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¿Qué es la configuración electrónica y qué podemos lograr con ella?

La configuración electrónica, también llamada estructura electrónica, es el arreglo de electrones en los niveles de energía que rodean un núcleo atómico. De acuerdo al modelo antiguo de las capas atómicas, los electrones ocupan varios niveles desde la primera capa más cercana al núcleo (K) hasta la séptima capa (Q) que es la más alejada del núcleo. En términos un poco más refinados encontramos el modelo cuántico-mecánico, donde las capas de la K a la Q se encuentran subdivididas en grupos de orbitales, donde cada uno puede ser ocupado por no más que un par de electrones.

La configuración electrónica de un átomo en el modelo de capas atómicas puede ser expresada indicando el número de electrones en cada capa, comenzando siempre por la primera. Por ejemplo, en el caso del sodio (número atómico 11) el elemento tiene 11 electrones distribuidos en las primeras 3 capas de la siguiente manera: las capas K y L están completamente llenas, con 2 y 8 electrones respectivamente, mientras que la capa M solo se encuentra parcialmente llena con un electrón.

La configuración electrónica de un átomo en el modelo cuántico-mecánico se describe mencionando los orbitales ocupados en orden de llenado con el número de electrones en cada orbital, indicado en un superíndice. En esta notación la configuración electrónica del sodio será 1s22s22p63s1, con una relación de distribución en los orbitales de orden 2-8-1. Comúnmente un método abreviado es usado para describir solo los electrones en exceso sobre la configuración de gas noble que precede inmediatamente el átomo en la tabla periódica. Por ejemplo, continuando con el sodio, este elemento tiene un electrón 3s en exceso respecto al gas noble Neón (símbolo químico Ne, número atómico 10), así que la notación abreviada de este será [Ne]3s1.

configuracion electronica agua

 

Los elementos en el mismo grupo de la tabla periódica tienen configuraciones electrónicas similares. Por ejemplo, el litio, el sodio, el potasio, el  rubidio, el cesio y el francio (los metales alcalinos del grupo 1 o I-A) tienen configuraciones electrónicas que muestra un electrón en su orbital s más externo, el cual también es el del menor fuerza por estar más alejado del núcleo. Este llamado electrón de valencia es responsable por las propiedades químicas similares que se comparten por los elementos alcalinos en el grupo 1: alto brillo metálico, alta reactividad y una buena conductividad térmica.

 

Principio de exclusión de Pauli

El principio de exclusión de Pauli sugiere que solo dos electrones, cada uno con espín opuesto, pueden ocupar un orbital atómico. Visto de otra manera tenemos que no habrá dos electrones que tengan los mismos 4 números cuánticos n, l, m y s. El principio de exclusión de Pauli puede ser explicado de otras maneras, pero la idea es que los estados de energía tienen un espacio limitado para acomodar los electrones. Un estado acepta tos electrones con espín diferente. Aplicando esta regla podremos notar que un orbital atómico es un estado de energía.

 

Regla de Hund

La regla de Hund sugiere que los electrones prefieren tener espines paralelos en orbitales diferentes de subcapas. Esta regla sirve como guía al momento de asignar electrones a los diferentes estados de cada subcapa de los orbitales atómicos. En otras palabras, los electrones llenan cada orbital en la subcapa antes de emparejarse con espines opuestos.

El principio de exclusión de Pauli y la regla de Hund nos guían en el proceso de Aufbau, que trata básicamente de descifrar la configuración electrónica para todos los elementos.

agua átomos

 

El procedimiento de Aufbau

El procedimiento de Aufbau trata el orden de llenado de los orbitales atómicos y es usado para descifrar la configuración electrónica de todos los átomos. Sin embargo se debe hacer una ligera modificación con la modificación de la regla de Hund.

En este orden de ocupación de orbitales se comienza por los osbitales que tienen menor energía, y contiene una serie de instrucciones relacionadas a la ubicación de electrones en los orbitales de un átomo.

Este modelo fue formulado por el físico Niels Bohr, cuyo nombre seguramente suena familiar porque fue uno de los que postuló uno de los modelos atómicos más famosos, que aún se estudia a nivel académico como parte de la historia de los modelos atómicos. El nombre de “Aufbau” viene del alemán “Aufbauprinzip” que quiere decir “principio de construcción”, un término bastante apropiado para explicar lo que busca hacer este procedimiento.

