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Libro: La materia y sus transformaciones by esthela Medina
-http://newton.cnice.mec.es/materiales_di-dacticos/el_atomo/dalton.htm
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https://youtu.be/USDLwPKpNxs
-https://www.ecologiaverde.com/ventajas-y-desventajas-de-la-energia-nuclear-1114.html

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En conclusión, la materia está en constante cambio en el medio ambiente, ya sea por procesos físicos o químicos. Estoscambios pueden liberar o absorber diferentes formas de energía, como la energía térmica, eléctrica, sonora, luminosa y mecánica, lo que puede tener un impacto significativo en el medio ambientey en la vida de los seres que habitan en él. Es importante comprender estos cambios y la forma en que la energía se transfiere y transforma en el medio ambiente para poder gestionar de manera adecuada los recursos naturales y proteger el equilibrio de los ecosistemas. Además, debemos tener en cuenta que nuestras actividades diarias también pueden tener un impacto en la materia y energía del medio ambiente, por lo que es crucial adoptar prácticas sostenibles y responsables para minimizar nuestra huella ecológica y proteger nuestro entorno. En resumen, la manera en que la materia y la energía interactúan en el medio ambiente es una pieza fundamental para comprender y tomar medidas en favor de un futuro sostenible.

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Clasificación de los compuestos químicos 

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Clasificación de los compuestos químicos 

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Los compuestos químicos pueden clasificarse de diversas maneras, algunas de las cuales son:

1. Por su naturaleza iónica ocovalente:

-Compuestos iónicos: Se forman por la transferencia de electrones entre metales y no metales. Están compuestos por iones positivos (cationes) y negativos (aniones)que se atraen electrostáticamente para formar el compuesto. Ejemplos de compuestos iónicos son el cloruro de sodio (NaCl) y el sulfato de calcio (CaSO4).

-Compuestos covalentes: Estos se forman por la compartición de electrones entre dos o más no metales. En este tipo de compuestos, los átomos comparten electrones de su capa externa para lograr la estabilidad electrónica. Ejemplos de compuestos covalentes son el agua (H2O) y el dióxido de carbono (CO2).

2. Por su función química:

-Acido: Un compuesto ácido es aquel que al disolverse en agua produce iones de hidrógeno (H+). Ejemplos: ácido sulfúrico (H2SO4), ácido clorhídrico (HCl).

-Base: Una base es un compuesto que produce iones hidroxilo (OH-) en solución acuosa. Ejemplos: hidróxido de sodio (NaOH), hidróxido de calcio (Ca(OH)2).

-Sal: Una sal es un compuesto formado por la unión de un catión y un anión. Ejemplos: cloruro de sodio (NaCl), carbonato de calcio (CaCO3).

-Oxido: Los óxidos son compuestos formados por la combinación de un elemento con el oxígeno. Ejemplos: dióxido de carbono (CO2), óxido de hierro (FeO).

3. Por su estructura molecular:

-Compuestos orgánicos: Son aquellos compuestos que contienen átomos de carbono en su estructura. Ejemplos: metano (CH4), etanol (C2H5OH).

-Compuestos inorgánicos: Son todos aquellos compuestos que no contienen átomos de carbono. Ejemplos: cloruro de sodio (NaCl), óxido de hierro (FeO).

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La teoría y modelo atómico de Heisenberg se conoce también como la mecánica cuántica o la teoríacuántica moderna. Fue desarrollada por el físico alemán Werner Heisenberg en la década de 1920 y revolucionó nuestra comprensión de la estructura atómica.

Según esta teoría, los electrones no se mueven en órbitas definidas alrededor del núcleo, como se suponía en el modelo atómico de Bohr, sino que se encuentran en regiones conocidas como nubes de probabilidad, que reflejan la probabilidad de encontrar un electrón en un lugar determinado.

Además, la mecánica cuántica postula que no se puede conocer con precisión la posición y el momento de un electrón al mismo tiempo. Este principio de incertidumbre de Heisenberg establece que cuanta mayor sea la precisión con la que se conoce la posición de un electrón, menor será la precisión con la que se pueda conocer su momento, y viceversa.

El modelo atómico de Heisenberg también establece que los electrones no tienen una trayectoria clara y determinada, sino que se encuentran en un estado de superposición, es decir, que pueden estar en diferentes lugares al mismo tiempo hasta que se mide su posición.

En definitiva, la teoría y modelo atómico de Heisenberg supuso una revolución en la física cuántica y ha sido fundamental para entender la estructura atómica y las propiedades de la materia a nivel subatómico.

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La teoría de De Broglie postula que los electrones tienen propiedades ondulatorias y corpusculares. De acuerdo conesta teoría, todas las partículas materiales tienen una longitud de onda asociada a ellas. Esta longitud de onda está dada por la ecuación de De Broglie:

λ = h / p

dondeλ es la longitud de onda, h es la constante de Planck y p es el momento lineal de la partícula.

