07-04-2013 UNIVERSIDAD TÉCNICA FEDERICO

SANTA MARÍA 2

¿De qué está hecha la materia?

Esta cuestión ha preocupado a los seres humanos desde los tiempos más remotos. Algunas de las ideas propuestas a lo largo de la historia, más o menos acertadas, han servido para construir la ciencia química.

Demócrito, filósofo griego que vivió en

el siglo IV A.C. propuso que, si se dividía la materia en trozos cada vez más pequeños, debería llegarse a una porción que ya no podría dividirse más.

A esta porción mínima e indivisible, base de toda la

materia, la llamó átomo.

Las ideas de Demócrito no fueron admitidas; la influencia de Aristóteles, otro gran pensador griego, hizo que se impusiese la teoría de los cuatro elementos.

Según Aristóteles, la materia estaba formada por cantidades variables de

Tierra

Agua

Aire

Fuego

En el mundo cristiano, la teoría de Aristóteles fue adoptada por los alquimistas, precursores de los científicos, que desarrollaron su actividad durante toda la Edad Media

Los alquimistas de la Edad Media creían que para lograr la transformación de metales como el plomo, sin gran valor, en oro o plata, había que agregar y combinar una cantidad justa de mercurio, a fin de lograr la transmutación.

También pensaban que para que esta reacción se produjera tendría que ocurrir en presencia de un catalizador (sustancia que provoca la modificación de ciertos cuerpos sin modificarse ella misma) al que se llamó piedra filosofal.

La historia de la alquimia es básicamente la historia de la búsqueda de este catalizador.

Tuvieron que pasar veinte siglos para que un químico inglés llamado

John Dalton retomara las ideas de Demócrito y publicase, en

1808, su famosa teoría atómica:

“La materia no es continua, sino que está formada por partículas indivisibles, llamadas átomos, entre las cuales no hay nada (está el vacío). Los átomos se pueden unir para crear combinaciones de átomos que forman los compuestos químicos.”

Las ideas de Dalton fueron perfeccionadas por otros científicos. En 1897, el británico Joseph John Thomson descubrió unas partículas con propiedades sorprendentes: prácticamente no tenían masa y tenían carga eléctrica negativa; las llamó electrones.

Joseph John Thomson

(1856 – 1940)

1-.La materia está formada por partículas muy pequeñas llamadas átomos, que son indivisibles y no se pueden destruir.

2-.Los átomos de un mismo elemento son iguales entre sí, tienen su propio peso y cualidades propias. Los átomos de los diferentes elementos tienen pesos diferentes.

3.-Los átomos permanecen sin división, aún cuando se combinen en las reacciones químicas.

4.-Los átomos, al combinarse para formar compuestos guardan relaciones simples.

5.- Los átomos de elementos diferentes se pueden combinar en proporciones distintas y formar mas de un compuesto.

6.-Los compuestos químicos se forman al unirse átomos de dos o más elementos distintos.

11 UNIVERSIDAD TÉCNICA FEDERICO

SANTA MARÍA 07-04-2013

En 1911, el físico británico Ernest Rutherford descubrió que el interior de los átomos estaba prácticamente hueco, a excepción de la zona central ocupada por un pequeño núcleo, en el que se concentraba toda la masa del átomo y que, además, tenía carga eléctrica positiva.

Hoy sabemos que el átomo es divisible, puesto que está formado por partículas más pequeñas, llamadas partículas subatómicas.

Estas pueden ser de tres tipos:

Los protones y los neutrones están en el núcleo y los electrones están en continuo movimiento formando una “corteza” alrededor del núcleo.

Protones Neutrones Electrones

QUARKS

Los cuarks, o quarks, junto con los leptones, son los constituyentes fundamentales de la materia. Varias especies de quarks se combinan de manera específica para formar partículas tales como protones y neutrones

Hay seis tipos distintos de quarks que los físicos de partículas dividen en tres generaciones. En la primera tenemos los quarks arriba (u) y abajo(d). En la segunda, los quarks encantado (c) y extraño (s). Y en la tercera, los quarks fondo (b) y cima (t).

Las Antipartículas de los quarks son los antiquarks, y son denotados por una barra sobre el símbolo del correspondiente quark, por ejemplo, si un quark se representa , un antiquark se escribe . Así como con la antimateria en general, los antiquarks tienen la misma masa, vida media, y espín que sus respectivos quarks, pero con carga opuesta.

Un quark es una partícula elemental de la que se componen, ente otros, los protones y los neutrones.

Un protón tiene dos quarks up y uno down.

el neutrón tiene dos quarks down y uno up.

Los dos quarks más lixeros y más frecuentes son los up y down.

Los quarks up tienen carga positiva y corresponde a dos tercios de la carga elemental (la del electrón).

Los quarks down tienen carga negativa y corresponde a un tercio de la carga elemental.

Por eso, en un protón:

2/3 + 2/3 - 1/3 = +1

Y en un neutrón:

2/3 - 1/3 - 1/3 = 0

• Se encuentran en el núcleo

• Tienen carga eléctrica positiva

• Poseen una masa semejante a la del átomo de hidrógeno

PROTONES

NEUTRONES

• Se encuentran en los núcleos de los átomos junto con los protones.

• No tienen carga eléctrica (son neutros)

• Poseen una masa prácticamente igual a la del protón

ELECTRONES

• Poseen una masa 1.840 veces menor que la del átomo más pequeño (el de hidrógeno)

• Tienen carga eléctrica negativa

• Se están moviendo constantemente alrededor del núcleo siguiendo unas “órbitas”

NEUTRON

•El neutrón es una partícula subatómica, un nucleón, sin carga neta, presente en el núcleo atómico de prácticamente todos los átomos, excepto el protio.

•Aunque se dice que el neutrón no tiene carga, en realidad está compuesto por tres partículas fundamentales cargadas llamadas quarks, cuyas cargas sumadas son cero. Por tanto, el neutrón es un barión neutro compuesto por dos quarks de tipo abajo (down), y un quark de tipo arriba (up).