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Los humanos hemos sabido desde
hace miles de años,
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tan solo observando nuestro alrededor,
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que existen diferentes sustancias y
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que estas, tienen diferentes propiedades.
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Pero no solo tienen
diferentes propiedades...
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Algunas reflejan la luz de cierta manera
o no la reflejan;
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otras son de un color determinado,
o según su temperatura
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son un líquido, un gas o un sólido.
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Pero también hemos observado cómo
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estas sustancias
reaccionan entre ellas
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en determinadas circunstancias.
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he aqui una imagen de algunas de estas sustancias.
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Esta de aqui es Carbonio, y este esta en su forma de grafito
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Esta es Plomo y esta Oro
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y todas estas que he dibujado, que he enseñado en imagenes
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Provienen de esta web:
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Todas estas estan en su forma solida, pero nosotros tambien conocemos que
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se aprecian ciertos tipos de aire,
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ciertos tipos de particulas en el aire,
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y depende de en que tipo de particula nos estemos fijando
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ya sea carbonio, oxigeno o nitrogeno,
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parece que tengan diferentes propiedades.
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hay otras que pueden ser liquidas
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o aunque elevemos a un valor suficientemente alto la temperatura de estas sustancias
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Si subimos la temperatura en Oro o Plomo,
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se puede obtener un líquido.
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O si quemamos carbonio,
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puede llegar a un estado gaseos,
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que se puede liberar en la atmósfera.
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Se puede romper la estructura.
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Así que estas son sustancias
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que la humanidad ha observado desde hace miles de años.
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Pero eso lleva a una pregunta natural
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una pregunta que solía ser filosófica,
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pero ahora podemos responder a esta pregunta algo mejor que antes,
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y la pregunta es, si continuamos rompiendo la estructura de este carbonio
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en trozos más pequeños,
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más y más pequeños,
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habrá una unidad diminuta de esta sustancia
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que aún contenga las propiedades del carbono?
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Y si pudieras romperlo de alguna manera que lo haga aùn màs pequeño
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perdería las propiedades del carbono?
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Y la respuesta es: sí.
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Y así, para meternos en terminología,
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llamamos a estas diferentes sustancias, sustancias puras
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que tienen estas propiedades específicas a ciertas temperaturas,
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y reaccionan de cierta manera,
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los llamamos elementos.
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El carbono es un elemento, el plomo es un elemento, el oro es otro elemento.
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Se podría decir que el agua es un elemento.
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A lo largo de la historia, la gente se ha referido al agua como a un elemento.
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Pero ahora sabemos que el agua esta formada por otros elementos más básicos.
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Concretamente, esta formada de oxígeno y de hidrógeno,
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y todos los elementos estan listados en lo que llamamos
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tabla periodica de los elementos.
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C representa al carbono
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Estoy pasando por aquellos
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que son muy relevantes para los humanos.
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pero con el tiempo probablemente te familiarizes tu mismo con todos ellos.
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Este es el oxígeno, este el nitrógeno, este es el silicio.
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Este es oro (Au). Este es plomo.
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Y la unidad más básica de cualquiera de estos elementos es el átomo.
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Así que si siguieras investigando
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y siguieramos cogiendo trozitos más y más pequeños de esto,
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con el tiempo obtendrías un átomo de carbono.
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Si hicieras lo mismo aquí,
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acabarías con un átomo de oro.
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Y hacìendo otra vez lo mismo obtendrías
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una parte de esta pequeña pequeña partícula,
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que se llama átomo de plomo.
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Y no podrias dividirlo a una unidad màs pequeña
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y seguir llamàndolo plomo, porque entonces ya no tendrìa las propiedades del plomo.
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Y sólo para darte una idea - esto es realmente algo que me cuesta
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imaginar - que los átomos son increíblemente pequeños.
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En realidad, inimaginablemente pequeños. Por ejemplo, el carbono.
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Mi cabello tambièn està hecho de carbono. De hecho la mayoría de mì
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está hecho de carbono.
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Es màs, la mayoría de todos los seres vivos están hechos de carbono.
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Y así, si tocas mi pelo, mi pelo es carbono.
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Mi cabello es principalmente carbono.
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Así que si tocas mi pelo - mi pelo no es de color amarillo
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pero contrasta con el negro.
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Si mi pelo fuera negro no serias capaz
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verlo en la pantalla.
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Pero si tocaras mi pelo y te preguntara
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cùantos àtomos de carbono hay en mi pelo?
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y cojieras una muestra , no en longitud
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sino en amplitd y te preguntara ¿cuántos átomos de carbono hay?
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Puedes adivinar, oh, Sal ya me ha dicho, es muy pequeño,
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así que tal vez hay un millar de átomos de carbono,
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o decenas de miles, o cientos de miles,
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y yo diría, no! Hay un millón de átomos de carbono.
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Se podrìa hacer una cadena de un millón de átomos de carbono en todo el ancho
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del promedio de cabello de un humano.
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Y eso es, obviamente, una aproximación, no es exactamente
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un millón, pero te da un sentido de lo pequeño
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que es un átomo. Asi que arranca un pelo de la cabeza
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e imagina poner un millón de cosas juntas
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en todo el cabello, no la lo largo sino a lo ancho
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del cabello. Es incluso difícil de ver el ancho del pelo.
