Modelo atómico de Rutherford

El siguiente experimento, diseñado por Rutherford y llevado a cabo por Geiger y Marsden, demostró que la matería está prácticamente vacía. Experimento de Rutherford 1
Para poder explicar los resultados de su experimento, Rutherford estableció un modelo atómico en el que suponía que casi toda la masa del átomo y su carga positiva se concentraba en una pequeña región en el centro del átomo a la que llamó núcleo, y que los electrones giraban a gran distancia alrededor de este, describiendo órbitas circulares.

Cantidad de sustancia. El mol y la masa molar

En la reacción anterior hemos visto que, a nivel molecular, por cada molécula de O2 que reacciona lo hacen dos moléculas de H2 y se forman dos moléculas de H2O.

2 H2 + O2 → 2 H2O

2 moléculas 1 molécula 2 moléculas

2 x 2 umas 32 umas 2 x 18 umas

Pero en el laboratorio no se puede trabajar con átomos o moléculas, porque no se pueden observar y, por tanto, no se pueden contar. Necesitamos cantidades de estas sustancias que podamos manipular y en la que los átomos y las moléculas se encuentren en la misma proporción que a nivel molecular.
Como cada molécula de O2 tiene 16 veces más masa que una molécula de H2, masas de O2 y de H2 que se encuentren en la proporción de 16 a 1, contendrán el mismo número de moléculas.
En 32 g de O2 y en 2 g de H2 hay 6,022.1023 moléculas.

Para poder contar partículas (átomos, moléculas, iones, etc) se define una nueva magnitud física que es diferente de la masa, denominada cantidad de sustancia, cuya unidad es el mol.

Un mol es la cantidad de sustancia que contiene 6,022.1023 partículas de esa sustancia. A este número se le llama Número de Avogadro (NA).
La masa que se corresponde con esta cantidad de sustancia se llama masa molar y es la masa atómica o molecular de la sustancia expresada en gramos.

1 mol de H2 es la cantidad de H2 que contiene 6,022.1023 moléculas de H2. Su masa es 2 g.
1 mol de O2 es la cantidad de O2 que contiene 6,022.1023 moléculas de O2. Su masa es 18 g.

2 H2 + O2 → 2 H2O
2xNA moléculas NA molécula 2xNA moléculas
2 mol 1 mol 2 mol
4 g 32 g 36 g

Podemos asegurar que en 4 g de H2 y en 36 g de H2O hay el doble de moléculas que en 32 g de O2.

La reacción química

Llamamos reacción química al proceso en el que unas especies químicas (reactivos) se transforman en otras (productos). Se produce la ruptura de enlaces entre los átomos de los reactivos que se unen de otra manera para originar los productos.

La reacción química

Llamamos reacción química al proceso en el que unas especies químicas (reactivos) se transforman en otras (productos). Se produce la ruptura de enlaces entre los átomos de los reactivos que se unen de otra manera para originar los productos.

Principio de Avogadro

Para poder explicar los resultados experimentales obtenidos por Gay-Lussac, Avogadro, a principios del siglo XIX, supuso que:

Volumenes iguales de gases diferentes, medidos en las mismas condiciones de presión y temperatura, contienen el mismo número de moléculas.

Formulación:

Formúlense los siguientes compuestos:

1. Hidruro de sodio. 8. Cloruro de hierro(III).

2. Ácido selenhídrico. 9. Sulfato de plata

3. Carbonato de calcio. 10.Dicromato de calcio(III).

4. Hipoclorito mercúrico. 11.Fosfato de aluminio.

5. Permanganato de cinc. 12.Dioxonitrato(III) de hidrógeno

6. Ácido cloroso. 13.Nitrito cúprico.

7. Sulfuro niquélico. 14.Metano.

Qué es la materia?

En física, a materia (do latín matería, substancia física) é calquera cousa que posúe masa, ocupa espazo e está suxeita a inercia. A materia é aquilo que existe, aquilo que forma as cousas e que pode observarse como tal; está sempre constituída de partículas elementares con masa non-nula (como os átomos, e en escala menor, os prótons, neutróns e electróns).
Na filosofía, a materia é obxecto de estudos da ontoloxía, a disciplina que se preocupa en responder basicamente á pregunta «Que existe?», sendo definida nalgúns sistemas filosóficos como manifestación da realidade, en oposición á idea.
De acordo coas descubertas da física do século XX, tamén se pode definir materia como enerxía vibrando en baixa frecuencia. A concepción de materia en oposición a enerxía, que perduraba na Física desde a Idade Media, perdeu un pouco do sentido coa descuberta (anunciada en teoría por Albert Einstein) de que a materia era unha forma de enerxía.

