- Resumen de los capitulos
- Importancia de cada capitulo con justificacion
- Reseña general del libro
- Relevancia y sus puntos de vista respecto a la informacion desarrollada
- Seleccion de un tema explicando las causas que consideraron para elegirlo
- Condicion del tema que escoja que pueda permitir una experimentacion en base a la investigacion.
Los primeros elementos formados que son los más ligeros, el hidrógeno (H) y el helio (He), son los principales constituyentes del Universo. El hidrógeno se encuentra en una proporción superior a 90% y el helio en alrededor de 8%. El hidrógeno, el elemento más sencillo y más abundante en el Universo, es un gas más ligero que el aire.
El átomo de hidrógeno (H) (el elemento más sencillo del Universo, está formado por un núcleo, llamado protón, que posee una carga positiva, la cual se encuentra neutralizada por un electrón (carga negativa). El hidrógeno se combina con otros elementos formando moléculas.
La ley de las proporciones constantes indica que dos átomos de hidrógeno, cada uno de peso atómico 1, reaccionan con un átomo de oxígeno, con peso atómico de 16, produciendo una molécula de agua, con peso molecular de 18.
Astrónomos y físicos han postulado como origen del universo una gran explosión, que a partir de un gas denso formó las innumerables galaxias que ahora pueblan el Universo. Una de dichas galaxias es la Vía Láctea, formada por más de 100 mil millones de estrellas, entre las que se encuentra nuestro Sol.
Cuando la temperatura del Universo era de alrededor de mil millones de grados, se comenzaron a formar los núcleos de los elementos. Primero se formaron los más simples, el hidrógeno (H) y el helio (He); posteriormente, en el interior de las estrellas se fueron formando los núcleos de otros elemento, hasta llegar a un número cercano a 100. Los químicos los han ido descubriendo poco a poco y han encontrado que se pueden clasificar de acuerdo con sus propiedades físicas y químicas en lo que se ha nombrado la tabla peiódica delos elementos.
Más tarde, el Universo se fue enfriando paulatinamente hasta llegar a una temperatura de 3ºK, que es la que tienen en la actualidad los espacios interestelares.
La habilidad que ha logrado el hombre para controlar los procesos químicos ha hecho posible el aumento de la población, ya que hoy en día es más fácil proporcionar habitación, alimento y medicinas que hace uno o dos siglos. Con esto se ha logrado también prolongar el promedio de vida. Más aún, ha hecho posible, gracias ala moderna tecnología metalúrgica y de plásticos, la producción de gran cantidad de enseres domésticos que facilitan la labor del ama de casa, a la que le queda más tiempo libre tanto para dedicarse a otras actividades como para disfrutar de las maravillas que ofrece el mundo moderno.
La complicada química que se desarrolla en el cerebro ha convertido a los seres humanos en seres inteligentes como tales, capaces de realizar procesos químicos a voluntad en laboratorios y fábricas, con lo que logra producir en forma rápida y eficiente una gran cantidad de compuestos que incluyen materiales de construcción, alimentos y medicinas.
En el ser humano la muerte viene cuando deja de producirse el proceso de oxidación llamado respiración: después ocurren una serie de procesos de degradación que hace que los elementos que formaron el cuerpo se vuelvan a incorporar a la tierra: el bióxido de carbono que se libera en la descomposición del organismo, asciende a la atmósfera, lugar de donde será tomado por los vegetales para elaborar de nuevo compuestos orgánicos, los cuales, al ser consumidos por los herbívoros, se incorporarán una vez más a la cadena alimenticia, reiniciándose así el ciclo vida-muerte-vida que ha venido aconteciendo en nuestro planeta desde hace millones de años.
La vida y la muerte son procesos químicos. La vida comienza con la fecundación, con la que desencadena una serie de cambios químicos que seguirán ocurriendo a lo largo de la vida: el amor, el miedo, la ambición, tiene su origen en procesos químicos: también lo tienen las enfermedades que padece todo ser vivo cuando los mecanismos normales son alterados.
La complicada química que se desarrolla en el cerebro ha convertido a los seres humanos en seres inteligentes como tales, capaces de realizar procesos químicos a voluntad en laboratorios y fábricas, con lo que logra producir en forma rápida y eficiente una gran cantidad de compuestos que incluyen materiales de construcción, alimentos y medicinas.
