MODELO DE PARTÍCULAS

 “Modelo de partículas” o corpuscular: 

û  Todos los materiales están formados por partículas (corpúsculos) muy pequeñas, no visibles directamente, ni siquiera al microscopio.  

û  La partícula más pequeña que puede encontrarse libre es la molécula, formada por 1 ,2 o más átomos.

û  Todas las partículas se encuentran en continuo movimiento.

û  Entre las partículas no hay nada.

û  Las partículas se ubican de diferentes maneras en el espacio que ocupan y a distintas distancias unas de otras: muy cerca, muy alejadas, o en posición intermedia. 

û  Existen fuerzas de atracción llamadas de cohesión, de diferente magnitud entre las partículas. 

û  Las partículas tienen diferentes formas.

Vamos a emplear el Modelo corpuscular para comprender diversas propiedades de algunos materiales. Comenzaremos con las propiedades que caracterizan los distintos estados de agregación: sólido, líquido y gaseoso;.

Un material sólido,  imaginará un cuerpo o un material con forma definida y volumen constante.

Las Fuerzas de cohesión son muy intensas, los espacios intermoleculares son  pequeños, las partículas carecen de movimiento de traslación., por eso su forma y volumen son constantes.

Las partículas solo tienen un movimiento  vibratorio alrededor de un punto fijo. Las partículas están ordenadas respondiendo a figuras geométricas, esto se denomina estructura cristalina.

Un material líquido presenta volumen constante, pero no forma propia, cuando está en reposo su superficie libre es horizontal.

Los espacios intermoleculares son mayores que en el sólido por eso las partículas se mueven  con traslación y rotación. Las Fuerzas de cohesión no permiten que las partículas se separen y  mantiene su volumen constante. Las partículas pueden deslizarse unas sobre otras, y por ello los líquidos fluyen  y se derraman modificando su forma.

La atracción de la gravedad y la posibilidad de deslizarse determina que ocupen la parte inferior de sus contenedores.

Las partículas chocan entre sí y ejercen presión sobre  las paredes del recipiente.

Las partículas en la superficie del líquido son atraídas  por las del interior de los mismos, por lo tanto forman una especie de película o membrana que se denomina Tensión superficial.           

Un material gaseoso las partículas están en continuo movimiento de traslación y de rotación sobre su eje.

Las fuerzas de cohesión son muy débiles y las partículas se encuentran independientes unas de otras, separándose fácilmente, ocupando un volumen cada vez mayor. Esto se denomina expansibilidad.

Si el recipiente presenta poros, las partículas se escapan por ellos, se denomina efusibilidad. Si 2 gases se ponen en contacto, se mezclan y este fenómeno recibe el nombre de difusión.

QUÍMICA UNIONES

                 UNIONES QUÍMICAS 

“El encuentro de dos personas es como el contacto de dos sustancias químicas: si hay alguna reacción, ambas se transforman”  Carl Gustav Jung


Existen tres tipos de uniones químicas: iónica o electrovalente, covalente y metálica. 

UNIÓN IONICA O ELECTROVALENTE:

Es la unión característica entre metales y no metales. Los átomos se transforman en iones,
 Por lo tanto la unión se produce por atracción electrostática entre aniones y cationes. Uno gana y el otro pierde electrones al formarse la unión. 
 se forma por transferencia de electrones de un átomo a otro. El átomo que pierde electrones se transforma en catión (ión positivo) adquiriendo una carga positiva por cada electrón perdido
De igual forma, el átomo que los adquiere se transforma en anión (ión negativo) tomando una carga negativa por cada electrón adquirido. 
Se genera así una atracción electrostática de cargas de signo opuesto que es la base de este tipo de unión química. 
Los electrones no intervienen en la unión sino que esta se forma por atracción entre cargas positivas y negativas (los iones). 
Ejemplo: [Na]: 1s2 2s2 2p6 3s1 ------> el sodio posee 1 electrón de valencia
 [Cl]: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 ---> el cloro posse 7 electrones de valencia

 Los iones formados se atraen hasta un cierto límite, pues deben soportar una repulsión originada por la carga electrónica exterior de los mismos iones.
 Estas fuerzas de atracción y repulsión se extienden en el espacio en todas direcciones, con lo cual cada ión se rodea de iones de signo opuesto. 
No se forman moléculas sino un ordenamiento en forma de red cristalina.
 Por ejemplo, el Cloruro de Sodio (NaCl) adquiere una estructura de red cúbica donde cada ión esta rodeado de seis iones de signo opuesto , con seis iones sodio y cloruro alternados en los vértices. 

