En química, un compuesto es una sustancia formada por la unión de dos o más elementos de la tabla periódica.1 Una característica esencial es que tiene una fórmula química. Por ejemplo, el agua es un compuesto formado por hidrógeno y oxígeno en la razón de 2 a 1 (en número de átomos): H_2O.
En general, esta razón es debida a una propiedad intrínseca (ver valencia). Un compuesto está formado por moléculas o iones con enlaces estables y no obedece a una selección humana arbitraria. Por este motivo el bronce o el chocolate son denominadas mezclas o aleaciones, pero no compuestos.
Los elementos de un compuesto no se pueden dividir o separar por procesos físicos (decantación, filtración, destilación), sino sólo mediante procesos químicos.
Fórmula
En química inorgánica los compuestos se representan mediante símbolos químicos y la unión de los átomos (moléculas) enlazados. El orden de estos en los compuestos inorgánicos va desde el más electronegativo a la derecha. Por ejemplo en el NaCl, el cloro que es más electronegativo que el sodio va en la parte derecha. Para los compuestos orgánicos existen otras varias reglas y se utilizan fórmulas esqueletales o semidesarrolladas para su representación.
Clasificación
Los principales compuestos químicos que existen:
Compuestos inorgánicos
Óxidos básicos. También llamados óxidos metálicos, que están formados por un metal y oxígeno.ejemplos, el óxido plúmbico,óxido de litio,.
Óxidos ácidos. También llamados óxidos no metálicos, formados por un no metal y oxígeno. ejemplos, óxido hipocloroso,óxido selenioso,.
Hidruros, que pueden ser tanto metálicos como no metálicos. Están compuestos por un elemento e hidrógeno.ejemplos, hidruro de aluminio, hidruro de sodio,.
Hidrácidos, son hidruros no metálicos que, cuando se disuelven en agua, adquieren carácter ácido. Por ejemplo, el ácido iodhídrico,.
Hidróxidos, compuestos formados por la reacción entre un óxido básico y el agua, que se caracterizan por presentar el grupo oxidrilo (OH). Por ejemplo, el hidróxido de sodio, o sosa cáustica.
Oxácidos, compuestos obtenidos por la reacción de un óxido ácido y agua. Sus moléculas están formadas por hidrógeno, un no metal y oxígeno. Por ejemplo, ácido clórico.
Sales binarias, compuestos formados por un hidrácido más un hidróxido. Por ejemplo, el cloruro de sodio.
Oxisales, formadas por la reacción de un oxácido y un hidróxido, como por ejemplo el hipoclorito de sodio.
Compuestos orgánicos
compuestos alifáticos, son compuestos orgánicos constituidos por carbono e hidrógeno cuyo carácter no es aromático.
compuestos aromáticos, es un compuesto orgánico cíclico conjugado que posee una mayor estabilidad debido a la deslocalización electrónica en enlaces π.
compuestos heterocíclicos, son compuestos orgánicos cíclicos en los que al menos uno de los componentes del ciclo es de un elemento diferente al carbono.
compuestos organometálicos, es un compuesto en el que los átomos de carbono forman enlaces covalentes, es decir, comparten electrones, con un átomo metálico.
Polímeros, son macromoléculas formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamadas monómeros.
La tabla periódica de los elementos clasifica, organiza y distribuye los distintos elementos químicos conforme a sus propiedades y características; su función principal es establecer un orden específico agrupando elementos.
Suele atribuirse la tabla a Dmitri Mendeléyev, quien ordenó los elementos basándose en sus propiedades químicas,1 si bien Julius Lothar Meyer, trabajando por separado, llevó a cabo un ordenamiento a partir de las propiedades físicas de los átomos.2 La estructura actual fue diseñada por Alfred Werner a partir de la versión de Mendeléyev. En 1952, el científico costarricense Gil Chaverri (1921-2005) presentó una nueva versión basada en la estructura electrónica de los elementos, la cual permite ubicar las series de lantánidos y actínidos en una secuencia lógica de acuerdo con su número atómico.
Historia
La historia de la tabla periódica está íntimamente relacionada con varios aspectos del desarrollo de la química y la física:
El descubrimiento de los elementos de la tabla periódica.
El estudio de las propiedades comunes y la clasificación de los elementos.
La noción de masa atómica (inicialmente denominada "peso atómico") y, posteriormente, ya en el siglo XX, de número atómico.
