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La química es una ciencia central que se interrelaciona estrechamente con otras disciplinas científicas, como la biología, la física, la medicina, la ingeniería y la ciencia de los materiales, entre otras. Esta interrelación es crucial para el avance del conocimiento científico y el desarrollo de tecnologías que mejoran la calidad de vida.

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Bioquímica: Estudia los procesos químicos dentro de los organismos vivos, como la fotosíntesis, la respiración celular y la digestión.

Genética: La química es fundamental para entender la estructura del ADN y el ARN, y los mecanismos de la replicación y transcripción genética.

Farmacología: El desarrollo de medicamentos depende de la química para sintetizar y analizar compuestos que interactúan con el cuerpo humano.

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Físico-química: Explora las leyes físicas subyacentes a las reacciones químicas y la estructura de la materia, como la termodinámica y la cinética química.

Espectroscopia: Técnica que utiliza principios físicos para estudiar la composición química de las sustancias mediante la interacción con la luz.

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Química médica: Diseño y desarrollo de fármacos y tratamientos médicos.

Diagnóstico: Utiliza reactivos químicos para pruebas de laboratorio y análisis de enfermedades.

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Ingeniería química: Aplica principios químicos para diseñar y operar plantas industriales que producen productos químicos, combustibles, alimentos y materiales.

Nanotecnología: Desarrolla materiales a nivel molecular para aplicaciones en electrónica, medicina y energía.

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Definición: Alteran el estado o la apariencia sin cambiar la composición química.

Ejemplos:

Cambio de estado: Fusión, solidificación, vaporización, condensación, sublimación y deposición.

Cambios de forma o tamaño: Corte y moldeo.

Mezcla y disolución: Mezclar sustancias sin que reaccionen químicamente, como sal disolviéndose en agua.

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Definición: Transforman una o más sustancias en nuevas sustancias con diferentes propiedades químicas.

Ejemplos:

Combustión: Quemar madera.

Oxidación: Formación de herrumbre en hierro.

Reacciones ácido-base: Neutralización.

Descomposición: Descomposición térmica del carbonato de calcio.

Síntesis: Formación de agua a partir de hidrógeno y oxígeno.

Fermentación: Producción de alcohol y dióxido de carbono a partir del azúcar.

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Modelo Atómico de Dalton (1803)

John Dalton propuso el primer modelo atómico moderno.

Postulados:

La materia está compuesta de átomos indivisibles e indestructibles.

Todos los átomos de un mismo elemento son idénticos en masa y propiedades.

Los compuestos se forman por la combinación de átomos de diferentes elementos en proporciones fijas.

En las reacciones químicas, los átomos se reorganizan pero no se crean ni se destruyen.

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Modelo Atómico de Thomson (1897)

J.J. Thomson descubrió el electrón y propuso el modelo del "pudín de pasas".

Características:

El átomo es una esfera de carga positiva con electrones incrustados en ella, similares a pasas en un pudín.

La carga positiva se distribuye uniformemente, y los electrones están dispersos para neutralizar la carga positiva.

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Modelo Atómico de Rutherford (1911)

Ernest Rutherford realizó el experimento de la lámina de oro y propuso un nuevo modelo.

Características:

El átomo tiene un núcleo central pequeño, denso y cargado positivamente.

Los electrones orbitan alrededor del núcleo, similar a planetas alrededor del sol.

La mayor parte del átomo es espacio vacío.

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Modelo Atómico de Bohr (1913)

Niels Bohr mejoró el modelo de Rutherford introduciendo niveles de energía cuantizados.

Características:

Los electrones orbitan el núcleo en niveles de energía definidos.

Los electrones pueden saltar entre niveles de energía emitiendo o absorbiendo fotones.

Este modelo explica los espectros de emisión de los átomos de hidrógeno.

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Modelo Atómico de Schrödinger (1926)

Erwin Schrödinger desarrolló el modelo cuántico basado en la mecánica ondulatoria.

Características:

Los electrones se describen mediante funciones de onda y no tienen posiciones fijas.

Las regiones donde es probable encontrar un electrón se llaman orbitales.

El comportamiento de los electrones se rige por ecuaciones de onda (ecuación de Schrödinger).

