MODELOS ATOMICOS

modelos atomicos

Desde la Antigüedad, el ser humano se ha cuestionado de qué estaba hecha la materia. Unos 400 años antes de Cristo, el filósofo griego Demócrito consideró que la materia estaba constituida por pequeñísimas partículas que no podían ser divididas en otras más pequeñas. Por ello, llamó a estas partículas átomos, que en griego quiere decir "indivisible". Demócrito atribuyó a los átomos las cualidades de ser eternos, inmutables e indivisibles. Sin embargo las ideas de Demócrito sobre la materia no fueron aceptadas por los filósofos de su época y hubieron de transcurrir cerca de 2200 años para que la idea de los átomos fuera tomada de nuevo en consideración.

Año Científico Descubrimientos experimentales Modelo atómico 1808 John Dalton Durante el s.XVIII y principios del XIX algunos científicos habían investigado distintos aspectos de las reacciones químicas, obteniendo las llamadas leyes clásicas de la Química. La imagen del átomo expuesta por Dalton en su teoría atómica, para explicar estas leyes, es la de minúsculas partículas esféricas, indivisibles e inmutables, iguales entre sí en cada elemento químico. 1897 J.J. Thomson Demostró que dentro de los átomos hay unas partículas diminutas, con carga eléctrica negativa, a las que se llamó electrones. De este descubrimiento dedujo que el átomo debía de ser una esfera de materia cargada positivamente, en cuyo interior estaban incrustados los electrones. (Modelo atómico de Thomson.) 1911 E. Rutherford Demostró que los átomos no eran macizos, como se creía, sino que están vacíos en su mayor parte y en su centro hay un diminuto núcleo. Dedujo que el átomo debía estar formado por una corteza con los electrones girando alrededor de un núcleo central cargado positivamente. (Modelo atómico de Rutherford.) 1913 Niels Bohr Espectros atómicos discontinuos originados por la radiación emitida por los átomos excitados de los elementos en estado gaseoso. Propuso un nuevo modelo atómico, según el cual los electrones giran alrededor del núcleo en unos niveles bien definidos. (Modelo atómico de Bohr.)

PRACTICA NOº4

Introducción

en esta práctica  hablaremos  sobre  los cambios de estado  los estados de agregación  en  cual mencionaremos mas adelante: Cuando un cuerpo, por acción del calor o del frío pasa de un estado a otro, decimos que ha cambiado de estado. En el caso del agua: cuando hace calor, el hielo se derrite y si calentamos agua líquida vemos que se evapora. El resto de las sustancias también puede cambiar de estado si se modifican las condiciones en que se encuentran. Además de la temperatura, también la presión influye en el estado en que se encuentran las sustancias.
Si se calienta un sólido, llega un momento en que se transforma en líquido. Este proceso recibe el nombre de fusión. El punto de fusión es la temperatura que debe alcanzar una sustancia sólida para fundirse. Cada sustancia posee un punto de fusión característico. Por ejemplo, el punto de fusión del agua pura es 0 °C a la presión atmosférica normal.
Si calentamos un líquido, se transforma en gas. Este proceso recibe el nombre de vaporización. Cuando la vaporización tiene lugar en toda la masa de líquido, formándose burbujas de vapor en su interior, se denomina ebullición. También la temperatura de ebullición es característica de cada sustancia y se denomina punto de ebullición. El punto de ebullición del agua es 100 °C a la presión atmosférica normal. 