Las relaciones entre la masa atómica (y, más adelante, el número atómico) y las propiedades periódicas de los elementos y el surgimiento de nuevos elementos
Descubrimiento de los elementos
Aunque algunos elementos como el oro (Au), plata (Ag), cobre (Cu), plomo (Pb) y mercurio (Hg) ya eran conocidos desde la antigüedad, el primer descubrimiento científico de un elemento ocurrió en el siglo XVII, cuando el alquimista Henning Brand descubrió el fósforo (P).En el siglo XVIII se conocieron numerosos nuevos elementos, los más importantes de los cuales fueron los gases, con el desarrollo de la química neumática: oxígeno (O), hidrógeno (H) y nitrógeno (N). También se consolidó en esos años la nueva concepción de elemento, que condujo a Antoine Lavoisier a escribir su famosa lista de sustancias simples, donde aparecían 33 elementos. A principios del siglo XIX, la aplicación de la pila eléctrica al estudio de fenómenos químicos condujo al descubrimiento de nuevos elementos, como los metales alcalinos y alcalino–térreos, sobre todo gracias a los trabajos de Humphry Davy. En 1830 ya se conocían 55 elementos. Posteriormente, a mediados del siglo XIX, con la invención del espectroscopio, se descubrieron nuevos elementos, muchos de ellos nombrados por el color de sus líneas espectrales características: cesio (Cs, del latín caesĭus, azul), talio (Tl, de tallo, por su color verde), rubidio (Rb, rojo), etc.
Noción de elemento y propiedades periódicas
Lógicamente, un requisito previo necesario a la construcción de la tabla periódica era el descubrimiento de un número suficiente de elementos individuales, que hiciera posible encontrar alguna pauta en comportamiento químico y sus propiedades. Durante los siguientes dos siglos se fue adquiriendo un mayor conocimiento sobre estas propiedades, así como descubriendo muchos elementos nuevos.
La palabra "elemento" procede de la ciencia griega, pero su noción moderna apareció a lo largo del siglo XVII, aunque no existe un consenso claro respecto al proceso que condujo a su consolidación y uso generalizado. Algunos autores citan como precedente la frase de Robert Boyle en su famosa obra El químico escéptico, donde denomina elementos "ciertos cuerpos primitivos y simples que no están formados por otros cuerpos, ni unos de otros, y que son los ingredientes de que se componen inmediatamente y en que se resuelven en último término todos los cuerpos perfectamente mixtos". En realidad, esa frase aparece en el contexto de la crítica de Robert Boyle a los cuatro elementos aristotélicos.
A lo largo del siglo XVIII, las tablas de afinidad recogieron un nuevo modo de entender la composición química, que aparece claramente expuesto por Lavoisier en su obra Tratado elemental de química. Todo ello condujo a diferenciar en primer lugar qué sustancias de las conocidas hasta ese momento eran elementos químicos, cuáles eran sus propiedades y cómo aislarlas.
El descubrimiento de gran cantidad de elementos nuevos, así como el estudio de sus propiedades, pusieron de manifiesto algunas semejanzas entre ellos, lo que aumentó el interés de los químicos por buscar algún tipo de clasificación.
Los pesos atómicos
A principios del siglo XIX, John Dalton (1766–1844) desarrolló una concepción nueva del atomismo, a la que llegó gracias a sus estudios meteorológicos y de los gases de la atmósfera. Su principal aportación consistió en la formulación de un "atomismo químico" que permitía integrar la nueva definición de elemento realizada por Antoine Lavoisier (1743–1794) y las leyes ponderales de la química (proporciones definidas, proporciones múltiples, proporciones recíprocas).
Dalton empleó los conocimientos sobre proporciones en las que reaccionaban las sustancias de su época y realizó algunas suposiciones sobre el modo como se combinaban los átomos de las mismas. Estableció como unidad de referencia la masa de un átomo de hidrógeno (aunque se sugirieron otros en esos años) y refirió el resto de los valores a esta unidad, por lo que pudo construir un sistema de masas atómicas relativas. Por ejemplo, en el caso del oxígeno, Dalton partió de la suposición de que el agua era un compuesto binario, formado por un átomo de hidrógeno y otro de oxígeno. No tenía ningún modo de comprobar este punto, por lo que tuvo que aceptar esta posibilidad como una hipótesis a priori.
