lunes, 26 de marzo de 2012

Una nueva técnica permite ver el interior de las nanopartículas en 3D (Lydia Díez Jiménez)

Un equipo de investigadores de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA) ha conseguido, por vez primera, observar el interior de las estructuras más diminutas del mundo para crear imágenes tridimensionales de átomos individuales, así como de sus localizaciones. Todo ello ha sido posible gracias a un método desarrollado para medir, de manera directa, la estructura atómica de los nanomateriales.

Según explica uno de los autores del avance, el profesor de física e investigador del California NanoSystems Institute (CNSI) de la UCLA, Jianwei Miao, en un comunicado de dicha Universidad: “Este es el primer experimento en el que hemos podido ver directamente estructuras locales en tres dimensiones, a una escala de resolución atómica. Esto jamás se había hecho antes”.

Para lograrlo, Mio y sus colaboradores usaron un microscopio de transmisión electrónica de barrido (STEM), que utiliza haces de electrones para visualizar cualquier objeto. Con este instrumento, los científicos hicieron incidir un estrecho haz de electrones de alta energía sobre una fina nanopartícula de oro, de sólo 10 nanómetros de diámetro (casi 1.000 veces menor que un glóbulo rojo de la sangre).

La nanopartícula contenía decenas de miles de átomos de oro individuales, cada uno aproximadamente un millón de veces menor que el ancho de un cabello humano. Estos átomos interactuaron con los electrones procedentes del microscopio. La proyección de sombras resultante de dicha interacción fue lo que proporcionó información sobre la estructura interior de la nanopartícula, a un detector situado bajo el microscopio.

Miao y sus colaboradores descubrieron que tomando medidas por este mismo sistema a la nanopartícula, pero desde 69 ángulos distintos, podían combinar los datos recabados por cada sombra individual, y reconstruir con ellos el interior de la nanopartícula en 3D.

Aplicando así este método, conocido como tomografía electrónica y previamente usado para la visualización tridimensional de la arquitectura de las células, los científicos pudieron ver directamente a los átomos individuales, así como la manera en que éstos se posicionaban dentro de la nanopartícula de oro estudiada.

Los Iones Negativos

 Los Iones Negativos (Sara Aparicio 3.C)
 Ya en 1910, Albert Einstein dijo que las propiedades curativas del aire de la montaña de Davos eran debidas a la electricidad del aire.
El aire contiene moléculas de nitrógeno, oxígeno, vapor de agua, dióxido de carbono, etc. Cada una de estas moléculas contiene átomos. Los átomos pierden o ganan electrones y entonces se llaman iones: si han ganado electrones, tendrán una carga eléctrica negativa; en cambio, si pierden electrones, su carga eléctrica será negativa.
Los iones positivos y negativos existen de manera natural en el aire que respiramos y en una atmósfera equilibrada, es decir, sana, están en una proporción de uno positivo por cada cuatro negativos. Los iones se producen espontáneamente en la naturaleza por diferentes razones: por los saltos de agua, por fenómenos meteorológicos (tormentas, rayos, vientos, etc.), por radiaciones de la tierra, por radiaciones cósmicas y por otras muchas causas. Los iones hacen que haya electricidad en la atmósfera de la tierra; esta electricidad es imprescindible para la vida ya que, según varios experimentos realizados con animales y plantas en atmósfera sin electricidad estática, los animales mueren al poco tiempo y las plantas no crecen.
La ionización positiva del aire es perjudicial para el ser humano, los animales y las plantas. A los seres humanos puede provocarnos cansancio, dolor de cabeza, ahogos, alergias, tendencia a la depresión, nerviosismo, insomnio…. El exceso de iones positivos se da en todas las ciudades debido a que la contaminación atmosférica destruye los iones negativos. En el campo y en las montañas predominan los iones negativos.
Los iones positivos se forman a causa de los rayos ultravioleta del sol, los rayos cósmicos, los vientos secos del sur, la fricción de masas de aire que se da antes de una tormenta… Pero los seres humanos también los producimos con la contaminación atmosférica, el aire acondicionado, las pantallas de televisores (que pueden llegar a producir un campo de 20.000 voltios) y de ordenadores, los móviles, las fibras sintéticas…
La ionización negativa del aire nos beneficia, pues mejora nuestro estado anímico y las funciones corporales. Los iones negativos se forman por las descargas eléctricas de los rayos, por la función clorofílica de las plantas y por la emisión de la radiactividad natural de la tierra. En las montañas hay muchos iones negativos: los estratos rocosos son más radiactivos que la corteza común. El agua en movimiento produce muchos iones negativos (duchas, fuentes, saltos, cascadas, la orilla del mar) porque cuando el agua choca y la gota se divide, la parte más ligera, que es la que se respira, queda cargada negativamente (Efecto Lenard).

