FÍSICA I QUÍMICA

FÍSICA I QUÍMICA

La física és la ciència fonamental sistemàtica que estudia les propietats de la naturalesa amb ajuda del llenguatge matemàtic . És també aquell coneixement exacte i raonat d'alguna cosa o matèria , basant-se en el seu estudi per mitjà del mètode científic . Estudia les propietats de la matèria , l'energia , el temps , l'espai i les seves interaccions .
La física no és només una ciència teòrica , és també una ciència experimental . Com tota ciència , busca que les seves conclusions puguin ser verificables mitjançant experiments i que la teoria pugui realitzar prediccions d'experiments futurs . Donada l'amplitud del camp d'estudi de la física, així com el seu desenvolupament històric en relació a altres ciències , se la pot considerar la ciència fonamental o central , ja que inclou dins del seu camp d'estudi a la química ia la biologia , a més de explicar els seus fenòmens .
La física en el seu intent de descriure els fenòmens naturals amb exactitud i veracitat ha arribat a límits impensables , el coneixement actual abasta des de la descripció de partícules fonamentals microscòpiques , el naixement de les estrelles en l'univers i fins i tot conèixer amb una gran probabilitat el que va esdevenir els primers instants del naixement del nostre univers , per citar uns pocs coneixements .

En química i física , àtom és una de les unitats més petita de la matèria que manté la seva identitat o les seves propietats i que no és possible dividir mitjançant processos químics , però amb el desenvolupament de la física nuclear al segle XX es va comprovar que el àtom pot subdividir-se en partícules més petites , anomenades partícules subatòmiques , que s'ubiquen en una regió central del mateix anomenada nucli atòmic i una regió perifèrica , els orbitals electrònics . Es compon de la següent manera :
 Nucli atòmic : en el qual es concentra gairebé tota la seva massa . Es conforma de neutrons i protons , on els neutrons són neutres i els protons positius , parlant elèctricament .
- Orbital , que és una àrea que envolta el nucli on hi ha una alta possibilitat de trobar electrons ( elèctricament negatius ) . Cal destacar que no són òrbites , de manera que les òrbites són recorreguts definits
.
Hi ha diferents classes d'àtoms , aquestes diferències són devidas al nombre de protons en el nucli , i per això se'ls classifica en la taula periodica dels elements , com " elements químics . Exemple : hidrogen , oxigen , carboni , etc .
Els àtoms tenen símbols convencionals , exemple : H per a l'hidrogen , O per l'oxigen , C per al carboni , etc .
Els Isòtops són un grup d'àtoms que presenten el mateix nombre atòmic ( Z ) però diferent nombre màssic ( A ) . Els isóbaros són aquells àtoms que presenten diferent nombre atòmic ( Z ) però presenten igual nombre màssic ( A ) . Els àtoms isoelectrònics són aquells que presenten diferent nombre atòmic i màssic però presenten la mateixa quantitat d'electrons , en aquesta sèrie es poden trobar els cations i anions com àtoms neutres . Els àtoms s'uneixen entre si pels orbitals ( compartint electornes ) per formar molècules .
Una divisió que es fa per al seu estudi és ¨ metalls i no metalls . Els metalls tenen tendència a perdre electrons de la seva última capa i formen ions positius ( cations ) , amb l'oxigen fornan òxids i amb l'aigua àlcalis i els no metalls accepten electrons en la seva última capa o orbital i formen ions negatius , amb l'oxigen formen anhídrids i amb l'aigua àcids .
La teoria acceptada avui és que l'àtom es compon d'un nucli de càrrega positiva format per protons i neutrons , en conjunt coneguts com nucleó , al voltant del qual es troba un núvol d'electrons de càrrega negativa .
El nucli atòmic es troba format per nucleons , els quals poden ser de dues formes :
 Protons : Partícula de càrrega elèctrica positiva igual a una càrrega elemental , i 1,67262 × 10-27 kg i una massa 1837 vegades més gran que la de l'electró .
 Neutrons : Partícules mancats de càrrega elèctrica i una massa una mica més gran que la del protó ( 1,67493 × 10-27 kg ) .

