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

FÍSICA - MRU

MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME

El movimiento rectilíneo uniforme , tiene un móvil que se mueve en línea recta, o sea que su trayectoria es una recta, y su velocidad es constante.

Dicho móvil, recorre espacios iguales en tiempos iguales.

a modo de ejemplo

Si un automóvil se desplaza en línea recta or una Ruta, la cual no tiene ni subidas, ni bajadas,ni curvas, o sea que describe una trayectoria rectilínea, registramos los siguientes datos.

Distancia en Km	15	30	45	60	75
Tiempo en min	10	20	30	40	50

Observando los datos obtenidos podemos deducir que el automóvil recorre 15 Km en 10 min.

o sea que su velocidad en cada tramo nos indica que es constante, no varía.

Recordemos que la posición en la cual está ubicado un móvil en un momento determinado la llamaremos x

V= x/t     V= 15 Km / 10 min=  1,5 Km/min

               V= 30 Km / 20 min=  1,5 Km/min

               V= 45 Km / 30 min=  1,5 Km/min

               V= 60 Km / 40 min=  1,5 Km/min

               V= 75 Km / 50 min=  1,5 Km/min

GRÁFICAS DEL MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME

El MRU tiene dos características que lo identifican

1) Su velocidad es siempre constante

2) El móvil recorre tiempo espacios iguales en tiempos iguales

vemos a continuación vemos los gráficos

espacio en función del tiempo, indicando la posición del móvil en m a medida que transcurre el tiempo en s ( línea roja). Observando el gráfico podemos saber cuántos m recorre en distintos momentos.

y el otro su velocidad en m/s  en la unidad de tiempo s. (línea verde) observando que es constante, significa que  es siempre la misma velocidad a medida que transcurre el tiempo, indicando que se trata de un MR Uniforme.

FÏSICA rapidez y velocidad

RAPIDEZ Y VELOCIDAD

Los  periodistas deportivos, suelen decir cuando se refieren a la carreras automovilísticas "el ganador de la prueba completó el recorrido de 300 Km en un tiempo de 1 h, 30 min . Con un promedio de 150Km/h.
Este promedio es conocido como la velocidad promedio y se calcula distancia recorrida durante la prueba en el tiempo total que empleó en recorrerla.

velocidad promedio= 300 Km       =  150 Km/h
                                     1h, 30 min
Esto indica el espacio  recorrido 150 km,  en una unidad de tiempo que en este caso es la hora.

Esta relación no da una completa información del desplazamiento del automóvil. El automóvil pudo desplazarse en dirección oeste o este y con distintos sentidos Este hacia O este o viceversa

EL VELOCÍMETRO del automóvil indica RAPIDEZ o velocidad instantánea.

la velocidad promedio solo indica la rapidez o sea un valor numérico y su unidad. es una magnitud escalar.


En cambio la velocidad es una magnitud vectorial cuando se ha indicado su dirección y sentido.
estos datos se expresan con un segmento orientado denominado Vector.

Unidades de Velocidad:

la unidad de velocidad está expresada entre el cociente de la unidad de longitud y la unidad de tiempo.
V= unidad de longitud  = ejemplo Km/h
      unidad de tiempo  

El SIMELA  (sistema métrico legal Argentino)  adoptó como unidad de velocidad el metro por segundo m/s.
En las expresiones metro por segundo o kilómetro por hora, la palabra POR no significa multiplicación sino kilómetros recorridos en una hora.

Cambio de unidades

las unidades pueden pasarse a otras unidades  dentro de su misma magnitud.

ej: pasaje de Km/h a m/s

1 km equivale a 1000m y  1 hora a 3600 s

180 km=  180 . 1000 m = 50 m/s
         h               3600 s

en caso inverso   50 m = 1/1000 Km =  50. 3600 =  180 Km   
                                s       1/3600 h            1000                h
resumiendo:

 Km/h a m/s  multiplicar por 10 y dividir por 36 


 m/s a Km/h multiplicar por 3,6