Sustancias, mezclas homogeneas y mezclas heterogeneas.

 Sara Carrera 3C

I.- SUSTANCIAS





Toda sustancia tiene un conjunto único de propiedades (características que nos permiten identificarlas) y distinguirlas de otras sustancias. Una sustancia tiene una composición fija y propiedades que la distinguen. Estas propiedades pueden ser físicas o químicas. 





Las propiedades físicas son las que podemos medir sin cambiar la identidad de la  sustancia, por ejemplo, color, olor, densidad, punto de fusión, punto de ebullición, dureza. Las propiedades químicas describen la forma en que una sustancia puede cambiar (reaccionar)  para formar otras sustancias.







II.- MEZCLAS





Cuando dos o más sustancias puras se mezclan y no se  combinan químicamente, aparece una mezcla. Una mezcla puede ser  separada  en sus componentes (sustancias) simplemente por métodos físicos. Estas pueden ser clasificadas en homogéneas y heterogéneas.




a) Mezclas heterogéneas: no son  uniformes;  en algunos casos, puede observarse la  discontinuidad  a  simple  vista (sal y carbón, por ejemplo); en otros casos, debe usarse una mayor resolución para observar la discontinuidad.




b) Mezclas homogéneas: son totalmente uniformes  (no presentan discontinuidades  al ultramicroscopio) y presentan iguales propiedades y  composición  en todo el sistema, algunos ejemplos son la salmuera, el aire. Estas mezclas homogéneas se denominan soluciones.





El límite a  partir  del cual se distinguen los sistemas heterogéneos de los sistemas  homogéneos  lo constituye precisamente el ultramicroscopio. Los diferentes sistemas homogéneos que constituyen el sistema heterogéneo se denominan fases.





      Existen gran número de métodos para  separar  los  componentes que forman una mezcla; en realidad, cada mezcla implicará el uso  de uno o más métodos particulares para su separación en los componentes individuales.  Describiremos  brevemente  solo  algunos  de  estos métodos:





a) filtración: permite separar sólidos suspendidos  en  un  líquido. Implica el pasaje de todo el líquido a través de un filtro, una placa de vidrio, etc.





b) destilación: permite la separación  de  sustancias de diferente punto de ebullición. Consiste en procesos de evaporación - condensación en los cuales se va enriqueciendo la fase vapor en el componente más volátil.





c) disolución: permite separar un sólido soluble en algún líquido de otro que no lo es.





d) reparto: separa sustancias de diferente solubilidad en otra fase. Consiste en adicionar otra fase al sistema en la cual se disuelva en gran proporción alguna sustancia del sistema original.





Una extensión más sofisticada de los últimos dos  métodos,  lo constituye la cromatografía.

