Materia y energía

Materia y energía

La materia y energía interactúa entre sí de forma continua. De hecho, la materia estaría en un estado estático de forma estable si no fuera por la energía. De esta forma, materia y energía están interactuando entre sí constantemente, donde la materia sería el sujeto pasivo que padece la acción de la energía, mientras que la energía sería el sujeto activo que modificaría el estado de reposo o movimiento de la materiaLas tres leyes de la termodinámica definen las cantidades físicas ( temperatura , energía y entropía ) que caracterizan los sistemas termodinámicos en equilibrio térmico . Las leyes describen cómo se comportan estas cantidades en diversas circunstancias, y excluyen la posibilidad de ciertos fenómenos (como el movimiento perpetuo ).

Las tres leyes de la termodinámica son (SANCHEZ 2017)

• Primera ley de la termodinámica : cuando la energía pasa, como trabajo , como calor , o con la materia, dentro o fuera de un sistema, la energía interna del sistema cambia de acuerdo con la ley de conservación de la energía . De manera equivalente, las máquinas de movimiento perpetuo del primer tipo (máquinas que producen trabajo sin entrada de energía) son imposibles.
• Segunda ley de la termodinámica : en un proceso termodinámico natural , la suma de las entropías de los sistemas termodinámicosminteractivos aumenta. De manera equivalente, las máquinas de movimiento perpetuo del segundo tipo (máquinas que convierten espontáneamente la energía térmica en trabajo mecánico) son imposibles.
• Tercera ley de la termodinámica : la entropía de un sistema se aproxima a un valor constante a medida que la temperatura se acerca al cero absoluto .Con la excepción de los sólidos no cristalinos ( vidrios ), la entropía de un sistema en el cero absoluto suele ser cercana a cero.

Además, se agrega convencionalmente una "ley cero", que define el equilibrio térmico :

• Ley cero de la termodinámica : si dos sistemas están cada uno en equilibrio térmico con un tercer sistema, están en equilibrio térmico entre sí. Esta ley ayuda a definir el concepto de temperatura.

Ha habido sugerencias de leyes adicionales, pero ninguna de ellas alcanza la generalidad de las cuatro leyes aceptadas, y no se mencionan en los libros de texto estándar. 

Las leyes de la termodinámica son leyes fundamentales importantes en la física y son aplicables en otras ciencias naturales .

1. La primera ley de la termodinámica se puede afirmar de varias maneras:

El aumento en la energía interna de un sistema cerrado es igual al total de la energía agregada al sistema. En particular, si la energía que ingresa al sistema se suministra como calor y si la energía sale del sistema como trabajo, el calor se contabiliza como positivo y el trabajo como negativo.

En el caso de un ciclo termodinámico de un sistema cerrado, que vuelve a su estado original, el calormQ _en suministrada al sistema en una etapa del ciclo, menos el calor Q _fuera eliminado de él en otra etapa del ciclo, además del trabajo agregado al sistema W _en es igual al trabajo que deja el sistema W _fuera .

Por lo tanto, para un ciclo completo,

Para el caso particular de un sistema aislado térmicamente (aislado adiabáticamente), el cambio de la energía interna de un sistema aislado adiabáticamente solo puede ser el resultado del trabajo agregado al sistema, porque el supuesto adiabático 

2. La segunda ley de la termodinámica indica la irreversibilidad de los procesos naturales y, en muchos casos, la tendencia de los procesos naturales a conducir hacia la homogeneidad espacial de la materia y la energía, y especialmente de la temperatura. Se puede formular en una variedad de formas interesantes e importantes.

Implica la existencia de una cantidad llamada entropía de un sistema termodinámico. En términos de esta cantidad implica que

Cuando dos sistemas inicialmente aislados en regiones separadas pero cercanas del espacio, cada uno en equilibrio termodinámico consigo mismo pero no necesariamente entre sí, se les permite interactuar, finalmente alcanzarán un equilibrio termodinámico mutuo. La suma de las entropías de los sistemas inicialmente aislados es menor o igual que la entropía total de la combinación final. La igualdad se produce justo cuando los dos sistemas originales tienen todas sus respectivas variables intensivas (temperatura, presión) iguales; entonces el sistema final también tiene los mismos valores.

