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Química I
1º Semestre
Este temario indica los diferentes típicos a realizar durante el semestre y es una guía para profundizar en ellos;
Lo aquí presentado es una estructura medular que puede ser modificado por las inquietudes particulares de los
alumnos y/o acontecimientos relevantes.
¿Qué es Química y para qué te sirve en la vida?
La química es lo que nos ha permitido explicar procesos que tienen lugar en la naturaleza, con la ayuda inseparable de
las leyes físicas por las que se rige toda la materia, además de las matemáticas como herramienta que permite calcular
con exactitud.
Prácticamente hoy todo lo que ves es fruto de la química: la comida, que atraviesa distintos procesos con sustancias
química antes de llegar a tu boca , la bebida y los procesos de fermentación, la ropa, en donde las industrias textiles han
permitido sustituir el las fibras naturales por sintéticas, todo eso sin contar con que nuestro cuerpo es pura química: la
respiración celular, la digestión de los alimentos, la síntesis proteica, los imprescindibles mecanismos de replicación de
ADN y traducción genética.
Todo lo que ves el mundo deriva en mayor o menor parte de la química, como la medicina, la farmacia, un estuche o un
lápiz
Origen del Universo y los elementos químicos:
La teoría de la gran explosión, mejor conocida como la teoría del Big Bang, es la más popular y aceptada en la
actualidad. Esta teoría, a partir de una serie de soluciones de ecuaciones de relatividad general, supone que hace entre
unos 14 000 y 15 000 millones de años, toda la materia del universo (lo cual incluye al universo mismo) estaba
concentrada en una zona extraordinariamente pequeña, hasta que explotó en un violento evento a partir del cual
comenzó a expandirse.
Toda esa materia, comprimida y contenida en un único lugar, fue impulsada tras la explosión, comenzó a expandirse y se
acumuló en diversos puntos. En esa expansión, la materia se fue agrupando y acumulando para dar lugar a las primeras
estrellas y galaxias, formando así lo que conocemos como el universo.
La teoría de inflación cósmica, popularmente conocida como la teoría inflacionaria, formulada por el gran cosmólogo y
físico teórico norteamericano Alan Guth, intenta explicar los primeros instantes del universo basándose en estudios
sobre campos gravitatorios fortísimos, como los que hay cerca de un agujero negro.
Esta teoría supone que una fuerza única se dividió en las cuatro que ahora conocemos (las cuatro fuerzas fundamentales
del universo: gravitatoria, electromagnética, nuclear fuerte y nuclear débil), provocando el origen del universo. El
empuje inicial duró un tiempo prácticamente inapreciable, pero fue tan violenta que, aún cuando la atracción de la
gravedad frena las galaxias, el universo todavía crece y absolutamente todo en el universo está en constante
movimiento.
La teoría del estado estacionario se opone a la tesis de un universo evolucionario. Los seguidores de esta teoría
consideran que el universo es una entidad que no tiene principio ni fin: no tiene principio porque no comenzó con una
gran explosión ni se colapsará en un futuro lejano, para volver a nacer.
El impulsor de esta idea fue el astrónomo inglés Edward Milne y según ella, los datos recabados por la observación de un
objeto ubicado a millones de años luz, deben ser idénticos a los obtenidos en la observación de la Vía Láctea desde la
misma distancia. Milne llamó a su tesis principio cosmológico.
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La teoría del universo oscilante sostiene que nuestro universo sería el último de muchos surgidos en el pasado, luego de
sucesivas explosiones y contracciones.
El momento en que el universo se desploma sobre sí mismo atraído por su propia gravedad es conocido como Big
Crunch, marcaría el fin de nuestro universo y el nacimiento de otro nuevo.
Esta teoría fue planteada por el profesor Paul Steinhardt, profesor de física teórica en la Universidad de Princeton.
De que está constituido el universo:
Por un lado está la materia ordinaria, los átomos de los que están hechos estrellas, nebulosas y nosotros mismos. Los
físicos la llaman materia bariónica.