Según la teoría de De Broglie, los electrones se comportan como ondas y partículas al mismo tiempo. Esta teoría se combinó con el modelo atómico de Bohr para explicar cómo los electrones están dispuestos en un átomo y qué energía tienen.

El modelo atómico de Broglie utiliza esta teoría para explicar la estructura de los átomos y cómo funcionan. Según este modelo, los electrones se mueven alrededor del núcleo en órbitas estables, y cada órbita es caracterizada por una longitud de onda específica.

Además, el modelo de Broglie sugiere que los electrones sólo pueden existir en ciertos estados cuánticos de energía, y para moverse de un estado a otro, deben absorber o emitir fotones con una energía igual a la diferencia de energía entre los dos estados.

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El modelo atómico propuesto por Schrödinger se basa en la teoría cuántica, que afirma que loselectrones en el átomo no siguen trayectorias definidas y predecibles, sino que están en constante movimiento y se describen mediante una función matemática conocida como función de onda.

La función de ondacontiene información sobre la posibilidad de encontrar a un electrón en una determinada posición y momento en el espacio. A diferencia de los modelos atómicos anteriores, como el de Bohr, que se basaban en órbitas circulares definidas para los electrones, el modelo de Schrödinger se enfoca en las regiones de alta probabilidad de encontrar a un electrón, conocidas como orbital atómico.

El modelo de Schrödinger también introduce el concepto de números cuánticos, que se utilizan para describir el estado cuántico de un electrón en el átomo. Estos números cuánticos incluyen el número cuántico principal (n), que indica el nivel de energía del electrón, el número cuántico orbital (l), que describe la forma del orbital, y el número cuántico de espín (s), que describe el espín intrínseco del electrón.

En resumen, el modelo atómico de Schrödinger proporciona una descripción más precisa y detallada de la estructura del átomo, al considerar la naturaleza ondulatoria de los electrones. Este modelo es fundamental para entender las propiedades químicas y físicas de los elementos y compuestos.

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El modelo atómico de Bohr fue una importante contribución a la teoría cuántica de la materia y es una de las teorías más importantes en la comprensión de la estructura del átomo. Esta teoría fue propuesta por el físico danés Niels Bohr en 1913, y se basa en la idea de que loselectrones se encuentran en órbitas circulares alrededor del núcleo del átomo, y que cada órbita está determinada por una cantidad particular de energía.

La teoría de Bohr se basó en los siguientes postulados:

1. Los electrones en un átomo sólo pueden existir en ciertas órbitas discretas alrededor del núcleo, cada una de estas órbitas correspondientes a un nivel de energía diferente.

2. Los electrones pueden saltar de una órbita a otra emitiendo o absorbiendo cuantos de energía, lo que se conoce como el efecto fotoeléctrico.

3. La absorción o emisión de un cuanto de energía se produce cuando se produce la transición de un electrón desde una órbita de mayor energía a otra de menor energía, o cuando ocurre lo contrario.

4. La cantidad de energía que se emite o se absorbe durante la transición de un electrón de una órbita a otra está dada por la diferencia de energía entre las dos órbitas.

El modelo atómico de Bohr explicó el espectro de emisión del hidrógeno, así como algunos otros átomos sencillos, y proporcionó una explicación parcial para la estructura electrónica del átomo. Sin embargo, el modelo tenía limitaciones importantes en la explicación de la estructura atómica de elementos más pesados y más complejos, por lo que posteriormente fue reemplazado por modelos más avanzados de la teoría cuántica.

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El modelo atómico de Rutherford es también conocido como el modelo planetario. Esta teoría surgió en el año 1911, propuesta por el físico neozelandés Ernest Rutherford, quien realizó una serie de experimentos para estudiar la estructura de los átomos.

Según el modelo atómico de Rutherford, el átomo está compuesto por un núcleo central, donde se encuentra la mayor parte de la masa del átomo, y los electrones giran alrededor de este núcleo a gran velocidad.

Rutherford llegó a esta conclusión mediante la realización de un experimento de dispersión de partículas alfa, que consistió en bombardear una lámina delgada de oro con partículas alfa. Observó que la mayoría de las partículas atravesaban la lámina sin desviarse, pero algunas eran desviadas en ángulos grandes e inesperados. A partir de estos resultados, Rutherford concluyó que los átomos tienen una estructura con núcleo central, de carga positiva, y que los electrones se encuentran en el exterior.

El modelo atómico de Rutherford sería reemplazado posteriormente por el modelo atómico de Bohr, que incorpora la idea de que los electrones se encuentran en órbitas bien definidas alrededor del núcleo. Sin embargo, la importancia de la teoría de Rutherford radica en que permitió el desarrollo posterior de teorías más precisas sobre la estructura atómica y el comportamiento de los electrones.