Descubrimientos del 2008

http://www.iesleonardoalacant.es/Departamento-fisica/Noticias/Generales/10-mayores-descubrimientos-2008.pdf

Andrea Truchado 3C

viernes, 23 de marzo de 2012

TEORIA ATOMICA DE DALTON

La teoría atómico-molecular clásica tiene por base la teoría atómica de Dalton.Existe entre estas dos teorías algunas diferencias fundamentales.Para Dalton, la partícula mas pequeña de una sustancia era el átomo. Si la sustancia era simple, Dalton hablaba de "átomos simples"; por ejemplo de cloro, de hidrogeno, etc. Si la sustancia era compuesta, Dalton hablaba de"atomos compuestos"; por ejemplo de agua. En realidad, los "átomos" de Dalton, son las partículas que nosotros llamamos moléculas Los siguientes postulados, son los que constituyen la teoría atómico-molecular clásica:

1 - Toda la materia es discreta y esta formada por partículas pequeñas, definidas e indestructibles denominadas átomos, que son indivisibles por los métodos químicos ordinarios,

2 - Los átomos de un mismo elemento son iguales y tienen las mismas propiedades; los átomos de elementos distintos son diferentes y tienen propiedades también diferentes

3 - Las moléculas se forman por la unión de un numero entero de átomos del mismo o de distintos elementos, en relaciones numéricas simples. (1:1; 2:1; 3:2; etc. )

En el siguiente ejemplo se representa la formación de una molécula de cloro Cl2, a partir de dos átomos de cloro: relacion numérica 1:1

En el siguiente ejemplo se representa la formación de una molécula de oxigeno O2 y una de hidrogeno H2:

En el siguiente ejemplo se representa la formación de dos moléculas de agua, a partir de una molécula de oxigeno y dos de hidrogeno, relación numérica 2:1

4 - Las sustancias simples y compuestas estan constituidas por moleculas.

5 - Las moleculas de una misma sustancia son iguales en todos sus aspectos y distintas a las de otras sustancias,

6 – Las moleculas de las sustancias simples estan formadas por atomos iguales (del mismo elemento). Cuando el numero de atomos que forma la molecula de una sustancia simple es uno, la molecula de esta sustancia se identifica con el atomo del elemento correspondiente.

7 - Las moleculas de las sustancias compuestas estan formadas por atomos de por lo menos dos elementos diferentes. El numero de atomos de cada elemento que interviene en la formacion de una molecula de una misma sustancia compuesta, es el mismo para todas las moleculas de la misma sustancia.

John Dalton http://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=eU7cUke_SxQ

Las leyes ponderales de las combinaciones químicas encontraron una explicación satisfactoria en la teoría atómica formulada por DALTON en 1803 y publicada en 1808. Dalton reinterpreta las leyes ponderales basándose en el concepto de átomo. Establece los siguientespostulados o hipótesis, partiendo de la idea de que la materia es discontinua:

Los elementos están constituidos por átomos consistentes en partículas materiales separadas e indestructibles;

Los átomos de un mismo elemento son iguales en masa y en todas las demás cualidades.

Los átomos de los distintos elementos tienen diferentes masa y propiedades

Los compuestos se forman por la unión de átomos de los correspondientes elementos en una relación numérica sencilla. Los «átomos» de un determinado compuesto son a su vez idénticos en masa y en todas sus otras propiedades.

Aunque el químico irlandés HIGGINS, en 1789, había sido el primero en aplicar la hipótesis atómica a las reacciones químicas, es Dalton quien le comunica una base más sólida al asociar a los átomos la idea de masa.

Los átomos de DALTON difieren de los átomos imaginados por los filósofos griegos, los cuales los suponían formados por la misma materia primordial aunque difiriendo en forma y tamaño. La hipótesis atómica de los antiguos era una doctrina filosófica aceptada en sus especulaciones científicas por hombres como GALILEO, BOYLE, NEWTON, etc., pero no fue hasta DALTON en que constituye una verdadera teoría científica mediante la cual podían explicarse y coordinarse cuantitativamente los fenómenos observados y las leyes de las combinaciones químicas.