La materia oscura caliente, partículas de masa muy pequeña que se mueven a velocidades cercanas a la de la luz. El
representante más claro, nacido para ser oscuro, es el neutrino, una partícula de una masa tan pequeña y que
interacciona tan poco con la materia que se ha definido como un cuchillo muy afilado sin mango…. y sin hoja.
La materia oscura fría, partículas subatómicas exóticas, muy masivas, que se formaron durante la furia de la Gran
Explosión. Son el juguete preferido de los físicos teóricos y reciben el nombre genérico, y extravagante, de WIMP. Aquí
tiene cabida toda la fauna de partículas raras que pueblan los artículos de los teóricos: axiomas, partículas súper
simétricas .
Los fotones de luz. La gran mayoría de ellos aparecieron inmediatamente después de la Gran Explosión pero muchos
otros se han ido formando en diferentes procesos.
Ahora bien, existe otra sustancia cósmica hasta hace poco tiempo ignorada. Es la quintasencia, la energía del vacío,
laenergía oscura, representada por la constante cosmológica. Es posible que las dos terceras partes del universo estén
hechas de ese misterioso material del que Aristóteles decía que estaban hechos las esferas celestes.
Átomo:
Definimos átomo como la partícula más pequeña en que un elemento puede ser dividido sin perder sus propiedades
químicas. Aunque el origen de la palabra átomo proviene del griego, que significa indivisible, los átomos están formados
por partículas aún más pequeñas, las partículas subatómicas.
Generalmente, estas partículas subatómicas con las que están formados los átomos son tres: los electrones, los
protones y los neutrones. Lo que diferencia a un átomo de otro es la relación que se establecen entre ellas.
Los electrones tienen una carga negativa y son las partículas subatómicas más livianas que tienen los átomos. La carga
de los protones es positiva y pesan unas 1.836 veces más que los electrones. Los únicos que no tienen carga eléctrica
son los neutrones que pesan aproximadamente lo mismo que los protones.
Los protones y neutrones se encuentran agrupados en el centro del átomo formado el núcleo atómico del átomo. Por
este motivo también se les llama nucleones. Los electrones aparecen orbitando alrededor del núcleo del átomo.
De este modo, la parte central del átomo, el núcleo atómico, tiene una carga positiva en la que se concentra casi toda su
masa, mientras que en el escorzo a, alrededor del núcleo atómico, hay un cierto número de electrones, cargados
negativamente. La carga total del núcleo atómico (positiva) es igual a la carga negativa de los electrones, de modo que la
carga eléctrica total del átomo sea neutra.
Esta descripción de los electrones orbitando alrededor del núcleo atómico corresponde al sencillo modelo de Bohr.
Según la mecánica cuántica cada partícula tiene una función de onda que ocupa todo el espacio y los electrones no se
encuentran localizados en órbitas aunque la probabilidad de presencia sea más alta a una cierta distancia del núcleo.
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Propiedades de los átomos:
Las unidades básicas de la química son los átomos. Durante las reacciones químicas los átomos se conservan como
tales, no se crean ni se destruyen, pero se organizan de manera diferente creando enlaces diferentes entre un átomo y
otro.
Los átomos se agrupan formando moléculas y otros tipos de materiales. Cada tipo de molécula es la combinación de un
cierto número de átomos enlazados entre ellos de una manera específica.
Según la composición de cada átomo se diferencian los distintos elementos químicos representados en la tabla
periódica de los elementos químicos. En esta tabla podemos encontrar el número atómico y el número másico de cada
elemento:
Número atómico, se representa con la letra Z, indica la cantidad de protones que presenta un átomo, que es igual a la
de electrones. Todos los átomos con un mismo número de protones pertenecen al mismo elemento y tienen las mismas
propiedades químicas. Por ejemplo todos los átomos con un protón serán de hidrógeno (Z = 1), todos los átomos con
dos protones serán de helio (Z = 2).
