.
Termoestable
Propiedades
  • No se pueden derretir, antes de derretirse pasan a un estado gaseoso
  • Generalmente no se hinchan ante la presencia de ciertos solventes
  • Son insolubles.

Elastómero
Propiedades
  • No se pueden derretir, antes de derretirse pasan a un estado gaseoso
  • Se hinchan ante la presencia de ciertos solventes
  • Generalmente insolubles.
  • Son flexibles y elásticos

A continuación se presenta un cuadro comparativo entre los tres tipos de estructura interna de los polímeros sintéticos.


miércoles, 4 de abril de 2012

Recordemos

   Polimerización es el proceso químico por el cual se unen monómeros para formar una molécula de mayor tamaño denominada polímero


Existen dos tipos de polimerización: de adición o crecimiento de cadena y de condensación o crecimiento por pasos. 

Polimerización por adición
   En una reacción de adición el proceso de polimerización que se inicia por un radical, un catión o un anión. 

   En otras palabras, una polimerización es por adición si la molécula de monómero pasa a formar parte del polímero sin pérdida de átomos, es decir, la composición química de la cadena resultante es igual a la suma de las composiciones químicas de los monómeros que la conforman.

La polimerización por adición no genera subproductos.

Polimerización por condensación
   Este tipo de polimerización consiste en la unión de dos o más monómeros diferentes, formando así una molécula más compleja. 

En este proceso se obtiene, además del polímero, un subproducto, que puede ser agua, alcohol, amoniaco, etc.

Este procedimiento es más lento y complicado que el de adición, y suelen formarse en general polímeros más pequeños.

martes, 3 de abril de 2012

Aplicaciones comerciales de algunos polímeros de adición

Polietileno 
Nombre comercial: Polietileno

Propiedades físicas y químicas: Polímero termoplástico. Es un material traslúcido y resistente al ataque de productos químicos.
Aplicaciones: Es utilizado en la fabricación de envases, por su resistencia al ataque de productos químicos. También en la elaboración de implementos de escritorio, juguetes y bolsas plásticas. 


Poliestireno expandido 
Nombre comercial: Plumavit, aunque en algunas partes de Chile se le llama Aislapol.

Propiedades físicas y químicas: N
o se pudre, no se enmohece ni se descompone, lo que lo convierte en un material idóneo para la venta de productos frescos, son ligeros, resistentes a la humedad y capaces de absorber los impactos.
Aplicaciones: En forma de espuma se le denomina plumavit, como protector de golpes de aparatos delicados o para mantener el calor de la comida dentro de él.




lunes, 2 de abril de 2012

Aplicaciones comerciales de algunos polímeros de condensación

Polisiloxano
Nombre comercial:Siliconas 


Propiedades físicas y químicas: Estables al calor y a la oxidación, e insolubles al agua. Son muy poco reactivas; por esta razón se emplean en medicina. 
Aplicaciones: En medicina se utilizan se utilizan para fabricar corazones artificiales e implantes cosméticos. Además, en la elaboración de lubricantes y selladores de automóviles.

Poliamida
Nombre comercial: Nailon

Propiedades físicas y químicas: Presenta resistencia al desgaste, al calor, al moho, a la acción de las polillas y a la abrasión.
Aplicaciones: Empleado en la elaboración de fibras resistentes a la tracción. Además, en fabricación de hilo de pescar, cuerdas de guitarras y cerdas de cepillos de dientes.