sábado, 5 de septiembre de 2015

Estados de la materia



La materia se presenta en tres estados o formas de agregación: sólido, líquido y gaseoso. Sin embargo, existe un cuarto estado denominado plasma. Dadas las condiciones existentes en la superficie terrestre, sólo algunas sustancias pueden hallarse de modo natural en los tres estados, tal es el caso del agua. La mayoría de sustancias se presentan en un estado concreto. Así, los metales o las sustancias que constituyen los minerales se encuentran en estado sólido y el oxígeno o el CO2 en estado gaseoso.



Sólidos

En los sólidos, las partículas están unidas por fuerzas de atracción muy grandes, por lo que se mantienen fijas en su lugar; solo vibran unas al lado de otras. 



Propiedades:

Tienen forma y volumen constantes.
Se caracterizan por la rigidez y regularidad de sus estructuras.
No se pueden comprimir, pues no es posible reducir su volumen presionándolos.
Se dilatan: aumentan su volumen cuando se calientan, y se contraen: disminuyen su volumen cuando se enfrían.



Líquidos
Las partículas están unidas, pero las fuerzas de atracción son más débiles que en los sólidos, de modo que las partículas se mueven y chocan entre sí, vibrando y deslizándose unas sobre otras. 



Propiedades:
No tienen forma fija pero sí volumen.
La variabilidad de forma y el presentar unas propiedades muy específicas son características de los líquidos.
Los líquidos adoptan la forma del recipiente que los contiene.
Fluyen o se escurren con mucha facilidad si no están contenidos en un recipiente; por eso, al igual que a los gases, se los denomina fluidos.
Se dilatan y contraen como los sólidos.





Gases

En los gases, las fuerzas de atracción son casi inexistentes, por lo que las partículas están muy separadas unas de otras y se mueven rápidamente y en cualquier dirección, trasladándose incluso a largas distancias.





Propiedades:

No tienen forma ni volumen fijos.
En ellos es muy característica la gran variación de volumen que experimentan al cambiar las condiciones de temperatura y presión.
El gas adopta el tamaño y la forma del lugar que ocupa.
Ocupa todo el espacio dentro del recipiente que lo contiene.
Se pueden comprimir con facilidad, reduciendo su volumen.
Se difunden y tienden a mezclarse con otras sustancias gaseosas, líquidas e, incluso, sólidas.
Se dilatan y contraen como los sólidos y líquidos.



Plasma

Existe un cuarto estado de la materia llamado plasma, que se forman bajo temperaturas y presiones extremadamente altas, haciendo que los impactos entre los electrones sean muy violentos, separándose del núcleo y dejando sólo átomos dispersos. El plasma, es así, una mezcla de núcleos positivos y electrones libres, que tiene la capacidad de conducir electricidad.



Un ejemplo de plasma presente en nuestro universo es el sol. Otros ejemplos:

Plasmas terrestres:
- Los rayos durante una tormenta.
- El fuego.
- El magma.
- La lava.
- La ionosfera.
- La aurora boreal.

Plasmas espaciales y astrofísicos:
- Las estrellas (por ejemplo, el Sol).
- Los vientos solares.
- El medio interplanetario (la materia entre los planetas del Sistema Solar), el medio interestelar (la materia entre las estrellas) y el medio intergaláctico (la materia entre las galaxias).
- Los discos de acrecimiento.


Niveles de organización de la materia 



En la materia viva existen varios grados de complejidad, denominados niveles de organización. Dentro de los mismos se pueden diferenciar niveles abióticos (materia no viva) y niveles bióticos (materia viva, es decir con las tres funciones propias de los seres vivos).


Los diferentes niveles serían:

Nivel subatómico: son las partículas subatómicas que forman cada átomo (electrones, protones y neutrones).
Nivel atómico: Constituido por los átomos que forman los seres vivos, a los que denominamos bioelementos. En realidad el 70% de los elementos químicos se encuentran en la materia orgánica. Estos bioelementos los podemos agrupar en tres categorías:
Bioelementos primarios: función estructural
Bioelementos secundarios: función estructural y catalítica
Oligoelementos: función catalítica
Nivel molecular: Las moléculas, formadas por agrupaciones de dos o más átomos. Las moléculas orgánicas, las que se encuentran en los seres vivos se llaman biomoléculas. Estas biomoléculas se clasifican en dos categorías, inorgánicos (agua, sales minerales, iones, gases) y orgánicos (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos).
Nivel celular: Formado por las células. Las células son la unidad estructural, funcional y genética de todo ser vivo. Es el primero de los niveles de organización bióticos.
Tisular: Las células se organizan en tejidos: epitelial, adiposo, nervioso, muscular.
Organular: Los tejidos están estructuras en órganos: corazón, bazo, pulmones, cerebro, riñones, etc.
Sistema – Aparatos: Los órganos se estructuran en aparatos digestivos, respiratorios, circulatorios, nerviosos.
Organismo: Nivel de organización superior en el cual las células, tejidos, órganos y aparatos de funcionamiento forman una organización superior como seres vivos: animales, plantas, insectos





La Tabla Periódica 














El Electrón


En un átomo los electrones rodean el núcleo, compuesto únicamente de protones y neutrones. Los electrones tienen una masa de 9,11×10-31 kilogramos, unas 1800 veces menor que la de los neutrones y protones. Siendo tan livianos, apenas contribuyen a la masa total de las sustancias. Su movimiento genera la corriente eléctrica. Estas partículas desempeñan un papel primordial en la química, ya que definen las atracciones entre los átomos.