 UNION COVALENTE: 
La unión covalente se produce habitualmente entre átomos de elementos no metales. Se produce cuando dos átomos comparten uno o varios pares de electrones. Por ejemplo, la molécula de cloro: Cl2 En este caso comparten un solo par de electrones. Las uniones covalentes, constituidas por pares de electrones, implican una cierta penetración o solapamiento de las nubes electrónicas de los átomos involucrados

. Existen dos tipos de uniones covalentes: I

I- Covalente Simple, Doble o Triple: cada átomo aporta uno, dos o tres electrones de los pares compartidos respectivamente.

 II- Covalente Dativa o Coordinada: un solo átomo aporta el par electrónico compartido. Los elementos que forman uniones covalentes, son aquellos que se encuentran cerca entre sí dentro de la clasificación periódica (electronegatividades similares). Estos elementos tienen equilibrada su tendencia a ganar o perder electrones y al formar la unión se rodean de 8 electrones (regla del octeto), excepto el Hidrógeno que adquiere la configuración del He (2 electrones: Regla del Dueto).

Entre ambos extremos (iónica y covalente) existe una gran cantidad de compuestos que presentan uniones covalentes con cierto carácter iónico (polaridad de enlace). A este tipo de uniones se las denomina covalente polar, y es el caso de la molécula de agua o de Cloruro de Hidrógeno. A este tipo de moléculas donde la distribución de cargas eléctricas debido a los electrones presentes no es homogénea generándose un polo cargado positivamente y otro cargado negativamente las llamaremos Dipolos


 UNION METALICA: 
Los metales, especialmente los de los grupos 1A y 2A, tienen tendencia a perder sus electrones de valencia formando una nube electrónica alrededor de todos los núcleos metálicos. La unión se establece entre el ión metálico cargado positivamente y la nube electrónica cargada negativamente. Los electrones de valencia se desplazan a lo largo del metal confiriéndole a este sus propiedades características: brillo (reflexión de fotones por parte de los electrones), conductividad, etc.
 Como los átomos metálicos pierden fácilmente electrones, quedan los correspondientes cationes unidos por un cierto número de electrones móviles que van ocupando, en constante movimiento, los orbitales libres de los iones positivos. Por lo tanto puede decirse que un trozo de metal es “un conjunto de cationes sumergidos en un mar de electrones móviles”. Estos electrones son los que conducen la corriente eléctrica. 

FÍSICA CAÍDA LIBRE Y TIRO VERTICAL

          CAÍDA LIBRE Y TIRO VERTICAL

Ideas de Aristóteles y de Galileo Galilei

La explicación del movimiento de los cuerpos fue cambiando en la historia junto con la forma de interpretar otros fenómenos del universo.

 Las investigaciones de Aristóteles (384 a. C.-322 a. C.) determinaron durante siglos la forma de ver el mundo. 