Como se ve, las propiedades físicas del agua son casi siempre la unidad. Esto no es accidental, pues siendo el agua el líquido más abundante y accesible y teniendo propiedades tan singulares, no es de extrańar que se le tome como referencia para medir las de otras sustancias, sobre todo si son líquidas. El agua en estado sólido es menos densa que en forma líquida.El hecho de que el hielo sea menos denso que el agua líquida tiene gran importancia en el mantenimiento de la vida en las regiones frías del planeta: cuando un lago se congela, sólo lo hace en su superficie, ya que el hielo, por ser menos denso que el agua, flota sobre ella y, por ser mal conductor del calor, aisla las capas más profundas impidiendo su congelación, con lo que se logra mantener las condiciones apropiadas para la conservación de la vida.
AGUA OXIGENADA, PERÓXIDO DE HIDRÓGENO H2O2
El agua no es la única combinación que puede obtenerse entre hidrógeno y oxígeno. Existe además un compuesto que tiene un átomo de oxígeno más que el agua. La sustancia así formada es conocida como agua oxigenada, llamada con más propiedad peróxido de hidrógeno, cuya estructura es H2O2 o HO-OH. Esta sustancia, por tener un átomo de oxígeno extra, es inestable, es decir, libera oxígeno con facilidad para quedar como agua común. El agua oxigenada, por su facultad de liberar oxígeno, mata a muchos microbios por lo que se emplea como desinfectante de heridas, en cuyo contacto se puede ver al oxígeno desprenderse en forma de burbujas.
El agua oxigenada que se consigue en la farmacia como agente desinfectante es muy diluida, contiene sólo tres partes de agua oxigenada por 97 de agua común. El agua oxigenada que se emplea como oxidante en laboratorios químicos es más concentrada, pues contiene 30 partes de H2O2 por 70 de agua ordinaria. Esta solución tan concentrada es peligrosa, puesto que causa quemaduras al ponerse en contacto con la piel.
El agua oxigenada se emplea como decolorante, por lo que se utiliza, entre otras aplicaciones, para aclarar el color del pelo.
2 H2O2 --> 2 H2O + O2
El hidrógeno se puede liberar de las moléculas en las que se encuentra combinado con otros elementos. Ya que el agua es el compuesto de hidrógeno más abundante y accesible, será la materia prima en que primero se piense para preparar hidrógeno. Como el agua está formada por átomos de hidrógeno (H.), cuyo único electrón se pierde con cierta facilidad para dar iones positivos (H+) al pasar una corriente eléctrica a través del agua, es de esperarse la generación de protones que, por tener carga positiva, serán atraídos hacia el polo negativo (cátodo), donde se descargarán, liberando, por tanto, hidrógeno gaseoso (H2)
Sin embargo, existe el problema de que el agua pura es mala conductora de la corriente eléctrica, por lo que es necesario disolver en ella una base o un ácido fuerte que la hagan conductora. Disolvamos, por ejemplo, ácido nítrico (HNO3), cuyo protón se separa con facilidad (HNO3 H + NO3-) de los iones nitrato (NO3-). En esta solución, que ahora es conductora, los protones, por tener carga positiva, viajarán hacia el cátodo o polo negativo, donde se descargan generando dos volúmenes de gas hidrógeno, mientras que en el polo positivo o ánodo se desprenderá un volumen de oxígeno gaseoso (Figura 3).
A esta reacción se le conoce como electrólisis, es decir, ruptura de una molécula por medio de electricidad. Tan útil reacción no sólo se emplea para romper la molécula de agua, sino que se usa también para liberar los metales de sus sales.
Los iones metálicos (positivos) viajarán al cátodo en donde se descargan y se depositan, pudiéndose de esta manera recubrir un metal con otro. Por ejemplo, si la sal utilizada es sulfato de níquel, el ión de este metal viajará hacia el cátodo, y si éste es una pieza de hierro perfectamente limpio, se recubrirá con una capa homogénea de níquel que le dará un bonito aspecto y lo protegerá de la oxidación.
OBTENCIÓN DE HIDRÓGENO POR DESCOMPOSICIÓN DEL AGUA CON METALES Cuando se arroja un pequeńo trozo de sodio metálico sobre agua se efectúa una reacción violenta, se desprende hidrógeno y se genera calor. En ocasiones la reacción es tan violenta, que el hidrógeno liberado se incendia.
2Na + 2 H2O 2 NaOH + H2
PREPARACIÓN DE H2 EN EL LABORATORIO.