Desde el punto de vista físico, el electrón tiene una carga eléctrica de igual magnitud, pero de polaridad contraria a la del protón. Se considera a la carga del electrón como negativa.




El Protón


El protón es una partícula subatómica con una carga eléctrica elemental positiva y una masa 1.836 veces superior a la de un electrón. Experimentalmente, se observa el protón como estable, con un límite inferior en su vida media de unos 1035 años, aunque algunas teorías predic

en que el protón puede desintegrarse en otras partículas. En un átomo, el número de protones en el núcleo determina las propiedades químicas del átomo y qué elemento químico es.




El Neutrón


Un neutrón es un barión neutro formado por dos quarks abajo y un quark arriba. Forma, junto con los protones, los núcleos atómicos.

Algunas de sus propiedades:

Masa: mn = 1,675×10-27 Kg = 1,008587833 uma
Vida media: tn = 886,7 ± 1,9 s

El neutrón es necesario para la estabilidad de casi todos los núcleos atómicos (la única excepción es el hidrógeno), ya que interactúa fuertemente atrayéndose con los protones, pero sin repulsión electrostática.


Positrón o Electrón Positivo


El positrón o antielectrón, es la antipartícula de un electrón, el positrón tiene una carga positiva, si un positrón y un electrón logran una fusión (combinación). La reacción e+ + e– → γ + γ se conoce como aniquilación positrón-electrón.se aniquilan y así se convierten en partículas de, rayo gamma, es por definición energía.

La estructura de la materia




Materia es todo lo que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio. La materia está integrada por átomos, partículas diminutas que, a su vez, se componen de otras aún más pequeñas, llamadas partículas subatómicas, las cuales se agrupan para constituir los diferentes objetos.

Constitución microscópica de la materia

La materia presenta dos características principales y que permiten describirla: masa y volumen.

La masa es la cantidad de materia que posee un cuerpo y su magnitud se mide en kilogramos (kg), gramos (g) y miligramos (mg).
El volumen es la cantidad de espacio que ocupa la materia que compone a un cuerpo. Su magnitud se expresa en metro cúbico (m 3) litro, (L), centímetros cúbicos (cm 3) y mililitros (ml).




Átomo

Definición: Partícula más pequeña en que un elemento puede ser dividido sin perder sus propiedades químicas. Aunque el origen de la palabra átomo proviene del griego, que significa indivisible, los átomos están formados por partículas aún más pequeñas, las partículas subatómicas
Generalmente, estas partículas subatómicas con las que están formados los átomos son tres:los electrones, los protones y los neutrones. Lo que diferencia a un átomo de otro es la relación que se establecen entre ellas.


La Ciencia: método científico


No hay un solo método científico. Sin embargo, existen rasgos comunes en la manera en que trabajan los científicos. Aunque ninguna descripción del método científico del tipo receta de cocina resulta adecuada, es probable que algunos de los siguientes pasos, o todos, se encuentren en la forma en que la mayoría de los científicos realizan su trabajo.

  1. Reconocer una pregunta o una duda: tal como un hecho inexplicado.
  2. Hacer una conjetura educada, una hipótesis, de cuál podría ser la respuesta.
  3. Predecir las consecuencias de la hipótesis.
  4. Realizar experimentos o cálculos para comprobar las consecuencias pronosticadas.
  5. Formular la regla general más sencilla que organice los tres elementos principales: hipótesis, efectos predichos y hallazgos experimentales.

Más que un método en particular, el éxito de la ciencia tiene que ver con una actitud común de los científicos. Esa actitud es de interrogación, experimentación y humildad, es decir, la voluntad de admitir los errores.

La Biofísica y medicina moderna

La Biofísica ha hecho grandes aportes a la Medicina. El conocimiento Biofísico ha sido el pilar fundamental para el entendimiento de los fenómenos fisiológicos que son base del funcionamiento del organismo humano en estado normal y patológico.
Dentro de ellos podemos mencionar:



  1. · La recepción de señales exteriores por parte del organismo, 
  2. · La transmisión del impulso nervioso, 
  3. · Los procesos biomecánicos del equilibrio 
  4. · Desplazamiento del organismo humano 
  5. · La óptica geométrica del ojo 
  6. · La transmisión del sonido hasta el oído interno y el cerebro 
  7. · La mecánica de la circulación sanguínea, de la respiración pulmonar 
  8. · El proceso de alimentación y sostenimiento energético del organismo 
  9. · El mecanismo de acción de las moléculas biológicamente funcionales 
  10. · Los modelos físico-matemáticos de los procesos biológicos, etc. 

En la actualidad el desarrollo de la Medicina depende en gran medida de su capacidad tecnológica, la cual está determinada por el desarrollo del conocimiento biofísico soporte de la Bioingeniería


El origen de la vida



Actualmente no se conoce en qué orden aparecieron las estructuras que formaron la primera unidad autónoma viva o protobionte, que sería el antepasado común a todos los seres vivos. Se concibe al protobionte como un agregado de moléculas producidas de forma abiótica, rodeado de una membrana o de una estructura similar a ella, provisto de un cierto metabolismo y que era capaz de replicarse.



Hipótesis de Oparin actualizada Se supone que una caída incesante de meteoritos provocó la salida de gases pesados del interior de la Tierra, modificando la composición de la atmósfera primitiva, constituida por gases muy ligeros. Los meteoritos aportarían gran parte de los primeros compuestos orgánicos. Según esta teoría, los componentes de protobionte que primero se formaron fueron las membranas; luego, los coacervados; después, las proteínas enzimáticas y, por último, los genes.