Para Aristóteles existían dos tipos de movimientos: el movimiento natural y el movimiento violento. 
 El movimiento natural podía ser hacia arriba o hacia abajo en la Tierra, en donde los cuerpos pesados (como una piedra) tendían naturalmente a ir hacia abajo, y los cuerpos livianos (como el humo) tendían naturalmente a ir hacia arriba. 
Esto ocurría así porque los objetos buscaban sus lugares naturales de reposo y, por ser movimientos naturales, no estaban provocados por ninguna fuerza. El movimiento violento era un movimiento impuesto, originado por la acción de fuerzas que actuaban sobre un cuerpo: tiraban o empujaban.
 Los cuerpos en su estado natural de reposo no podían moverse por sí mismos, sino que era necesario aplicarles una fuerza (empujarlos o tirarlos) para que se muevan. 
El aire actuaba como un motor que impulsaba los movimientos
Durante dos siglos la idea de que la Tierra estaba en su lugar natural de reposo fue muy aceptada y, ya que ponerla en movimiento requería de una enorme fuerza, lo más lógico era pensar que la Tierra no se movía, sino que el resto del universo se movía alrededor de ella. De esta manera, el Sol era el que giraba alrededor de la Tierra.
 Mediados del siglo XVI un astrónomo, Copérnico, se atrevió a decir que la idea antropocéntrica de Aristóteles no era correcta, sino que era la Tierra la que giraba alrededor del sol, comenzando la teoría heliocéntrica.

Este descubrimiento,  le dio lugar a Galileo Galilei ( 1564 - 1642 )  para desarrollar sus ideas. Fue este último quien halló la manera de explicar cómo se mueven los cuerpos independientemente de su naturaleza, incorporando el concepto de vacío y el de aceleración de la gravedad. 
 Galileo demostró que solamente cuando hay fricción se necesita de una fuerza para mantener a un cuerpo en movimiento, y estableció que todo cuerpo material presentaba resistencia a cambiar su estado de movimiento, siendo esta resistencia la inercia. 
El aire no actuaba como un motor para el movimiento, todo lo contrario producía una resistencia.
Este concepto de inercia se contraponía con la idea de movimiento de Aristóteles. Para mantener a la Tierra moviéndose alrededor del sol es necesaria una fuerza (gravitación), 
En el caso de un cuerpo que se mueva en caída libre con un movimiento rectilíneo, para Galileo la aceleración de ese cuerpo no dependía de la masa del mismo, y esta idea constituía un cambio de paradigma en el mundo de la física, por oponerse a la idea de Aristóteles. 

CAIDA LIBRE:

 Su Vo= es cero  y antes de tocar el piso su Vf es distinta de cero
Xf= su posición final es la altura que es el espacio recorrido.

Cuando una manzana se desprende del árbol, parte del reposo y adquiere rapidez conforme cae. podríamos atraparla sin hacernos daño, pero si cayera de un globo aerostático que se encuentra a gran altura, seguro terminaríamos dañados.
A medida que transcurre el tiempo y el objeto va cayendo adquiere mayor rapidez, eso indica que se acelera al caer.

la fuerza de gravedad hace que la manzana se acelere hacia la tierra una vez que comienza a caer..En la vida real el aire actúa oponiendo resistencia.
Si suponemos que el aire no afecta la caída y que lo único que interviene es la fuerza de gravedad decimos entonces que el cuerpo está en caída libre.
Caida libre: es el movimiento que describe el objeto que se deja caer desde una determinada altura , su Vo es cero y se trata de un MRUV.
Todos los cuerpos en el vacío  que se dejab caer desde la misma altura llegan a la tierra en el mismo instante, porque son atraídos con la misma aceleración de la gravedad denominada  con la letra g( en Bs As es de 9,81 m/s²).

las fórmulas a utilizar son las siguientes=

a= (Vf - Vo) / t    quedando         g=  (Vf - Vo) / t  unidad m/s²

Xf= Vo . t  + 1/2 a . t²                 h= 1/2 g.t²  unidad  m


                                                                     Vf=  g/t       unidad     m/s

 Vo es distinto de cero
Vf=o   y allí alcanza su h máxima.

Se denomina tiro vertical  al movimiento que describe un objeto que se lanza verticalmente hacia arriba.

para que un móvil suba es necesario imprimirle una fuerza y adquiere velocidad, una Vo que es distinta de cero.

Esta Velocidad irá disminuyendo hasta que su Vf será igual a cero y allí alcanzará su altura máxima (h máx). 