Dalton sabía que una parte de hidrógeno se combinaba con siete partes (ocho, afirmaríamos en la actualidad) de oxígeno para producir agua. Por lo tanto, si la combinación se producía átomo a átomo, es decir, un átomo de hidrógeno se combinaba con un átomo de oxígeno, la relación entre las masas de estos átomos debía ser 1:7 (o 1:8 se calcularía en la actualidad). El resultado fue la primera tabla de masas atómicas relativas (o pesos atómicos, como los llamaba Dalton), que fue posteriormente modificada y desarrollada en los años posteriores. Las inexactitudes antes mencionadas dieron lugar a toda una serie de polémicas y disparidades respecto a las fórmulas y los pesos atómicos, que solo comenzarían a superarse, aunque no totalmente, en el congreso de Karlsruhe en 1860.
Metales, no metales, metaloides y metales de transición
La primera clasificación de elementos conocida fue propuesta por Antoine Lavoisier, quien propuso que los elementos se clasificaran enmetales, no metales y metaloides o metales de transición. Aunque muy práctica y todavía funcional en la tabla periódica moderna, fue rechazada debido a que había muchas diferencias tanto en las propiedades físicas como en las químicas.
Tríadas de Döbereiner
Uno de los primeros intentos para agrupar los elementos de propiedades análogas y relacionarlo con los pesos atómicos se debe al químico alemán Johann Wolfgang Döbereiner (1780–1849) quien en 1817 puso de manifiesto el notable parecido que existía entre las propiedades de ciertos grupos de tres elementos, con una variación gradual del primero al último. Posteriormente (1827) señaló la existencia de otros grupos de tres elementos en los que se daba la misma relación (cloro, bromo y yodo; azufre, selenio y telurio; litio, sodio y potasio).
Tríadas de Döbereiner
Litio
LiCl
LiOH
Calcio
CaCl2
CaSO4
Azufre
H2S
SO2
Sodio
NaCl
NaOH
Estroncio
SrCl2
SrSO4
Selenio
H2Se
SeO2
Potasio
KCl
KOH
Bario
BaCl2
BaSO4
Telurio
H2Te
TeO2
A estos grupos de tres elementos se los denominó tríadas y hacia 1850 ya se habían encontrado unas 20, lo que indicaba una cierta regularidad entre los elementos químicos.
Döbereiner intentó relacionar las propiedades químicas de estos elementos (y de sus compuestos) con los pesos atómicos, observando una gran analogía entre ellos, y una variación gradual del primero al último.
En su clasificación de las tríadas (agrupación de tres elementos) Döbereiner explicaba que el peso atómico promedio de los pesos de los elementos extremos, es parecido al peso atómico del elemento de en medio. Por ejemplo, para la tríada Cloro, Bromo, Yodo los pesos atómicos son respectivamente 36, 80 y 127; si sumamos 36 + 127 y dividimos entre dos, obtenemos 81, que es aproximadamente 80 y si le damos un vistazo a nuestra tabla periódica el elemento con el peso atómico aproximado a 80 es el bromo lo cual hace que concuerde un aparente ordenamiento de tríadas.
Chancourtois
En 1864, Chancourtois construyó una hélice de papel, en la que estaban ordenados por pesos atómicos (masa atómica) los elementos conocidos, arrollada sobre un cilindro vertical. Se encontraba que los puntos correspondientes estaban separados unas 16 unidades. Los elementos similares estaban prácticamente sobre la misma generatriz, lo que indicaba una cierta periodicidad, pero su diagrama pareció muy complicado y recibió poca atención.
Ley de las octavas de Newlands
En 1864, el químico inglés John Alexander Reina Newlands comunicó al Royal College of Chemistry (Real Colegio de Química) su observación de que al ordenar los elementos en orden creciente de sus pesos atómicos (prescindiendo del hidrógeno), el octavo elemento a partir de cualquier otro tenía unas propiedades muy similares al primero. En esta época, los llamados gases nobles no habían sido aún descubiertos.
Ley de las octavas de Newlands
1
2
3
4
5
6
7
Li
6,9
Na
23,0
K
39,0
Be
9,0
Mg
24,3
Ca
40,0
B
10,8
Al
27,0
C
12,0
Si
28,1
N
14,0
P
31,0
O
16,0
S
32,1
F
19,0
Cl
35,5
Esta ley mostraba una cierta ordenación de los elementos en familias (grupos), con propiedades muy parecidas entre sí y en periodos, formados por ocho elementos cuyas propiedades iban variando progresivamente.