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Energia

Energia

En biofísica, «energía» se define como la capacidad para realizar un trabajo. En tecnología y economía, «energía» se refiere a un recurso natural (incluyendo a su tecnología asociada) para extraerla, transformarla y darle un uso industrial o económico.En física clásica, la ley universal de conservación de la energía —que es el fundamento del primer principio de la termodinámica—, indica que la energía ligada a un sistema aislado permanece constante en el tiempo. Eso significa que para multitud de sistemas físicos clásicos la suma de la energía mecánica, la energía calorífica, la energía electromagnética, y otros tipos de energía potencial es un número constante. Por ejemplo, la energía cinética se cuantifica en función del movimiento de la materia, la energía potencial según propiedades como el estado de deformación o a la posición de la materia en relación con las fuerzas que actúan sobre ella, la energía térmica según su capacidad calorífica, y la energía química según la composición química.

En teoría de la relatividad el principio de conservación de la energía se cumple, aunque debe redefinirse la medida de la energía para incorporar la energía asociada a la masa, ya que en mecánica relativista, si se considerara la energía definida al modo de la mecánica clásica entonces resultaría una cantidad que no conserva constante. Así pues, la teoría de la relatividad especial establece una equivalencia entre masa y energía por la cual todos los cuerpos, por el hecho de estar formados de materia, poseen una energía adicional equivalente a \scriptstyle E = mc^2, y si se considera el principio de conservación de la energía esta energía debe ser tomada en cuenta para obtener una ley de conservación (naturalmente en contrapartida la masa no se conserva en relatividad, sino que la única posibilidad para una ley de conservación es contabilizar juntas la energía asociada a la masa y el resto de formas de energía).

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Fuerza y Energía

Fuerza y Energía

 “Fuerza es todo agente capaz de modificar la cantidad de movimiento o la forma de los cuerpos materiales.” Definición de Wikipedia, que nos advierte: “No debe confundirse con los conceptos de esfuerzo o de energia.” Como definición de energia nos dice: “Energía...capacidad para obrar, transformar o poner en movimiento.”Vemos en la definición que la fuerza esta relacionada con el movimiento y el cambio. La fuerza es la causa del cambio, energía la capacidad de cambiar. Una es potencial, la otra es energía en acción. La materia cambia por la acción de fuerza, que es una manifestación de la energía. Materia y energía pueden transformase mutuamente.(SANCHEZ 2016)

La energía es una capacidad de la materia. Asi la materia lleva en sí misma la posibilidad de cambio. La materia es la fuente del cambio, la creadora del .Una consecuencia visible de la teoría de la relatividad es la comprobación de la desviación o curvatura de la trayectoria de la luz al pasar junto a un objeto sideral. Esto parece confirmar la curvatura del espacio espacio-tiempo.La curvatura del espacio introduce un serio problema. ¿Si el espacio no existe, por si, libre de objetos, como puede curvarse? El decir que el espacio se curva soluciona en la práctica los cálculos matemáticos, pero crea automáticamente otros graves. Veamos las posibilidades(LUQUE 2017)

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MEDIDAS

MEDIDAS

Una unidad de medida es una cantidad estandarizada de una determinada magnitud física definida y adoptada por convención o por ley. Cualquier valor de una cantidad física puede expresarse como un múltiplo de la unidad de medida.Una unidad de medida toma su valor a partir de un patron o de una composición de otras unidades definidas previamente. Las primeras unidades se conocen como unidades básicas o de base (fundamentales), mientras que las segundas se llaman unidades derivadas(GARZOTA 2016)

Un conjunto de unidades de medida en el que ninguna magnitud tenga más de una unidad asociada es denominado sitema de unidades