Primero se llena el orbital 1s, con no más de dos electrones de acuerdo a su número cuántico l. Luego de esto se llena el orbital 2s, quien también acepta dos electrones como máximo. Posteriormente nos encontramos con la subcapa 2p, que tiene tres orbitales degenerados en energía. Según la posición tridimensional de estos se les denomina 2px, 2py y 2pz. Así estos orbitanes 2p pueden llenarse hasta con 6 electrones en total. Y así sucesivamente siguiendo esta regla:

1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s2

Presión Hidrostática, ¿qué es y cómo se calcula?

¿Qué es la Presión Hidrostática?

Se conoce como Presión Hidrostática a la parte de dicha presión en la que el peso de un fluido que se encuentra en reposo. Cabe destacar que en un fluido que se encuentra en este estado la única presión que se encuentra es la que ya nombramos, siendo asi la presión que sufren dichos cuerpos que se encuentran sumergidos en un líquido por el hecho de que estos se sumergen en el mismo.

Es decir la presión hidrostática es la presión o la fuerza que esta puede ejercer o llegar a provocar, tratándose de la misma forma de la presión como ya hemos dicho a la que se aplica un elemento por el hecho de sumergirlo.

El líquido provoca una fuerza sobre el fondo y los laterales del recipiente además de la superficie del objeto que se sumerge, esta a su vez provoca que el objeto entre en un estado de reposo además de una fuerza perpendicular en las paredes de dicho envase donde se está experimentando.

hidrostatica

 

¿Cómo se calcula una presión hidrostática?

Esta se calcula de la siguiente forma, a partir de una sencilla multiplicación de la gravedad, densidad, líquido y la profundidad, en una ecuación su fórmula seria la siguiente.

P= d x g x h.

Para los estudiados como para los que disfrutan de una buena clase de ciencia podemos destacar que es muy estudiada este tipo de presión en muchos centros de educación, para que los jóvenes también puedan entenderla, estudiarla y saber a qué se refiere cuando se está hablando de dicho tema.

Los experimentos más usuales de la presión Hidrostática para que los mas jóvenes puedan entenderla se usa el respectivo vaso o una cubeta de agua, aceite y alcohol, asi bien podremos notar las distintas densidades de cada uno de estos líquidos, quedando asi el agua debajo de todo, el aceite por encima y el alcohol se encontrara situado entre ambos, contando asi con una gran densidad y mostrándose dicha presión de la que estamos hablando.

Para que la presión hidrostática pueda proceder esta tiene que estar completamente estática, es decir dejar el vaso completamente quieto para que se pueda hacer el trabajo que se busca de no ser ese el caso no se ejercerá la presión Hidrostática y se ejercerá otro tipo de presión llamada asi la presión Hidrodinámica, la cual determinara su presión de acuerdo a la dirección que tome el movimiento.

ejemplo hidrostatica

 

Tanto como para los jóvenes como para los que adoran estudiar este tipo de presión es un hecho que es un dato muy interesante estar al tanto de este tipo de investigaciones por el hecho de conocer cada vez más de lo que la ciencia nos puede ofrecer.

Tienen que tener en cuenta lo siguiente y es como ya habíamos dicho anteriormente para diferenciar la presión hidrostática de las otra es fácil.

Simplemente esta debe de estar completamente estática para que pueda asi proceder a la misma, de lo contrario no sería la llamada presión hidrostática.

Por lo tanto esperamos que te haya servido esta nota informativa con el fin de que sigas pasando por nuestro espacio donde encontraras información de toda clase si te gusta la ciencia y por ella.

Ya que estos hechos son extremadamente útiles en caso de que necesites alguna tarea o bien para reforzar conocimientos.

¿Qué esperas? No dudes en buscar toda nuestra información ya que está esperando por ti para ayudarte en lo que necesites si ese es el caso, espero disfrutes.

Lipidos Saponificables

Lipidos Saponificables y La Saponificacion


Los lipidos saponificables son lipidos que estan compuestos por alcohol unido y acidos grasos y se producen reacciones quimicas de saponificacion con estos lipidos. Las moleculas en ellos estan hidrolizadas en soluciones alcalinas.

Pero aun antes de conocer los detalles de lipidos saponificables y no saponificables profundamente, primero necesitamos conocer el termino lipido para los que recien ha entrado en el tema y quieren entender mejor los conceptos;

Qué son los Lipidos?

Los lípidos, conocidos como grasas en termino mas general, son biomoléculas orgánicas compuestas, principalmente, por moléculas de hidrógeno, oxígeno, carbono. También forman parte de la composición de los lípidos otros elementos como, por ejemplo, el fósforo.