Cuando un cuerpo, por acción del calor o del frío pasa de un estado a otro, decimos que ha cambiado de estado. En el caso del agua: cuando hace calor, el hielo se derrite y si calentamos agua líquida vemos que se evapora. El resto de las sustancias también puede cambiar de estado si se modifican las condiciones en que se encuentran. Además de la temperatura, también la presión influye en el estado en que se encuentran las sustancias. Si se calienta un sólido, llega un momento en que se transforma en líquido. Este proceso recibe el nombre de fusión. El punto de fusión es la temperatura que debe alcanzar una sustancia sólida para fundirse. Cada sustancia posee un punto de fusión característico. Por ejemplo, el punto de fusión del agua pura es 0 °C a la presión atmosférica normal. Si calentamos un líquido, se transforma en gas. Este proceso recibe el nombre de vaporización. Cuando la vaporización tiene lugar en toda la masa de líquido, formándose burbujas de vapor en su interior, se denomina ebullición. También la temperatura de ebullición es característica de cada sustancia y se denomina punto de ebullición. El punto de ebullición del agua es 100 °C a la presión atmosférica normal. Simulación: (pulsa el botón para encender el mechero y observa los cambios)   En el estado sólido las partículas están ordenadas y se mueven oscilando alrededor de sus posiciones. A medida que calentamos el agua, las partículas ganan energía y se mueven más deprisa, pero conservan sus posiciones.   Cuando la temperatura alcanza el punto de fusión (0ºC) la velocidad de las partículas es lo suficientemente alta para que algunas de ellas puedan vencer las fuerzas de atracción del estado sólido y abandonan las posiciones fijas que ocupan. La estructura cristalina se va desmoronando poco a poco. Durante todo el proceso de fusión del hielo la temperatura se mantiene constante.   En el estado líquido las partículas están muy próximas, moviéndose con libertad y de forma desordenada. A medida que calentamos el líquido, las partículas se mueven más rápido y la temperatura aumenta. En la superficie del líquido se da el proceso de vaporización, algunas partículas tienen la suficiente energía para escapar. Si la temperatura aumenta, el número de partículas que se escapan es mayor, es decir, el líquido se evapora más rápidamente.   Cuando la temperatura del líquido alcanza el punto de ebullición, la velocidad con que se mueven las partículas es tan alta que el proceso de vaporización, además de darse en la superficie, se produce en cualquier punto del interior, formándose las típicas burbujas de vapor de agua, que suben a la superficie. En este punto la energía comunicada por la llama se invierte en lanzar a las partículas al estado gaseoso, y la temperatura del líquido no cambia (100ºC).   En el estado de vapor, las partículas de agua se mueven libremente, ocupando mucho más espacio que en estado líquido. Si calentamos el vapor de agua, la energía la absorben las partículas y ganan velocidad, por lo tanto la temperatura sube.

Objetivo

Bueno en esta práctica hablare sobre  los cambios de estado, en realidad es explicar las diferencias existentes  entre las manifestaciones  de materia y sus propiedades  a partir del análisis  de los estados de agregación y sus cambios

En general lo que se puede decir que con esta práctica nosotros reconoceremos mas los cambios  de estado, los cambios  que en la materia  presentes que en la materia  se efectúan debido a una variación  en la presión o en la temperatura  que a su vez  origina que los estados de agregación modifiquen  su movimiento molecular.

Esto es  el objetivo de esta práctica en lo que cuenta.

 INVESTIGACION

Fusión: La fusión es un proceso físico que consiste en el cambio de estado de la materia del estado sólido al estado líquido por la acción del calor. Cuando se calienta un sólido, se transfiere energía a los átomos que vibran con más rapidez a medida que gana energía.
El proceso de fusión es el mismo que el de fundición, pero este término se aplica generalmente a sustancias como los metales, que se licuan a altas temperaturas, y a sólidos cristalinos. Cuando una sustancia se encuentra a su temperatura de fusión, el calor que se suministra es absorbido por la sustancia durante su transformación, y no produce variación de su temperatura. Este calor adicional se conoce como calor de fusión. El término fusión se aplica también al proceso de calentar una mezcla de sólidos para obtener una disolución líquida simple, como en el caso de las aleaciones

Solidificación:

La solidificación es un proceso físico que consiste en el cambio de estado de la materia de líquido a sólido producido por una disminución en la temperatura. Es el proceso inverso a la fusión. Ejemplo de esto es cuando metes al congelador agua como la temperatura es muy baja esto hace que se haga hielo, o en pocas palabras en solido.
En general, los compuestos disminuyen de volumen al solidificarse, aunque no sucede en todos los casos; en el caso del agua aumenta.