Número másico, se representa con la letra A, y hace referencia a la suma de protones y neutrones que contiene el
elemento. Los isótopos son dos átomos con el mismo número de protones, pero diferente número de neutrones.
Los isótopos de un mismo elemento, tienen unas propiedades químicas y físicas muy parecidas entre sí.
Método Científico:
El método científico es un proceso destinado a explicar fenómenos, establecer relaciones entre los hechos y enunciar
leyes que expliquen los fenómenos físicos del mundo y permitan obtener, con estos conocimientos, aplicaciones útiles al
hombre.
Los científicos emplean el método científico como una forma planificada de trabajar. Sus logros son acumulativos y han
llevado a la Humanidad al momento cultural actual.
Aunque podemos decir que no hay un sólo método científico o modelo clásico, algunos factores son comunes a todos:
una idea brillante del hombre, el trabajo complementario de los científicos y de las ciencias, la verificabilidad, la
utilización de herramientas matemáticas, etc. También son comunes los procedimientos descritos en este tema.
Partes del Método Científico:
Observación: Observar es aplicar atentamente los sentidos a un objeto o a un fenómeno, para estudiarlos tal como se
presentan en realidad, puede ser ocasional o causalmente.
Pregunta o cuestionamiento; Inducción: La acción y efecto de extraer, a partir de determinadas observaciones o
experiencias particulares, el principio particular de cada una de ellas.
Objetivos: La ruta que la investigación sigue o a lo que se quiere llegar.
Hipótesis: Planteamiento mediante la observación siguiendo las normas establecidas por el método científico.
Material y Métodos: Todo lo necesario y las formas en las que se realizara la experimentación.
Probar la hipótesis por experimentación.
Resultados y análisis de resultados. Demostración o refutación (antítesis) de lahipótesis.
Conclusiones.
¿Cómo entras en contacto con la química cada día?
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Definiciones de:
Materia.
Masa.
Peso.
Cálculos de:
Masa.
Peso.
Gravedad relativa y absoluta
Interacciones de la materia:
Interacciones Gravitatorias
Su origen se encuentra en la propiedad de la materia llamada masa y su magnitud es extremadamente pequeña
comparada con la electromagnética. Esta es la más débil de las cuatro interacciones; sin embargo, la podemos apreciar
cotidianamente debido a que en nuestro entorno existen cuerpos con masas muy grandes. Su rango de alcance es
extremadamente grande, aunque disminuye rápidamente con la distancia. Por ejemplo la formación del sistema solar y
la vida en el planeta Tierra, dependen en gran medida de la interacción gravitatoria. Fenómenos como la caída de una
manzana, el movimiento de un satélite alrededor de una planeta y el movimiento relativo entre las galaxias, están
determinados por la interacción gravitatoria.
Las Interacciones Electromagnéticas
Es menos poderosa que la interacción fuerte y tiene su origen en la carga eléctrica. Debido a que los átomos están
formados por cargas eléctricas y a que la materia está constituida por átomos; el estudio de la materia, la radiación y sus
interacciones, se hace utilizando la interacción electromagnética. Con base en esta interacción se pueden explicar la
mayoría de las propiedades de la materia; sus fases sólida, líquida, gaseosa y plasmática, así como su textura, su color,
su trasparencia, opacidad y dureza. La formación de moléculas involucra fuerzas electromagnéticas, por lo que las
propiedades químicas de la materia tienen su origen en esta interacción. Muchas ramas de la ciencia son resultado
directo del estudio de las propiedades electromagnéticas de la materia.
Esta fuerza se puede contemplar como campos electromagnéticos o como intercambio de fotones, y es unas 100 veces
más débil que la fuerte. Es bastante más cotidiana que la anterior, puesto que todos hemos visto un imán en acción.
Cuenta con la particularidad de que puede ser de dos tipos: positiva y negativa, de forma que cuando dos partículas
cuentan con distinta carga se atraen y cuando coincide se repelen.
