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CAPITULO 1 GEOQUIMICA ORIGEN DE LOS ELEMENTOS QUIMICOS ORIGEN, FORMACION Y ESTRUCTURA DE LA TIERRA LOS ELEMENTOS QUIMICOS EN LA NATURALEZA HUGO TORRENS LOS MAYAS CONCEBIAN ERAS CON UNA DURACION DE TRECE BAKTUNS PERIODO DE 144 000 DIAS LO QUE EQUIVALDRIA A UNOS 5100 AÑOS. SEGUN CIERTAS CORRELACIONES CALENDARICAS, NUESTRA ERA HABRIA SIDO CREADA HACIA EL AÑO 3113 A.C. Y DEBERIA TERMINAR, AL COMPLETARSE EL “GRAN CICLO DE LA LARGA CUENTA” EN DICIEMBRE DEL AÑO 2012…!! HUGO TORRENS ¿ CUAL ES EL ORIGEN DEL UNIVERSO ? TEORIA DE LA GRAN EXPLOSION UN LUGAR Y UN TIEMPO 15-18 MILMILLONES AÑOS CENTRO DEL UNIVERSO TEORIA PERMANENTE HUGO TORRENS TEORIA OSCILATORIA ¿QUE EVIDENCIAS EXISTEN PARA PENSAR EN LA GRAN EXPLOSION? HUGO TORRENS 1101A CHRISTIAN ANDREA DOPPLER HUGO TORRENS HUGO TORRENS 1101 HUGO TORRENS HUGO TORRENS 1101A CHRISTIAN ANDREA DOPPLER HUGO TORRENS HUGO TORRENS OTRAS EVIDENCIAS… …Y SUS CONSECUENCIAS HUGO TORRENS 1103B PREMIO NOBEL 1903 DE FISICA CONCEDIDO (MITAD) A HENRI BECQUEREL POR SU DESCUBRIMIENTO DE LA RADIACTIVIDAD ESPONTANEA Y A MARIA Y PIERRE CURIE (MITAD) POR SUS INVESTIGACIONES SOBRE LOS FENOMENOS DE RADIACION DESCUBIERTOS POR BECQUEREL. INTERLUDIO DE FISICA DE PARTICULAS A MARIA CURIE LE CONCEDIERON, EN 1911, EL PREMIO NOBEL DE QUIMICA POR SUS DESCUBRIMIENTOS Y ESTUDIOS DE LOS ELEMENTOS RADIO Y POLONIO. ELLA FUE LA UNICA MUJER, HASTA AHORA, A LA QUE SE LE HAN CONCEDIDO DOS PREMIOS NOBEL. HUGO TORRENS HUGO TORRENS UN DIA COMUN Y CORRIENTE DE 1896, H. BECQUEREL GUARDA UNAS PLACAS FOTOGRAFICAS EN UN CAJON JUNTO A UNA MUESTRA DE URANIO Y SE INICIA LA ERA ATOMICA… LAS PLACAS SE VELARON Y DEDUJO QUE SE DEBIO A UNA RADIACION DESCONOCIDA PROVENIENTE DEL URANIO. MARIE CURIE (1837-1934) EN 1899, GIESEL Y MEYER DESCUBREN UN SEGUNDO TIPO DE RADIACION . EN 1900, CURIE, BECQUEREL Y VILLARD ENCUENTRAN UNA TERCERA. EN 1903, RUTHERFORD LLAMO ALFA A LA PRIMERA -- Y, PUESTOS A BAUTIZAR, LLAMO BETA -- A LA DE GIESEL Y GAMA -- A LA DE CURIE. HOY SABEMOS QUE: = 4He2 = e = FOTONES ¿QUÉ OTRAS PARTICULAS EXISTEN? HUGO TORRENS RAYOS COSMICOS Y PARTICULAS FUNDAMENTALES MATERIA RAYOS COSMICOS Y PARTICULAS ELEMENTALES… HUGO TORRENS HUGO TORRENS 2584 X+ X 2335 S+ S ANTIMATERIA S- S- X X+ S S+ 2185 L 1837 n p+ p- n´ 966 + - X L 270 p- 207 m- m+ 1 e- e+ 0 n 0 X p X n´ + X p+ 1104 ACELERADOR EUROPEO DE PARTICULAS EL CIRCULO MAYOR MARCA LA RUTA DEL ACELERADOR QUE SE ENCUENTRA 100m BAJO TIERRA Y MIDE 27 Km. LA FRONTERA DE FRANCIA Y SUIZA VISECTA AMBOS ANILLOS DE ACELERACION. HUGO TORRENS