Se trata de un MRUV desacelerado.

las fórmulas a utilizar son las siguientes=

- g = (f - Vo) /t   tomando g negativa porque la gravedad es en contra del movimiento ascendente.

h= Vo. t - 1/2 . g.  t² 

si no se conoce el tiempo  y se quiere saber la altura máxima por un sistema de ecuaciones se procede

- g = (f - Vo) /t  despejando t= 0 - Vo
                                               - g
si reemplazamos t y t²  en la fórmula de altura  h= Vo. t - 1/2 . g.  t²

h= Vo . Vo - 1 . g . Vo²   y h= Vo² - Vo²        h máx= Vo² 
               g     2         g²             g      2 g                     2 g 

despejando tenemos 

Vo²= 2.g. h máx

  

EL ATOMO

Átomo:

 Esta palabra se empleó para definir a la parte más pequeña en la que puede dividirse la materia, sin embargo actualmente se sabe que es divisible y está integrado por diversas partículas subatómicas como son: electrones, protones, neutrones, etc.

Electrón (e - ): Partícula subatómica de cuya masa se considera despreciable (9.1x10-28) gramos. Su radio es de 2.82x10-15nm, se encuentra en los niveles y subniveles de energía. Su carga eléctrica es –1.6 x 10-19 ó -1, por lo que se denomina carga elemental de electricidad negativa. De acuerdo a su posición se clasifican en internos y de valencia; estos últimos son los que van a determinar la actividad química de cada elemento, es decir, su capacidad de combinación; se encuentran en el último nivel de energía. “La partícula más pequeña que puede participar en un cambio químico”


Protón (p+ ): Se encuentra en el núcleo del átomo y su masa es igual a 1.67x10 – 24gramos, posee carga eléctrica igual a +1.6 x 10-19 ó +1.

 Neutrón (n0 ): Partícula sin carga eléctrica, su masa es de 1.68 x 10-24 gramos se encuentra en el núcleo. 

Existen otras partículas subatómicas como son: el mesón, los leptones, y los positrones. 

Número atómico: Es igual al número de electrones o protones de un átomo. Se representa con la letra Z.

 Número másico: Actualmente podemos definir la masa atómica relativa de un elemento en relación con la masa del átomo del carbono 12. Se representa con la letra A y es igual a:

 A = p+ + n0 

Masa atómica: Es el promedio ponderado de los números de masa de los distintos isótopos de un elemento químico.

 Isótopo. Son átomos de un elemento con igual número atómico pero diferente número de neutrones, es decir, distinto número másico.  

https://www.youtube.com/watch?v=vkjfD4AL1d8

FÍSICA MRUV

En este tipo de movimiento a diferencia del MRU (movimiento rectilíneo uniforme), la velocidad varía.

Esta variación a su vez es con un cierto orden, es decir que hay un cambio de  un mismo intervalo en una misma cantidad de tiempo. En las situaciones  cotidianas la velocidad no suele ser constante, si un motociclista parte del reposo, y comienza a acelerar, en algún momento disminuye su velocidad   porque se interpone un peatón, o frena en un semáforo. Así se producen cambios en la rapidez de su desplazamiento. 

Por este hecho aparece una nueva magnitud llamada ACELERACIÓN, que es la variación de la velocidad de un movimiento en la unidad del tiempo.

En el lenguaje de la física  no solo se considera que un cuerpo está acelerado cuando aumenta su rapidez, sino también si disminuye, entonces significa que existe aceleración cuando se modifica su velocidad.

 La aceleración está representada por la fórmula:

                                      a = ∆  V    =   Vf  -  Vo

                                             ∆  t           tf  -  to

 a =  es la aceleración  

∆  = variación

Vo = es la velocidad del inicio 

 Vf =  es la velocidad final.

La unidad de aceleración es:

Unidad de velocidad              Km

                                   =      h       =  Km

unidad de tiempo                  h             h²

También podemos saber la Vf alcanzada por un móvil utilizando la fórmula de aceleración donde:

                                                 Vf= Vo + a. t 

en el SIMELA se utiliza m/s²

 Cuando la aceleración es positiva, el movimiento se denomina uniformemente acelerado , cuando la aceleración es negativa, uniformemente desacelerado o retardado.

