Los Avances de la Química y su Impacto en la Sociedad de marzo a 29 de abril de 2009

Transcripción

1 Los Avances de la Química y su Impacto en la Sociedad 18 de marzo a 9 de abril de 009

2 La Química, como ciencia de las moléculas, es la base de la materia que nos rodea Bernardo Herradón 18 de marzo de 009

3 Científicos de la naturaleza Científicos de la naturaleza Materia Energía Interacción entre la materia y la energía Geología Física Química Biología Matemáticas

4 Científicos de la naturaleza Científicos de la naturaleza Materia Energía Interacción entre la materia y la energía Geología Física Química Biología Ecología Ciencias medioambientales Toxicología Bioquímica Biología molecular Astrofísica etc.

5 La Química es la ciencia que estudia los átomos, las agrupaciones de átomos, sus energías, sus cambios, sus estructuras y sus interacciones. Átomos: componentes básicos de la materia. Lo que realmente quieren los átomos es estar unidos entre sí. Los átomos no son felices siendo sólo átomos (Chem. Eng. News, , pg ). Los átomos se unen entre sí formando MOLÉCULAS. Las propiedades de la matería dependen de las moléculas. Conceptos fundamentales: electrón y enlace químico.

6 Sacarosa Hidrógeno (H) Oxígeno (O) HO HO OH O OH Carbono (C) O O OH HO OH OH

7 Sustancia química, átomo, elemento químico. Elemento químico: sustancia formada por una única clase de átomos (con el mismo número de protones en el núcleo). Isótopos: átomos con el mismo número de protones (mismo número atómico) y distinto número de neutrones (distinta masa atómica). Isótopos del hidrógeno (protón, deuterio y tritio) o del uranio (34, 35 y el 38). La Química empieza en los electrones? Responsable de los enlaces químicos, que es lo que hace que la materia sea estable. Enlace químico (interacción entre electrones): la interacción que mantiene a los átomos unidos en la molécula.