Una forma más moderada y fácil de controlar la reacción para preparar hidrógeno es la descomposición de un ácido fuerte por medio de un metal como fierro o zinc .En esta reacción el metal desplazará al hidrógeno formando la sal llamada cloruro de zinc. Si el hidrógeno liberado se hace arder en presencia de aire, se podrá condensar el agua formada por la combinación con el oxígeno del aire, justificando así su nombre que en griego significa "el que forma agua".
Aluminio
El aluminio es el tercer elemento más abundante en la corteza terrestre. Se le encuentra formando parte de minerales tan comunes como el granito y la mica, las arcillas con las que se hacen los ladrillos, y el caolín con el que se fabrica la porcelana y se recubren los utensilios de cocina para proteger al hierro de la oxidación (peltre).
La bauxita es un óxido de aluminio muy abundante. De él se obtiene el aluminio metálico mediante un proceso electrolítico muy ingenioso, descubierto simultáneamente en los Estados Unidos por Charles M. Hall, joven de 22 ańos, y en Francia por un joven, también de 22 ańos, llamado P. L. T. Heroult.
El procedimiento descubierto por ambos jóvenes nacidos en 1863 fue idéntico; ambos se hicieron ricos, disfrutando de ello hasta el fin de sus vidas, que curiosamente aconteció, también en ambos casos, en 1914.
Para obtener aluminio a partir de bauxita, ésta es previamente purificada, y disuelta posteriormente en un bańo de criolita fundida. La solución caliente de bauxita (óxido de aluminio o A12 O3) en criolita es colocada en una tina de carbón, se insertan en ellas barras de grafito y se hace pasar corriente eléctrica a través del mineral fundido. Como resultado de este proceso, el óxido se descompone y el aluminio se deposita en el fondo de la tina, de donde es posible recuperarlo.
Con este descubrimiento, el aluminio se abarató, y como llegó a ser tan común y sus usos tan variados, hoy en día se le puede ver en todas las cocinas y formando parte de las fachadas de la mayoría de los edificios.
Helio
El helio, segundo elemento más abundante en el Universo y en el Sol, es también un gas ligero que, a diferencia del hidrógeno, es inerte, es decir, no se combina con otros elementos. Como no es inflamable, se usa con plena confianza en el llenado de dirigibles. El helio es tan poco reactivo, que no se combina ni consigo mismo, por lo que se encuentra como átomo solitario He, en vez de encontrarse en forma de moléculas diatómicas como el oxígeno (O2) o el hidrógeno (H2).
El helio, primero de los gases nobles, tiene en su núcleo dos protones y su única capa electrónica se encuentra saturada con dos electrones, razón por la que es un elemento inerte.
LA ATMOSFERA PRIMITIVA DE LA TIERRA
COPONENTES DEL CUERPO HUMANO
Los elementos que forman parte de os seres vivos no sólo son importantes constituyentes de nuestro planeta, lo son también de otros cuerpos celestes, encontrándose incluso en los espacios interestelares.
IMPORTANCIA DEL CAPITULO 1:
En este primer capitulo nos menciona algunas caracteristicas del agua y el papel que desempeña en nuestro planeta asi como algunas teorias que nos hablan acerca del origen de la atmosfera primitiva y como fue evolucionando poco a poco hasta la actualidad , sin olvidar que nos menciona algunas propiedades del hidrogeno y helio que ademas de ser los principales constituyentes del universo conforman importantes compuestos.
EL ATOMO DE CARBONO , LOS HIDROCARBUROS , OTRAS MOLECULAS ORGANICAS , SU POSIBLE EXISTENCIA EN LA TIERRA PRIMITIVA Y OTROS CUERPOS CELESTES.
EL COMETA HALLEY.
En el uso de los recursos energéticos del planeta, la moderna tecnología ha llevado al hombre a la exploración de los espacios extraterrestres, al estudio de la Luna, de los planetas y del cometa Halley, por ejemplo.
Con éstos y muchos más éxitos, la humanidad ha sobrestimado su poder de dominio sobre la naturaleza y en su afán de usos y abuso de los recursos del planeta, ha alterado la naturaleza con su depredación, la ha desequilibrado por medio de pesticidas que, ciertamente, han aumentado las cosechas, pero que al mismo tiempo han alterado el ecosistema. Las fábricas y vehículos automotores producen humos nocivos que contaminan la atmósfera de las ciudades y producen la lluvia ácida que seca los bosques y contamina los lagos de la nación. Lo mismo sucede en otras naciones, que reciben los humos transportados por el viento.Los químicos los han ido descubriendo poco a poco y han encontrado que se pueden clasificar de acuerdo con sus propiedades físicas y químicas en lo que se ha nombrado la tabla periódica de los elementos.