Condensación:

Se denomina condensación al cambio de estado de la materia que se encuentra en forma gaseosa a forma líquida. Es el proceso inverso a la vaporización. Si se produce un paso de estado gaseoso a estado sólido de manera directa, el proceso es llamado sublimación inversa.

Evaporación:
En física, la evaporación es un proceso por el cual una sustancia en estado líquido pasa al estado gaseoso, tras haber adquirido energía suficiente para vencer la tensión superficial. A diferencia de la ebullición, este proceso se produce a cualquier temperatura, siendo más rápido cuanto más elevada aquélla. No es necesario que toda la masa alcance el punto de ebullición.
La evaporación es rara pero importante e indispensable en la vida cuando se trata del agua, que se transforma en nube y vuelve en forma de lluvia, nieve, niebla o rocío.



Sublimación:
La sublimación (del latín sublimare) o volatilización es el proceso que consiste en el cambio de estado de la materia sólida al estado gaseoso sin pasar por el estado líquido. Se puede llamar de la misma forma al proceso inverso; es decir, el paso directo del estado gaseoso al estado sólido, pero es más apropiado referirse a esa transición como sublimación inversa o cristalización; ocurre en las ge oditas. Un ejemplo clásico de sustancia capaz de sublimarse es el hielo seco

Glosario

 Estado de Agregación:
En física y química se observa que, para cualquier sustancia o elemento material, modificando sus condiciones de temperatura o presión, pueden obtenerse distintos estados o fases, denominados estados de agregación de la materia, en relación con las fuerzas de unión de las partículas (moléculas, átomos o iones) que la constituyen.
Materia: Materia es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio. En física y filosofía, materia es el término para referirse a los constituyentes de la realidad material objetiva
 cambios de estado:

En física y química se denomina cambio de estado a la evolución de la materia entre varios estados de agregación sin que ocurra un cambio en su composición. Los tres estados más estudiados y comunes en la tierra son el sólido, el líquido y el gaseoso; no obstante, el estado de agregación más común en nuestro universo es el plasma, material del que están compuestas las estrellas (si descartamos la materia oscura).

• La fusión es el cambio de estado de sólido a líquido.
• Por el contrario la solidificación o congelación es el cambio inverso, de líquido a sólido.
• La vaporización es el cambio de estado de líquido a gas.
• Por lo contrario la licuación o condensación es el cambio inverso, de gas a líquido.
• La sublimación es el cambio de estado de sólido a gas.
• El cambio inverso recibe el nombre de sublimación regresiva o deposición (es prudente evitar llamar cristalización a dicha transición, por ser "cristalización" un término usado para referirse a un método de purificación).
• La ionización es el cambio de estado de un gas a plasma.
• En caso contrario, se le llama deionización.

Introducción

Bueno de lo que hablara esta práctica es sobre  las propiedades físicas y química, al igual demostraremos las modificaciones  que sufre la materia  y las condiciones  en que estos  pueden ocurrir, a través del  análisis  comparativo entre  un cambio físico y químico. A continuación hablaremos sobre las propiedades   químicas:

Una propiedad química es cualquier propiedad de un material que se hace evidente durante una reacción química; es decir, cualquier cualidad que puede ser establecida solamente al cambiar la identidad química de una sustancia. En otras palabras, las propiedades químicas no pueden ser determinadas simplemente por ver o tocar la sustancia, la estructura interna debe ser afectada para que sus propiedades químicas sean investigadas.
Las propiedades químicas pueden ser contrarrestadas con las propiedades físicas, las cuales pueden discernirse sin cambiar la estructura de la sustancia

Y una propiedad de física cuales son las propiedades de la materia  por el cual están  conformadas:

Extensivas: defienden de la cantidad de materia existente (peso-volumen).