El nombre de octavas se basa en la intención de Newlands de relacionar estas propiedades con la que existe en la escala de las notas musicales, por lo que dio a su descubrimiento el nombre de ley de las octavas.
Como a partir del calcio dejaba de cumplirse esta regla, esta ordenación no fue apreciada por la comunidad científica que lo menospreció y ridiculizó, hasta que 23 años más tarde fue reconocido por la Royal Society, que concedió a Newlands su más alta condecoración, la medalla Davy.
Tabla periódica de Mendeléyev
En 1869, el ruso Dmitri Ivánovich Mendeléyev publicó su primera Tabla Periódica en Alemania. Un año después lo hizo Julius Lothar Meyer, que basó su clasificación periódica en la periodicidad de los volúmenes atómicos en función de la masa atómica de los elementos. Por ésta fecha ya eran conocidos 63 elementos de los 90 que existen en la naturaleza. La clasificación la llevaron a cabo los dos químicos de acuerdo con los criterios siguientes:
Colocaron los elementos por orden creciente de sus masas atómicas.
Los agruparon en filas o periodos de distinta longitud.
Situaron en el mismo grupo elementos que tenían propiedades químicas similares, como la valencia.
Tabla de Mendeléyev publicada en 1872. En ella deja casillas libres para elementos por descubrir.
La primera clasificación periódica de Mendeléyev no tuvo buena acogida al principio. Después de varias modificaciones publicó en el año 1872 una nueva Tabla Periódica constituida por ocho columnas desdobladas en dos grupos cada una, que al cabo de los años se llamaron familia A y B.
En su nueva tabla consigna las fórmulas generales de los hidruros y óxidos de cada grupo y por tanto, implícitamente, las valencias de esos elementos.
Esta tabla fue completada a finales del siglo XIX con un grupo más, el grupo cero, constituido por los gases nobles descubiertos durante esos años en el aire. El químico ruso no aceptó en principio tal descubrimiento, ya que esos elementos no tenían cabida en su tabla. Pero cuando, debido a su inactividad química (valencia cero), se les asignó el grupo cero, la Tabla Periódica quedó más completa.
El gran mérito de Mendeléyev consistió en pronosticar la existencia de elementos. Dejó casillas vacías para situar en ellas los elementos cuyo descubrimiento se realizaría años después. Incluso pronosticó las propiedades de algunos de ellos: el galio (Ga), al que llamó eka–aluminio por estar situado debajo del aluminio; el germanio (Ge), al que llamó eka–silicio; el escandio (Sc); y el tecnecio (Tc), que, aislado químicamente a partir de restos de un sincrotrón en 1937, se convirtió en el primer elemento producido de forma predominantemente artificial.
Noción de número atómico y mecánica cuántica
La tabla periódica de Mendeléyev presentaba ciertas irregularidades y problemas. En las décadas posteriores tuvo que integrar los descubrimientos de los gases nobles, las "tierras raras" y los elementos radioactivos. Otro problema adicional eran las irregularidades que existían para compaginar el criterio de ordenación por peso atómico creciente y la agrupación por familias con propiedades químicas comunes. Ejemplos de esta dificultad se encuentran en las parejas telurio–yodo, argón–potasio y cobalto–níquel, en las que se hace necesario alterar el criterio de pesos atómicos crecientes en favor de la agrupación en familias con propiedades químicas semejantes.
Durante algún tiempo, esta cuestión no pudo resolverse satisfactoriamente hasta que Henry Moseley (1867–1919) realizó un estudio sobre los espectros de rayos X en 1913. Moseley comprobó que al representar la raíz cuadrada de la frecuencia de la radiación en función del número de orden en el sistema periódico se obtenía una recta, lo cual permitía pensar que este orden no era casual sino reflejo de alguna propiedad de la estructura atómica. Hoy sabemos que esa propiedad es el número atómico (Z) o número de cargas positivas del núcleo.