DECAIMIENTO ISOTOPICO… RADIACION ALFA = 4He2 =e = FOTON 8Be HUGO TORRENS 4 24He2 = = RADIACION GAMA = 4He2 =e = FOTON ESTADO EXCITADO 7Be * 4 HUGO TORRENS ESTADO BASAL 7Be 4 + BETA-NEUTRINO n´ 6He * 2 HUGO TORRENS 6Li 3 + +n n = p + - + n´ POSITRON-NEUTRINO n + 6Be HUGO TORRENS 4 6Li 3 + + + n p = n + + + n CAPTURA DE ELECTRONES RAYOS X 7Be HUGO TORRENS + e 4 7Li 3 + RAYOS X p + e- = n + n 1103C SEGUNDA RADIOGRAFIA TOMADA POR RONTGEN A LA MANO DE SU ESPOSA… 22 DICIEMBRE 1895 CAPTURA DE NEUTRONES Fe 54Fe HUGO TORRENS 26 + xn 92U 238 + ???? REACCIONES NUCLEARES HUGO TORRENS ,3n , 2n , n p, d, n Nuc ,np p, n , n n, 2n , pn , p d, n, np n, n, d, p n,p RADIACTIVIDAD n Nuc p HUGO TORRENS + COLISIONES ENTRE PARTICULAS ¿CON QUE ENERGIA? 1105C ALGUNAS REACCIONES FUNDAMENTALES… = 4He2 =e = FOTON HUGO TORRENS ALTA ENERGIA DEUTERIO 2H1 DEUTERIO 2H1 HELIO 4He2 HUGO TORRENS ALTA ENERGIA PROTON NEUTRON ENERGIA MAS... HUGO TORRENS ALTA ENERGIA PROTON ELECTRON NEUTRINO NEUTRON HUGO TORRENS BAJA ENERGIA PROTON ELECTRON HIDROGENO 1H1 HUGO TORRENS BAJA ENERGIA 2 ELECTRON HELIO 4He2 HELIO 4He2 HUGO TORRENS BAJA ENERGIA PROTON NEUTRON DEUTERIO 2H1 HUGO TORRENS CARACTERISTICAS NUCLEARES NUCLEOS ESTABLES E INESTABLES ¡RECUERDE! p+n=14N 7=Z=p NUCLEOS CON NUMEROS ATOMICOS (Z) PARES SON MAS ABUNDANTES QUE CON NUMEROS IMPARES C6, O8, Mg12 >> N7, Al13, P15 NUCLEOS CON NUMEROS PARES DE PROTONES Y DE NEUTRONES (PAR-PAR) SON MAS ABUNDANTES Y MAS ESTABLES QUE LOS NUCLEOS IMPAR-IMPAR. LOS PAR-IMPAR TIENEN ESTABILIDAD INTERMEDIA. 40Ca >>47Ti >>34Cl 20 22 17 LOS NUCLEOS MAS ABUNDANTES Y ESTABLES HASTA Z=20 TIENEN IGUAL NUMERO DE NEUTRONES QUE DE PROTONES. 4He (99.99%), 14N (99.65%), 40Ca (96.98%) 2 7 20 3He (0.01%), 15N (0.55%), 43Ca (0.13%) 2 7 20 SIN EMBARGO (EXCEPCION) Y 27Al13, Z IMPAR Y p≠n, SON LOS MAS ESTABLES Y ABUNDANTES. 19F , 23Na 9 11 NUCLEOS CON p O n 2, 8, 20, 50, 82 Y 126 SON ESPECIALMENTE ESTABLES. NUMEROS MAGICOS. CUANDO SE FORMAN NUCLEOS LIGEROS SE EMITE ENERGIA Y LA MASA RESULTANTE ES MENOR QUE LA SUMA DE LOS PARTICIPANTES: 8Be 4 + 8Be4 15.9949O 8 + ENERGIA LA MASA DE O8 ES 15.9949 UMA MIENTRAS QUE LA SUMA DE 8 PROTONES (8 X 1.0078) Y 8 NEUTRONES (8 X 1.0078) ES 16.132 UMA LA DIFERENCIA DE 0.1371 UMA ES LA MASA QUE SE PIERDE EN LA FORMACION DEL NUCLEO Y CORRESPONDE A 128 MeV LA ENERGIA POR NUCLEON ES 128/16 = 8 MeV QUE SE CONOCE COMO LA ENERGIA DE AMARRE DEL NUCLEO Y QUE VARIA CON Z HASTA UN MAXIMO PARA EL 54Fe E Amarre Fe Z LA ENERGIA DE AMARRE ES PROPORCIONAL AL NUMERO DE NUCLEONES. SIN EMBARGO, PARA MASAS MAYORES A 56, LA REPULSION ENTRE