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Joseph John Thomson propuso el modelo atómico del "pastel de pasas" en 1904. Según este modelo, el átomo está formado por una esfera positiva de carga eléctrica en la que se encuentran incrustados electrones como pasas en una masa de pan. Aunque fue un gran avance en la comprensión dela estructura atómica, este modelo presentaba algunas limitaciones, como la falta de una estructura interna definida del átomo.

En 1911, Ernest Rutherford realizó un experimento que mostró que la carga positiva y la mayor parte de la masa del átomo se concentran en un núcleo pequeño y denso en el centro del átomo. Esto llevó al desarrollo del modelo atómico de Rutherford.

Sin embargo, este modelo también tenía limitaciones y en 1913, Niels Bohr propuso su propio modelo atómico, que postulaba que los electrones giran alrededor del núcleo en órbitas definidas y con niveles de energía cuantizados.

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En la tabla periódica, los elementos se clasifican en diferentes grupos y períodos según sus propiedades físicas y químicas.Los grupos se caracterizan por tener propiedades químicas similares y se dividen en metales, no metales y metaloides. Los metales tienen una alta conductividad térmica y eléctrica, mientras que losno metales suelen ser malos conductores de calor y electricidad. Los metaloides, por su parte, tienen propiedades intermedias entre los metales y los no metales.

Respecto a los enlaces químicos, las propiedades de los elementos determinan la forma en que se unen entre sí para crear moléculas y compuestos. Los enlaces químicos se pueden clasificar en iónicos, covalentes y metálicos. Los enlaces iónicos se producen entre elementos con diferentes electronegatividades, en los que uno de los átomos cede electrones al otro para formar iones opuestos que se atraen. Los enlaces covalentes, en cambio, se producen cuando dos átomos comparten electrones. Por último, los enlaces metálicos se dan entre átomos metálicos, donde los electrones de la última capa se mueven libremente entre ellos creando una estructura sólida y maleable.

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La energía nuclear tiene numerosos usos y aplicaciones, aunque la más conocida seguramente es la producción de energía eléctricamediante la utilización de reactores nucleares. Además de la generación de energía eléctrica, la energía nuclear también se utiliza en:

- Industria: en la radiografía industrial, detección de fugas entuberías y válvulas, medición de nivel en tanques, medición de densidad en la producción de petróleo y gas, y esterilización de productos médicos y farmacéuticos.

- Agricultura: en la radiación para hacer mutaciones en plantas y mejorar su producción, control de insectos y esterilización de suelo.

- Medicina: en la radioterapia para el tratamiento del cáncer y otras enfermedades, y en la producción de material radioactivo para el diagnóstico y tratamiento de enfermedades.

Ventajas de la energía nuclear:

- Gran capacidad energética: la energía nuclear tiene una gran capacidad para generar energía eléctrica, ya que una pequeña cantidad de material radioactivo puede producir una gran cantidad de energía.

- Menor emisión de gases de efecto invernadero: la energía nuclear no emite gases de efecto invernadero, como el dióxido de carbono, que contribuyen al calentamiento global.

- Fiabilidad: los reactores nucleares tienen una alta capacidad de producción de energía, lo que los hace muy confiables para producir energía eléctrica.

Desventajas de la energía nuclear:

- Seguridad: la energía nuclear puede ser peligrosa si no se maneja correctamente. Los desastres nucleares, como Chernóbil y Fukushima, han demostrado que un accidente en una central nuclear puede tener consecuencias catastróficas.

- Gestión de los residuos nucleares: la energía nuclear produce residuos radioactivos que pueden ser peligrosos para la salud humana y el medio ambiente. Los residuos tienen una vida media muy larga y requieren un manejo y almacenamiento cuidadoso.

- Costos: la construcción y operación de una central nuclear es muy costosa, lo que hace que la energía nuclear sea más cara que otras fuentes de energía, como las renovables.

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Las sub-partículas radiactivas son partículas que se desprenden de los átomos radiactivos durante la desintegraciónradiactiva. Estas sub-partículas pueden ser partículas alfa, partículas beta o rayos gamma. Las partículas alfa son partículas con carga positiva compuestas por dos protones y dos neutrones, por lo que son muy pesadas y tienen una corta distancia de alcance. Las partículas beta, por otro lado, son partículas con carga negativa y un tamaño mucho más pequeño que las partículas alfa. Los rayos gamma son un tipo de radiación electromagnética que no tienen carga y no tienen masa.

Las sub-partículas radiactivas son peligrosas porque pueden dañar células y provocar enfermedades como el cáncer. Además, tienen una gran capacidad para atravesar materiales y pueden causar daños incluso a través de la piel o la ropa. Es importante tener precaución al trabajar con materiales radiactivos y seguir las normas de seguridad establecidas para minimizar el riesgo de exposición a sub-partículas radiactivas.