PROPIEDADES DEL AGUA
El agua, producto formado en la combustión del hidrógeno, es la molécula más abundante en la Tierra, donde se le encuentra en sus tres estados físicos: como líquido, cubriendo las 3/4 partes de la superficie del planeta, constituyendo mares, ríos y lagos; como vapor, en grandes cantidades en la atmósfera, de donde se precipita como lluvia o nieve, y en su estado sólido (hielo), formando depósitos sobre las altas montańas y cubriendo las regiones polares y en este caso en tal cantidad, que si este hielo se fundiera, el nivel del océano subiría de tal manera que inundaría la mayor parte de las ciudades costeras y gran parte de las tierras bajas, incluyendo países enteros como Holanda, que quedaría totalmente bajo las aguas.
El agua, en estado puro, es un líquido incoloro, inodoro e insípido. Las propiedades físicas de tan importante sustancia a menudo se toman como tipo: su punto de fusión es de 0° su punto de ebullición a nivel del mar es de 100° la mayor densidad del agua se alcanza a 4°, siendo de 1 g/ml, es decir que cada mililitro pesará un gramo y por lo tanto un litro pesará un kilogramo.Su calor específico es de 1.00 caloría por grado, por gramo, o lo que es lo mismo, un gramo de agua elevará su temperatura en un grado centígrado cuando se le suministra una cantidad de energía en forma de calor equivalente a una caloría. Por ejemplo, para elevar la temperatura de un litro de agua de 20 a 21° se necesitará suministrar una cantidad de calor equivalente a 1 000 calorías.
LAS GRANDES RESERVAS DE AGUA COMO REGULADORAS DEL CLIMA
Como el agua se calienta o enfría más lentamente que el suelo, sirve para regular la temperatura. Es por eso que en las regiones alejadas del mar se tienen climas más extremosos que en las regiones marítimas. El agua no sólo es abundante en la Tierra, también se ha detectado en otros cuerpos celestes. Por ejemplo, en Marte, aunque ha desaparecido de su superficie dejando vacíos los lechos de lagos y ríos, ya que la escasa gravedad del planeta (40% de la terrestre) no la pudo retener, existe agua congelada en los polos, donde se encuentra mezclada con hielo seco (CO2 sólido). También debe existir debajo de la corteza marciana, ya sea como hielo en invierno o líquida en verano. El cometa Halley la contiene en forma de hielo, como revelan los últimos informes.AGUA OXIGENADA, PERÓXIDO DE HIDRÓGENO H2O2
El agua no es la única combinación que puede obtenerse entre hidrógeno y oxígeno. Existe además un compuesto que tiene un átomo de oxígeno más que el agua. La sustancia así formada es conocida como agua oxigenada, llamada con más propiedad peróxido de hidrógeno, cuya estructura es H2O2 o HO-OH. Esta sustancia, por tener un átomo de oxígeno extra, es inestable, es decir, libera oxígeno con facilidad para quedar como agua común. El agua oxigenada, por su facultad de liberar oxígeno, mata a muchos microbios por lo que se emplea como desinfectante de heridas, en cuyo contacto se puede ver al oxígeno desprenderse en forma de burbujas.
El agua oxigenada que se consigue en la farmacia como agente desinfectante es muy diluida, contiene sólo tres partes de agua oxigenada por 97 de agua común. El agua oxigenada que se emplea como oxidante en laboratorios químicos es más concentrada, pues contiene 30 partes de H2O2 por 70 de agua ordinaria. Esta solución tan concentrada es peligrosa, puesto que causa quemaduras al ponerse en contacto con la piel.
El agua oxigenada se emplea como decolorante, por lo que se utiliza, entre otras aplicaciones, para aclarar el color del pelo.