La explicación que aceptamos actualmente de la "ley periódica" descubierta por los químicos de mediados del siglo pasado surgió tras los desarrollos teóricos producidos en el primer tercio del siglo XX. En el primer tercio del siglo XX se construyó la mecánica cuántica. Gracias a estas investigaciones y a los desarrollos posteriores, hoy se acepta que la ordenación de los elementos en el sistema periódico está relacionada con la estructura electrónica de los átomos de los diversos elementos, a partir de la cual se pueden predecir sus diferentes propiedades químicas.
Estructura y organización de la tabla periódica
La tabla periódica actual es un sistema donde se clasifican los elementos conocidos hasta la fecha. Se colocan de izquierda a derecha y de arriba a abajo en orden creciente de sus números atómicos. Los elementos están ordenados en siete hileras horizontales llamadas periodos, y en 18 columnas verticales llamadas grupos o familias.
Hacia abajo y a la izquierda aumenta el radio atómico y el radio iónico.
Hacia arriba y a la derecha aumenta la energía de ionización, la afinidad electrónica y la electronegatividad.
Grupos
Todos los elementos que pertenecen a un grupo tienen la misma valencia, entendido como el número de electrones en la última capa, y por ello, tienen propiedades similares entre sí.
La explicación moderna del ordenamiento en la tabla periódica es que los elementos de un grupo poseen configuraciones electrónicas similares y la misma valencia, o número de electrones en la última capa. Dado que las propiedades químicas dependen profundamente de las interacciones de los electrones que están ubicados en los niveles más externos, los elementos de un mismo grupo tienen propiedades químicas similares.
Por ejemplo, los elementos en el grupo 1 tienen una configuración electrónica ns1 y una valencia de 1 (un electrón externo) y todos tienden a perder ese electrón al enlazarse como iones positivos de +1. Los elementos en el último grupo de la derecha son los gases nobles, los cuales tienen lleno su último nivel de energía (regla del octeto) y, por ello, son excepcionalmente no reactivos y son también llamados gases inertes.
Numerados de izquierda a derecha utilizando números arábigos, según la última recomendación de la IUPAC (según la antigua propuesta de la IUPAC) de 1988 y entre paréntesis según el sistema estadounidense,8 los grupos de la tabla periódica son:
Las filas horizontales de la tabla periódica son llamadas períodos. El número de niveles energéticos de un átomo determina el periodo al que pertenece. Cada nivel está dividido en distintos subniveles, que conforme aumenta su número atómico se van llenando en este orden:
Siguiendo esa norma, cada elemento se coloca según su configuración electrónica y da forma a la tabla periódica. Los electrones situados en niveles más externos determinan en gran medida las propiedades químicas, por lo que éstas tienden a ser similares dentro de un mismo grupo, sin embargo la masa atómica varía considerablemente incluso entre elementos adyacentes. Al contrario, dos elementos adyacentes de mismo periodo tienen una masa similar, pero propiedades químicas diferentes.
La tabla periódica se puede también dividir en bloques de elementos según el orbital que estén ocupando los electrones más externos, de acuerdo al principio de Aufbau.
Los bloques o regiones se denominan según la letra que hace referencia al orbital más externo: s, p, d y f. Podría haber más elementos que llenarían otros orbitales, pero no se han sintetizado o descubierto; en este caso se continúa con el orden alfabético para nombrarlos.
A las columnas verticales de la tabla periódica se les conoce como grupos o familias. Hay 18 grupos en la tabla periódica estándar, de los cuales diez son grupos cortos y los ocho restantes largos, que muchos de estos grupos correspondan a conocidas familias de elementos químicos: la tabla periódica se ideó para ordenar estas familias de una forma coherente y fácil de ver.
lunes, 27 de julio de 2015
Estados de la materia
La materia se presenta en tres estados o formas de agregación: sólido,
líquido y gaseoso.
Dadas las condiciones existentes en la superficie terrestre, sólo algunas
sustancias pueden hallarse de modo natural en los tres estados, tal es el caso
del agua.
La mayoría de sustancias se presentan en un estado concreto. Así, los
metales o las sustancias que constituyen los minerales se encuentran en estado
sólido y el oxígeno o el CO2 en estado gaseoso.
Propiedades de los sólidos
·
Se
caracteriza porque opone resistencia a cambios de forma y de volumen. Sus
partículas se encuentran juntas y correctamente ordenadas. Las moléculas de un
sólido tienen una gran cohesión y adoptan formas bien definidas.
