LOS COMPONENTES DE LA MATERIA. •

LOS COMPONENTES DE LA MATERIA.
• ¿Cuál es la importancia de la combinación de los elementos químicos?
• Cita algunos de ellos e investiga la función o los procesos biológicos en los que interviene el oxígeno, el
carbono y el nitrógeno.
DEL ÁTOMO AL MODELO ATÓMICO.
• ¿Quiénes fueron los primeros investigadores de los métodos atómicos? ¿En qué épocas los ubicas?
• ¿Cuáles fueron las ideas de Demócrito en relación al átomo?
• ¿Cuál fue el filósofo que resaltó en parte la teoría de Demócrito? ¿Qué sostenía la misma?
• ¿Quién fue Dalton? ¿Qué sostenía su teoría en relación a continuidad de la materia, identidad de los
átomos, consecuencias de la combinación de los átomos, características de las moléculas compuestas? Cita
ejemplos.
RADIOACTIVIDAD.
• ¿Qué es la radioactividad? ¿En qué tipo de átomos se produce?
• ¿Cuáles fueron los científicos que investigaron sobre la radiaciones? Explica brevemente.
• ¿Qué características tiene el modelo atómico de Bohr? ¿Y el de la teoría cuántica?
• ¿Qué características tiene los metales reactivos y no reactivos? Cita ejemplos. Investiga la importancia
biológica del sodio, calcio y potasio.
LOS COMPONENTES DE LA MATERIA.
• La importancia de la combinación de los elementos químicos es que son esenciales para la vida de los
organismos y el funcionamiento de los ecosistemas, porque al combinarse entre sí de distintas maneras
pueden dar origen a una gran variedad de sustancias.
Los elementos químicos que encontramos en la composición química de los seres vivos son variados:
carbono, oxígeno, nitrógeno, cloro, azufre, hidrógeno, sodio, potasio, magnesio, calcio, cloro, fósforo, hierro,
cobre, zinc, plata, oro, silicio, manganeso, aluminio, estaño, boro, arsénico, yodo y cobalto.
Los procesos biológicos en los que intervienen el oxígeno, carbono y nitrógeno son: Agua (hidrógeno y
oxígeno), amoníaco (hidrógeno y nitrógeno) y dióxido de carbono (oxígeno y 2 átomos de carbono), los
hidrocarburos (carbono e hidrógeno), los ácidos (carbono, oxígeno e hidrógeno), los alcoholes (carbono,
oxígeno e hidrógeno) los aldehidos, cetonas (C,O y H), éteres y ésteres (C, O y H) y amidas y aminas
(carbono, oxígeno, hidrógeno y nitrógeno).
El grupo funcional es la parte de las moléculas que determina sus propiedades y los distintos grupos se
reconocen por la manera en que están unidos los átomos de carbono, oxígeno e hidrógeno. Cuando tienen el
mismo grupo funcional constituyen una serie homóloga, aunque su composición molecular sea distinta. Por
ejemplo: los ácidos forman parte del grupo funcional carboxilo y su sufijo es −oico, así encontramos el ácido
ascórbico en los cítricos, que es la vitamina C, el ácido láctico en los tejidos de los seres vivos, el ácido
fórmico en la picadura de hormigas, el ácido etanoico o acético en el vinagre, el ácido salicílico en los
conservantes de bebidas y jugos.
DEL ÁTOMO AL MODELO ATÓMICO.
• Los primeros estudios fueron realizados por los griegos 450 años a.C., entre los que se encontraba
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Demócrito (460−370 a.C.) y Aristóteles (384−347 a. C.) La época es en la Antigua Grecia, poco tiempo
después de las guerras contra los persas.
• Demócrito, que era filósofo y como tal se preguntaba el origen de todas las cosas, sostenía que la materia
estaba compuesta por pequeñas partículas indivisibles, de distintas formas y tamaños y, por eso mismo, las
llamó átomos que significa indivisible.
• El filósofo que continuó estudiando la materia fue Aristóteles (filósofo griego), pero planteó una idea
opuesta a la de Demócrito: la materia no estaba formada por partículas sino que era continua. En realidad
quien dio forma a la hipótesis de Demócrito y sentó las bases de la teoría atómica fue un químico inglés,
John Dalton, a principios de s. XIX.
• John Dalton era un químico inglés, que partiendo de la idea de Demócrito, enunció la teoría atómica a
comienzos del siglo XIX e inició la sistematización de los símbolos químicos, al representar a los átomos
como esferas y cada uno con un símbolo distinto.
Dalton sostenía que:
• La materia es discontinua, o sea, que está formada por pequeñas partículas indivisibles, llamadas
átomos.
• Que todos los átomos de un elemento químico son idénticos en tamaño, masa y propiedades químicas,
pero que son diferentes a los átomos de otros elementos. Por ej.: los átomos de carbono son iguales
entre sí, pero son diferentes a los átomos de cloro y ,ambos a su vez, diferentes a los átomos de
oxígenos y así sucesivamente.
• En la combinación de dos sustancias, los átomos no se crean ni se destruyen sino lo que cambia es su
distribución en el espacio. Por ej. el agua estaba formada por dos esferas de idéntico tamaño una al
lado de la otra. (Hoy sabemos que la molécula de agua está formada por 3 átomos, 2 de hidrógeno y
uno de oxígeno y que no tienen el mismo tamaño los de hidrógeno que los de oxígeno).