La teoría atómica constituyó tan sólo inicialmente una hipótesis de trabajo, muy fecunda en el desarrollo posterior de la Química, pues no fue hasta finales del siglo XIX en que fue universalmente aceptada al conocerse pruebas físicas concluyentes de la existencia real de los átomos. Pero fue entonces cuando se llegó a la conclusión de que los átomos eran entidades complejas formadas por partículas más sencillas y que los átomos de un mismo elemento tenían en muchísimos casos masa distinta. Estas modificaciones sorprendentes de las ideas de DALTON acerca de la naturaleza de los átomos no invalidan en el campo de la Química los resultados brillantes de la teoría atómica.

Justificación de las leyes ponderales.

Las suposiciones de DALTON permiten explicar fácilmente las leyes ponderales de las combinaciones químicas, ya que la composición en peso de un determinado compuesto viene determinada por el número y peso de los átomos elementales que integran el «átomo» del compuesto.

Ley de la conservación de la materia.

Por ser los átomos indivisibles e indestructibles los cambios químicos han de consistir únicamente en un reagrupamiento de átomos y, por tanto, no puede haber en el mismo variación alguna de masa al no variar el número de átomos presentes.

Ley de las proporciones definidas.

Si se combinan n átomos del elemento A con m átomos del elemento B y los pesos respectivos de estos átomos son a y b

Ley de las proporciones múltiples.

Si dos elementos se unen en varias proporciones para formar distintos compuestos quiere decir que sus átomos se unen en relaciones numéricas diferentes. Si un átomo del elemento A se une, por ejemplo, con uno y con dos átomos del elemento B, se comprende que la relación en peso de las cantidades de este elemento (uno y dos átomos) que se unen con una misma cantidad de aquél (un átomo) estén en relación de 1 : 2. Si los átomos de los elementos A y B se unen en otras cualesquiera relaciones numéricas, siempre de números enteros sencillos, se encontrará igualmente una relación sencilla entre las cantidades de uno de los elementos que se unen con una cantidad determinada del otro elemento.

Ley de las proporciones recíprocas.

Si suponemos que los elementos se uniesen siempre en la relación atómica 1 : 1, la ley de las proporciones recíprocas no sólo sería evidente sino que los pesos de combinación serían a su vez los pesos atómicos. Aunque los elementos se unen en relaciones atómicas diferentes, 1 : 2, 1 : 3, 2 : 3 etcétera, puede fácilmente calcularse que las cantidades en peso de distintos elementos que se unen con una cantidad fija de un elemento dado han de estar en relación sencilla con sus respectivos pesos atómicos y que dichas cantidades, multiplicadas necesariamente en todo caso por números enteros sencillos, han de ser las que se combinen entre sí en las correspondientes combinaciones mutuas.

Fracaso ante la ley de Gay-Lussac.

Para DALTON las últimas partículas de los elementos gaseosos como el hidrógeno, oxígeno, cloro, etc., eran necesariamente simples y estaban constituidas por un solo átomo (así, H, O, CI, N, ...) y que las de compuestos gaseosos tan corrientes como el agua o el cloruro de hidrógeno eran naturalmente compuestas pero formadas por sólo dos átomos distintos (HO, CIH, ... ). Sin embargo, con estas fórmulas no se podían explicar las relaciones volumétricas de Gay-Lussac:

La conclusión experimental de GAY-LUSSAC de que un volumen de cloro se une con un volumen de hidrógeno para dar lugar ados volúmenes de cloruro de hidrógeno llevó a DALTON a suponer que en los volúmenes iguales de cloro y de hidrógeno debían existir igual número de átomos.

Al imaginar que estos elementos se unen átomo a átomo, formarán un mismo número de «átomos» (hoy moléculas) de cloruro de hidrógeno, al ser estos «átomos» indivisibles, debían ocupar, en cambio, un volumen doble según los resultados de Gay Lussac.

La hipótesis de que en volúmenes iguales de gases debían existir igual número de «átomos» tuvo DALTON que descartarla llegando a la conclusión de que los resultados de GAY-LUSSAC eran inexactos.

Por el contrario, si la ley de Gay-Lussac era cierta estaba en contradicción con los postulados de DALTON y su teoría a