Al voltant del nucli es troben els electrons que són partícules elementals de càrrega negativa igual a una càrrega elemental i amb una massa de 9,10 × 10-31 kg .
La quantitat d'electrons d'un àtom en el seu estat basal és igual a la quantitat de protons que conté en el nucli, és a dir , al nombre atòmic , de manera que un àtom en aquestes condicions té una càrrega elèctrica neta igual a 0.sss
A diferència dels nucleons , un àtom pot perdre o adquirir alguns dels seus electrons sense modificar la seva identitat química , transformant-se en un ion , una partícula amb càrrega neta diferent de zero .
Els àtoms també són presents a la Taula periòdica i classificats en :
 metalls alcalins , ex : Sodi Na , Potassi K
 metalls alcalinoterris , ex : Calci Ca Magnecio Mg
 metal · loides
 no metalls
 metalls de transició
 metalls del bloc p
 actínids
 lantànids
 halògens , Ex : Clor Cl Brom Br fluor F
 gasos nobles , ex : Heli He Argó Ar Neó Ne


Un neutró és un barió neutre format per dos quarks baix i un quark amunt. Forma , juntament amb els protons , els nuclis atòmics . Fora del nucli atòmic és inestable i té una vida mitjana d'uns 15 minuts emetent un electró i un antineutrí per esdevenir un protó . La seva massa és molt similar a la del protó .
Algunes de les seves propietats :
 Massa : mn = 1,675 x10 -27 kg = 1,008587833 uma
 Vida mitjana : tn = 886,7 ± 1,9 s
 Moment magnètic : mn = -1,9130427 ± 0,0000005 mN
 Càrrega elèctrica : 0 C.
El neutró és necessari per a l'estabilitat de gairebé tots els nuclis atòmics (l'única excepció és elhidrógeno ) , ja que interactua fortament atraient amb els protons , però sense repulsió electrostàtica .

L'oxigen és un potent reactiu pot combinarce amb gran quantitat d'elements en una varietat d'estats és per aquesta raó que la majoria de materials d'un laboratori han d'estar completament aïllats de l'ambient ja que aquest és ric en el ( 20.8 % ) A temperatura , l'oxigen es troba en estat gasós formant molècules diatòmiques ( O2 ) que tot i ser inestables es generen durant la fotosíntesi de les plantes i són posteriorment utilitzades pels animals , en la respiració ( veure cicle de l'oxigen ) . També es pot trobar de forma líquida en laboratoris . Si arriba a una temperatura menor que -219 ° C , es converteix en un sòlid cristal · lí blau . La seva valència és 2. En trobar-se en un ambient de baixa pressió i en passar pel oxigen un corrent electrica ( electròlisi ) passa de l'estat diatòmic ( O2 ) a un estat triatòmic ( O3 ) anomenat ozó aquest és tòxic per als organismes aerobis .

L'oxigen respirat pels organismes aerobis , alliberat per les plantes mitjançant la fotosíntesi , participa en la conversió de nutrients en energia ( ATP ) . La seva disminució provoca hipoxèmia i la manca total d'ell anòxia podent provocar la mort de l'organisme .
química Orgànica
És la branca de la Química que s'encarrega d'estudiar els compostos orgànics , és a dir , els que presenten concatenació de Carboni .
El terme orgànic significa " derivat dels organismes vius " pel que la Química Orgànica , estudia els compostos que podem obtenir i estudiar en els éssers vius . Exemples d'aquestes substàncies són les proteïnes , els carbohidrats , els lípids , els àcids nucleics , etc .


El itri és un element químic de la taula periòdica el símbol del qual és I i el seu nombre atòmic és 39 . Un metall platejat de transició, el itri és comú en els minerals de terres rares i dos dels seus compostos s'utilitzen per fer el color vermell en televisors de color .

El itri és un metall platejat i brillant de les terres rares que és relativament estable en aire i químicament s'assembla als lantànids . Els encenalls del metall poden encendre en l'aire quan excedeixen els 400 ° C .

L'estronci és un element químic de la taula periòdica el símbol del qual és Sr i el seu nombre atòmic és 38 .

L'estronci és un metall tou de color platejat brillant , alguna cosa mal · leable , que ràpidament s'oxida en presència d'aire adquirint un to groguenc per la formació d'òxid , pel que ha de conservar submergit en querosè . Causa de la seva elevada reactivitat el metall es troba en la naturalesa combinat amb altres elements i compostos . Reacciona ràpidament amb l'aigua alliberant l'hidrogen per formar l'hidròxid .

El bari és un element químic de la taula periòdica el símbol del qual és Ba i el seu nombre atòmic és 56 .

Reacciona amb l'aigua i s'oxida ràpidament en aire humit . L'element és tan reactiu que no existeix en estat lliure en la naturalesa, sempre es troba formant compostos amb halògens , encara que també es presenta en forma de nitrats o sulfats no solubles en aigua . Alguns dels seus compostos es consideren gemmes .