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El modelo atómico de Schrödinger fue diseñado en el año 1926 por Erwin Schrödinger; mejor conocido como el "modelo cuántico de átomo" encargado de describir el comportamiento de los electrones que componen dicho átomo.

Para desarrollar dicho modelo el físico Schrödinger se fundamentó en la hipótesis de Broglie, la cual establece que las partículas se relacionan con una onda y además pueden comportarse al igual que estas. Igualmente sugirió que los electrones ejercían su movimiento debido a la dualidad de las ondas del átomo.

El modelo atómico de Schrödinger describe el movimiento de electrones y ondas estacionarias. Este modelo describe que los electrones se encuentran en constante movimiento, por lo que no se encuentran en una posición estable dentro del átomo.

El modelo atómico Schrödinger no predice la ubicación de cada uno de los electrones, además no describe la ruta del mismo cuando se encuentra dentro del átomo. Este modelo permite conocer la zona probable donde debe ubicarse el electrón.

Las zonas probables se denominan "orbitales atómicos", estos describen el movimiento y traslación de los electrones cerca del núcleo del átomo, además los orbitales atómicos poseen diferentes niveles y subniveles de energía los cuales se encuentran en una nube llena de electrones.

Sin embargo, el modelo no contempla la estabilidad, ya que solo se encarga de describir y explicar la mecánica cuántica relacionada al movimiento de electrones cerca de los átomos.

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El modelo atómico de Schrödinger fue diseñado en el año 1926 por Erwin Schrödinger; mejor conocido como el "modelo cuántico de átomo" encargado de describir el comportamiento de los electrones que componen dicho átomo.

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Contribuciones de De Broglie (1924)

Louis de Broglie propuso la dualidad onda-partícula.

Características:

Los electrones y otras partículas subatómicas tienen propiedades tanto de partículas como de ondas.

La longitud de onda de una partícula está inversamente relacionada con su momentum (λ = h/p).

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El modelo atómico de Louis de Broglie es conocido como la teoría de la dualidad onda-partícula y se basa en la idea de que las partículas, como los electrones, pueden tener propiedades tanto ondulatorias como corpusculares. Según este modelo, los electrones se mueven alrededor del núcleo en órbitas circulares, pero también se comportan como ondas.

De Broglie propuso que, al igual que la luz, los electrones pueden mostrar propiedades de onda y tener una longitud de onda asociada a su movimiento. La longitud de onda de un electrón se relaciona con su momento lineal, lo que sugiere que los electrones tienen una naturaleza dual como partículas y ondas.

Este modelo propuso una nueva forma de entender la estructura atómica y ha sido fundamental en el desarrollo de la mecánica cuántica. También ha sido la base para la teoría de la difracción de electrones, que ha permitido a los científicos estudiar la estructura de los materiales a nivel atómico y molecular.

Caracteristicas del modelo Atómico de Louis de Broglie

Las características principales del modelo atómico de Louis de Broglie son:

1. Dualidad onda-partícula: Según este modelo, los electrones tienen propiedades tanto de partículas como de ondas, lo que significa que su comportamiento no puede describirse completamente mediante una descripción corpuscular clásica.

2. Longitud de onda: De Broglie propuso que cada partícula tiene una longitud de onda asociada a su movimiento. Esta longitud de onda se relaciona con el momento lineal de la partícula.

3. Movimiento orbital: El modelo de Broglie sugiere que los electrones se mueven alrededor del núcleo en órbitas circulares, lo que es similar al modelo atómico de Bohr.

4. Probabilidad: La posición exacta de un electrón no puede determinarse con precisión debido a la incertidumbre cuántica, lo que significa que solo se pueden determinar las probabilidades de encontrar un electrón en una posición determinada.

5. Importancia en la mecánica cuántica: El modelo atómico de Broglie ha sido fundamental en el desarrollo de la mecánica cuántica y ha permitido a los científicos estudiar la estructura de los materiales a nivel atómico y molecular.

Postulados del modelo Atómico de Louis de Broglie

Los postulados fundamentales del modelo atómico de Louis de Broglie son:

1. Dualidad onda-partícula: Todas las partículas tienen propiedades tanto de partícula como de onda. La naturaleza ondulatoria de las partículas está relacionada con la longitud de onda asociada a su movimiento.