Los lípidos tienen la característica de ser insolubles en el agua. Sin embargo, son solubles en los disolventes orgánicos (alcohol, éter, bencina, etc).

Cuales son las Funcioamientos de los lípidos?

Los lípidos tienen cuatro funciones básicas:

– Suministro de energía para las células. Sin embargo, éstas prefieren utilizar primero la energía suministrada por los glicídios.

Algunos tipos de lípidos participan en la composición de las membranas celulares.

– En los animales endodérmicos, actúan como aislantes térmicos.

– Facilitación de ciertas reacciones químicas que ocurren en el organismo de los seres vivos. Los siguientes lípidos son: hormonas sexuales, vitaminas liposolubles (vitaminas A, K, D y E) y las prostaglandinas.

La clasificacion de Los Lipidos:

Tipos de lípidos

Los lípidos tienen características que los hacen nutrientes esenciales para un buen funcionamiento orgánico. Cumplen funciones específicas en los tejidos y membranas y permiten, entre otras funciones, una buena transmisión nerviosa. Así, es bueno saber cómo se clasifican y qué tipo de lípidos existen.

Los lípidos saponificables

Ácidos grasos saturados. Son lípidos que no presentan conexiones dobles entre sus átomos de carbono. Se encuentran en el reino animal. Ejemplos: ácido láurico, ácido mirístico, ácido palmítico, ácido margárico, ácido esteárico, ácido araquídico y ácido lignocérico.
Ácidos insaturados. Poseen conexiones dobles en su configuración molecular. Se encuentran en el reino vegetal. Por ejemplo: ácido palmitoleico, ácido oleico, ácido quídico, ácido linoleico, ácido linolénico, ácido araquidónico y ácido nerónico.
Fosfolípidos. Se caracterizan por tener un grupo fosfato en su configuración molecular.
Glicolípidos. Son lípidos que se encuentran unidos a un glúcido.
Ver también: Alimentos que contienen lípidos

Lípidos insaponificables

Terpenos: son derivados del hidrocarburo isopreno. Entre ellos se encuentran la vitamina E, A, K y aceites esenciales.
Esteroides: son derivados del hidrocarburo esterano. Dentro de este grupo se encuentran los ácidos biliares, las hormonas sexuales, la vitamina D y el colesterol.
Eicosanoides: son lípidos derivados de ácidos grasos esenciales tipo omega 3 y omega 6. Dentro de este grupo se encuentran las prostaglandinas, tromboxanos y leucotrienos.
De esta clasificación de lípidos dependerá la función que cumpla cada uno de ellos. El consumo de lípidos es importante, sólo es necesario no consumirlos en exceso y seleccionando aquellos que aportan beneficios para la salud.

Véase también: Función de los lípidos

Alimentos con lípidos buenos para la salud

Hay una gran variedad de alimentos ricos en lípidos, algunos con más beneficios que otros, de acuerdo con el tipo de lípidos que contienen.

Los más sanos son los siguientes:

Aceites de origen vegetal (oliva, canola, aguacate, almendra, nueces)
Piscis (especialmente los de mar)
Semillas (lino, chia, sésamo)
En definitiva, los lípidos deben ser parte esencial de su alimentación. Lo importante es que usted sepa elegir cuáles son los más sanos

Si desean saber mas sobre la saponificacion puede leer esta entrada.

Experimentos Caseros de Quimica Para Secundaria

Experimentos Caseros de Quimica Para Secundaria

experimento de burbuja de jabon casero de quimica
Experimento de Burbuja de Jabon

Si desean ver algunos ejemplos de experimentos caseros de quimica para secundaria, sigan leyondo los detalles de esta entrada en la que les presentamos muchos experimentos faciles de hacer en la casa acordados a su nivel.

El experimento mas conocido casero y a la vez divertido se hace con las burbujas de jabon;


Casi a todo el mundo le gusta mucho jugar con las burbujas de jabón. Estas esferas frágiles de la película de jabón lleno de aire son hermosos y cautivadoras. Sin embargo, pocas personas las han observado de cerca o por fin, porque las burbujas de jabón son frágiles y muy ligeras. Cuando usted sopla burbujas de jabón al aire libre, la menor brisa las lleva lejos. Si las sopla en interiores en aire tranquilo, las burbujas pronto se asientan sobre una superficie y se rompen. Sin embargo, debido a que son muy ligeras, las burbujas de jabón flotan en un gas que es sólo un poco más denso que el aire que las llena. Tal gas es dióxido de carbono. Cuando las burbujas de jabón se depositan en un recipiente de dióxido de carbono, las burbujas flotan en el dióxido de carbono y pueden ser examinadas de cerca. Bajo este examen minucioso, las burbujas de jabón revelan muchas propiedades que no son fácilmente visibles.