2 H2O2 --> 2 H2O + O2
El hidrógeno se puede liberar de las moléculas en las que se encuentra combinado con otros elementos. Ya que el agua es el compuesto de hidrógeno más abundante y accesible, será la materia prima en que primero se piense para preparar hidrógeno. Como el agua está formada por átomos de hidrógeno (H.), cuyo único electrón se pierde con cierta facilidad para dar iones positivos (H+) al pasar una corriente eléctrica a través del agua, es de esperarse la generación de protones que, por tener carga positiva, serán atraídos hacia el polo negativo (cátodo), donde se descargarán, liberando, por tanto, hidrógeno gaseoso (H2)
Sin embargo, existe el problema de que el agua pura es mala conductora de la corriente eléctrica, por lo que es necesario disolver en ella una base o un ácido fuerte que la hagan conductora. Disolvamos, por ejemplo, ácido nítrico (HNO3), cuyo protón se separa con facilidad (HNO3 H + NO3-) de los iones nitrato (NO3-). En esta solución, que ahora es conductora, los protones, por tener carga positiva, viajarán hacia el cátodo o polo negativo, donde se descargan generando dos volúmenes de gas hidrógeno, mientras que en el polo positivo o ánodo se desprenderá un volumen de oxígeno gaseoso (Figura 3).
A esta reacción se le conoce como electrólisis, es decir, ruptura de una molécula por medio de electricidad. Tan útil reacción no sólo se emplea para romper la molécula de agua, sino que se usa también para liberar los metales de sus sales.
Los iones metálicos (positivos) viajarán al cátodo en donde se descargan y se depositan, pudiéndose de esta manera recubrir un metal con otro. Por ejemplo, si la sal utilizada es sulfato de níquel, el ión de este metal viajará hacia el cátodo, y si éste es una pieza de hierro perfectamente limpio, se recubrirá con una capa homogénea de níquel que le dará un bonito aspecto y lo protegerá de la oxidación.
OBTENCIÓN DE HIDRÓGENO POR DESCOMPOSICIÓN DEL AGUA CON METALES Cuando se arroja un pequeńo trozo de sodio metálico sobre agua se efectúa una reacción violenta, se desprende hidrógeno y se genera calor. En ocasiones la reacción es tan violenta, que el hidrógeno liberado se incendia.
2Na + 2 H2O 2 NaOH + H2
PREPARACIÓN DE H2 EN EL LABORATORIO.
Una forma más moderada y fácil de controlar la reacción para preparar hidrógeno es la descomposición de un ácido fuerte por medio de un metal como fierro o zinc .En esta reacción el metal desplazará al hidrógeno formando la sal llamada cloruro de zinc. Si el hidrógeno liberado se hace arder en presencia de aire, se podrá condensar el agua formada por la combinación con el oxígeno del aire, justificando así su nombre que en griego significa "el que forma agua".
LA ELECTRÓLISIS EN LA OBTECIÓN DE METALES
Aluminio
El aluminio es el tercer elemento más abundante en la corteza terrestre. Se le encuentra formando parte de minerales tan comunes como el granito y la mica, las arcillas con las que se hacen los ladrillos, y el caolín con el que se fabrica la porcelana y se recubren los utensilios de cocina para proteger al hierro de la oxidación (peltre).
La bauxita es un óxido de aluminio muy abundante. De él se obtiene el aluminio metálico mediante un proceso electrolítico muy ingenioso, descubierto simultáneamente en los Estados Unidos por Charles M. Hall, joven de 22 ańos, y en Francia por un joven, también de 22 ańos, llamado P. L. T. Heroult.
El procedimiento descubierto por ambos jóvenes nacidos en 1863 fue idéntico; ambos se hicieron ricos, disfrutando de ello hasta el fin de sus vidas, que curiosamente aconteció, también en ambos casos, en 1914.
Para obtener aluminio a partir de bauxita, ésta es previamente purificada, y disuelta posteriormente en un bańo de criolita fundida. La solución caliente de bauxita (óxido de aluminio o A12 O3) en criolita es colocada en una tina de carbón, se insertan en ellas barras de grafito y se hace pasar corriente eléctrica a través del mineral fundido. Como resultado de este proceso, el óxido se descompone y el aluminio se deposita en el fondo de la tina, de donde es posible recuperarlo.
Con este descubrimiento, el aluminio se abarató, y como llegó a ser tan común y sus usos tan variados, hoy en día se le puede ver en todas las cocinas y formando parte de las fachadas de la mayoría de los edificios.
Helio
El helio, segundo elemento más abundante en el Universo y en el Sol, es también un gas ligero que, a diferencia del hidrógeno, es inerte, es decir, no se combina con otros elementos. Como no es inflamable, se usa con plena confianza en el llenado de dirigibles. El helio es tan poco reactivo, que no se combina ni consigo mismo, por lo que se encuentra como átomo solitario He, en vez de encontrarse en forma de moléculas diatómicas como el oxígeno (O2) o el hidrógeno (H2).