-Intensivas: independientes de la cantidad de materia de que se trata.

Estas son algunas características de la física y química

Una propiedad física es una característica que puede ser estudiada usando los sentidos o algún instrumento específico de medida. Estas se manifiestan básicamente en los procesos físicos como cambios de estado, cambios de temperatura, cambios de presión, etc.

Por ejemplo, color, dureza, densidad, punto de ebullición, punto de fusión.

Se consideran propiedades físicas: Eléctricas, Magnéticas, Ópticas, Térmicas, Mecánicas.

Las propiedades Físicas pueden ser Generales o Específicas.

Se dice que son generales cuando un mismo valor puede ser aplicado a diferentes sustancias. Por ejemplo, la masa, el volumen, el color, textura, etc.

Se dice que son específicas, cuando cada sustancia posee un valor particular. Ejemplo: La densidad, peso específico, punto de ebullición, punto de fusión, etc.

PROPIEDADES QUIMICAS DE LA MATERIA

Son propiedades distintivas de las sustancias que se observan cuando se combinan con otras, es decir, que les pasa en procesos por los que, por otra parte, las sustancias originales dejan generalmente de existir, formándose con la misma materia otras nuevas.

Las propiedades químicas se manifiestan en las reacciones químicas.

Algunas propiedades químicas de la materia son: reactividad, poder calorífico, acidez, etc.

Observaciones

Pudimos observar que en el primer experimento  que fue agregar  las 5 gotas de agua a cada sustancia  cada una  tuvo una reacción diferente por ejemplo  el bicarbonato de sodio solo se  desapareció, mientras que el cemento  al momento de agregar el agua se puso en bolitas y endureció previamente lo aviamos agitado con un palillo, la sal  tubo otra reacción que esta solo absorbió en agua , el detergente al instante de ponerle  las gotas de agua y moverlo se puso en bolitas pero su consistencia era más  suave que el cemento, la harina tuvo  que al agregarle el agua se puso en  bolitas nada mas, el gis solo tuvo una reacción que fue  que se disolvió.

En la tercera parte que era las sustancias solubles en el agua:

Solamente  pudimos observar que en la única que tubo reacción al soplar(salir  burbujas) fue en el bicarbonato de sodio ; en las reacciones  con ácidos  solamente la íbamos agregar  unas gotas de vinagre a las soluciones restantes y solo pudimos observar  que  la única reacción de una sustancia que hubo fue la del bicarbonato de sodio  así que por lo tanto  tal sustancia es positiva .

En el punto  4 que le íbamos agregar  el yodo a las demás muestras y lo  que es  en las demás sustancias como el jabón no obtuvimos nada  al igual que la sal , en el gis  solo cambio de color oscuro , al cemento blanco  le paso lo mismo agarro un color como morado por así decirlo pero donde tuvimos una mayor reacción fue en la harina  ya que pudimos observar  que cambio de color , a color blanco se volvió negro , en el bicarbonato solo pudimos ver  que se quedo exactamente igual.

practica noº3

ACTIVIDAD EXPERIMENTAL 3

Tema:

                ¿QUE HAY EN LA TINTA?

PROBLEMA:

¿Qué pigmentos contiene la tinta china?

La tinta es un líquido que contiene varios pigmentos o colorantes utilizados para colorear una superficie con el fin de crear imágenes o textos. Comúnmente se considera que la tinta es utilizada en lapiceros, bolígrafos o pinceles. Las tintas pigmentadas contienen otros componentes como los barnices para asegurar la adhesión del pigmento a la superficie y prevenir que sea removida por efecto de abrasión mecánica. Estos materiales son generalmente resinas (en tintas solventes) o aglutinantes (en tintas al agua).
Las tintas pigmentadas tienen la ventaja que cuando son empleadas sobre papel, éstas permanecen sobre la superficie aplicada. Esto es una característica deseable, porque cuanta más cantidad de tinta queda sobre el papel, se necesita menos cantidad de tinta para obtener la misma intensidad de color.
¿Cómo separar los pigmentos que conforman la tinta china? La tinta negra a simple vista parece totalmente homogénea, pero está formada por distintos componentes que se pueden separar con facilidad, basta dejarla correr en un medio adsorbente por acción de un disolvente.

