Category Archives: QUÍMICA

Els orbitals atòmics

Orbitals i nombres quàntics

El model actual que descriu com és un àtom s’anomena model mecanoquàntic, ja que es fonamenta en les lleis i principis de la Mecànica Quàntica. En aquest model es considera que els electrons estan distribuïts en en diferents nivells i dins d’aquests en subnivells o orbitals. Cada nivell té un nombre determinat de subnivells o orbitals.

En la descripció d’un àtom en el context de la mecànica quàntica, se substitueix el concepte d’òrbita pel d’orbital atòmic. Un orbital atòmic és la regió de l’espai al voltant del nucli en el qual la probabilitat de trobar un electró és màxima. Continue reading

Períodes i grups de la taula periòdica

La taula periòdica s’estructura en en 7 files horitzontals anomenades períodes i 18 columnes que constitueixen els grups, de manera que els elements que tenen propietats químiques i físiques semblants queden situats en les mateixes columnes.

 

• Les 7 files s’anomenen períodes.

• Les 18 columnes s’anomenen grups o famílies.

Aquesta distribució permet conèixer molts secrets dels elements… Continue reading

D’on surt la idea de l’àtom?

Els orígens de la teoria atòmica

Molts de vosaltres haureu estudiat a classe de química de què estan fetes les coses. Diem que un material és de fusta, metall, plàstic, etc., però en realitat sabem que tot això no és res més que la combinació de diferents elements, els quals estan recollits a la Taula Periòdica. Al seu torn, aquests elements estan formats per unes partícules diminutes anomenades àtoms. Quan a classe ens expliquen la configuració electrònica dels elements, és fàcil que ens parlin de la teoria de Dalton, el model atòmic de Rutherford o el de Böhr. No obstant, els primers que van parlar d’àtoms van ser, com en tantes altres coses, els grecs. Fins i tot van inventar la paraula “àtom” que significa indivisible.

Demòcrit (460 – 370 a.C)

Què en sabem dels creadors de la teoria atomista?

Tradicionalment s’afirma que el fundador de l’escola atomista va ser el filòsof Leucip. Sabem molt poc de la seva vida, tan poc que s’ha arribat a afirmar que potser mai va existir. Sigui com sigui, qui de veritat va donar cos a la teoria atomista va ser Demòcrit.

Com va sorgir la teoria? 

En temps de Demòcrit, allà pel segle V a.C., les diferents escoles filosòfiques es trobaven dividides bàsicament en dues: la que considerava que tot està en permanent canvi i que, per tant, res queda constant; i la que afirmava que la realitat, en el seu conjunt, és estàtica i que, encara que pugui semblar el contrari,en el fons res no canvia mai. Heràclit va ser el filòsof que va defensar la primera teoria i Parmènides qui va defensar l’oposada. La teoria de Parménides ens recorda a aquest principi fonamental de la física que diu que “la matèria no es crea ni es destrueix, només es transforma”, és a dir, que en el fons la realitat sempre és la mateixa. Vol dir això que la ciència moderna li dóna la raó? Potser, de fet els raonaments del nostre bon filòsof resultaven difícils de rebatre, així que era complicat rebutjar les seves teories. No obstant, hi havia alguna cosa a aquesta teoria que costava acceptar: si la realitat sempre és la mateixa, per què sembla el contrari? Potser no veiem que Heràclit té raó i que en cada instant tot és diferent de com era abans? Fins i tot el nostre cos està canviant constantment encara que no ens n’adonem.

Ja veiem que l’assumpte no era, ni és, fàcil. Per compaginar els arguments lògics de Parmènides amb la realitat permanentment canviant que percebem, Leucip i Demòcrit van defensar l’existència d’un nombre infinit d’unitats indivisibles que anomenaren “àtoms”. Segons ells, els àtoms són tan petits que no els podem percebre, però tenen diferents mides i formes. A més, aquestes partícules estan en continu moviment en el buit, per la qual cosa es produeixen xocs entre elles. D’aquestes col·lisions van sorgir els quatre elements bàsics -aigua, aire, terra i foc- que, segons els grecs, donen lloc a tota la resta. Amb la teoria dels àtoms, Leucip i Demòcrit podien explicar els continus canvis que veiem -els xocs dels àtoms produeixen aquests canvis- acceptant a la vegada la teoria de Parmènides que el ser de les coses és sempre el mateix -els àtoms són aquest ser invariable-.