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Modelo atómico de Jhon Dalton
La teoría atómica de Dalton fue propuesta por John Dalton en el siglo XIX, y estableció que: 1. Todos los elementos están compuestos de átomos, que son partículas indivisible e indestructibles. 2. Todos los átomos de un mismo elemento tienen la misma masa y propiedades químicas. 3. Los compuestos se forman cuando los átomos de elementos diferentes se combinan en proporciones fijas y simples. 4. Las reacciones químicas son el resultado de la combinación, separación o reordenamiento de átomos, pero no de su creación o destrucción. Basado en esta teoría, Dalton propuso un modelo atómico en el que los átomos eran esferas sólidas e indivisibles, y que se unían para formar compuestos químicos en proporciones fijas. Sin embargo, Dalton no tenía forma de estudiar los átomos directamente, por lo que su modelo no podía describir la estructura interna del átomo. Fue gracias a los experimentos de otros científicos, como Thomson, Rutherford y Bohr, que se fueron descubriendo las diferentes capas y componentes del átomo, dando lugar a modelos atómicos más complejos y completos que el de Dalton. Pero su teoría atómica fue un importante avance en la comprensión de la materia y un punto de partida para futuras investigaciones

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Cambios físicos y químicos de la materia 

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Cambios físicos y químicos de la materia 

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La materia puede experimentar cambios físicos y químicos debido a la energía que interactúa con ella. En los cambios físicos, lamateria no cambia su composición química, sino que su estructura se modifica, como ocurre cuando una sustancia pasa de estado sólido a líquido o a gas. En cambio, los cambios químicosprovocan una reorganización de las moléculas y átomos que conforman la materia, lo que resulta en la formación de nuevas sustancias con diferente composición química.

Los estados de agregación de la materia (sólido, líquido y gas) están directamente relacionados con la energía del sistema. Por ejemplo, cuando se añade energía a un sólido, las partículas comienzan a vibrar más rápido y eventualmente se produce un cambio de estado y la materia se convierte en líquido. A su vez, si se continúa añadiendo energía al líquido, las partículas comienzan a moverse más rápido y en desorden, lo que provoca un cambio a estado gaseoso.

La energía también juega un papel importante en los cambios químicos. Para que ocurra una reacción química, se requiere cierta cantidad de energía para romper los enlaces químicos que mantienen unidas las moléculas y átomos. La energía liberada durante una reacción química se llama energía de reacción y puede ser en forma de calor, luz o sonido.

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Relación de la química con otras ciencias 

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Relación de la química con otras ciencias 

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La química se encuentra relacionada con diversas ciencias como la física, la biología, la geología y la tecnología, estopermite una comprensión más profunda y amplia de la naturaleza y el funcionamiento del universo. Además, la química tiene un impacto significativo en nuestra vida cotidiana, desde los medicamentos que utilizamoshasta los materiales que conforman los objetos que utilizamos diariamente. La química nos proporciona herramientas para entender y mejorar la calidad de los alimentos que consumimos, los productos de cuidado personal que utilizamos y las fuentes de energía que empleamos. También ha permitido el desarrollo de sustancias que mejoran y facilitan los procesos industriales, de construcción y de transporte, contribuyendo así al desarrollo económico y social.

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La historia de la química se remonta a la época de los alquimistas en el siglo IV a.C., quienes realizaron perimentos para transformar metales en oro y descubrir el elixir de la vida eterna. Con el paso del tiempo, la alquimia evolucionó hacia la química moderna como disciplina científica En la Edad Media, la química encontró una fuente de grandes avances a través de los científicos árabes, quienes recopilaron y mejoraron la información de los antiguos libros de alquimia. Con la llegada del Renacimiento, la química comenzó a tomar forma como ciencia experimental, con figuras como Paracelso, que propuso que las enfermedades eran el resultado de la interacción química en el cuerpo humano.

En el siglo XVII, la química adquirió una fundamentación científica sólida gracias a Robert Boyle y Antoine Lavoisier, quienes demostraron la importancia del método científico y la necesidad de mediciones precisas. La revolución industrial trajo consigo un gran avance en la química aplicada, una vez que la producción de productos químicos se convirtió en una actividad comercial importante.

En el siglo XIX, la química ganó una mayor comprensión de la estructura y naturaleza de los átomos y moléculas, gracias a figuras como John Dalton y Dmitri Mendeleev, quien creó la tabla periódica de los elementos. A lo largo del siglo XX, la química se ha centrado en la investigación de materiales y la síntesis de nuevos compuestos, y ha desempeñado un papel importante en campos como la medicina, la agricultura y la tecnología.

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