Hay diferentes tipos de unidades:

1.   Unidades de capacidad

2.   Unidades de densidad

3.   Unidades de energía

4.   Unidades de fuerza

5.   Unidades de longitud

6.   Unidades de masa

7.   Unidades de peso específico

8.   Unidades de potencia

9.   Unidades de superficie

10. Unidades de temperatura

11. Unidades de tiempo

12. Unidades de velocidad

13. Unidades de viscosidad

14. Unidades de volumen

15. Unidades eléctricas

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Unidad

Unidad 

 Es una cantidad que se adopta como patrón para comparar con ella cantidades de la misma especie. Ejemplo: Cuando decimos que un objeto mide dos metros, estamos indicando que es dos veces mayor que la unidad tomada como patrón, en este caso el metro,Para resolver el problema que suponía la utilización de unidades diferentes en distintos lugares del mundo, en la XI Conferencia General de Pesos y Medidas se estableció el Sistema Internacional de Unidades (SI). Para ello, se actuó de la siguiente forma:En primer lugar, se eligieron las magnitudes fundamentales y la unidad correspondiente a cada magnitud fundamental. 

Una magnitud fundamental es aquella que se define por sí misma y es independiente de las demás (masa, tiempo, longitud, etc.). En segundo lugar, se definieron las magnitudes derivadas y la unidad correspondiente a cada magnitud derivada. Una magnitud derivada es aquella que se obtiene mediante expresiones matemáticas a partir de las magnitudes fundamentales (densidad, superficie, velocidad).En el cuadro siguiente puedes ver las magnitudes fundamentales del sistema internacional de medidas, la unidad de cada una de ellas y la abreviatura que se emplea para representarla:

Magnitud fundamental	Unidad	Abreviatura
Longitud	Metro	M
Masa	kilogramo	Kg
Tiempo	Segundo	S
Temperatura	Kelvin	K
Intensidad de corriente	Amperio	A
Intensidad luminosa	Candela	Cd
Cantidad de sustancia	Mol	Mol

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FENÓMENOS FISICOS-QUIMICOS

FENÓMENOS FISICOS-QUIMICOS

 La materia puede someterse a dos tipos de procesos o fenómenos, los físicos y los químicos. Cuando ocurre un fenómeno físico, las sustancias realizan un proceso o cambio sin perder sus propiedades características, es decir, sin modificar su naturaleza.Por ejemplo, si disolvemos sal común en agua, tiene lugar un proceso físico, tras el cual la sal y el agua siguen teniendo las mismas propiedades características, como se puede comprobar recuperando la sal por calentamiento de la disolución.Es decir, en el proceso de disolución no se altera la naturaleza de las sustancias que se disuelven. Lo mismo ocurre al disolver azúcar en leche, alcohol en agua, al mezclar arena y aserrín.También es un proceso físico la fusión del hielo, pues el líquido que se obtiene sigue siendo agua, e incluso el paso de ésta a vapor. 

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DIALISIS

DIALISIS

La diálisis es una forma de filtración molecular. Es un proceso que separa moléculas de acuerdo con su tamaño, mediante el empleo de membranas semipermeables que contienen poros de dimensiones inferiores a las macromoleculares. Estos poros permiten que moléculas pequeñas, tales como las de los disolventes, sales y metabolitos pequeños, se difundan a través de la membrana pero bloqueen el tránsito de moléculas mayores. La diálisis se emplea rutinariamente para cambiar el disolvente en el que se encuentran disueltas las macromoléculas. Una disolución macromolecular se introduce en el saco de diálisis, que se sumerge en un volumen relativamente grande de disolvente nuevo. Las moléculas pequeñas pasan a través de la membrana al fluido externo hasta que se alcanza el equilibrio, las macromoléculas permanecerán en el interior de saco de diálisis. El proceso puede repetirse varias veces a fin de sustituir completamente un sistema disolvente por otro. (Amorós, 2014).