El helio, primero de los gases nobles, tiene en su núcleo dos protones y su única capa electrónica se encuentra saturada con dos electrones, razón por la que es un elemento inerte.
LA ATMOSFERA PRIMITIVA DE LA TIERRA
Cuando en el planeta Tierra aún no se iniciaba la vida, debió de existir una atmósfera muy diferente a la actual.
El científico ruso Oparin supone que estaba compuesta por vapor de agua (H2O), amoniaco (NH3) e hidrocarburos, principalmente metano (CH4), conteniendo también ácido sulfhídrico (H2S).
Tal mezcla de gases debieron dar origen a nuevas moléculas orgánicas, como los aminoácidos.
En 1953 el científico estadunidense Miller dio apoyo a la teoría de Oparin mediante un experimento bastante sencillo: puso en un recipiente cerrado vapor de agua (H2O), metano (CH4), hidrógeno (H2) y amoniaco (NH3), y sometió esta réplica de la atmósfera primitiva a descargas eléctricas durante una semana; al cabo de ese tiempo se habían formado en su interior ácidos orgánicos, distintos aminoácidos y urea; es muy probable que el vapor de agua contenido en ella se disociara por acción de los rayos ultravioleta, dando lugar a la generación de oxígeno.
De esta manera oxidó el amoniaco (NH3), que abundaba en la atmósfera de la Tierra joven, dando como producto agua y nitrógeno. Con el tiempo la cantidad de este último aumentó gradualmente hasta allegar a predominar en la atmósfera. Por su parte, una cierta cantidad de O2 que quedaba se combinó entre sí, debido a la acción de la radiación ultravioleta que llegada del Sol sin encontrar ningún obstáculo, dando lugar a la formación del ozono (O3), al formar una capa en la atmósfera superior, impidió posteriormente, en gran medida, la entrada de este tipo de rayos, con lo que se facilitó de esta manera la aparición de la vida vegetal. Ésta, a su vez, por medio de la fotosíntesis, descompuso el CO2 con la consiguiente liberación de oxígeno, el que gradualmente se fue acumulando en la atmósfera hasta propiciar la vida animal. La atmósfera de la Tierra, así, poco a poco se fue acercando a la composición que tiene actualmente y de la que disfrutamos los habitantes de la Tierra, compuesta por 78% de nitrógeno, 21% de oxígeno, 0.9% de argón, vapor de agua, bióxido de carbono, además de otros elementos y moléculas en pequeñas proporciones. En nuestros días el O2 ha ido en aumento hasta llegar a ser el elemento más abundante de la corteza terrestre: más o menos del 50 %.
Las condiciones que existen en los planetas más cercanos al Sol, Mercurio y Venus, son impropias para la vida.
Los grandes planetas más alejados de la Tierra: Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, además de ser muy fríos tienen una atmósfera en que el principal constituyente es el hidrógeno, aparte de cantidades apreciables de helio y metano. Tienen atmósferas reductoras impropias para la vida humana.
COPONENTES DEL CUERPO HUMANO
Los principales elementos de que está formado el cuerpo humano son carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno (N), elementos que son también los principales componentes de otros seres vivos desde los organismos unicelulares hasta los enormes pluricelulares.
La molécula más abundante en los seres vivos es el agua. En el ser humano llega a ser más de 70% de su peso.
De esta manera todos los elementos que fueron tomados de la Tierra y de la atmósfera para crear un ser vivo, regresan a su punto de origen, donde quedan en disposición de ser reutilizados.
IMPORTANCIA DEL CAPITULO 1:
En este primer capitulo nos menciona algunas caracteristicas del agua y el papel que desempeña en nuestro planeta asi como algunas teorias que nos hablan acerca del origen de la atmosfera primitiva y como fue evolucionando poco a poco hasta la actualidad , sin olvidar que nos menciona algunas propiedades del hidrogeno y helio que ademas de ser los principales constituyentes del universo conforman importantes compuestos.
EL ATOMO DE CARBONO , LOS HIDROCARBUROS , OTRAS MOLECULAS ORGANICAS , SU POSIBLE EXISTENCIA EN LA TIERRA PRIMITIVA Y OTROS CUERPOS CELESTES.
La teoría de la gran explosión como origen del Universo concibe la formación del átomo de carbono en el interior de las estrellas mediante la colisión de tres átomos de helio. La generación del carbono y de los átomos más pesados se dio en el interior de las estrellas antes de la formación de nuestro Sistema Solar.