Interacciones Nucleares
Son aquellas que aparecen únicamente en el interior del núcleo atómico, originando fuerzas de gran intensidad, donde
la distancia entre los cuerpos que interactúan es del orden 10-15 m. Cuando esta distancia aumenta, las fuerzas
desaparecen.
Dentro de las interacciones que se llevan a cabo en el núcleo es necesario distinguir entre la interacción fuerte e
interacción débil.
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Estados de agregación de la materia:
Los sólidos: Tienen forma y volumen constantes. Se caracterizan por la rigidez y regularidad de sus estructuras.
Los líquidos: No tienen forma fija pero sí volumen. La variabilidad de forma y el presentar unas propiedades muy
específicas son característicos de los líquidos.
Los gases: No tienen forma ni volumen fijos. En ellos es muy característica la gran variación de volumen que
experimentan al cambiar las condiciones de temperatura y presión.
El plasma: El plasma presenta características propias que no se dan en los sólidos, líquidos o gases, por lo que es
considerado otro estado de agregación de la materia. Como el gas, el plasma no tiene una forma definida o un volumen
definido, a no ser que esté encerrado en un contenedor; pero a diferencia del gas en el que no existen efectos colectivos
importantes, el plasma bajo la influencia de un campo magnético puede formar estructuras como filamentos, rayos y
capas dobles. Los átomos de este estado se mueven libremente; cuanto más alta es la temperatura más rápido se
mueven los átomos en el gas, y en el momento de colisionar la velocidad es tan alta que se produce un desprendimiento
de electrones.
Unidad fundamental:
Las unidades básicas o unidades físicas fundamentales, son aquellas que se describen por una definición operacional y
son independientes desde el punto de vista dimensional.
Estructura atómica:
La descripción básica de la constitución atómica, reconoce la existencia de partículas con carga eléctrica negativa,
llamados electrones, los cuales giran en diversas órbitas (niveles de energía) alrededor de un núcleo central con carga
eléctrica positiva. El átomo en su conjunto y sin la presencia de perturbaciones externas es eléctricamente neutro.
El núcleo lo componen los protones con carga eléctrica positiva, y los neutrones que no poseen carga eléctrica.
El tamaño de los núcleos atómicos para los diversos elementos están comprendidos entre una cienmilésima y una
diezmilésima del tamaño del átomo.
La cantidad de protones y de electrones presentes en cada átomo es la misma. Esta cantidad recibe el nombre de
número atómico, y se designa por la letra "Z". A la cantidad total de protones más neutrones presentes en un núcleo
atómico se le llaman número másico y se designa por la letra "A".
Niveles electromagnéticos:
En química y teoría atómica se parte del hecho de que los electrones que forman parte del átomo están distribuidos en
"capas" o niveles energéticos. En función de la capa que ocupe un electrón tiene una u otra energía de ahí que se diga
que ocupa una capa de cierto nivel energético. La existencia de capas se debe a dos hechos: el principio de exclusión de
Paulique limita el número de electrones por capa, y el hecho de que sólo ciertos valores de la energía están permitidos.
Técnicamente estos valores coinciden con los autovalores del operador hamiltoniano cuántico que describe la dinámica
de los electrones que interaccionan electromagnéticamente con el núcleo atómico.
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Nube de electrones:
Se denomina nube de electrones a la parte externa de un átomo, región que rodea alnúcleo atómico, y en la cual
gravitan los electrones. Los cuales poseen carga eléctronegativa y están unidos al núcleo del átomo por la interacción
electromagnética. Los electrones al unirse al núcleo desprenden una pequeña porción de carga negativa y deesta se
forma la nube de electrones. Posee un tamaño unas 50.000 veces superior al delnúcleo sin embargo apenas posee
masa.La nube atómica está constituida por capas electrónicas, cuyo número puede variar de 1a 7, y que se designan con
las letras K, L, M, N, O, P y Q. La cantidad de electrones de un átomo en su estado basal es igual a la cantidad
de protones que contiene en el núcleo, es decir, al número atómico, por lo que un átomo enestas condiciones tiene una
carga eléctrica neta igual a 0.