Existen factores que afectan la velocidad de la diálisis:

Solvente:

· Solución acuosa: en general, la velocidad de diálisis es mayor en agua destilada, sin embargo en muchos casos para estabilizar moléculas objeto de investigación es necesario utilizar soluciones de fuerza iónica y pH definidos

· Solución de una macromolécula: durante la diálisis penetra agua en el saco por ósmosis, por lo tanto el tubo debe llenarse completamente con el fin de evitar la dilución del contenido.

Condiciones físicas:

· Temperatura: entre más alta sea la temperatura, mayor será la velocidad de diálisis. A temperaturas elevadas, la viscosidad del solvente es menor y la velocidad de difusión aumenta.

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DIFUSION SIMPLE

DIFUSION SIMPLE

Las formas más simples de transporte a través de una membrana son pasivas. El transporte pasivo no requiere ningún gasto energético por parte de la célula, y consiste en la difusión de una sustancia a través de una membrana a favor de su gradiente de concentración. Un gradiente de concentración es solo una región del espacio a través de la cual cambia la concentración de sustancias, las cuales se moverán de manera natural por sus gradientes de un área de mayor concentración a otra de menor concentración.En las células, algunas moléculas pueden moverse por sus gradientes de concentración atravesando directamente la parte lipídica de la membrana, mientras que otras deben pasar a través de proteínas de la membrana en un proceso llamado difusión facilitada. Aquí, veremos con más detalle la permeabilidad de la membrana y los diferentes modos de transporte pasivo. (khan academy, 2014)

Se define como el proceso por el cual se produce un flujo neto de moléculas que pasa a través de una membrana permeable sin que exista un aporte externo de energía. Este proceso, que en última instancia se encuentra determinado por una diferencia de concentración entre los dos medios separados por la membrana; no requiere de un aporte de energía debido a que su principal fuerza impulsora es el aumento de la entropía total del sistema.En el proceso de difusión, una sustancia tiende a moverse de una zona de alta concentración a un área de baja concentración hasta que esta sea igual a lo largo de un espacio. Por ejemplo, piensa en una persona cuando abre una botella de limpiador con amoníaco en medio de una habitación. Las moléculas de amoníaco inicialmente estarán más concentradas donde la persona abrió la botella, con pocas moléculas, o ninguna, en las orillas de la habitación. Poco a poco, las moléculas de amoníaco se difundirán, o esparcirán, lejos del lugar donde fueron liberadas, y eventualmente podrás oler el amoníaco en los extremos del cuarto. Finalmente, si se tapa la botella y se cierra la habitación, las moléculas de amoníaco se distribuirán uniformemente en todo el volumen de ese espacio.

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CAPILARIDAD

CAPILARIDAD

La capilaridad es una propiedad de los líquidos que depende de su tensión superficial (la cual, a su vez, depende de la cohesión o fuerza intermolecular del líquido), que le confiere la capacidad de subir o bajar por un tubo capilar .Para entenderlo, veamos un experimento clásico:En un recipiente se vierte agua (coloreada de un cierto tinte para ver con mayor claridad el efecto que se produce).Se introduce en el recipiente un tuvo de cristal alargado y estrecho. Inmediatamente parte de agua del recipiente ascenderá por el tubo hasta alcanzar una altura determinada, esta altura será tal que el peso del líquido que quede dentro del tubo sea igual a la tensión superficial de dicho líquido. 

Si cogemos un tubo con un mayor diámetro el agua que ascenderá por él llegará a menor altura pero el peso del líquido que queda dentro del tubo también es igual a la tensión superficial de dicho líquido.Si se tuviese un tubo tan fino como el de un cabello, la cantidad de líquido ascendería mucho más en altura  pero el peso del líquido que queda dentro del tubo también es igual a la tensión superficial de dicho líquido.A este fenómeno se le conoce como Capilaridad líquida .Si tomamos un tubo de cristal grueso comunicado con uno fino y echamos agua en él se verá cómo en el tubo grueso el agua alcanza menos altura que en el fino, como se ilustrra en la figura a la izquierda.