2. Longitud de onda asociada: Cada partícula tiene una longitud de onda asociada a su movimiento, que se relaciona con su momento lineal.

3. Movimiento orbital: Los electrones se mueven alrededor del núcleo en órbitas circulares, lo que es similar al modelo atómico de Bohr.

4. Incertidumbre: La posición exacta de una partícula no puede determinarse con precisión debido a la incertidumbre cuántica. Solo se pueden determinar las probabilidades de encontrar una partícula en una posición determinada.

5. Importancia en la mecánica cuántica: El modelo atómico de Broglie ha sido fundamental en el desarrollo de la mecánica cuántica y ha permitido a los científicos estudiar la estructura de los materiales a nivel atómico y molecular.

En resumen, el modelo atómico de Louis de Broglie se basa en la idea de que todas las partículas tienen propiedades tanto de partícula como de onda, y ha sido fundamental en el desarrollo de la mecánica cuántica. Los postulados de este modelo describen la dualidad onda-partícula, la longitud de onda asociada, el movimiento orbital, la incertidumbre y la importancia en la mecánica cuántica.

Imágenes de modelos Atómicos de Louis de Broglie

Existen diversas plataformas donde puedes encontrar representaciones gráficas del modelo atómico de Perrin, tales como Google Fotos, Pinterest y Freepik, entre otras. Estas imágenes ofrecen una ilustración detallada y precisa de las características del modelo atómico de Louis de Broglie.

Videos de modelos atómicos de Louis de Broglie

A continuación, te presentamos un video que explora con mayor profundidad el modelo atómico de Louis de Broglie, explicando su importancia en la teoría atómica, sus contribuciones y su papel como base para otros modelos que surgieron posteriormente.

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Modelo Atómico de Louis de Broglie | Modelos Atomicos

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Modelo Atómico de Broglie: Características y Limitaciones

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Principio de Incertidumbre de Heisenberg (1927)

Werner Heisenberg formuló el principio de incertidumbre.

Características:

Es imposible determinar simultáneamente con precisión la posición y el momentum de una partícula.

Este principio establece un límite fundamental en la precisión con que se pueden conocer ciertos pares de propiedades de una partícula.

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Modelo Atómico de Heisenberg: En que Consiste y Sus Características

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Características, postulaciones y limitaciones de los modelos atómicos mas importantes; Thomson, Bohr, Rutherford y Dalton.

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Las subpartículas radiactivas, también conocidas como radiación, son partículas o ondas emitidas por los núcleos atómicos inestables durante el proceso de desintegración radiactiva. Este proceso puede ocurrir de varias formas, dando lugar a diferentes tipos de radiación. Las principales subpartículas radiactivas incluyen partículas alfa, partículas beta y radiación gamma.

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La energía nuclear es la energía liberada durante la fisión (división) o fusión (unión) de núcleos atómicos. La fisión nuclear es la reacción que se utiliza en las plantas de energía nuclear para generar electricidad.

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1. Generación de Electricidad:

Plantas Nucleares: Utilizan la fisión de uranio o plutonio para generar calor, que a su vez produce vapor para mover turbinas que generan electricidad.

2. Aplicaciones Médicas:

Diagnóstico por Imagen: Uso de isótopos radiactivos en la medicina nuclear, como en tomografías por emisión de positrones (PET) y gammagrafías.

Terapia de Cáncer: Radioterapia para tratar diversos tipos de cáncer mediante la destrucción de células cancerígenas.

3. Aplicaciones Industriales:

Esterilización: Uso de radiación para esterilizar equipos médicos y alimentos.

Medición y Control: Uso de fuentes radiactivas para medir densidades y grosores en procesos industriales.

4. Investigación Científica:

Reactores de Investigación: Para producir isótopos radiactivos y realizar estudios sobre materiales.

Fusión Nuclear: Investigación en tecnologías de fusión, como el ITER, para potencialmente generar energía de manera más limpia en el futuro.

5. Propulsión Naval:

Submarinos y Portaaviones: Uso de reactores nucleares para propulsar barcos militares, permitiendo una mayor autonomía y duración en misiones.

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entajas de la Energía Nuclear

1. Alta Eficiencia Energética: Una cantidad relativamente pequeña de combustible nuclear puede generar grandes cantidades de energía.