Orbitales:
El número cuántico del momento angular orbital (l) describe la forma del orbital atómico. Puede tomar valores
naturales desde 0 hasta n-1 (siendo n el valor del número cuántico principal). Por ejemplo si n=5, los valores de l
pueden ser: l= 0, 1 ,2, 3, 4. Siguiendo la antigua terminología de los espectroscopistas, se designa a los orbitales
atómicos en función del valor del número cuántico secundario, l, como:
l = 0 orbital s (sharp)
l = 1 orbital p (principal)
l = 2 orbital d (diffuse)
l = 3 orbital f (fundamental)
Forma de los Orbitales.
Procesos de transformación de la Materia:
TRANSFORMACIONES FÍSICAS
Son aquellas en donde las sustancias que intervienen no presentan cambios, siendo el peso inicial de la materia idéntica
al peso final. Por ejemplo, la construcción de una mesa de madera a partir del tronco de un árbol o la rotura de un vidrio
en varios fragmentos tras un golpe o caída. En efecto, tanto la madera como el vidrio conservan la misma estructura
molecular a pesar de haber sido transformadas.
TRANSFORMACIONES QUÍMICAS
Son aquellas en que las sustancias que intervienen presentan cambios en su constitución. Las transformaciones o
cambios químicos se denominan reacciones químicas, donde por una redistribución de los átomos, una o varias
sustancias (reactivos) se transforman en otra sustancias (producto de la reacción).
En el año 1875, Lavoisier enunció la llamada “ley de conservación de la masa”, que dice: “En todos los fenómenos
químicos, permanece constante la masa total de las sustancias que intervienen”. No obstante, la ley no se cumple en
aquellos procesos en donde se libera una gran cantidad de energía, ya que ese alto valor energético es debido a una
pérdida determinada de masa.
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Formas de producción de energía:
ENERGÍA EÓLICA
La energía eólica es la que se obtiene del viento, es decir, de la energía cinética generada por efecto de las corrientes de
aire o de las vibraciones que el dicho viento produce. Los molinos de viento se han usado desde hace muchos siglos para
moler el grano, bombear agua u otras tareas que requieren una energía. En la actualidad se usan aerogeneradores para
generar electricidad, especialmente en áreas expuestas a vientos frecuentes, como zonas costeras, alturas montañosas
o islas. La energía del viento está relacionada con el movimiento de las masas de aire que se desplazan de áreas de alta
presión atmosférica hacia áreas adyacentes de baja presión, con velocidades proporcionales al gradiente de presión.
El impacto medioambiental de este sistema de obtención de energía es relativamente bajo, pudiéndose nombrar el
impacto estético, porque deforman el paisaje, la muerte de aves por choque con las aspas de los molinos o la necesidad
de extensiones grandes de territorio que se sustraen de otros usos. Además, este tipo de energía, al igual que la solar o
la hidroeléctrica, están fuertemente condicionadas por las condiciones climatológicas, siendo aleatoria la disponibilidad
de las mismas.
ENERGÍA GEOTÉRMICA
La energía geotérmica es aquella energía que puede obtenerse mediante el aprovechamiento del calor del interior de la
Tierra. El calor del interior de la Tierra se debe a varios factores, entre los que cabe destacar el gradiente geotérmico, el
calor radiogénico, etc
Se obtiene energía geotérmica por extracción del calor interno de la Tierra. En áreas de aguas termales muy
calientes a poca profundidad, se perfora por fracturas naturales de las rocas basales o dentro de rocas sedimentarias. El
agua caliente o el vapor pueden fluir naturalmente, por bombeo o por impulsos de flujos de agua y de vapor (flashing).
El método a elegir depende del que en cada caso sea económicamente rentable.