Si hacemos la misma prueba con mercurio en vez de con agua (tal como se compara en la misma figura) resultará que en el tubo grueso el mercurio alcanza más altura que en el fino.Además, en el primer caso, se puede ver que el agua se une con la pared del tubo (menisco) de forma cóncava , mientras que con el mercurio lo hace de forma convexa .Cuando un líquido sube por un tubo capilar, es debido a que la fuerza intermolecular (o cohesión intermolecular) entre sus moléculas es menor a la adhesión del líquido con el material del tubo (es decir, es un líquido que moja ).En palabras más sencillas, cuando se introduce un capilar en un recipiente con agua, ésta asciende por el capilar como si trepase agarrándose por las paredes, hasta alcanzar un nivel superior al del recipiente.El líquido sube hasta que la tensión superficial es equilibrada por el peso del líquido que llena el tubo. Éste es el caso del agua , y ésta propiedad es la que regula parcialmente su ascenso dentro de las plantas , sin gastar energía para vencer la gravedad.
Sin embargo, cuando la cohesión entre las moléculas de un líquido es más potente que la adhesión a las paredes del capilar (como el caso del mercurio ), la tensión superficial hace que el líquido llegue a un nivel inferior, y su superficie es convexa. 

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COHESIÓN

COHESIÓN

Es la atracción entre moléculas que mantiene unidas las partículas de una sustancia. La cohesión es diferente de la adhesión; la cohesión es la fuerza de atracción entre partículas adyacentes dentro de un mismo cuerpo, mientras que la adhesión es la interacción entre las superficies de distintos cuerpos. En el agua la fuerza de cohesión es elevada por causa de los puentes de hidrogeno que mantienen las moléculas de agua fuertemente unidas, formando una estructura compacta que la convierte en un líquido casi incompresible. Al no poder comprimirse puede funcionar en algunos animales como un esqueleto hidrostático, como ocurre en algunos gusanos perforadores capaces de agujerear la roca mediante la presión generada por sus líquidos internos.

Cohesión en diferentes estados

Tanto los gases como los líquidos son fluidos, pero los líquidos tienen una propiedad de la que carecen los gases: tienen una superficie “libre”, o sea tienen una superficie cuya forma no está determinada por la forma del recipiente que lo contiene. Esta superficie se forma por una combinación de atracción gravitacional de la tierra (fuerza ocasionada por el peso) y de fuerzas entre moléculas del líquido. Una consecuencia de eso es que en la superficie de los líquidos actúa una fuerza que no está presente en el interior de los líquidos (salvo que aya burbujas en el interior), por eso llamada “tensión superficial”. Aunque relativamente pequeña, esta fuerza es determinante para muchos procesos biológicos, para la formación de burbujas, para la formación de olas pequeñas, etc. También en los gases, la fuerza de cohesión puede observarse en su licuefacción, que tiene lugar al comprimir una serie de moléculas y producirse fuerza de atracción suficiente mente altas para proporcionar una estructura liquida. 

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ADHESION

ADHESION

La adhesión es la propiedad de la materia por la cual se unen y plasman dos superficies de sustancias iguales o diferentes cuando entran en contacto, y se mantienen juntas por fuerzas intermoleculares. La adhesión ha jugado un papel muy importante en muchos aspectos de las técnicas de construcción tradicionales. La adhesión del ladrillo con el mortero (cemento) es un ejemplo claro.

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PRESIÓN

PRESIÓN 

 La presión hidrostática  es la presión que un fluido ejerce sobre un cuerpo sumergido en él.