El bari és un element metàl · lic que és químicament similar al calci , però més reactiu . Aquest metall s'oxida amb molta facilitat quan són exposats a l'aire i és altament reactiu amb l'aigua o l'alcohol , que produeix gas hidrogen . Burning en l'aire o el oxígenono només produeix l'òxid de bari ( BaO ) , sinó també el peròxid . Simple compostos d'aquest element pesat es destaquen pel seu alt pes específic . Aquest és el cas del més comú de bari - bearing mineral , sulfat de barita seva BaSO4 , també anomenat " pesat pal ' a causa de l'alta densitat ( 4,5 g / cm ³ ) .

El Liti ( Lithos , pedreta ) és un element químic de símbol Li i nombre atòmic 3 . A la taula periòdica , es troba en el grup 1, entre els elements alcalins . En la seva forma pura , és un metall tou , de color blanc plata , que s'oxida ràpidament en aire o aigua . És l'element sòlid més lleuger i s'empra especialment en aliatges conductores de la calor , en bateries elèctriques i , les seves sals , en el tractament de certs tipus de depressió .

És el metall més lleuger de tots , la seva densitat és la meitat de la de l'aigua . Igual que els altres metalls alcalins és univalent i molt reactiu , encara que menys que el sodi , per la qual cosa no es troba lliure en la naturalesa . Acostat a una flama la torna carmesí però si la combustió és violenta la flama adquireix un color blanc brillant .

En 1817 Johan August Arfwedson , el va descobrir al extreure'l de la petalita , i el va batejar amb el nom de liti en honor a la pedres - ' lithos ' en grec - que és al cap ia la fi on va trobar aquest metall alcalí . Van passar 37 anys fins que científics van aconseguir , mitjançant electròlisi , liti pur . "Era blanc platejat , prou tou com per tallar amb un ganivet " .

El liti sembla no tenir cap paper biològic , però té un efecte en el cos si s'ingereix . De vegades , el liti a base de compostos com ara carbonat de liti ( Li2CO3 ) s'utilitzen com a fàrmacs per tractar trastorns maníac - depressius . La dosi és d'uns 0,5 g - 2 g al dia .

Els compostos de liti són considerats com lleugerament tòxics , i potser més que l'altre grup d'elements 1 . Alguns efectes secundaris són coneguts . La ingestió de grans quantitats de liti donen resultats com somnolència , dificultat per parlar , vòmits i altres símptomes . Un excés de liti pot ser verins per al sistema nerviós central .


L'or és un element químic de nombre atòmic 79 , situat en el grup 11 de la taula periòdica . És un metall preciós tou de color groc . El seu símbol és Au ( del llatí aurum ) .
És un metall de transició bla , brillant , groc , pesat , mal · leable i dúctil . L'or no reacciona amb la majoria dels productes químics, però és sensible al clor ia l'aigua règia . El metall es troba normalment en estat pur i en forma de llavors i dipòsits al · luvials i és un dels metalls tradicionalment empleats per a encunyar monedes . S'utilitza en la joieria , la indústria i l'electrònica per la seva resistència a la corrosió .


Exhibeix un color groc en brut . És considerat per alguns com l'element més bell de tots i és el metall másmaleable i dúctil que es coneix . Una unça ( 31,10 g ) d'or pot modelar en una làmina que cobreixi 28 m2 . Com és un metall tou , són freqüents els aliatges amb altres metalls amb la finalitat de proporcionar duresa .
A més , és un bon conductor de la calor i de l'electricitat , i no li afecta l'aire ni la majoria dels agents químics . Té una alta resistència a l'alteració química per part de la calor , la humitat i la majoria dels agents corrosius , i així està ben adaptat al seu ús en l'encunyació de monedes i en la joieria .