2. Baja Emisión de Gases de Efecto Invernadero: Las plantas nucleares no emiten dióxido de carbono durante su operación, contribuyendo a la reducción del cambio climático.

3. Producción Estable y Confiable: Las plantas nucleares pueden operar continuamente, proporcionando una fuente de energía constante y confiable.

4. Independencia Energética: Reducción de la dependencia de combustibles fósiles importados, lo que puede aumentar la seguridad energética de un país.

Desventajas de la Energía Nuclear

1. Residuos Radiactivos: La generación de residuos radiactivos que deben ser gestionados y almacenados de manera segura durante miles de años.

2. Riesgos de Accidentes: Riesgo de accidentes nucleares como Chernóbil y Fukushima, que pueden tener consecuencias catastróficas para la salud y el medio ambiente.

3. Altos Costos Iniciales: Construcción y desmantelamiento de plantas nucleares requieren inversiones significativas.

4. Proliferación Nuclear: Riesgo de que la tecnología nuclear se utilice para desarrollar armas nucleares.

5. Problemas de Gestión y Seguridad: Necesidad de medidas estrictas de seguridad y regulaciones para garantizar la operación segura de las plantas nucleares y el manejo de materiales radiactivos.

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LAS CLASIFICACIONES D ELA TABLA PERIODICA

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LAS CLASIFICACIONES D ELA TABLA PERIODICA

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La tabla periódica es una herramienta fundamental en la química, organizada de manera que elementos con propiedades similares se agrupan en columnas (familias o grupos) y filas (períodos).

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Grupos: Las columnas verticales de la tabla periódica. Los elementos en un mismo grupo tienen propiedades químicas similares debido a que poseen el mismo número de electrones en su capa de valencia.

Grupo 1 (Alcalinos): H, Li, Na, K, Rb, Cs, Fr. Son muy reactivos, especialmente con agua.

Grupo 2 (Alcalinotérreos): Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra. Menos reactivos que los alcalinos pero aún reactivos.

Grupos 3-12 (Metales de Transición): Incluyen elementos como Fe, Cu, Ni, etc. Tienen propiedades metálicas típicas y varios estados de oxidación.

Grupo 13 (Boroides): B, Al, Ga, In, Tl. Contienen un metal y elementos semimetálicos.

Grupo 14 (Carbonoides): C, Si, Ge, Sn, Pb. Variedad de propiedades de no metálicas a metálicas.

Grupo 15 (Nitrogenoides): N, P, As, Sb, Bi. Tienen cinco electrones de valencia.

Grupo 16 (Calcógenos): O, S, Se, Te, Po. Incluyen metales, no metales y metaloides.

Grupo 17 (Halógenos): F, Cl, Br, I, At. Muy reactivos, especialmente con los metales alcalinos.

Grupo 18 (Gases Nobles): He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn. Gases inertes con baja reactividad.

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Períodos: Las filas horizontales de la tabla periódica. Los elementos de un mismo período tienen el mismo número de niveles de energía.

Período 1: H, He.

Período 2: Li, Be, B, C, N, O, F, Ne.

Período 3: Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, Ar.

Y así sucesivamente hasta el período 7

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Metales: La mayoría de los elementos de la tabla periódica son metales. Son buenos conductores de calor y electricidad, tienen brillo metálico y son dúctiles y maleables. Ejemplos: Fe, Cu, Au.

No Metales: Generalmente malos conductores de calor y electricidad, no tienen brillo metálico. Ejemplos: C, N, O.

Metaloides: Tienen propiedades intermedias entre metales y no metales. Ejemplos: Si, Ge.

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Lantánidos: Del La (57) al Lu (71).

Actínidos: Del Ac (89) al Lr (103).

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Los enlaces químicos son las fuerzas que mantienen unidos a los átomos en las moléculas y compuestos. Hay tres tipos principales de enlaces químicos:

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Ocurre cuando hay transferencia de electrones de un átomo a otro, resultando en la formación de iones positivos y negativos que se atraen entre sí.

Características: Alta diferencia de electronegatividad entre los átomos involucrados, típicamente entre metales y no metales.

Ejemplo: NaCl (cloruro de sodio).