ENERGÍA HIDRÁULICA
Una central hidroeléctrica es aquella que se utiliza para la generación de energía eléctrica mediante el aprovechamiento
de la energía potencial del agua embalsada en una presa situada a más alto nivel que la central. El agua se lleva por una
tubería de descarga a la sala de máquinas de la central, donde mediante enormes turbinas hidráulicas se produce la
electricidad en alternadores. Las dos características principales de una central hidroeléctrica, desde el punto de vista de
su capacidad de generación de electricidad son:
La Potencia: Función del desnivel existente entre el nivel medio del embalse y el nivel medio de las aguas debajo de la
central, y del caudal máximo turbinable, además de las características de la turbina y del generador.
La Energía: Esta debe estar garantizada en un lapso determinado, generalmente un año, que está en función del
volumen útil del embalse, de la pluviometría anual y de la potencia instalada.
Esta forma de energía posee problemas medioambientales al necesitar la construcción de grandes embalses en los que
acumular el agua, que es sustraída de otros usos, incluso urbanos en algunas ocasiones.
Actualmente se encuentra en desarrollo la explotación comercial de la conversión en electricidad del potencial
energético que tiene el oleaje del mar, en las llamadas centrales mareomotrices. Estas utilizan el flujo y reflujo de las
mareas. En general pueden ser útiles en zonas costeras donde la amplitud de la marea sea amplia, y las condiciones
morfológicas de la costa permitan la construcción de una presa que corte la entrada y salida de la marea en una bahía.
Se genera energía tanto en el momento del llenado como en el momento del vaciado de la bahía.
ENERGÍA NUCLEAR
Una central nuclear es una instalación industrial empleada para la generación de energía eléctrica a partir de energía
nuclear, que se caracteriza por el empleo de materiales fisionables que mediante reacciones nucleares proporcionan
calor. Este calor es empleado por un ciclo termodinámico convencional para mover un alternador y producir energía
eléctrica.
Estas centrales constan de uno o varios reactores, que son contenedores (llamados habitualmente vasijas) en cuyo
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interior se albergan varillas u otras configuraciones geométricas de minerales con algún elemento fisil (es decir, que
puede fisionarse) o fértil (que puede convertirse en fisil por reacciones nucleares), usualmente uranio, y en algunos
combustibles también plutonio, generado a partir de la activación del uranio. En el proceso de fisión radiactiva, se
establece una reacción que es sostenida y moderada mediante el empleo de elementos auxiliares dependientes del tipo
de tecnología empleada.
La energía nuclear se caracteriza por producir, además de una gran cantidad de energía eléctrica, residuos nucleares que
hay que albergar en depósitos aislados y controlados durante largo tiempo. A cambio, no produce contaminación
atmosférica de gases derivados de la combustión que producen el efecto invernadero, ni precisan el empleo de
combustibles fósiles para su operación. Sin embargo, las emisiones contaminantes indirectas derivadas de su propia
construcción, de la fabricación del combustible y de la gestión posterior de los residuos radiactivos (se denomina gestión
a todos los procesos de tratamiento de los residuos, incluido su almacenamiento) no son despreciables.
ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
La energía solar fotovoltaica es la obtención de energía eléctrica a través de paneles fotovoltaicos. Los paneles, módulos
o colectores fotovoltaicos están formados por dispositivos semiconductores tipo diodo que, al recibir radiación solar, se
excitan y provocan saltos electrónicos, generando una pequeña diferencia de potencial en sus extremos. El
acoplamiento en serie de varios de estos fotodiodos permite la obtención de voltajes mayores en configuraciones
muy sencillas y aptas para alimentar pequeños dispositivos electrónicos. A mayor escala, la corriente eléctrica continua
que proporcionan los paneles fotovoltaicos se puede transformar en corriente alterna e inyectar en la red eléctrica.
Los principales problemas de este tipo de energía son su elevado coste en comparación con los otros métodos, la
necesidad de extensiones grandes de territorio que se sustraen de otros usos, la competencia del principal material con
el que se construyen con otros usos (el sílice es el principal componente de los circuitos integrados), o su dependencia
con las condiciones climatológicas.