Esta presión hidrostática será igual al peso de la columna de fluido que “descansa” sobre cada unidad de superficie del cuerpo sumergido

Principio fundamental de la hidrostática a partir de este principio puede desprenderse que todos los puntos situados a la misma profundidad estarán sometidos a la misma presión, independientemente de la forma del recipiente en el que se halle el líquido. Es lo que se conoce como paradoja hidrostatica. Por este motivo, cuando dos recipientes conteniendo un determinado líquido están comunicados entre sí (Vasos comunicantes), el nivel de líquido será el mismo en los dos. Si en un primer momento no fuera así, se produciría un desplazamiento de fluido siempre desde el que tuviese mayor nivel hacia el de menos, hasta que los dos niveles se igualasen.

La presión actúa siempre en dirección perpendicular a la superficie del cuerpo ü Lógicamente, a mayor profundidad, mayor será la presión a la que estará sometido el cuerpo. Del mismo modo, conforme aumente la densidad del fluido, mayor será la presión soportada.

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TENSIÓN SUPERFICIAL

TENSIÓN SUPERFICIAL

Las moléculas de un líquido se atraen entre sí, de ahí que el líquido esté “cohesionado”. Cuando hay una superficie, las moléculas que están justo debajo de la superficie sienten fuerzas hacia los lados, horizontalmente, y hacia abajo, pero no hacia arriba, porque no hay moléculas encima de la superficie. El resultado es que las moléculas que se encuentran en la superficie son atraídas hacia el interior de éste. Para algunos efectos, esta película de moléculas superficiales se comporta en forma similar a una membrana elástica tirante (la goma de un globo, por ejemplo). De este modo, es la tensión superficial la que cierra una gota y es capaz de sostenerla contra la gravedad mientras cuelga desde un gotario. Ella explica también la formación de burbujas. La tensión superficial se define en general como la fuerza que hace la superficie (la “goma” que se menciona antes”) dividida por la longitud del borde de esa superficie (OJO: no es fuerza dividida por el área de la superficie, sino dividida por la longitud del perímetro de esa superficie).

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TABLA PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS

TABLA PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS

También denominado Sistema Periódico, es un esquema de todos los elementos químicos dispuestos por orden de número atómico creciente y en una forma que refleja la estructura de los elementos. Los elementos están ordenados en 7 hilerashorizontales, llamadas periódos, y en 18 columnas verticales, llamadas grupos. 

Los grupos o columnas verticales de la tabla periódica fueron clasificados tradicionalmente de izquierda a derecha utilizando números romanos seguidos de las letras “A” o “B”, en donde la “B” se refiere a los elementos de transición. En la actualidad ha ganado popularidad otro sistema de clasificación, que ha sido adoptado por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC, siglas en inglés). Este nuevo sistema enumera los grupos consecutivamente del 1 al 18 a través de la tabla periódica.

 

LEY PERIÓDICA

Esta ley es la base de la tabla periódica y establece que las propiedades físicas y químicas de los elementos tienden a repetirse de forma sistemática conforme aumenta el número atómico. Todos los elementos de un grupo presentan una gran semejanza y, por lo general, difieren de los elementos de los demás grupos.

Clasificación Periódica

El procedimiento para clasificar los elementos colocándolos por orden de su número atómico y el comportamiento químico de los elementos llevó a dividirla en:

• 7 renglones horizontales llamados “períodos”, que corresponden a cada una de las 7 capas o niveles de energía: K, L, M, N, O, P, Q.

• El número de columnas verticales se denomina “grupos”: I, II, III, IV, IV, VI, VII y VIII, y para que los elementos de propiedades semejantes se encuentren unos debajo de otros , cada uno de las grupos ha sido dividido en 2 subgrupos, a los que se les designa con la letra A y B. Por último está el “grupo O” o gases nobles, que tienen como común denominador, la última capa orbital llena.