PROTONES DESESTABILIZA AL NUCLEO Y ESTO SE CONTRARRESTA CON UN AUMENTO EN EL NUMERO DE NEUTRONES. POR ELLO, DESPUES DEL HIERRO, LOS NUCLEOS PESADOS TIENEN MAS NEUTRONES QUE PROTONES. n z AQUELLOS NUCLEOS QUE CAEN FUERA DEL AREA DE ESTABILIDAD SUFREN DECAIMIENTO RADIACTIVO HASTA PRODUCIR UN NUCLEO ESTABLE ENERGIA DE AMARRE E.A. Mev 57Fe Z NUCLEOS ESTABLES N Z 1104H DOS PROCESOS QUE VALE LA PENA RECORDAR... FISION HUGO TORRENS FUSION USO DE ANTIMATERIA EN LA UNAM… SINTESIS DE ANTIHIDROGENO p* H* p* + Xe p* + e+ + e- + Xe Xe p* = ANTIPROTON e+ = POSITRON e- = ELECTRON Xe = ATOMO DE XENON H* CHEM. ENG. NEWS ENERO 15, 1996 REGRESO AL ORIGEN DEL UNIVERSO… 1.- ASUMA EL UNIVERSO CON NEUTRONES, PROTONES, ELECTRONES, ETCETERA. MENOS DE 1 SEG. 1010K. p=n 2.- NEUTRONES Y PROTONES TRANSMUTAN p+e n+n O BIEN n + e+ p + n´ 1107 3.- LOS NEUTRONES SON MAS PESADOS QUE LOS PROTONES Y SON MAS DIFICILIES DE PRODUCIR. TRAS 1 SEGUNDO, HAY 5 PROTONES POR CADA NEUTRON 4.-LA EXPANSION CAUSA QUE LA TRASMUTACION SE DETENGA HUGO TORRENS 5.- EN ESAS CONDICIONES, LOS NEUTRONES SON RADIOACTIVOS CON VIDA MEDIA DE 15 MIN. DESPUES DE TRES MINUTOS, 1/3 DE LOS n HAN PRODUCIDO p CON UNA RELACION DE 1:8 n p + n´ - e+ 6.- DESPUES DE TRES MINUTOS, SE FORMA EL PRIMER NUCLEO DE HELIO Y TERMINA CUANDO SE AGOTAN LOS NEUTRONES POR LO TANTO, 25% DE LA MASA DEL UNIVERSO ES HELIO Y 75% PROTONES (HIDROGENO)... CUANDO LA ENERGIA BAJA LO SUFICIENTE, SE FORMA EL MAS SIMPLE DE LOS NUCLEOS… 1 1 H1 n0 2 1 3 1109 H + AHORA YA EXISTEN PROTONES, NEUTRONES Y DEUTERIO. DURANTE LOS SIGUIENTES 3 O 4 MINUTOS TODOS REACCIONAN H H + n 2 1 + 1 4 H1 + 1 3 He2 + 1 3 2 H1 O BIEN... 0 1 3 H1 He2 H1 n0 1 H2 4 He2 LA TENTACION ES SEGUIR CONSTRUYENDO... 4 He2 4 He2 4 He2 HUGO TORRENS + + + 4 8 1 5 1 5 He2 H1 H2 Be 4 Li 3 He4 PERO... 1 H1 1110 3 He2 0% 1 2 n0 1 3 H1 5 2 H1 1 4 He2 n0 5 He2 99.9 % 2 1 He2 n0 0% 4 4 Li3 Li3 0% 0% H1 .015% H1 He2 0% 8 Be4 0% LIMITE DEL HELIO 1 H1 106 AÑOS 1 H1 FORMACION DE ESTRELLAS 1 H1 3 Li3 0% 1 2 He2 n0 3 He2 0% 2 H1 4 Li3 0% 2 He2 4 Be4 0% HUGO TORRENS NEBULOSA HIDROGENO= HELIO= ESTRELLA DE HELIO HUGO TORRENS HUGO TORRENS FORMACION DE ESTRELLAS ESTRELLA DE HIDROGENO FORMACION DE ESTRELLAS Y SINTESIS NUCLEAR NEBULOSA DEL CANGREJO HUGO TORRENS 1114 SOL SOL MUERTE MUERTE 1.4 LA MASA 1.4 MASA DEL SOL DEL SOL SINTESIS SINTESIS HUGO TORRENS 1115 EL DESTINO FINAL DE ESTRELLAS LAS ESTRELLAS LOS PROCESOS EL DESTINO FINAL DE LAS Y LOSYPROCESOS QUE PUEDEN LLEVARSE A CABO EN ELLAS, DEPENDE DE SU TAMAÑO QUE PUEDEN LLEVARSE A CABO EN ELLAS, DEPENDE DE SU TAMAÑO… NEBULOSA INICIAL