Los principales problemas de este tipo de energía son su elevado coste en comparación con los otros métodos, la
necesidad de extensiones grandes de territorio que se sustraen de otros usos, la competencia del principal material con
el que se construyen con otros usos (el sílice es el principal componente de los circuitos integrados), o su dependencia
con las condiciones climatológicas. Este último problema hace que sean necesarios sistemas de almacenamiento de
energía para que la potencia generada en un momento determinado, pueda usarse cuando se solicite su consumo. Se
están estudiando sistemas como el almacenamiento cinético, bombeo de agua a presas elevadas, almacenamiento
químico, entre otros.
ENERGÍA TERMOELÉCTRICA
Una central termoeléctrica es una instalación empleada para la generación de energía eléctrica a partir de calor. Este
calor puede obtenerse tanto de combustibles fósiles (petróleo, gas natural o carbón) como de la fisión nuclear del uranio
u otro combustible nuclear. Las centrales que en el futuro utilicen la fusión también serán centrales termoeléctricas.
En su forma más clásica, las centrales termoeléctricas consisten en una caldera en la que se quema el combustible para
generar calor que se transfiere a unos tubos por donde circula agua, la cual se evapora. El vapor obtenido, a alta presión
y temperatura, se expande a continuación en una turbina de vapor, cuyo movimiento impulsa un alternador que genera
la electricidad. Luego el vapor es enfriado en un condensador donde circula por tubos agua fría de un caudal abierto de
un río o por torre de refrigeración.
En las centrales termoeléctricas denominadas de ciclo combinado se usan los gases de la combustión del gas natural
para mover una turbina de gas. En una cámara de combustión se quema el gas natural y se inyecta aire para acelerar la
velocidad de los gases y mover la turbina de gas. Como, tras pasar por la turbina, esos gases todavía se encuentran a alta
temperatura (500 °C), se reutilizan para generar vapor que mueve una turbina de vapor. Cada una de estas turbinas
impulsa un alternador, como en una central termoeléctrica común. El vapor luego es enfriado por medio de un caudal
de agua abierto o torre de refrigeración como en una central térmica común. Además, se puede obtener la cogeneración
en este tipo de plantas, al alternar entre la generación por medio de gas natural o carbón. Este tipo de plantas está en
capacidad de producir energía más allá de la limitación de uno de los dos insumos y pueden dar un paso a la utilización
de fuentes de energía por insumos diferentes.
Las centrales térmicas que usan combustibles fósiles liberan a la atmósfera dióxido de carbono (CO²), considerado el
principal gas responsable del calentamiento global. También, dependiendo del combustible utilizado, pueden emitir
otros contaminantes como óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno, partículas sólidas (polvo) y cantidades variables de
residuos sólidos. Las centrales nucleares pueden contaminar en situaciones accidentales (véase accidente de Chernóbil)
y también generan residuos radiactivos de diversa índole.
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Mezclas:
La materia puede estar formada por moléculas diferentes y en ese caso se llama una mezcla o por moléculas que son
todas iguales que es lo que llamaríamos un compuesto químico, o una sustancia químicamente pura.
Neuronas y Neurotransmisores:
Las neuronas se componen básicamente de tres partes:



el cuerpo neuronal o soma.
una prolongación larga y poco ramificada llamada axón.
prolongaciones muy ramificadas alrededor del soma llamadas dendritas.
En forma esquemática, se puede decir que las dendritas actúan como antenas que reciben los contactos de otras células.
En el soma se lleva a cabo la integración de toda la información obtenida en las dendritas. Finalmente el axón transmite
a otras células el mensaje resultante de la integración.
Las neuronas se organizan en redes y sistemas. El contacto entre ellas se realiza a través de contactos funcionales
altamente especializados denominados sinapsis. La mayor de parte de las sinapsis son de tipo químico, es decir, utilizan
moléculas llamadas neurotransmisores para comunicarse entre sí.