8 DIMÍTRI IVÁNOVICH MENDELÉIEV (Tobolsk, San Petersburgo, 1907). Químico ruso, creador de la Tabla Periódica de los elementos. Su investigación principal fue la que dio origen a la enunciación de la ley periódica de los elementos base del sistema periódico que lleva su nombre. En 1869 publicó la mayor de sus obras, Principios de Química, donde formulaba su famosa Tabla Periódica, traducida a todas las lenguas y que fue libro de texto durante muchos años. Se considera a Mendeléiev un genio, no sólo por el ingenio que mostró para aplicar todo lo conocido y predecir lo no conocido sobre los elementos químicos, plasmándolo en su tabla periódica, sino por los numerosos trabajos realizados a lo largo de toda su vida en diversos campos científicos y tecnológicos (agricultura, ganadería, industria petroquímica, etc). Se nombró Mendelevio (Md) al elemento químico sintético de número atómico 101 en homenaje al ilustre químico ruso. El día de febrero de 007 se cumplió el centenario de su muerte ,941 Li 9,01 3 Na MAGNESIO 39,098 K 5 Rb Cs Ba [Xe] 4f145d16s LUTECIO BARIO (3,0) 7 s1 FRANCIO (6,03) Ra Lr 7 s RADIO Hf [Xe] 4f145d6s HAFNIO [Kr] 4d45s1 NIOBIO 95,94 [Kr] 4d55s1 MOLIBDENO Mo Ta [Xe] 4f145d36s TÁNTALO 186, d56s 14 4 [Xe] 4f [Xe] 4f 5d 6s WOLFRAMIO RENIO W 5f147s17p1? 5f146d7s? LAURENCIO RUTHERFORDIO Db Re Sg 5f146d37s DUBNIO Bh 5f146d47s SEABORGIO +8 5f146d57s BOHRIO Rh [Kr] 4d85s1 RODIO 190,3 77 Os +8 [Xe] 4f145d66s OSMIO 6, f146d67s HASSIO [Ar] 3d84s NÍQUEL [Kr] 4d10 PALADIO Mt Pt 11,41 Au [Kr] 4d105s CADMIO [Xe] 4f145d106s1 ORO 5f146d97s1 DARMSTADTIO Rg Tl 113 (85) 3, [Kr] 4d105s5p3 ANTIMONIO (08,98) 85 83,798 Kr 16, ,9 I 0 [Kr] 4d105s5p6 +8 XENÓN (09,99) 86 Xe Pb (84) 114 Bi (89) 115 Po (88) 116 (,0) Rn At (89) Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo 5f146d107s7p1 5f146d107s7p 5f146d107s7p3 5f146d107s7p4 5f146d107s7p5 5f146d107s7p6 UNUNCUADIO UNUNPENTIO UNUNHEXIO UNUNSEPTIO UNUNOCTIO UNUNTRIO 5f146d107s UNUNBIO , [Uuo] 8s UNBINILIO La [Xe] 5d16s LANTANO 89 ACTINIO 6d17s GASEOSOS SÓLIDOS LÍQUIDOS (30ºC) SINTÉTICOS [Xe] 4f15d16s CERIO (7,03) 90 Ac 140,1 59 Ce 6d7s TORIO [Xe] 4f36s PRASEODIMIO 3,04 91 Th 140,91 60 Pr 5f6d17s PROTOACTINIO [Xe] 4f46s NEODIMIO 31,04 9 Pa (144,91) 6 144,4 61 Nd Pm [Xe] 4f56s PROMETIO 38, f 6d 7s URANIO U 150,36 63 Sm [Xe] 4f66s SAMARIO 4 1 5f 6d 7s NEPTUNIO NO-METAL Pu PLUTONIO GASES NOBLES 157,5 65 Gd [Xe] 4f76s EUROPIO 5f67s 151,96 64 Eu (44,06) 95 (37,05) 94 Np (47,07) 97 AMERICIO METALES ALCALINOS 5f97s BERQUELIO 5f76d17s CURIO METALES ALCALINOTÉRREOS Dy SEMICONDUCTOR * Los valores entre paréntesis se refieren al isótopo más estable ** Los valores de los elementos gaseosos corresponden al líquido a temperatura de ebullición [Xe] 4f106s DISPROSIO (47,07) 98 Bk 16,50 67 [Xe] 4f96s TERBIO Am Cm 5f77s 158,93 66 Tb [Xe] 4f75d16s GADOLINIO (43,06) [Ar] 3d104s4p6 CRIPTÓN +7 [Kr] 4d105s5p- 51 YODO - [Kr] 4d105s5p4 TELURIO 08, , ,60 0 [Ne] 3s3p6 ARGÓN Br [Ar] 3d104s4p4 SELENIO 39,948 Ar +7 [Ar] 3d104s4p5-1 BROMO - Te 35, Cl 78,96 Se 0 [He] sp6 NEÓN +7 [Ne] 3s3p5-1 CLORO - [Ne] 3s3p4 AZUFRE 0,180 Ne [He] sp5 FLÚOR S 11,76 5 Sb 07, Uub 5f146d107s1 ROENTGENIO -1 F d106s6p [Xe]4f145d106s6p3 [Xe]4f145d106s6p4 145d106s6p [Xe]4f [Xe]4f [Xe]4f 5d 6s 6p [Xe]4f 5d 6s 6p RADÓN POLONIO TALIO PLOMO BISMUTO ASTATO [Xe] 4f145d106s MERCURIO -3 [Ar] 3d104s4p3 ARSÉNICO [Kr] 4d105s5p ESTAÑO 04, ,9 As 118,71 51 Sn [Kr] 4d105s5p1 INDIO 00,59 Hg In 33 [Ar] 3d104s4p GERMANIO 114, ,97 80 Ge [Ar] 3d104s4p1 GALIO [Ne] 3s3p3 FÓSFORO 7,64 Ga Cd (81) 111 (7,15) 11 Ds 5f146d77s MEITNERIO [Kr] 4d105s1 PLATA 195, d96s [Xe] 4f [Xe] 4f 5d 6s IRIDIO PLATINO Ir Ag [Ne] 3s3p SILICIO 69, [Ar] 3d104s CINC 107, , ,409 Zn [Ar] 3d104s1 COBRE Pd 19, 78 Cu [Ne] 3s3p1 ALUMINIO -3 P 0 1s HELIO 18, [He] sp4 OXÍGENO 30, Si O He 17 15,999 9 N 8, ,007 8 [He] sp3 - NITRÓGENO- 3-4 [He] sp CARBONO Al 1 63, ,693 9 (77) 109 (68,14) 110 Hs 11 Ni 10, ,07 45 Ru [Ar] 3d74s COBALTO [Kr] 4d75s1 RUTENIO [Kr] 4d65s TECNECIO Co [Ar] 3d64s HIERRO +7 Tc ,011 7 C [He] sp1 BORO 58, , B 9 Fe 98, , , Mn [Ar] 3d54s MANGANESO [Ar] 3d54s1 CROMO 9,906 4 Nb 54, , , Cr 5 Estructura electrónica (6,11) 105 (6,11) 106 (66,1) 107 (64,1) 108 Rf Uue Ubn [Uuo] 8s1 UNUNENIO [Ar] 3d34s VANADIO 178, (6,11) ,94 4 [Kr] 4d5s CIRCONIO 6 V 91,4 41 Zr 174,97 7 Lu [Xe] 6 s [Xe] 6 s1 CESIO Fr [Kr] 4d15s ITRIO 71 [Ar] 3d4s TITANIO Y 137,33 56 Ti 88, ,867 3 [Ar] 3d14s ESCANDIO [Kr] 5 s ESTRONCIO 13,91 87 Sc 87,6 Sr 4 44,956 1 CALCIO 38 [Kr] 5s1 RUBIDIO 6 40,078 Ca [Ar] 4 s 85, [Ar] 4 s1 POTASIO * Estados de oxidación ** Mg -4 [He] sp CARBONO Nombre 4,305 [Ne] 3s [Ne] 3s1 SODIO 19 1 Masa atómica 1,011 C Símbolo [He] s BERILIO,990 6 Nº atómico Be [He] s1 LITIO ,006 TABLA PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS 1s1 HIDRÓGENO 7-1 H , f107s CALIFORNIO [Xe] 4f116s HOLMIO (51,08) 99 Cf 164,93 68 Ho 167,6 69 Er [Xe] 4f16s ERBIO 168,93 70 Tm [Xe] 4f136s TULIO 173,04 Yb [Xe] 4f146s ITERBIO (5,08) 100 (57,10) 101 (58,10) 10 (59,10) Es 5f117s EINSTENIO METALES DE LANTÁNIDOS TRANSICIÓN Fm Md 5f17s FERMIO ACTÍNIDOS 5f137s MENDELEVIO No 5f147s NOBELIO