Para flotar burbujas de jabón en este experimento, necesitará los siguientes materiales para quimica para secundaria:

  • Solución de burbujas de jabón
  • Una varita para soplar burbujas de jabón
  • Un gran recipiente transparente con una tapa abierta (un acuario vacío de 38 litros [10 galones] funciona muy bien)
  • 125 mililitros (½ taza) de bicarbonato de sodio (bicarbonato de sodio)
  • 250 mililitros (1 taza) de vinagre
  • Plato de vidrio poco profundo para caber dentro de un recipiente grande (como un plato para hornear de vidrio)

Coloque el recipiente grande en una mesa lejos de corrientes de aire y donde usted puede mirar fácilmente a través de sus lados. Coloque el plato de cristal en el interior de la parte inferior del gran recipiente transparente. Ponga 125 mililitros (½ taza) de bicarbonato de sodio en el plato de vidrio. Vierta 250 mililitros (1 taza) de vinagre en el plato con el bicarbonato de sodio. La mezcla de soda y vinagre inmediatamente comenzará a fizz como reaccionan y forman dióxido de carbono gas. El dióxido de carbono es más denso que el aire y por lo tanto se mantendrá en el contenedor grande siempre y cuando no sea perturbado por corrientes de aire sobre el contenedor. Debido a que el dióxido de carbono es incoloro, no se puede ver dentro del contenedor. Sin embargo, pronto podrá detectar su presencia con burbujas de jabón.

Después de que la efervescencia en el plato se haya calmado (aproximadamente un minuto), soplar suavemente varias burbujas de jabón sobre la abertura del recipiente grande, para que se acomoden en el recipiente. Esto puede tomar un poco de práctica. (No soplar directamente en el recipiente, usted soplará el dióxido de carbono fuera de él.) Cuando una burbuja de jabón se asienta en el envase no se hundirá en el fondo, como lo haría en el aire. En su lugar, flotará en la superficie del dióxido de carbono invisible en el recipiente.

Mientras que la burbuja está flotando en el dióxido de carbono en el contenedor, se puede observar la burbuja de jabón de cerca. Observe qué aspecto tiene la burbuja. ¿De qué color es la burbuja?

¿Puedes ver más de un color en la burbuja? ¿Los colores cambian? Observe el tamaño de la burbuja.

¿Su tamaño cambia? Observe la posición de la burbuja. ¿Se mantiene al mismo nivel en el contenedor? ¿Se eleva o se hunde?

Cuando haya terminado de observar las burbujas, deseche la mezcla en el plato de vidrio enjuagándola por el desagüe con agua.

Los colores de una burbuja de jabón provienen de los reflejos de la luz blanca que cae sobre la burbuja. La luz blanca, tal como del sol o de una bombilla, contiene la luz de todos los colores. La luz tiene ondas, y la longitud de la onda, de cresta a cresta, determina el color de la luz. Cuando la luz se refleja desde una burbuja, algunas de cada onda se reflejan en la superficie exterior de la película de jabón. Alguna luz viaja a través de la película de jabón, y se refleja desde la superficie interior de la película.

La interferencia entre las ondas ocurre cuando las ondas viajan a través del mismo espacio. La interferencia ocurre cuando dos rocas se lanzan cerca de uno a en un lago. Las ondas circulares en la superficie del agua se extendían desde donde cada roca entraba en el agua. Donde las crestas de dos ondas se encuentran, la interferencia entre las ondas hace que el movimiento de la superficie del agua aumente. Cuando una cresta y un valle se encuentran, la interferencia reduce el movimiento de la superficie del agua. Una interferencia similar puede ocurrir en ondas de luz.