Es tracta d'un metall molt dens , amb un alt punt de fusió i una alta afinitat electrònica. Els seus estats d'oxidació més importants són 1 + i 3 + . També es troba en l'estat d'oxidació 2 +, així com en estats d'oxidació superiors , però és menys freqüent . L'estabilitat d'espècies i compostos d'or amb estat d'oxidació III , enfront dels seus homòlegs de grup , cal raonar considerant els efectes relativistes sobre els orbitals 5d de l'or .
La química de l' or és més diversa que la de la plata , el seu veí immediat de grup : sis estats d'oxidació exhibeix - I a III i V. L'or - I i V no té contrapartida en la química de la plata . Els efectes relativistes , contracció de l'orbital 6s , fan a l'or diferent en relació amb els elements més lleugers del seu grup : formació d'interaccions Au - Au en complexos polinuclears . Les diferències entre Ag i Au cal buscar en els efectes relativistes que s'exerceixen sobre els electrons 5d i 6s de l'or . El radi covalent de la tríade del seu grup segueix la tendència Cu < Ag > - Au , l'or té un radi covalent lleugerament menor o igual al de la plata en compostos similars , el que podem assignar al fenomen conegut com " contracció relativista + contracció lantànida " .
Electrons solvatats en amoníac líquid redueixen a l'or a Au - . En la sèrie de compostos Mau ( M : Na , K , Rb , Cs ) es debilita el caràcter metàl · lic des Na a Cs . El CsAu és un semiconductor amb estructura CsCl i es descriu millor com a compost iònic : Cs + Au - . Cal ressaltar els compostos iònics de l'or del tipus RbAu i CsAu amb estructura tipus CsCl ( 8:8 ) , ja que s'aconsegueix la configuració tipus pseudogas noble de l' Hg ( de 6s1 a 6s2 ) per l'ió Au -( contracció lantànida + contracció relativista màxima en els elements Au i Hg ) . El subnivell 6s s'apropa molt més al nucli i simultàniament el 6p se separa per la seva expansió relativista . Amb això es justifica el comportament noble d'aquests metalls . L'afinitat electrònica del Au , -222,7 kJmol -1 , és comparable a la del iode amb -295,3 kJmol -1 . Recentment s'han caracteritzat òxids ( M + ) 3Au - O2 -( M = Rb , Cs ) que també exhibeixen propietats semiconductores .

El radó és un element químic pertanyent al grup dels gasos nobles . En la seva forma gasosa és incolor , inodor i insípid ( en forma sòlida el seu color és vermellós ) . A la taula periòdica té el nombre 86 i símbol Rn . La seva massa mitja és de 222 , el que implica que de mitjana té 222-86 = 136 neutrons . Igualment , en estat neutre li correspon tenir el mateix nombre d'electrons que de protons , és a dir, 86 . És un element radioactiu i gasós , enquadrat dins dels anomenats gasos nobles .

És un element radioactiu i gasós , enquadrat dins dels anomenats gasos nobles . El radó és producte de la desintegració del radi ( 226Ra ) , element altament radioactiu , així com del tori d'on ve el nom d'un dels seus isòtops , toró , de vida mitjana de 55 segons i de nombre màssic 220 . L'isòtop 219Rn és producte de la desintegració de l'actini , anomenat actinó i té una vida mitjana de 4 segons. A més de tots aquests, el radó té 22 isòtops artificials , produïts per reaccions nuclears per transmutació artificial a ciclotrons i acceleradors lineals . L'isòtop més estable és el 222Rn , també el més abundant , amb una vida mitjana de 3,8 dies i producte de la desintegració del 226Ra . En emetre partícules alfa esdevé 218Po .


El calci és un element químic, de símbol Ca i de nombre atómico20 .
Es troba al medi intern dels organismes com ion calci ( Ca2 + ) o formant part d'altres molècules , en alguns éssers vius es troba precipitat en forma d'esquelet intern o extern . Els ions de calci actuen de cofactor en moltes reaccions enzimàtiques , intervé en el metabolisme del glucogen , al costat del potassi i elsodio regulen la contracció muscular . El percentatge de calci en els organismes és variable i depèn de les espècies , però de mitjana representa el 2,45% en el conjunt dels éssers vius , en els vegetals, només representa el 0,007 %.

El calci és un metall alcalinoterri bla , mal · leable i dúctil que crema amb flama vermella formant òxid de calci i nitrur . Les superfícies recents són de color blanc platejat però empal · lideixen ràpidament tornant-se lleument groguenques exposades a l'aire i en última instància grises o blanques per la formació de l'hidròxid en reaccionar amb la humitat ambiental . Reacciona violentament amb l'aigua per formar l'hidròxid Ca ( OH ) 2desprendiendo hidrogen .


L'hidrogen és un element químic representat pel símbol H i amb un nombre atòmic d'1 . En condicions normals de pressió i temperatura , és un gas diatòmic ( H2 ) incolor , inodor , insípid , no metàl · lic i altament inflamable . Amb una massa atòmica de 1,00794 ( 7 ) o , l'hidrogen és l'element químic més lleuger i és , també , l'element més abundant , constituint aproximadament el 99% de la matèria de l'univers .
La principal i més coneguda barreja l'hidrogen és H2O , la qual és la barreja de 2 àtoms d'hidrogen amb un Oxigen , formant l'aigua .
Va ser obtingut per T. Von Hohenheim i per Robert Boyle en diferents ocasions , Cavendish va ser el primer a reconèixer-lo com substància , en 1766 , en veure que la seva combustió generava aigua i més endavant va descobrir diverses de les seves propietats fonamentals .