SOL PULSAR SUPERNOVA ENANA BLANCA SISTEMA PLANETARIO HUGO TORRENS HUGO TORRENS 1 11 4 + B5 He2 H1 34He2 ESTABLE +n 15 12 N7 C6 ESTABLE ESTABLE 1 INESTABLE 15 O8 13 INESTABLE 1 ESTABLE H1 14 ESTABLE N7 13 1 H1=1n0 + + n 13 N7=12O6 +1H1 13 N7=12O6 +1n0 + 1 13 N7= O6 + 13 +n +n C6 + H1 +n N7 H1 H. TORRENS ACETATO 1116A COMBUSTION DE CARBONO 12 C6 + 12C6 20 Ne10 + 4He2 12 C6 + 12C6 24 12 C6 + 12C6 23 Mg12 +ENERGIA Na11 + 1H1 COMBUSTION DE OXIGENO 16 O8 + 16O8 32 16 O8 + 16O8 31 16 O8 + 16O8 31 16 O8 + 16O8 28 S16 + ENERGIA P15 + 1H1 S16 + 1n0 Si14 + 4He2 H. TORRENS ACETATO 1116B LIMITE DEL HIERRO POR EJEMPLO… n=16 p=15 31 n=32 p=30 P15 + 31P15 62 n=30 p=26 56 Zn30 Fe26 6 ?4 CAPTURA LENTA DE NEUTRONES POR EJEMPLO… 58 Fe26 + 1n0 59 Fe26 59 Co27 + e + n* CAPTURA RAPIDA DE NEUTRONES POR EJEMPLO… 58 Fe26 + 20 1n0 RECUERDE QUE 1n0 78 Fe26 78 Pd46 + 20 e + 20n* p + e + n* H. TORRENS ACETATO 1117 MOLECULAS ESPACIALES… 2 ATOMOS H2 HIDROGENO CO MONOXIDO DE C 3 ATOMOS H2O AGUA HCN AC. CIANHIDRICO 4 ATOMOS NH3 AMONIACO H2CO FORMALDEHIDO 5 ATOMOS CH2NH METANIMIDA HCOOH AC. FORMICO 6 ATOMOS CH3OH METANOL NH2CHO FORMAMIDA 9 ATOMOS CH3CH2OH ETANOL CH3COCH3 ACETONA H. TORRENS ACETATO 1119 GRAN EXPLOSION MINUTOS 1 H1, 4He2, 2H1, 3He2, 7Li3… MILLONES DE AÑOS ESTRELLAS PEQUEÑA ESTRELLA 1 H1 4 He2 4 ENANA BLANCA He2 COMBUSTION DE HIDROGENO 12 C6, 16O8 COMBUSTION DE HELIO GRANDES ESTRELLAS 12 16 O8 24 C6 Mg12, 20Ne10… 32 S16, 28Si14…LIMITE DEL HIERRO ESPLOSION SUPERNOVA CAPTURA DE ELECTRONES, DESINTEGRACION NUCLEOS PESADOS…MOLECULAS… 112 EL IRIDIO EN EL UNIVERSO… HUGO TORRENS 1132 HOY LA BANDA DIFUSA QUE ATRAVIESA EL CIELO ES EL DISCO DE LA VIA LACTEA. ALGUNAS GALAXIAS CERCANAS COMO ANDROMEDA Y MAGELANIA SE VEN A SIMPLE VISTA. EL TELESCOPIO REVELA MILLONES MAS. HUGO TORRENS 5 MIL MILLONES DE AÑOS ANDROMEDA SE HA MOVIDO HACIA NOSOTROS Y CASI LLENA EL FIRMAMENTO. EL SOL SE ACERCA AL TAMAÑO DE UNA GIGANTE ROJA Y MAS TARDE SE APAGARA CONDENANDO A LA TIERRA A UNA TRISTE EXISTENCIA 1134 100 MIL MILLONES DE AÑOS LA SUCESORA DE LA VIA LACTEA ES UNA SUPERGALAXIA ESFERICA Y LA TIERRA FLOTA A SUS AFUERAS. OTRAS GALAXIAS HAN DESAPARECIDO DE VISTA. HUGO TORRENS 100 BILLONES DE AÑOS OBSCURIDAD. LAS ULTIMAS ESTRELLAS SE APAGAN EXCEPTO POR ALGUN PALIDO FULGOR DESDE HOYOS NEGROS O LUCES QUE LA CIVILIZACION PUEDE HABER DEJADO, EL UNIVERSO ES NEGRO. LAS GALAXIAS COLAPSAN EN HOYOS NEGROS. 1136 COMPOSICION QUIMICA DEL UNIVERSO EN DISTINTAS EPOCAS HIDROGENO HELIO OTROS GRAN EXPLOSION (+ ALGUNOS MINUTOS) 76% 24% HOY 70% 2% 28% UN BILLON DE AÑOS 20% HUGO TORRENS 60% 20%