Las ondas de luz reflejadas desde las superficies interior y exterior de la película de una burbuja de jabón pueden interferir entre sí. Cuando las crestas de las ondas luminosas reflejadas desde las superficies interior y exterior de la película se encuentran, la intensidad de la luz aumenta. Si la cresta de una onda reflejada desde la superficie interna encuentra el valle de una onda desde la superficie exterior, la intensidad de la luz disminuirá. Si la cresta de una ola encuentra otra cresta o un valle está determinada por la longitud de la onda y por el grosor de la película. Si el espesor de la película es un múltiplo de la longitud de onda de la luz, las crestas de ondas reflejadas desde la superficie interior se encontrarán con las crestas de ondas reflejadas desde las superficies externas. Si el espesor de la película es un múltiplo impar de la mitad de la longitud de onda, las crestas de las ondas reflejadas desde la superficie interior se encontrarán con los valles de las ondas reflejadas desde la superficie exterior. Debido a que el espesor de la película varía y la longitud de onda de la luz determina su color, diferentes áreas de la burbuja

Reaccion Quimica

Reaccion Quimica

Si desean saber que es una reaccion quimica, en esta entrada amplia, les explicamos todos los detalles, la descripcion de una reaccion quimica, los tipos, la velocidad y mucho mas!

Que es una Reaccion Quimica?

Primero mejor que iniciemos con una definicion completa del termino reaccion quimica aunque muchos estudiantes de Quimica ya conocerian el termina, seguramente hay los que estaan buscando una definicion, una explicacion mas clara del mismo.

Una corta deficinion seria; Una reaccion quimica es Un proceso que implica el reordenamiento de la estructura molecular o iónica de una sustancia, a diferencia de un cambio en la forma física o una reacción nuclear

Velocidad de Reaccion Quimica:

Si igual desean saber como se define la velocidad de una reaccion quimica; 
Influencia de las concentraciones de sustancias sobre la velocidad de reacción química
Para que las sustancias reaccionen las moléculas en las que consisten deben chocar. Como la colisión de dos personas en una calle concurrida es más probable, que en un desierto. Lo mismo con las moléculas. La probabilidad de colisión molecular es obviamente mayor cuando hay más moléculas por unidad de volumen (figura izquierda). Es directamente proporcional al número de moléculas por unidad de volumen, es decir, a las concentraciones molares de reactivos
A mediados del siglo XIX (1865 – N.N. Beketov, 1867 – C.M. Guldberg, P. Waage) se formuló el postulado básico de cinética química llamado también ley de acción de masas:
La velocidad de la reacción química en un momento dado del tiempo es proporcional a las concentraciones de reactivos elevados a cierta potencia:
V = k [A] n [B] m, para la reacción aA + bB = …
Los números n, m en términos de la ley de acciones masivas se denominan órdenes de reacción de sustancias apropiadas. Estos son valores determinados experimentalmente. La suma de índices de potencias nym se denomina orden global de reacción.
Por favor, preste atención, que las potencias de las concentraciones A y B en general no son iguales a los coeficientes estequiométricos de la reacción. Se vuelven numéricamente iguales sólo en el caso de que la reacción proceda mientras se anota (estas reacciones se denominan simples o elementales y son bastante raras). En la mayoría de los casos, la ecuación de reacción sólo demuestra el resultado del proceso químico, pero no su mecanismo.
¿Quieres saber por qué?
El coeficiente k se denomina constante de la velocidad de reacción. Es un valor constante para la reacción dada a la temperatura dada.
* Si la reacción incluye una sustancia sólida como reactivo, su concentración se omite de la fórmula para la velocidad, la causa de esto es que las reacciones de sustancias sólidas proceden en su superficie, donde la concentración del sólido es constante, por lo que Puede combinarse con la constante de la velocidad de reacción.

Csolid + O _ {2} = CO2,
V = k [C] m [O _ {2}] _ {n} = k ‘[O _ {2}] _ {n}; K ‘= k [C] m

Otras busquedas que se hacen sobre la reaccion quimica y las explicaciones detalladas son como siguen;
Como se representa una reaccion quimica?
Balance de Materia con Reaccion Quimica
Mecanismos de Reaccion Quimica Organica
Concepto de Reaccion Quimica
Partes de Reaccion Quimica
Cambio de Color Reaccion Quimica
Fotosintesis Reaccion Quimica
diferencia entre reaccion quimica y ecuacion quimica

Densidad del Oro

Densidad del Oro

Si desean saber cuál es la densidad del oro puro y la manera de cómo medir los objetos de oro se lo explicamos con mucha claridad.

 La referencia, el numero exacto es 19,32 gramos por centímetro cúbico. El hecho resulta que por cada centímetro de oro puro, se le otorga un peso de 19,32 gramos.

Oro glorioso

Durante miles de años, la gente ha extraído oro. El deseo de oro ha fluido en la sangre de todas las culturas, tal como fluye en las venas de las montañas de todos los continentes. La gente ha adornado a sus muertos en oro, oro utilizado para crear dinero y han utilizado el oro en la medicina para matar ciertos tipos de cáncer. A través de los siglos la gente ha vivido y muerto por oro. La estampida para el oro buscó en un frenesí para él, de Suráfrica al interior australiano, de California al Klondike.