L'hidrogen representa dos dels tres àtoms en l'aigua i l'aigua és absolutament essencial per a la vida . L'hidrogen és present en tots els compostos orgànics . Una forma d'aigua en què tots dos àtoms d'hidrogen estan substituïts per deuteri ( 2H o D ) s'anomena " aigua pesada " ( D2O ) i és tòxic per als mamífers . Alguns bacteris són coneguts per metabolitzar hidrogen molecular ( H2 ) .

El gas de l'hidrogen no és tòxic , però és perillós si es barreja amb aire o oxigen a causa del foc i hi ha risc d'explosió . En principi , es pot asfixiar a través de negar l'accés de l'oxigen a l'organisme .

El silici és un element químic metal · loide , nombre atòmic 14 i situat en el grup 4 de la taula periòdica dels elements formant part de la família dels carbonoides de símbol Si . És el segon element més abundant en l'escorça terrestre ( 27,7% en pes ) després de l'oxigen . Es presenta en forma amorfa i cristal · litzada , el primer és una pols terrós , més actiu que la variant cristal · lina , que es presenta en octaedres de color blau grisenc i brillantor metàl · lic.

Les seves propietats són intermèdies entre les del carboni i el germani . En forma cristal · lina és molt dur i poc soluble i presenta una brillantor metàl · lic i color grisenc . Encara que és un element relativament inert i resisteix l'acció de la majoria dels àcids , reacciona amb els halògens i àlcalis diluïts . El silici transmet més del 95 % de les longituds d'ona de la radiació infraroja . Es prepara en forma de polvito groc marró o de vidres negres - grisencs . S'obté escalfant sílice , o diòxid de silici ( SiO2 ) , amb un agent reductor , com carboni o magnesi , en un forn elèctric . El silici cristal · lí té una duresa de 7 , suficient per ratllar el vidre , de duresa de 5 a 7 . El silici té un punt de fusió de 1.411 ° C , un punt d'ebullició de 2.355 ° C i una densitat relativa de 2,33 ( g / ml ) . La seva massa atòmica és 28,086 UMA ( unitat de massa atòmica ) .
Es dissol en àcid fluorhídric formant el gas tetrafluorur de silici , SiF4 (veure fluor ) , i és atacat pels àcids nítric , clorhídric i sulfúric , encara que el diòxid de silici format inhibeix la reacció . També es dissol en hidròxid de sodi , formant silicat de sodi i gas hidrogen . A temperatures ordinàries el silici no és atacat per l'aire , però a temperatures elevades reacciona amb l'oxigen formant una carpa de sílice que impedeix que continuï la reacció . A altes temperatures reacciona també amb nitrogen i clor formant nitrur de silici i clorur de silici respectivament . El silici constitueix un 28% de l'escorça terrestre . No existeix en estat lliure , sinó que es troba en forma de diòxid de silici i de silicats complexos . Els minerals que contenen silici constitueixen prop del 40 % de tots els minerals comuns , incloent més del 90 % dels minerals que formen roques volcàniques . El mineral quars , les seves varietats ( cornalina , crisoprasa , ònix , pedra foguera i jaspi ) i els minerals cristobalita i tridimita són les formes cristal · lines del silici existents a la natura. El diòxid de silici és el component principal de la sorra . Els silicats ( en concret els d'alumini , calci i magnesi ) són els components principals de les argiles , el sòl i les roques , en forma de feldspats , anfíboles , piroxens , miques i ceolitas , i de pedres semiprecioses com l'olivina , granat , zircó , topazi i turmalina .

El escandi és un element químic de la taula periòdica el símbol del qual és Sc i el seu nombre atòmic és 21 . És un metall de transició que es troba en minerals d'Escandinàvia i que es classifica ben sovint entre els lantànids per les seves similituds amb ells .

És un metall tou , molt lleuger , resistent l'atac de l'àcid nítric i fluorhídric , de color platejat desllustra exposat a l'aire adoptant un color lleugerament rosat . El seu estat d'oxidació més comú és +3 i les seves sals són incolores . Les seves propietats són més semblants a les del itri i els lantànids que a les del titani pel que sol incloure sovint entre les terres rares .

El xenó és un membre dels elements de valència zero anomenats gasos nobles o inerts . La paraula " inert " ja no s'usa per descriure aquesta sèrie química, atès que alguns elements de valència zero formen compostos . En un tub ple de gas xenó , s'emet una brillantor blau quan se li excita amb una descàrrega elèctrica . S'ha aconseguit xenó metàl · lic aplicant pressions de diversos centenars de kilobares . El xenó també pot formar clatrats amb aigua quan els seus àtoms queden atrapats en un entramat de molècules d'oxigen .