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Ocurre cuando dos átomos comparten uno o más pares de electrones.

Puede ser:

Enlace Covalente Polar: Los electrones compartidos están más cerca de un átomo que del otro, generando dipolos eléctricos. Ejemplo: H2O (agua).

Enlace Covalente No Polar: Los electrones se comparten de manera equitativa. Ejemplo: O2 (oxígeno).

Características: Baja diferencia de electronegatividad entre los átomos involucrados.

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Ocurre entre átomos de metales. Los electrones de valencia se deslocalizan y forman una "nube de electrones" que mantiene a los átomos metálicos unidos.

Características: Alta conductividad térmica y eléctrica, maleabilidad, y ductilidad.

Ejemplo: Fe (hierro).

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La clasificación de los compuestos químicos se puede realizar de varias maneras según diferentes criterios, tales como su composición, propiedades y tipos de enlaces.

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a. Compuestos Orgánicos

Definición: Compuestos que contienen carbono, generalmente en combinación con hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, y otros elementos.

Características:

Tienen enlaces covalentes.

Pueden formar estructuras complejas y cadenas largas.

Ejemplos: Metano (CH₄), etanol (C₂H₅OH), glucosa (C₆H₁₂O₆).

b. Compuestos Inorgánicos

Definición: Compuestos que no contienen carbono-hidrógeno en su estructura, aunque hay excepciones (como los carbonatos y algunos derivados del carbono).

Características:

Pueden tener enlaces iónicos o covalentes.

Suelen tener estructuras más simples comparadas con los orgánicos.

Ejemplos: Cloruro de sodio (NaCl), dióxido de carbono (CO₂), sulfato de cobre (CuSO₄).

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a. Compuestos Iónicos

Definición: Formados por la transferencia de electrones entre un metal y un no metal, creando cationes y aniones.

Características:

Tienen altos puntos de fusión y ebullición.

Son solubles en agua y conducen electricidad en solución.

Ejemplos: Cloruro de sodio (NaCl), óxido de magnesio (MgO).

b. Compuestos Covalentes

Definición: Formados por el compartimiento de electrones entre átomos no metálicos.

Características:

Pueden ser gases, líquidos o sólidos a temperatura ambiente.

No conducen electricidad en estado sólido ni en solución.

Ejemplos: Agua (H₂O), dióxido de carbono (CO₂), metano (CH₄).

c. Compuestos Metálicos

Definición: Formados por átomos metálicos que comparten una "nube" de electrones deslocalizados.

Características:

Conducen electricidad y calor.

Son maleables y dúctiles.

Ejemplos: Aleaciones como el acero (Fe y C), latón (Cu y Zn)

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a. Ácidos

Definición: Sustancias que liberan iones de hidrógeno (H⁺) en solución acuosa.

Características:

Tienen sabor agrio.

Reaccionan con bases para formar sales y agua.

Ejemplos: Ácido clorhídrico (HCl), ácido sulfúrico (H₂SO₄).

b. Bases

Definición: Sustancias que liberan iones hidróxido (OH⁻) en solución acuosa.

Características:

Tienen sabor amargo y tacto jabonoso.

Reaccionan con ácidos para formar sales y agua.

Ejemplos: Hidróxido de sodio (NaOH), amoníaco (NH₃).

c. Sales

Definición: Compuestos formados por la reacción de un ácido con una base.

Características:

Pueden ser solubles en agua.

Forman cristales.

Ejemplos: Cloruro de sodio (NaCl), sulfato de cobre (CuSO₄).

d. Óxidos

Definición: Compuestos formados por el oxígeno y otro elemento.

Características:

Pueden ser ácidos, básicos o neutros.

Ejemplos: Dióxido de carbono (CO₂), óxido de calcio (CaO).

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a. Sólidos

Definición: Tienen forma y volumen definidos.

Ejemplos: Sal de mesa (NaCl), azúcar (C₆H₁₂O₆).

b. Líquidos

Definición: Tienen volumen definido pero no forma definida.

Ejemplos: Agua (H₂O), etanol (C₂H₅OH).

c. Gases

Definición: No tienen forma ni volumen definidos.

Ejemplos: Oxígeno (O₂), dióxido de carbono (CO₂).