El oro es uno de los metales más deseados debido a sus fuertes propiedades físicas y químicas. El oro tiene la mayor ductilidad de todos los metales, teniendo en cuenta que 30 gramos se pueden extraer en un cable que es de 80 kilómetros de largo sin romperse. También siendo el más maleable, es uno de los más versátiles de todos los metales. El oro se puede martillar en diversas formas para la modernidad o la joyería. El oro es un buen conductor del calor y la electricidad, y no se oxida como el hierro cuando se expone al agua o al oxígeno.

Una de las propiedades más importantes del oro pasa a ser su densidad. Densidad es la cantidad de masa en un volumen unitario de esa sustancia. En términos más simples,

Cual es la Densidad del Oro Puro

Densidad [gramos / cm ^ {3}] = masa [gramos] / volumen [cm ^ {3}]

Hasta la fecha, la densidad de oro registrada es de 19,32 gramos / cm3. El oro pesa aproximadamente 19 veces más que un volumen igual de agua. En el día de la fiebre del oro, la densidad del oro jugó un papel importante en el proceso de panning. Un hombre pobre, en busca de oro que se escondería en la grava cerca de arroyos y arroyos, podría tomar una sartén, recoger la grava y la arena cerca del lecho del río, y el remolino. La grava y la arena se lavaban, y los sólidos restantes se separaban y el más pesado se hundía en el fondo de la cacerola. Este es un ejemplo de la densidad del oro en el trabajo. El oro, siendo más denso que los otros sólidos, así como el agua, se hundiría en el fondo de la cacerola. Después de que el agua y la grava se vierte, los rastros finos del oro permanecerían. El brillo metálico de oro, aunque expuesto al oxígeno en el aire y el agua, podía ser visto a simple vista. Para resumir, la densidad de este valioso metal eliminó la necesidad de equipos de fantasía.

El oro, el metal más buscado a través de los siglos, no habría sido descubierto si no fuera por su densidad. ¿Valen su peso en oro?

densidad del oro en kg m3

La densidad del oro en kg m3 es 19300.

OJO!  Confusión en los terminos “masa” y “densidad”. Los objetos tienen masa. Los materiales tienen densidad.


La densidad es la relación entre la masa y el volumen de un material.

Cuanto Oro Hay en el Mundo?


Calcular la cantidad del oro en el mundo entero es otro subtitulo lo que vamos a esciribr aparte pero como la respuesta a esta pregunta, hay 30 billiones de toneladas de oro en el mundo

Científicos descubren un cuarto estado natural del agua

Hasta ahora pensabamos que el agua sólo podía existir en uno de sus tres estados: sólido, líquido y gaseoso. Sin embargo, científicos del Departamento de Energía del Laboratorio Nacional de Oak Ridge encontraron moléculas de agua en un nuevo estado después de someterla a altas presiones.

Según la investigación, el inusual comportamiento del agua se detectó cuando pusieron moléculas del líquido en nanotubos; cada molécula podía ser hallada tanto de un lado como del otro de la barrera. ¿Alguna vez te has preguntado qué pasaría si cortaras una gota de agua por la mitad hasta el infinito? Cuando el líquido mide lo mismo que un átomo (aproximadamente un 110 mil millonésimo de metro) puede estar en dos lugares a la vez, o “deslocalizada”.

 El objetivo del experimento realizado en Inglaterra era observar el agua en confinamiento extremo, como debajo de la tierra o dentro de las paredes celulares. El comportamiento de las moléculas del líquido desafía la física clásica, pues el agua debería haberse quedado de un lado u otro de la barrera, pero en cambio se “diseminó” sin usar energía, en un proceso conocido en inglés como “tunneling”.

Revelan la reacción química que hizo posible el nacimiento de la vida en la Tierra

Un grupo de químicos alemanes de la Universidad de Múnich ha conseguido reconstruir toda la cadena de reacciones que dio lugar a las moléculas del ácido ribonucleico (ARN), a partir de la combinación química más simple y común en el espacio.

Se supone que los precursores de los organismos vivos fueron moléculas de ARN que pueden actuar tanto como medio de información variable (como el ADN) como catalizadores de reacciones químicas (al igual que fermentos de proteínas).