Cuando la tenue nube de polvo y gas fue comprimida , se formo la nebulosa en cuyo centro la materia se concentró y calentó hasta producir nuestro Sol.
Rodeando al Sol, la materia fue siendo cada vez más fría y sus elementos constituidos más ligeros. Con este material se formaron los planetas y sus lunas.
La diferente composición química del cuerpo de los planetas y de su atmósfera se debe en parte a que se formaron en regiones de la nebulosa con distintas temperaturas. Los planetas interiores han perdido alrededor de 98% de su peso original, mientras que los planetas lejanos conservan enormes cantidades de hidrógeno y helio.
La Tierra contiene agua en abundancia y carbono en cantidades también relativamente abundantes, además del resto de los elementos estables. Cuando la colisión se efectúa entre átomos y neutrones se obtiene átomos con idéntico número atómico, pero diferente peso molecular, a los que se les llama isótopos. El primero de ellos , el fósforo 30, fue preparado por Frédéric e Irene Curie en 1935.
Cualquier elemento natural o sintético es identificado por su número atómico Z, que corresponde al número de protones que lleva en su núcleo.
Los diferentes isótopos (de griego, mismo lugar) de un elemento se llamarán de la misma manera y ocuparán el mismo lugar en la tabla periódica de los elementos, además de que tendrán idénticas propiedades químicas.
El carbono, elemento base de la vida, se encuentra en la corteza terrestre en una proporción de 0.03%, ya sea libre o formando parte de diversas moléculas. Se ha comprobado su existencia en meteoritos y en las muestras de piedras traídas de la Luna.
En la Tierra se le encuentra: libre en forma de diamante o de grafito, combinado, formando parte de diversas moléculas orgánicas como la celulosa de la madera, el algodón y el azúcar.
EL CARBONO EN ESTADO LIBRE
Las naves espaciales confirmaron muchos de los conceptos previamente establecidos. Descubrieron que su núcleo es alargado, con la forma de un cacahuate ennegrecido; que sus dimensiones son mayores de las que se habían supuesto. Tiene 15 kilómetros de largo por 10 de ancho. El espesor de la película es de solo 1 cm, lo cual, es suficiente para evitar en gran medida el reflejo de los rayos solares y al mismo tiempo la evaporación del agua.
Los sensores infrarrojos (del Vega I) detectaron una temperatura de 59º, temperatura más que suficiente para que el hielo sublime.
Los chorros de gas y polvo están constituidos principalmente por vapor de agua (80% en volumen). Se encontró que junto con el agua se eliminan grandes cantidades de amoniaco y metano, así como bióxido de carbono.
Los espectrómetros Giotto detectaron la presencia de una cantidad de partículas cargadas provenientes de la ruptura de moléculas. También detectaron la presencia de iones de carbono, oxígeno, sodio, azufre y fierro.
Se encontró que el cometa respira hidrógeno: cada 53 horas sube la intensidad de hidrógeno debido al periodo de rotación.
El diamante es un cuerpo duro y transparente en que cada átomo de carbono se encuentra unido a otros cuatro, localizados en los vértices de un tetraedro. El grafito es otra forma alotrópica del carbono.
Alotropía: significa variedad. El diamante es por tanto uno de los alótropos del carbono. El diamante es más pesado que el grafito, pues la densidad del primero es de 3.5 g/cm3 y la del segundo de 2.3 g/cm3. La diferencia se debe al modo de unión entre sus átomos.
A diferencia del diamante, el grafito es un buen conductor de la energía eléctrica.
Esta propiedad se puede deducir de su estructura en la que cada una de las tres uniones entre átomos están formadas por un par de electrones.
COMPUESTOS DEL CARBONO
El átomo de carbono tiende a rodearse por cuatro átomos, ya sean del propio carbono o de diferentes elementos.
PRIMEROS HIDROCARBUROS
La Tierra tuvo en su primera época una atmósfera rica en hidrógeno (H2), por lo que el carbono (C) reaccionó con él formando moléculas de hidrocarburos (carbono hidrogenado). Cada átomo de carbono se une a cuatro de hidrógeno formando el metano (CH4). El metano es una molécula estable en la que las capas electrónicas de valencia están saturadas. Los compuestos del carbono forman una serie muy grande de sustancias con fórmulas precisas.
Los hidrocarburos lineales tendrán la fórmula CnH2n+2.