·
Elasticidad:
Un sólido recupera su forma original cuando es deformado. Un resorte es un
objeto en que podemos observar esta propiedad ya que vuelve a su forma
original.
·Fragilidad:
Un sólido puede romperse en muchos fragmentos (quebradizo).
·Dureza: hay
sólidos que no pueden ser rayados por otros más blandos. El diamante es un
sólido con dureza elevada.
·Forma
definida: Tienen forma definida, son relativamente rígidos y no fluyen como lo
hacen los gases y los líquidos, excepto bajo presiones extremas del medio.
·
Alta
densidad: Los sólidos tienen densidades relativamente altas debido a la cercanía
de sus moléculas por eso se dice que son más “pesados”
·Flotación:
Algunos sólidos cumplen con esta propiedad, solo si su densidad es menor a la
del líquido en el cual se coloca.
·Inercia: es
la dificultad o resistencia que opone un sistema físico o un sistema social a
posibles cambios, en el caso de los sólidos pone resistencia a cambiar su
estado de reposo.
·Tenacidad: En
ciencia de los Materiales la tenacidad es la resistencia que opone un material
a que se propaguen fisuras o grietas.
·Maleabilidad:
Es la propiedad de la materia, que presentan los cuerpos a ser labrados por
deformación. La maleabilidad permite la obtención de delgadas láminas de
material sin que éste se rompa, teniendo en común que no existe ningún método
para cuantificarlas.
·Ductilidad:
La ductilidad se refiere a la propiedad de los sólidos de poder obtener hilos
de ellas.
Propiedades de los líquidos
El estado líquido es un estado de agregación de la materia intermedio entre
el estado sólido y el estado de gas. Las moléculas de los líquidos no están tan
próximas como las de los sólidos, pero están menos separadas que las de los
gases. Las moléculas en el estado líquido ocupan posiciones al azar que varían
con el tiempo. Las distancias intermoleculares son constantes dentro de un
estrecho margen.
Viscosidad
Los fluidos reales se caracterizan por poseer una resistencia a fluir
llamada viscosidad. Eso significa que en la práctica para mantener la velocidad
en un líquido es necesario aplicar una fuerza o presión, y si dicha fuerza cesa
el movimiento del fluido cesa eventualmente tras un tiempo finito.
Fluidez
La fluidez es una característica de los líquidos o gases que les confiere
la habilidad de poder pasar por cualquier orificio o agujero por más pequeño
que sea, siempre que esté a un mismo o inferior nivel del recipiente en el que
se encuentren (el líquido ), a diferencia del restante estado de agregación
conocido como sólido.
Presión de vapor
Presión de un vapor en equilibrio con su forma líquida, la llamada presión
de vapor, solo depende de la temperatura; su valor a una temperatura dada es
una propiedad característica de todos los líquidos.
Otras propiedades
Los líquidos no tienen forma fija pero sí volumen. Tienen variabilidad de
forma y características muy particulares que son:
1. Cohesión: fuerza de atracción entre moléculas iguales
2. Adhesión: fuerza de atracción entre moléculas diferentes.
3. Tensión superficial: fuerza que se manifiesta en la superficie de
un líquido, por medio de la cual la capa exterior del líquido tiende a contener
el volumen de este dentro de una mínima superficie.
4. Capilaridad: facilidad que tienen los líquidos para subir por tubos
de diámetros pequeñísimos (capilares) donde la fuerza de cohesión es superada
por la fuerza de adhesión.
Propiedades de los gases
El estado gaseoso es un estado disperso de la materia, es decir , que las
moléculas del gas están separadas unas de otras por distancias mucho mayores
del tamaño del diámetro real de las moléculas. Resuelta entonces, que el
volumen ocupado por el gas (V)depende de la presión (P), la temperatura (T) y
de la cantidad o numero de moles ( n).
Las propiedades de la materia en estado gaseoso son:
1. Se adaptan a la forma y el volumen del recipiente que los contiene. Un
gas, al cambiar de recipiente, se expande o se comprime, de manera que ocupa
todo el volumen y toma la forma de su nuevo recipiente.
2. Se dejan comprimir fácilmente. Al existir espacios intermoleculares, las
moléculas se pueden acercar unas a otras reduciendo su volumen, cuando
aplicamos una presión.
3. Se difunden fácilmente. Al no existir fuerza de atracción intermolecular
entre sus partículas, los gases se esparcen en forma espontánea.