La ruta química descubierta por los científicos es una manera muy eficaz de generar los componentes básicos del ARN a partir de las moléculas más simples, que estaban presentes en la atmósfera de la Tierra primitiva, y también en cometas como el que estudió la misión Rosetta de la ESA. Según la investigación, la cadena de reacciones químicas se inicia con las moléculas de ácido cianhídrico (HCN) más simples y comunes en el espacio.

Científicos crean el fullerito, un material más duro que el diamante

Un grupo de investigadores rusos han desarrollado un nuevo método para sintetizar el fullerito: un material de carbono más duro que el diamante. Este material es muy interesante para los especialistas en el procesamiento de metales y otros materiales.

El fullerito está formado por fullerenos C60: moléculas esféricas de carbono que consisten de 60 átomos. La durabilidad del fullerito depende de cómo estos átomos están conectados. En el fullerito, los átomos están conectados en todas las direcciones, lo que lo hace el más duro: esto se llama polímero tridimensional.

Para producir el fullerito tridimensional a nivel industrial, se necesita una presión de 130.000 atmósferas, lo que es un problema. Los investigadores rusos han encontrado una manera de solucionarlo: la adición de sulfuro de carbono a la mezcla básica antes de la síntesis permite crear el fullerito a una presión mucho más baja, 80.000 atmósferas. Además, este método no requiere temperaturas altas, ya que es suficiente con la temperatura ambiente.

Confirmada la existencia de un nuevo tipo de enlace químico

Un trabajo publicado en Angewandte Chemie International Edition indica que una sustitución isotópica puede suponer un cambio fundamental en el enlace químico, confirmando de paso la existencia un nuevo tipo de enlace.

A comienzos de la década de los ochenta se propuso que en ciertos estados de transición consistentes en un átomo muy ligero entre dos más pesados el sistema se vería estabilizado, no por las fuerzas de van der Waals convencionales, sino por un nuevo tipo de enlace llamado “vibracional”, en el que el átomo ligero se desplaza entre sus dos vecinos. A pesar de que distintos grupos intentaron confirmar esta hipótesis, finalmente se aparcó por irrealizable.

Ahora, el grupo de investigadores encabezado por Donald Fleming, de la Universidad de la Columbia Británica (Canadá), cree que tiene la base teórica y las pruebas experimentales para demostrar la existencia de un enlace vibracional estable.

 Los investigadores llevaron a cabo una serie de simulaciones de la reacción del bromuro de hidrógeno (BrH) con el bromo (Br) para crear el radical BrHBr. En esta estructura el H es mucho más ligero que los Br que tiene a cada lado. Para poder determinar el efecto de la sustitución isotópica se usó todo un abanico de isótopos del hidrógeno: 1H (hidrógeno “normal”, H), 2H (deuterio, D), 3H (tritio, T) y 4H (helio muónico, resultado de sustituir un electrón en el helio por un muón, una partícula con la masa de unos 200 electrones) y Mu (muonio, un átomo formado por un antimuón que actúa de núcleo y un electrón; este átomo tiene una masa 40 veces menor que la del 4H).

 

A la hora de comparar las distintas moléculas en función de los distintos isótopos el equipo se fijó en dos variables fundamentales: la energía potencial en la superficie de la molécula (simplificando, cuanto menor, más estable es) y un parámetro mecanocuántico, la energía del punto cero vibracional. Cuando se estudia química, y ciencia en general, se aprende que los sistemas tienden a la menor energía posible.

En el caso de una reacción química, se formarán nuevos enlaces, en principio, sólo si las moléculas resultantes son más estables que las de los reactivos, esto es, si la energía del sistema presenta una disminución neta. Desde el punto de vista clásico, esa disminución de energía neta tiene que ser de energía potencial. Sin embargo, en determinadas circunstancias, una disminución de la energía del punto cero vibracional podría ser suficiente para garantizar la estabilidad: y estaríamos ante un enlace vibracional.

Los cálculos químico-cuánticos muestran que cuando están presentes los isótopos más pesados los compuestos (BrDBr, BrTBr y Br 4H Br) se estabilizan por interacciones de van der Waals. Sin embargo en el BrMuBr se produce una disminución de la energía del punto cero vibracional que compensa el aumento de la energía potencial, con lo que existiría un enlace vibracional en este compuesto, cuya existencia ya demostró el grupo experimentalmente en un trabajo anterior.