• Sostuvo que los átomos compuestos están constituidos por átomos de elementos distintos que se unen
entre sí. Pero él llamó átomos compuestos a los que hoy se denomina molécula compuesta, es decir,
aquella formada por dos elementos diferentes. Por ej. el amoníaco sería un átomo compuesto por 2
esferas idénticas, una de hidrógeno y otra de nitrógeno. (Hoy sabemos que el amoníaco es una
molécula compuesta por 3 átomos de hidrógeno y uno de nitrógeno.
Sustancias compuestas, formadas por moléculas compuestas, son, por ejemplo, el agua, el amoníaco, la
glucosa y sustancias simples, formadas por moléculas simples, son, por ej., el azufre y el diamante.
RADIOACTIVIDAD.
• La radioactividad es un proceso de desintegración, durante el cual los átomos pierden parte de su masa y
emiten radiaciones (de ahí su nombre) hasta convertirse en átomos más pequeños y livianos. Se produce en
los átomos muy pesados, como el uranio−238.
• El primero en estudiar la radioactividad fue un químico francés Henri Becquerel a fines del siglo XIX. Su
descubrimiento fue accidental ya que descubrió que un trozo de uranio le había velado unas placas que dejo
tapadas para que no recibieran luz. Al encontrarlas veladas descubrió que el uranio emitía radiaciones
capaces de atravesar láminas de metal como el aluminio.
Más tarde el físico inglés Ernest Rutherford demostró, a principios del siglo XX, que el uranio emitía dos
tipos de radiaciones: alfa (penetrantes pero débiles) y beta (más penetrantes). (Después se descubrió un tercer
tipo de radiación: los rayos gamma, que son radiaciones electromagnéticas, muy penetrantes y que recorren
grandes distancias).
Simultáneamente en esa época el matrimonio de químicos Marie y Pierre Curie descubrieron dos sustancias
radioactivas: el polonio y el radio.
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• El modelo atómico de Bohr presenta las siguientes características:
• Los electrones no son atraídos por el núcleo, sino que se mueven alrededor del él describiendo órbitas
circulares.
• Los electrones adquieren energía, se excitan, por efecto del calor o la electricidad. Al adquirir mayor
energía pasan de una órbita interior a otra exterior de mayor energía. De esta manera se vuelven
inestables. Entonces, para recuperar su estabilidad regresan a la órbita interior, perdiendo la energía
adquirida.
• El nivel energético de los electrones depende de la órbita en que se encuentren.
El modelo de la teoría cuántica (originada en los estudios de Max Planck y desarrollada luego
magistralmente por Einstein) sostiene:
• Los electrones giran en orbitales, que es la zona del espacio que rodea al núcleo.
• Dentro del orbital el electrón cambia la dirección del movimiento pero no su sentido.
• Todos los electrones presentes en un átomo no tienen la misma energía, los que se mueven más cerca
del núcleo tienen menos energía que los que están más alejados de él. Por lo tanto, se pueden definir
distintos niveles de energía y cada nivel presenta, a su vez, subniveles. Éstos pueden tener de 1 a 7
orbitales. Cada orbital no posee más de 2 electrones.
• Los metales reactivos son plateados, se funden a altas temperaturas, buenos conductores de electricidad y
calor, reaccionan fácilmente frente a otras sustancias y se oxidan al tomar contacto con el aire. Por ej.: el
calcio, el sodio, el magnesio y el potasio.
Los metales no reactivos son: 1) los metales de transición, los cuales, a diferencia de los reactivos son
brillantes y de consistencia dura, como la plata, el zinc, oro, cobre, titanio, tungsteno; y 2) los metales pobres
que tienen aspecto similar a los reactivos pero baja reactividad, o sea, que no reaccionan fácilmente ante otras
sustancias. Por ej.: el aluminio, estaño, antimonio, bismuto.
Importancia biológica del calcio: participa en la contracción muscular, forma el tejido óseo y los dientes. Es
importante durante el embarazo, la lactancia, infancia y el período de crecimiento. También en la tercera edad
para evitar la osteoporosis y, por consiguiente, la fractura de los huesos en las personas mayores. Hay
alimentos como los lácteos y sus derivados (leche, yoghurts, quesos) que incorporan al organismo las dosis
necesarias, por eso es importante una buena alimentación,. rica en calcio, ya que si bien se pueden tomar
pastillas como suplementos del calcio, la asimilación ideal del mismo por el organismo es mediante los
alimentos.
Importancia biológica del sodio: el sodio es indispensable como alimento, no podemos vivir sin sodio y sin
glucosa. Por supuesto que el exceso de sodio también es malo, provoca hipertensión (con riesgo en los
enfermos cardiovasculares), manchas en los dientes, retención de líquidos (ya que fija el agua en el
organismo), deshidratación. Por eso una dieta sana significa sodio (cloruro de sodio) en las comidas, pero en
pequeñas o escasas cantidades. En los días de mucho calor de verano es aconsejable administrar alimentos
salados (caldos, jamón crudo) a las personas mayores y a los niños a fin de evitar las secuelas del golpe de
calor y la deshidratación.
El bicarbonato de sodio también tiene aplicaciones medicinales en la salud bucal (limpieza y conservación de
los dientes y de su estado sanitario) y en aplicaciones medicinales ante trastornos del aparato digestivo.
Importancia biológica del potasio: participa también en la contracción muscular ya que su carencia o su
disminución (producida por la práctica intensa de un deporte) ocasiona severos calambres. Con una rápida
administración de potasio (por ej. bananas) se suple momentáneamente esa carencia.
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Cueto Rúa − Frías −
Herrera − Muñoz − Quintana
2º 3ª
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