La importancia de la tabla periódica radica en determinar:

• Número atómico
• Masa atómica
• Símbolo
• Actividad Química
• Características del elemento por su grupo y período
• Tipo o forma del elemento (gas, líquido, sólido, metal o no metal)
• Períodos
• 1er período: se capa característica es la K y tiene únicamente 2 elementos (H y He).
• 2do período: comprende en la estructura de sus átomos hasta la capa L, se le llama período corto por tener únicamente 8 elementos.
• 3er período: su última capa es la M; también es un período corto de 8 elementos.
• 4to período: su capa característica es la N, y contiene 18 elementos.
• 5to período: su capa característica es la O, contiene 18 elementos.
• 6to período: su capa característica es la P, contiene 32 elementos.
• 7mo período: su capa característica es la Q, contiene 19 elementos. Es la última capa orbital posible de un elemento.

Grupos o familias

• Grupo IA: son los metales alcalinos: litio, sodio, potasio, rubidio y cesio. Su número de valencia es +1.
• Grupo IIA: son los metales alcalinos-térreos: berilio, magnesio, calcio, estroncio, bario y radio. Su número de valencia es +2.
• Grupo IIIA: son los metales térreos: boro y aluminio. Su número de valencia es +3.
• Grupo IVA: familia del carbono; los primeros son dos no metales (carbono y silicio), y los tres últimos son metales (germanio, estaño, y plomo). Sus valencias más comunes son +2 y +4.
• Grupo VA: familia del nitrógeno: nitrógeno y fósforo (no metales), arsénico, antimonio      y bismuto (metales). Su número de valencia más común es +1,+3,+5,-1 y -3.
• Grupo VIA: familia del oxígeno: oxígeno, azufre, selenio y teluro (no metales). Valencias -2, +2, +4 y +6.
• Grupo VIIA: familia de los halógenos: flúor, cloro, bromo y yodo. Son no metales. Valencias -1, +1, +3, +5 y +7.
• Grupo IB al VIIB: son los elementos de transición: todos ellos metales, entre los que destacan están: níquel, cobre, zinc, oro, plata, platino y mercurio. Su número de valencia varía según el elemento.
• Grupo VIII: en cada período abarca 3 elementos: fierro, cobalto y níquel; rutenio, rodio y paladio; osmio, iridio y platino. Sus números de valencia varían según el elemento.
• Grupo VIIIA u O: son los gases nobles: helio, neón, argón, kriptón, xenón y radón. Su número de valencia es 0.

METALES

De los 118 elementos son 94 metales, se encuentran en la naturaleza combinados con otros elementos, el oro, la plata, el cobre y platino se encuentran libres en la naturaleza. Son elementos metálicos.

• GRUPO IA: excepto el hidrógeno.
• GRUPO IIA: todos.
• GRUPO IIIA: excepto el boro.
• GRUPO IVA: excepto el carbono y el silicio.
• GRUPO VA: Sólo el antimonio y bismuto.
• GRUPO VIA: Sólo el polonio.

Oro nativo, perfecta ejemplificación de los elementos metálicos.

A todos los elementos de los grupos B, se les conoce también como metales de transición. Algunas de las propiedades físicas de estos elementos son:

• Son sólidos, menos el mercurio.
• Estructura cristalina.
• Brillo metálico y reflejan la luz.
• Dúctiles y maleables.
• Conductibilidad (calor y electricidad).
• Punto de fusión y ebullición alto.

Entre sus propiedades químicas se encuentran:

• Sus átomos tienen 1,2 o 3 electrones en su última capa electrónica.
• Sus átomos generalmente siempre pierden dichos electrones formando iones positivos.
• Sus moléculas son monoatómicas.
• Se combinan con los no metales formando sales.
• Se combinan con el oxígeno formando óxidos, los cuales, al reaccionar con el agua, forman hidróxidos.
• Se combinan con otros metales formando “aleaciones”.

NO METALES

Molécula de agua, formada por 2 elementos no metálicos.

Sólo 22 elementos dentro del sistema periódico son no metales. A saber:

• GRUPO IA: Hidrógeno.
• GRUPO IIA: ninguno.
• GRUPO IIIA: Boro.
• GRUPO IVA: El carbono y el silicio.
• GRUPO VA:  Nitrógeno, fósforo y arsénico.
• GRUPO VIA: Todos, excepto el polonio.
• GRUPO VIIA: Todos.
• GRUPO VIIIA: Todos.