Se pueden utilizar muchos medios adsorbentes: tiza, arena, papel de filtro, etc. Nosotros utilizaremos papel de filtro para hacer la demostración y tinta parker negra porque para separar los componentes de esta mezcla podemos utilizar como disolvente el agua. Para hacer bien la separación el disolvente no debe estar en contacto con la mezcla, debe llegar a ella por adsorción.

Objetivo: aplicar el método científico para determinar los pigmentos que forman al a tinta china.

Preparación: desarrolla una actividad experimental donde muestres los pigmentos que forman a la tinta china. Recuerda Los pasos a seguir que señalamos en el apartado del método científico.

Material reactivo y equipo: como una orientación, puedes utilizar papel filtro y un solvente orgánico como por ejemplo el alcohol, entre otros. Es importante que te documentes primero o asesórate con tu profesor.

Reporte del experimento: dibuja los pasos principales de la experiencia.

                                                 

Análisis:

Análisis:

*¿Cómo elaboraste tu planteamiento del problema?

Observando la hoja de papel filtro su reacción al juntarse con el alcohol y sus pigmentos que soltaba la tinta china hasta llegarse a poner en un punto de color amarillo resaltando del color negro de la tinta.

*¿Cuál fue tu hipótesis? yo supuse que nada más se iba a desplazar mas y nunca supuse que iba a cambiar de color en ese caso mi hipótesis fue incorrecta.

*¿Qué finalidad tiene realizar un experimento? Su finalidad fue ayudarnos a descubrir los pigmentos de un liquido y darnos a entender de que está compuesto de que colores

*¿Qué te dicen los resultados? Que si podemos identificar los pigmentos con base a la tinta y el agua y también usando el método de cromatografía.

*¿Cuál fue la finalidad que tiene el papel con el solvente? Pues su finalidad fue absorber la tinta y asi poder explicar que  pigmentos tiene la tinta china como se va descolorando etc.

Investigación:

*¿Qué es un pigmento? Un pigmento es un material que cambia el color de la luz que refleja como resultado de la absorción selectiva del color. Este proceso físico es diferente a la fluorescencia, la fosforescencia y otras formas de luminiscencia, en las cuales el propio material emite luz. Muchos materiales selectivamente absorben ciertas ondas de luz, dependiendo de su longitud de onda. Los materiales que los seres humanos han elegido y producido para ser utilizados como pigmentos por lo general tienen propiedades especiales que los vuelven ideales para colorear otros materiales. Un pigmento debe tener una alta fuerza teñidora relativa a los materiales que colorea. Además debe ser estable en forma sólida a temperatura ambiente.

*¿Qué importancia tienen los pigmentos en la naturaleza? Los pigmentos han sido utilizados desde tiempos prehistóricos, y han sido fundamentales en las artes visuales a lo largo de la Historia. Los principales pigmentos naturales utilizados son de origen mineral o biológico. La necesidad de conseguir pigmentos menos costosos dada la escasez de algunos colores, como el azul, propició la aparición de los pigmentos sintéticos.