Historia de la tabla periódica

Número cuántico

Los números cuánticos describen los valores de las variables dinámicas que se conservan en los sistemas cuánticos. Corresponden por tanto con aquellos observables que conmutan con el Hamiltoniano del sistema. Así, los números cuánticos permiten caracterizar los estados estacionarios, es decir los estados propios del Hamiltoniano.
En física atómica, los números cuánticos son valores numéricos discretos que nos indican las características de los electrones en los átomos, esto está basado en la teoría atómica de Niels Bohr que es el modelo atómico más aceptado y utilizado en los últimos tiempos por su simplicidad.
En física de partículas también se emplea el término números cuánticos para designar a los posibles valores de ciertos observables o magnitud física que poseen un espectro o rango posible de valores discreto.

August Arrhenius

Biografía

Svante Arrhenius nació el 19 de febrero de 1859 en la ciudad de Vik, situada en el condado de Sogn og Fjordane. Sus padres fueron Svante Gustav y Carlonia Thunberg Arrhenius. Impartió clases de física en la Escuela Técnica Superior de esta Universidad (1891-1895), alcanzando el grado de catedrático (1895-1904). En 1904 abandonó su tarea docente para pasar a dirigir en 1905 el Instituto Nobel de Química Física, cargo que ocupó hasta 1927. En 1909 fue nombrado miembro de la delegación extranjera de la Royal Society de Londres.(Uppsala, 1859 – Estocolmo, 1927) Físico y químico sueco. Perteneciente a una familia de granjeros, su padre fue administrador y agrimensor de una explotación agrícola. Cursó sus estudios en la Universidad de Uppsala, donde se doctoró en 1884 con una tesis que versaba sobre la conducción eléctrica de las disoluciones electrolíticas, donde expuso el germen de su teoría según la cual las moléculas de los electrólitos se disocian en dos o más iones, y que la fuerza de un ácido o una base está en relación directa con su capacidad de disociación. Esta teoría fue fuertemente criticada por sus profesores y compañeros, quienes concedieron a su trabajo la mínima calificación posible. Sin embargo, los grandes popes de la química extranjera, como Ostwald, Boltzmann y van’t Hoff apreciaron justamente su teoría, y le ofrecieron su apoyo y algún que otro contrato, con lo que su prestigio fue creciendo en su propio país. La elaboración total de su teoría le supuso cinco años de estudios, durante los cuales sus compañeros fueron aceptando los resultado Fue profesor de física en la Universidad de Uppsala (1884), en el Real Instituto de Tecnología de Estocolmo (1891), rector de la universidad de Estocolmo y director del Instituto Nobel de fisicoquímica (1905), cargo este último creado especialmente para él. Gran hombre de ciencia, su trabajo abarcó campos muy dispares entre sí, entre los que destacan una teoría sobre la formación de los cometas basada en la presión de la radiación, una teoría cosmogónica que explicaba la evolución de los astros, una teoría acerca de la inmunología, la primera constatación del efecto invernadero (aumento de la temperatura de la atmósfera debido al aumento en la concentración de dióxido de carbono) y una teoría que fija el origen de la vida en la tierra como consecuencia del transporte a través del espacio y debido a la presión de la radiación de esporas procedentes de regiones remotas del espacio (teoría panespérmica)

Estudió también la influencia de la temperatura en las reacciones químicas, donde elaboró la ecuación que lleva su nombre. Por su trabajo en la la ionización de los electrólitos, que permite interpretar las leyes físicas de la electrólisis, le fue concedido en 1902 la prestigiosa medalla Davy de la Royal Society de Londres, en 1903 el premio Nobel de química y en 1911 la medalla Gibbs de los Estados Unidos. Entre sus obras destacan Tratado de física cósmica (1903) y Las teorías de la química, la Tierra y el Universo
[editar] Investigaciones científicas

En 1884 Arrhenius desarrolló la teoría de la existencia del ión, ya predicho por Michael Faraday en 1830, a través de la electrólisis.

Siendo estudiante, mientras preparaba el doctorado en la universidad de Upsala, investigó las propiedades conductoras de las disoluciones electrolíticas, que formuló en su tesis doctoral. Su teoría afirma que en las disoluciones electrolíticas, los compuestos químicos disueltos se disocian en iones, manteniendo la hipótesis de que el grado de disociación aumenta con el grado de dilución de la disolución, que resultó ser cierta sólo para los electrolitos débiles. Creyendo que esta teoría era errónea, le aprobaron la tesis con la mínima calificación posible. Esta teoría fue objeto de muchos ataques, especialmente por lord Kelvin, viéndose apoyada por Jacobus Van’t Hoff, en cuyo laboratorio había trabajado como becario extranjero (1886-1890), y por Wilhelm Ostwald.

Su aceptación científica le valió la obtención del premio Nobel de Química en 1903, en reconocimiento a los extraordinarios servicios prestados al avance de la química a través de su teoría de la disociación electrolítica.

Aparte de la citada teoría trabajó en diversos aspectos de la físico-química, como las velocidades de reacción, sobre la práctica de la inmunización y sobre astronomía. Así, en 1889 descubrió que la velocidad de las reacciones químicas aumenta con la temperatura, en una relación proporcional a la concentración de moléculas existentes.