CÁLCULO DE LA DISTANCIA RECORRIDA POR UN MÓVIL:

ECUACIÓN HORARIA DEL MRUV

                           Calcular el área bajo la recta, que es la suma del rectángulo de lados (t-t₀) y v₀, y un triángulo de lados (t-t₀) y (v-v₀).

Xf = S_rect+S_tria = v₀·(t-t₀)+(1/2)·(v-v₀)·(t-t₀) = v₀·(t-t₀)+(1/2)·((v₀+a·(t-t₀))-v₀)·(t-t₀)= v₀·(t-t₀)+(1/2)·a·(t-t₀)²

Y entonces, dado que el área es igual al desplazamiento y que tanto la posición inicial como el tiempo inicial pueden tomarse como cero en el sistema de referencia adecuado:

 Xf= x-x₀ = x = v₀·t+(1/2)·a·t²

que es la ecuación a la que habíamos llegado anteriormente por otros medios.     

  si la posición inicial no es cero nuestra ecuación horaria es

                             Xf=  Xo + Vo . t + 1/2 . a . t²    

Xf= espacio recorrido

Xo= posición inicial

Vo= velocidad inicial

t= tiempo

a =aceleración

t² = tiempo al cuadrado tanto el N° como la unidad

tema unidades:

Xf=  m + m . s  + 1/2 .m .s² (simplificando los s y s² en ambos miembros

                s                    s²         respectivamente nos queda la unidad

                                                                     de m correspondiente a la posición final.)

 GRÁFICOS

cambios de estado de agregación de la materia

cambios

DENSIDAD

DENSIDAD

En términos físicos y químicos la densidad es una magnitud que permite relacionar la masa contenida en un determinado volumen de una misma sustancia.

es una propiedad intensiva física de la materia.

Los valores de la densidad de las sustancias dependen de la presión y de la temperatura a la cual se encuentren, pero no dependen de la gravedad; por lo tanto la densidad de un cuerpo es igual en la tierra, en la luna y en júpiter; siempre y cuando se encuentren con igual presión y temperatura.

se utiliza para identificar sustancias químicamente puras, dado que es una propiedad intensiva física de la materia y característica de cada sustancia.

Se representa con la letra delta minúscula del  alfabeto griego

 δ = m

       V

Donde  δ  es la densidad

           m la masa

           V  el volúmen

Unidades de densidad en el sistema internacional

δ = magnitud masa que tiene como unidad el g

      magnitud de volumen tiene como unidad el cm³

 kilogramo por metro cúbico (kg/m³).

• gramo por centímetro cúbico (g/cm³).
• kilogramo por litro (kg/l) o kilogramo por decímetro cúbico.(kg/dm³)
•  La densidad del agua es aproximadamente 1 kg/L (1000 g/dm³ = 1 g/cm³ = 1 g/mL).
• gramo por mililitro (g/mL), que equivale a (g/cm³).

^{Ejemplo práctico}

Si la masa de X ( piedra) es de  60 g.

Al sumergirla en la probeta con agua, 

el volumen asciende, indicando que la piedra ocupa 

un espacio de 50 ml= 50 cm³

^{aplicando la fórmula}     δ = m

                                  V

δ =60 g

     50 cm³

δ = 1,2 g/ cm<sup>3

para medir la densidad de los líquidos se realiza en forma directa por medio de un densímetro. Normalmente está hecho de vidrio y consiste en un cilindro hueco con un bulbo pesado en su extremo para que pueda flotar en posición vertical.</sup>




Hay distintos tipos de densímetros

• Lactómetro - Para medir la densidad y calidad de la leche.
• Sacarómetro - Para medir la cantidad de azúcar de una melaza.
• Salímetro - Para medir la densidad de las sales.
• Areómetro Baumé - Para medir concentraciones de disoluciones.La escala Baumé se basa en considerar el valor de 0ºBé al agua destilada. Existen fórmulas de conversión de ºBé en densidades:

• Para líquidos más densos que el agua: d = 146'3/(136'3+n)
• Para líquidos menos densos que el agua: d = 146'3/(136'3-n)

fabricación de un densímetro casero
http://fq-experimentos.blogspot.com.ar/2013/10/282-un-densimetro-casero.html