4. Se dilatan, la energía cinética promedio de sus moléculas es
directamente proporcional a la temperatura aplicada.
FENÓMENOS
BIOFÍSICOS Un fenómeno es un cambio en
la Naturaleza que no modifica la composición de la materia.
TENSIÓN SUPERFICIAL
Es la fuerza que
actúa tangencial mente por unidad de longitud en el borde de una superficie
libre de un líquido en equilibrio y que tiende a contraer dicha superficie.
Esta definición
implica que el líquido tiene una resistencia para aumentar su superficie. Como
efecto tiene la elevación o depresión de la superficie de un líquido en la zona
de contacto con un sólido.
ADHESIÓN
La adhesión es la propiedad de la
materia por la cual se unen dos superficies de sustancias iguales o diferentes
cuando entran en contacto, y se mantienen juntas por fuerzas intermoleculares.
Cabe recalcar que
la cohesión es distinta de la adhesión. La cohesión es la fuerza de atracción
entre partículas adyacentes dentro de un mismo cuerpo, mientras que la adhesión
es la interacción entre las superficies de distintos cuerpos.
TERMOMETRÍA
Se encarga de la medición de la
temperatura de cuerpos o sistemas. Para este fin, se utiliza el termómetro, que
es un instrumento que se basa en el cambio de alguna propiedad de la materia
debido al efecto del calor; así se tiene el termómetro de mercurio y de
alcohol, que se basan en la dilatación, los termopares que deben su
funcionamiento al cambio de la conductividad eléctrica, los ópticos que
detectan la variación de la intensidad del rayo emitido cuando se refleja en un
cuerpo caliente
COHESIÓN
Es la atracción
entre moléculas que mantiene unidas las partículas de una sustancia. La
cohesión es diferente de la adhesión; la cohesión es la fuerza de atracción
entre partículas adyacentes dentro de un mismo cuerpo, mientras que la adhesión
es la interacción entre las superficies de distintos cuerpos.
En el agua la fuerza de cohesión es elevada
por causa de los puentes de hidrogeno que mantienen las moléculas de agua
fuertemente unidas, formando una estructura compacta que la convierte en un
líquido casi incompresible. Al no poder comprimirse puede funcionar en algunos
animales como un esqueleto hidrostático, como ocurre en algunos gusanos
perforadores capaces de agujerear la roca mediante la presión generada por sus
líquidos internos.
Presión
Hidrostática.
Un fluido pesa y ejerce presión sobre las paredes del fondo del recipiente que lo contiene y sobre la superficie de cualquier objeto sumergido en él. Esta presión, llamada presión hidrostática, provoca, en fluidos en reposo, una fuerza perpendicular a las paredes del recipiente o a la superficie del objeto sumergido sin importar la orientación que adopten las caras. Si el líquido fluyera, las fuerzas resultantes de las presiones ya no serían necesariamente perpendiculares a las superficies. Esta presión depende de la densidad del líquido en cuestión y de la altura del líquido con referencia del punto del que se mida.
Se calcula mediante la siguiente expresión:
Donde, usando unidades del SI,
es la presión hidrostática (en pascales);
es la densidad del líquido (en kilogramos partido metro cúbico);
es la aceleración de la gravedad (en metros partido segundo al cuadrado);
es la altura del fluido (en metros). Un líquido en equilibrio ejerce fuerzas perpendiculares sobre cualquier superficie sumergida en su interior
es la Presión atmosférica (en pascales)
ACCIÓN CAPILAR
La acción capilar
es importante para mover el agua (y todas las cosas que están disueltas en
ella). Se define como el movimiento del agua dentro de los espacios de un
material poroso, debido a las fuerzas de adhesión y a la tensión de la
superficie. La acción capilar ocurre porque el agua es pegajosa -- las
moléculas del agua se pegan unas a otras y a otras substancias como el vidrio,
la ropa, tejidos orgánico y la tierra.
es la presión hidrostática (en pascales);
es la densidad del líquido (en kilogramos partido metro cúbico);
es la aceleración de la gravedad (en metros partido segundo al cuadrado);
es la altura del fluido (en metros). Un líquido en equilibrio ejerce fuerzas perpendiculares sobre cualquier superficie sumergida en su interior
es la Presión atmosférica (en pascales)