Los hidrocarburos cíclicos se representan esquemáticamente por medio de polígonos.
Los hidrocarburos gaseosos forman parte del gas doméstico, mientras que los líquidos constituyen las gasolinas.
Existe también la posibilidad de que dos átomos de carbono unan tres de sus cuatro valencias, formando así sustancias llamadas alquinos.
El acetileno se ha encontrado en meteoritos y muestras de la Luna, en donde se halla combinado con metales formando sustancias duras, llamadas carburos.
Los carburos metálicos se forman por interacción entre el átomo de carbono y un óxido metálico a elevadas temperaturas.
El más conocido de los carburos es el carburo de calcio CaC2. El carburo de calcio es el hidrocarburo más simple, reacciona con agua desprendiendo acetileno.
El acetileno se usa en combinación con el oxígeno en el soplete oxiacetilénico, el cual sirve para soldar o cortar objetos de hierro.
Los átomos de carbono pueden combinarse con muchos elementos principalmente con oxígeno y con nitrógeno.
METANO
Es el más simple de los hidrocarburos, es el resultado de la unión de un átomo de carbono con cuatro de hidrógenos. El metano es un gas volátil e inflamable, es un combustible eficaz.
EL METANO Y OTROS COMPUESTOS QUIMICOS EN LOS CUERPOS CELESTES.
El metano formó parte de la atmósfera primitiva de la Tierra, donde se generó por la acción reductora del hidrógeno sobre el carbono. El metano forma parte de la atmósfera de los planetas fríos, es decir de Júpiter, Neptuno, Urano y Plutón.
Jupiter :Las naves espaciales revelaron un mundo fascinante en que las capas de distintos colores se suceden en este enorme planeta cuyo diámetro es 11 veces el de la Tierra. El metano se encuentra en forma de gas en la atmósfera de Júpiter, donde se transforma químicamente con la ayuda de la radiación ultravioleta del Sol.
Saturno:El viajero I llego a Saturno en noviembre de 1980, mostrando un enorme planeta. Este planeta, que se distingue de los demás por su bello e impresionante sistema de anillos, posee una atmósfera en la que predomina el hidrógeno.
Titán. Con este nombre se conoce a la mayor luna de Saturno, un cuerpo celeste con tamaño comparable de la Tierra.
La atmósfera de este cuerpo celeste está formada por 80% de nitrógeno y por sustancias orgánicas como metano, etano y ácido cianhídrico.
Química del metano en las condiciones del Titán. Titán se convierte en un excelente laboratorio químico extraterrestre donde se llevan a cabo reacciones químicas por medio de las cuales se forman ácido cianhídrico, ciano acetileno, etanopropano, etileno y metil acetileno. Las demás lunas de Saturno no tienen atmósfera.
Urano y Neptuno: Son gigantescos planetas de color verde azulado, más fríos y densos que Saturno. La atmósfera de estos planetas contiene hidrógeno, metano, identificado por su espectro de infrarrojo.
URANO. Es un gran planeta de color verdoso, con 51 000 km de diámetro. Se encuentra a una distancia del Sol de 2 868 600 000 km. Esta enorme distancia convierte a Urano en un planeta difícil de estudiar. Urano está rodeado de anillos, constituidos por un material oscuro que refleja muy poco de la luz solar que reciben.
NEPTUNO. Un gigante verdoso con aproximadamente las mismas dimensiones y con una composición química parecida a la de Urano.
PLUTÓN. Además de ser el más lejano y más pequeño de los planetas del Sistema Solar, es también el menos denso. Su composición química es la siguiente: agua sólida 74%, metano 5% y roca 21%. En la atmósfera de Plutón se ha detectado metano, además de los gases nobles, argón y neón, razón por la cual su atmósfera es inherte.
Los cometas: En los helados confines del Sistema solar existen congelados millones de pequeños cuerpos celestes formados de hielo, gas y polvo. Cuando alguno de ellos es perturbado por el paso de una estrella, se pone en movimiento y al recibir el calor del Sol, cobra vida, libera gases y polvo e inicia un viaje describiendo una órbita elíptica alrededor del Sol.
Las órbitas de algunos de ellos son alteradas por influencia de los grandes planetas, convirtiéndose en cometas de periodo corto. Los cometas, después de haber sido observados se han descrito como pequeños cuerpos de hielo que mientras brillan a la luz del Sol emiten gases y polvo, y cuyas moléculas se descomponen en iones y radicales por acción del viento y radiación ultravioleta solares.