Entre sus propiedades físicas podemos encontrar:

• Son sólidos y gaseosos a temperatura ambiente, excepto el bromo que es líquido.
• No tienen brillo y no reflejan la luz.
• Son malos conductores de calor y electricidad.
• Son sólidos quebradizos, por lo que no son dúctiles no maleables.
• Y entre sus propiedades químicas tenemos que se dividen en 2 grupos: los gases nobles y los no metales.

GASES NOBLES:

Luces de neón en ciudad de China. El neón, es un gas noble.

• Sumamente estables.
• Difícilmente forman compuestos con otros elementos.
• Son malos conductores de calor y electricidad.
• Son moléculas monoatómicas.
• Su última capa de electrones está completa.

NO METALES

• Sus átomos tienen en la última capa 4, 5, 6 o 7 electrones.
• Aceptan electrones en su última capa, formando iones negativos.
• Son moléculas diatómicas.
• Forman sales en combinación con los metales.
• Forman en combinación con el oxígeno, los anhídridos y con el hidrógeno los hidruros.
• Los anhídridos al reaccionar con el agua forman ácidos.
• Algunos elementos presentan el fenómeno de alotropía.

Propiedades Periódicas

• Radio atómico: es la distancia que hay desde el centro del núcleo hasta el electrón más externo del mismo. El aumento del radio atómico está relacionado con el aumento de protones y los niveles de energía. Al estudiar la tabla periódica se observa que el radio atómico de los elementos aumenta conforme va de arriba hacia abajo con respecto al grupo que pertenece, mientras que disminuye conforme avanza de izquierda a derecha del mismo modo.

La imagen muestra cómo se comporta el crecimiento del radio atómico en la tabla periódica.

• Energía de ionización: se denomina a la cantidad de energía necesaria para desprender un electrón a un átomo gaseoso en su estado basal. Lo anterior tiene una relación intrínseca, puesto que dentro de cada período, la primera energía de ionización de los elementos aumenta con el número atómico, mientras que dentro de un grupo disminuye  conforme el núcleo atómico aumenta. Dicho de otra forma, la energía de ionización disminuye dentro de una familia o grupo conforme el tamaño atómico aumenta.

FENOMENOS BIOFISICOS 

 Fenómeno: todo cambio o transformación que se realice en la naturaleza, se clasifican en:

1. Fenómenos Químicos.

2. Fenómenos Físicos.

3. Fenómenos biofísicos-moleculares

Los fenómenos físicos son todos aquellos que no cambian en la estructurainterna de la materia.

Los fenómenos químicos son aquellos que cambian la estructura interna de lamateria.

Los fenómenos biofísicos moleculares son procesos que se realizan en losseres vivos, los cuales se basan en leyes físicas y físico-químicas dando lugara la formación de dichos fenómenos. Los fundamentos moleculares de laBiofísica se rigen en las biomoléculas, o macromoléculas, y su funcionamientoen todo aspecto.

Fenómenos de superficie:Varios de los procesos biológicos tienen que ver con los diferentes fenómenosque suceden en una superficie de contacto, que se encuentran especialmenteseparadas en pequeñas partículas.Estas superficies se les conoce con el nombre de interfaces y los fenómenosque en estas ocurren se les conoce como fenómenos de superficie.

Las fuerzas de cohesión y de repulsión intermolecular influyen en laspropiedades que se encuentran en la materia, tales como: el punto deebullición, de fusión, el calor de vaporización y la tensión superficial.Dentro de una interface, rodeando a una molécula se presentan atraccionesproporcionadas; en cambio en la superficie, dicha molécula se encuentraúnicamente rodeada por moléculas que son atraídas hacia el interior del líquidopor las moléculas que la rodean, al realizar dicho proceso el líquido secomporta como si estuviera rodeado por una membrana invisible

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