*¿Cómo se separan los pigmentos que forman cierta sustancia? La cromatografía es un método físico de separación para la caracterización de mezclas complejas, la cual tiene aplicación en todas las ramas de la ciencia y la física. Es un conjunto de técnicas basadas en el principio de retención selectiva, cuyo objetivo es separar los distintos componentes de una mezcla, permitiendo identificar y determinar las cantidades de dichos componentes.
Las técnicas cromatográficas^[1] son muy variadas, pero en todas ellas hay una fase móvil que consiste en un fluido (gas, líquido o fluido supercrítico) que arrastra a la muestra a través de una fase estacionaria que se trata de un sólido o un líquido fijado en un sólido. Los componentes de la mezcla interaccionan en distinta forma con la fase estacionaria. De este modo, los componentes atraviesan la fase estacionaria a distintas velocidades y se van separando. Después de que los componentes hayan pasado por la fase estacionaria, separándose, pasan por un detector que genera una señal que puede depender de la concentración y del tipo de compuesto.
Diferencias sutiles en el coeficiente de partición de los compuestos da como resultado una retención diferencial sobre la fase estacionaria y por tanto una separación efectiva en función de los tiempos de retención de cada componente de la mezcla.
La cromatografía puede cumplir dos funciones básicas que no se excluyen mutuamente:

• Separar los componentes de la mezcla, para obtenerlos más puros y que puedan ser usados posteriormente (etapa final de muchas síntesis).
• Medir la proporción de los componentes de la mezcla (finalidad analítica). En este caso, las cantidades de material empleadas son pequeñas

*¿Cuáles son las propiedades del método de separación por cromatografía de papel? Cromatografía en Papel
El proceso es básicamente el mismo, solo que se usan tiras de papel cromatográfico en la cuba cromatográfica.

Cromatografía de Líquidos de Alta Eficiencia (HPLC)
Es parecida a la Cromatografía en Columna, sólo que se aplica el flujo a presión (entre 1500 a 2200 psi), el tamaño de partícula es entre 3 y 10 micras, la longitud de la columna es entre 5 y 25 cm y requiere de equipo sofisticado.

Fase Normal
La Fase Móvil es No-Polar (Hexano, Tetracloruro de Carbono, Benceno, etc) y la Fase Estacionaria es Polar (Generalmente Sílica).

Fase Inversa.
La Fase Móvil es Polar (Agua, Soluciones "Amortiguadoras de pH", Acetonitrilo, Metanol, etc.) y la Fase Estacionaria es No-Polar (Generalmente Sílica injertada con cadenas de grupos orgánicos de 8 y 18 átomos de Carbón (C8 y C18).

Intercambio Iónico
La Fase Estacionaria es una resina de Intercambio Iónico y tiene la propiedad de separar especies ionizadas (Cationes o Aniones). La Fase Móvil es generalmente una Solución Amoriguadora de pH.

Exclusión
La Fase Estacionaria está constituída de partículas altamente porosas que permiten la separación de los componentes en funcióndel tamaño de las moléculas. A la Fase Estacionaria se le llama también Malla Molecular. El Cromatograma obtenido representa la distribución de Pesos Moleculares.

Cromatografía de Gases (CG)
La Fase Móvil es un Gas (llamado Gas Portador o Acarreador) y la Fase Estacionaria puede ser un sólido (Cromatografía Gas-Sólido) o una Película de líquido de alto punto de ebullición (Generalmente Polietilén-Glicol o Silicón) recubriendo un sólido inerte (Cromatografía Gas-Líquido). diagrama de un Cromatógrafo de Gases (CG)
Los compuestos que se pueden separar por cromatografía de gases deben ser Volátiles y Térmicamente Estables. ilustración en donde se visualizan los tipos de Cromatografía más comunes.

Conclusiones: Del experimento se puede concluir:

En la vida diaria encontramos muchas cosas que tienen color, esto se debe a la presencia de sustancias químicas llamadas pigmentos y colorantes.

Los alimentos procesados presentan cantidades pequeñas de sustancias añadidas para darles atractivo visual.

En forma natural existen algunos seres vivos que presentan color y esto es debido a la presencia de sustancias llamadas pigmentos.

En algunos casos el color que vemos es una mezcla de sustancias con colores que pueden ser separadas por métodos físicos.

La cromatografía es un método de separación que permite ver los diferentes componentes de una mezcla.

Un colorante es una sustancia química sintética.

Un pigmento es una sustancia colorida de origen natural.