La solució dels atomistes va ser enginyosa, si bé no era del tot original -no hem dit que tot es transforma?- Leucip i Demòcrit es van basar en les teories d’altres filòsofs com Anaxàgores i Pitàgores. Finalment, què va passar amb la teoria? Encara que va tenir seguidors com Epicur i Lucreci, amb Aristòtil les investigacions científiques es van desenvolupar per altres camins. El sorgiment de la ciència experimental al segle XVI va recuperar als atomistes i les seves teories, que van acabar desenvolupant-se al segle XX.

Traducció i adaptació de l’article de F. Ortego  El rincón de la Ciencia núm . 3 (novembre del 1999)

Què és l’energia nuclear?

L’energia nuclear és aquella que s’obté a partir de les reaccions que es donen en els nuclis d’alguns àtoms. Aquestes reaccions poden ser de dos tipus: fissió nuclear i fusió nuclear.

* Anomenem fissió nuclear a la divisió del nucli d’un àtom. El nucli es converteix en diversos fragments amb una massa gairebé igual a la meitat de la massa original més dos o tres neutrons.

La suma de les masses d’aquests fragments és menor que la massa original. Aquesta ‘manca’ de masses (al voltant del 0,1 per cent de la massa original) s’ha convertit en energia segons l’equació d’Einstein (E = mc2)

La fissió nuclear pot ocórrer quan un nucli d’un àtom pesat captura un neutró, o pot passar espontàniament.

*La fusió nuclear és una reacció nuclear en la qual dos nuclis d’àtoms lleugers, en general l’hidrogen i els seus isòtops (deuteri i triti), s’uneixen per formar un altre nucli més pesat, alliberant una gran quantitat d’energia.

De fet, l’energia solar és un exemple d’energia nuclear de fusió ja que té el seu origen en la fusió nuclear de nuclis d’hidrogen, generant-se heli i alliberant una gran quantitat d’energia que arriba a la Terra en forma de radiació electromagnètica.

Més informació:

La energia nuclear

Infografia sobre l’energia nuclear i com funciona una central nuclear, de la revista Eroski Consumer

Nuclear ¿si o no? un reportatge de El Mundo

– Pots veure el vídeo emès pel programa Quèquicom que tenim guardat a la secció La Videoteca del NaturalsOM

L’estructura de l’ADN té una cara oculta…

El dia 25 d’abril de 1953 va ser un dia normal per a tots els mortals de la terra, a primera vista, és clar. Perquè en realitat aquell dia, un petit article de no més d’una pàgina aparegut en Nature estava a punt de començar a canviar-ho tot.

El 25 d’abril de 1953 es publicava un breu article firmat pel nord-americà James Watson i el britànic Francis Crick on es proposava una estructura amb forma de doble hèlix per a la molècula de l’àcid desoxiribonucleic (ADN).
Continue reading

Biomolècules

La composició química dels éssers vius

Tots sabem que estem formats de cèl·lules.

Les cèl·lules són unitats de vida microscòpiques, és a dir, es mesuren en micres (µ)(una mil·lèsima de mil·límetre).

Si bé és veritat que hi ha organismes vius que estan formats per una sola cèl·lula i que realitzen les tres funcions vitals, nutrició, relació i reproducció, la natura ha fet evolucionar formes noves d’organització més complexes.

Les cèl·lules que tenen la mateixa funció s’agrupen formant teixits (com el muscular, nerviós, epitelial …) i els teixits s’agrupen formant òrgans (cor, estómac, fetge, cervell …) i els òrgans formant aparells o sistemes (com el circulatori, respiratori, nerviós, reproductor…). I aquests s’organitzen per formar organismes (home, insectes, cucs, algues …)

Però les cèl·lules… de què estan formades? Continue reading

El Carboni-14 i l’edat dels materials

Com es pot saber quants anys té un fòssil? Com calculen l’edat dels ossos desenterrats en una excavació arqueològica?

Per a conèixer l’edat de restes orgàniques s’utilitza una tècnica coneguda com : Datació per Carboni-14. En què es basa ?.

El carboni 14 és un element químic que es troba a tots els éssers vius i que es descompon a un ritme constant. És gràcies a aquest fet que és poden datar amb precisió restes d’origen orgànic que tenen milers d’anys d’antiguitat Continue reading