9 Aplicaciones en medicina: Placas de titanio para la reparación de huesos rotos. Caderas, rodillas,incluso placas craneales. Implante de dientes. Resiste la corrosión, se une bien al hueso, no es tóxico y no es rechazado por el organismo. La unión se hace a través de una fina capa de TiO.

10 Aplicaciones en medicina 1 de febrero de 009

11 Aplicaciones en ingeniería y arquitectura Propiedades tecnológicas: tan fuerte como el acero, pero 45% más ligero. Parte de la resistencia procede de la fina capa (1- nm) de TiO. Especialmente recomendable en aplicaciones en agua salada. Explotaciones marinas Industria naval Industria aeroespacial Edificios Plantas químicas

12 Minerales: Anatasa, Rutilo Óxido de titanio (TiO ) La capa de TiO proporciona la resistencia extrema de los artilugios de titanio. Blanqueante no venenoso. Aplicación en pinturas (50% de la producción), plásticos (5%), papel, tejidos, cerámica, alimentos, tintas de impresión, laminados, etc. Proporciona el color blanco brillante de muchos electrodomésticos (neveras, lavadoras, etc.). Alto índice de refracción (mayor que el diamante). Aditivo para protectores solares. Alta absorción de luz ultravioleta. Producción de Ti: toneladas/año Producción de TiO : toneladas/año

13 Qué es la Química? Algunas visiones y definiciones sobre la Química son las siguientes: LA QUÍMICA CREA SU PROPIO OBJETO. LA QUÍMICA ENTRE LA FÍSICA Y LA BIOLOGÍA. LA QUÍMICA: LA CIENCIA CENTRAL, ÚTIL Y CREATIVA. Hoy en día, los químicos nos hacemos las siguientes preguntas: Por qué las sustancias del mundo se diferencian en sus propiedades? Cómo podemos controlar y utilizar más eficazmente estas propiedades?

14 Qué es la Química? La Química estudia las moléculas. Las moléculas son los componentes básicos de la materia. Por lo tanto, todo es Química. La Química es la Ciencia Central, que interacciona con otras ciencias: Biología, Física, Ciencias de los Materiales, Ciencias Agrícolas, Geología, Astrofísica, etc. La Química nos proporciona todas las comodidades de nuestra vida. Nosotros somos química.

15 Dónde está la Química?