Los neurotransmisores son las sustancias químicas que se encargan de la transmisión de las señales desde una neurona
hasta la siguiente a través de las sinapsis. También se encuentran en la terminal axónica de las neuronas motoras, donde
estimulan las fibras musculares para contraerlas. Ellos y sus parientes cercanos son producidos en algunas glándulas
como las glándulas pituitaria y adrenal. En este capítulo, revisaremos algunos de los neurotransmisores más
significativos.
Compuesto carcinogénicos:
Un agente carcinógeno tanto físico, químico como biológico es aquél que puede actuar sobre los tejidos vivos de tal
forma que produce cáncer. Generalmente, el término se refiere a aquellos agentes que han sido introducidos por el
hombre, pero puede usarse para toda sustancia que tiende a causar cáncer.
Puente de hidrogeno:
El enlace o “puente” de hidrógeno es un tipo de enlace muy particular, que aunque en algunos aspectos resulta similar a
las interacciones de tipo dipolo-dipolo, tiene características especiales. es un tipo específico de interacción polar que se
establece entre dos átomos significativamente electronegativos, generalmente o o n, y un átomo de h, unido
covalentemente a uno de los dos átomos electronegativos. en un enlace de hidrógeno tenemos que distinguir entre el
átomo dador del hidrógeno (aquel al que está unido covalentemente el hidrógeno) y el aceptor, que es al átomo de o o
n al cual se va a enlazar el hidrógeno.
Mecánica ondulatoria:
En el contexto de la física clásica, el modelo corpuscular de la luz (según el cual está constituida por fotones) y el modelo
ondulatorio (según el cual consiste en la propagación del campo electromagnético) son incompatibles. Pero en el marco
de la física cuántica, ambos comportamientos de la luz, que parecían contradictorios, se pudieron integrar en un modelo
coherente.
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Tabla periódica:
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, si
bien Julius Lothar Meyer, trabajando por separado, llevó a cabo un ordenamiento a partir de las propiedades físicas de
los átomos. 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 lantánidos y los actínidos en una secuencia lógica de acuerdo con su número
atómico.
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Enlaces químicos:
Un enlace químico corresponde a la fuerza que une o enlaza a dos átomos, sean estos iguales o distintos. Los enlaces se
pueden clasificar en tres grupos principales: enlaces iónicos, enlaces covalentes y enlaces dativos. Los enlaces se
producen como resultado de los movimientos de los electrones de los átomos, sin importar el tipo de enlace que se
forme. Pero no cualquier electrón, puede formar un enlace, sino solamente los electrones del último nivel energético
(más externo). A estos se les llama electrones de valencia.
Constante de Equilibrio Químico:
Cuando estamos en presencia de una reacción química, los reactivos se combinan para formar productos a una
determinada velocidad. Sin embargo, los productos también se combinan para formar reactivos. Es decir, la reacción
toma el sentido inverso. Este doble sentido en las reacciones que es muy común en química, llega a un punto de
equilibrio dinámico cuando ambas velocidades se igualan. No hablamos de un equilibrio estático en el que las moléculas
cesan en su movimiento, sino que las sustancias siguen combinándose formando tanto productos como reactivos. A este
equilibrio lo llamamos equilibrio químico.
Ley de acción de masas:
Relación entre las concentraciones de reactivos y de productos de una reacción química una vez que esta ha alcanzado
el equilibrio. A dicha relación se la denomina constante de equilibrio, y se simboliza como Kc. Veamos cómo deducir la
expresión de Kc.
Velocidad de Reaccion:
El concepto de velocidad de reacción designa a la cantidad de sustancia que se convierte en una reacción dada, por
unidad de volumen y de tiempo. Así, la reacción de un material como el hierro será mucho más lenta y llevará años en
comparación con la combustión del gas butano, a instancias de un fuego, la cual se producirá en muy pocos segundos
nada más.
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