Nobel de Química 2013, para Karplus, Levitt y Warshel

La Real Academia de Ciencias de Suecia ha otorgado el Nobel de Química 2013, dotado con ocho millones de coronas suecas (922.000 euros o 1,3 millones de dólares), al investigador austríaco Martin Karplus (Universidad de Strasburgo/Harvard), el sudafricano Michael Levitt (Standford) y el israelí Arieh Warshel (Universidad de Southern California) por desarrollar modelos informáticos que permiten entender y predecir procesos químicos complejos.

En la década de 1970 los tres investigadores sentaron las bases de los potentes programas que son usados para comprender y predecir procesos químicos, unos modelos informáticos que replican la vida real y que se han convertido en uno de los avances más cruciales para la química actual.

 Los modelos informáticos son imprescindibles para la mayoría de los avances en química. Los métodos desarrollados por Karplus, Levitt y Warshel han permitido a los ordenadores desvelar procesos químicos como la fotosíntesis de las hojas verdes o la purificación de un catalizador de gases de escape.

La primera imagen de un enlace de hidrógeno

Los químicos han sabido desde hace mucho tiempo cómo es un enlace de hidrógeno, pero hasta la semana pasada, la mayoría no habían visto realmente la imagen de uno. Ahora, investigadores de la CAS (Chinese Academy of Sciences( han sido capaces de visualizar un enlace de hidrógeno con el microscopio de fuerza atómica (AFM), una técnica que puede ofrecer una resolución más alta que incluso un microscopio de efecto túnel.

En mayo, Felix Fischer y sus colegas de la Universidad de California en Berkeley, EE.UU. utilizaron un AFM con las moléculas antes y después de una transformación química, las imágenes mostraron la formación de enlaces covalentes en una reacción de ciclación.

En el último estudio, Xiaohui Qiu y sus colegas del Centro Nacional de Nanociencia y Tecnología de China, fueron un paso más allá. Usaron el mismo microscópio de AFM como Fischer, pero en lugar de buscar enlaces covalentes buscaron interacciones débiles.

Los enlaces de hidrógeno son fundamentales para las moléculas más importantes en la naturaleza. Son responsables de la unión de las dos hebras de la doble hélice de ADN y de que enzimas catalizar reacciones, haciendo uso de ellos. Estos enlaces intermoleculares pueden formar cuando un hidrógeno que está unido a un átomo electronegativo altamente interactúa con otro átomo cargado negativamente.

A pesar de su ubicuidad, Qiu dice que la “naturaleza de un enlace de hidrógeno está siendo objeto de debate. Durante mucho tiempo se ha considerado una interacción electrostática, pero recientemente se ha sugerido que tiene características de unión química como se evidencia por los experimentos de difracción de rayos x.

Suspense en el experimento más antiguo del mundo

El objeto de fascinación es un embudo de vidrio con brea, que está alojado detrás de un vidrio en el vestíbulo de la escuela de Matemáticas y Física de la Universidad de Queensland, en Australia. Y la gota en cuestión será la novena en caer desde 1927, cuando el primer profesor de física de la universidad, Thomas Parnell, empezó el experimento.

Parnell quería demostrarle a los estudiantes que hasta los materiales ordinarios tenían cualidades extraordinarias. A temperatura ambiente, la brea -que se usaba en grandes cantidades hasta principios del siglo XX para calafatear los barcos de madera- se siente sólida y hasta se puede quebrar en pedacitos con un martillo.

Lo asombroso es que realmente es un fluido: un líquido altamente viscoso con apariencia de sólido. Para ilustrar lo que al tocar el material parecía un cuento raro, el profesor Parnell calentó una muestra de brea y la vertió en un embudo con la pipa sellada.

 Pasaron tres años antes de que la brea se asentara, así que no fue sino hasta 1930 que removió el sello. Desde entonces, como ocurriría con cualquier otro líquido que esté en un recipiente con un hueco, la brea se ha estado regando, gota a gota.

Y es que éste es el ritmo al que han estado cayendo:
1938  diciembre  Primera gota
1947  febrero      Segunda gota
1954  abril           Tercera gota
1962   mayo        Cuarta gota
1970  agosto       Quinta gota
1979   abril          Sexta gota
1988  julio            Séptima gota
2000  noviembre Octava gota

Ahora, la razón de tanta excitación es que la novena gota está a punto de caer. No sólo eso, ésta vez es probable que por primera vez en estas ocho décadas de historia alguien podrá presenciar tan singular evento.

“He visto varias gotas en gestión, pero no las he visto caer”, le dijo a la BBC el físico John Mainstone, custodio del experimento. “Si uno parpadea, se lo pierde: ¡todo ocurre en una décima de segundo, una vez cada 10 o 12 años!”.