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Y habría un millón de átomos de carbono
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en ello.
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Ahora estarìa bien
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ya sabemos que hay un bloque de construcción básico
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de carbono, en realidad el bloque más básico de cualquier elemento.
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Pero lo que es aún más ordenado es que estos bloques básicos
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están relacionados entre sí. Un átomo de carbono está hecho de
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más partículas fundamentales.
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Un átomo de oro está formado por partículas aún más fundamentales.
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Y que están definidas por la disposición de las
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partículas fundamentales, y si cambiaras el número de
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las partículas fundamentales que posee, puedes cambiar
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las propiedades de ese elemento, y cómo reaciona.
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o incluso podrías cambiar el elemento en sí.
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Y sólo para entender esto un poco mejor,
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vamos a hablar de los elementos fundamentales.
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Tenemos el protón.
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Y el protón es en realidad la definición de - el número de
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protones en el núcleo de un átomo - y voy a hablar sobre
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el núcleo en un segundo - que es lo que define el elemento.
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Así que esto es lo que define a un elemento.
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Cuando nos fijamos en la tabla periódica, està escrita
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por orden de número atómico, y el número atómico
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e sliteralmente el número de protones que hay en el elemento.
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Así que, por definición, el hidrógeno tiene un protón.
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El helio tiene dos protones. El carbono tiene seis protones.
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No se puede tener carbono con siete protones,
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si lo hicieras, sería nitrógeno y ya no carbono.
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El oxígeno tiene ocho protones. Si de alguna manera añadieras
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otro protón ya no sería más oxígeno,
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sería flúor. Por lo tanto define el elemento.
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Define el elemento.
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Y el número atómico, el número de protones,
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el número de protones - y recuerda que es el número
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que está escrito en lo más alto aquí para cada uno de estos
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elementos de la tabla periódica - el número de protones
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es igual al número atómico.
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Es igual al número atómico.
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Y ponen ese número aquí porque esa es
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la característica definitoria de un elemento.
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Los otros dos componentes de un átomo -
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son el electrón
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y el neutrón.
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Y el modelo que puedes empezar a construir en tu mente
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y este modelo, a medida que avanzamos en química veremos,
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que se vuelve un poco más abstracto y difícil
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de conceptualizar - pero una forma de verlo, es pensar
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que tienes los protones y los neutrones que estàn
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en el centro del átomo.
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Ellos son el núcleo del átomo.
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Así, por ejemplo, el carbono, como sabemos, tiene seis protones.
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Así que uno, dos, tres, cuatro, cinco, seis.
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De carbono 12, que es una versión de carbono, también tiene
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seis neutrones.
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Puedes tener diferentes versiones de carbono que tienen un
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número diferente de neutrones.
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Así que los neutrones pueden cambiar, los electrones pueden cambiar,
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y todavìa tienes el mìsmo elemento.
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Los protones no pueden cambiar.
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Si cambias los protones, se tiene un elemento diferente.
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Así que voy a dibujar un núcleo de carbono 12.
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Así que uno, dos, tres, cuatro, cinco, seis.
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Aquî esta el núcleo de carbono 12.
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Y a veces se escribe así.
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Y a veces tambièn se escribe el número
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de protones..
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Y la razón por la que se escribe carbono 12 -
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ya sabes que he contado seis neutrones -
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y ese es el total, puedes ver aqui que es el total
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el número de - una manera de verlo que nos ayudarà
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en el futuro - es que este es el total
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Y el carbono, por definición, tiene un número atómico de seis,
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pero podemos volver a hacer otro ejemplo para recordarlo
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Así que en el centro del átomo de carbono està el núcleo.
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Y el carbono 12 tiene seis protones y seis neutrones.
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Otra versión de carbono, el carbono 14, todavía tiene
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seis protones, pero entonces tendría ocho neutrones.
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Por lo que el número de neutrones puede cambiar,
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pero este es el carbono 12
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Y si el carbono 12 es neutro - y voy a explicar
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si es neutro también tienen seis electrones.
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Así que voy a dibujar los seis electrones.
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Uno, dos, tres, cuatro, cinco, seis.
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Y una manera - y esta es quizás la manera
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de pensar en la relación que existe entre los electrones
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y el núcleo - es imaginar que los electrones
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se mueven alrededor del nucleo.
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Otro modelo es pensar en ellos cômo que estàn en una orbita
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alrededor del núcleo, pero eso no es del todo correcto.
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No estàn en una orbita còmo por ejemplo lo hacen los planetas,
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alrededor del sol.
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Pero es un buen punto de partida.
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Otra forma es que saltan alrededor del núcleo
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o que están zumbando alrededor del núcleo.
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Y eso es sólo porque la realidad es bastante extraña
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a este nivel, ya que en realidad tenemos que acudir a la física cúantica
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para entender realmente lo que el electrón está haciendo.
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Sin embargo, un primer modelo es que en el centro
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de este átomo, del átomo de carbono 12,
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tenemos el núcleo.
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Tienes el nucleo justo ahi.
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Y estos electrones están saltando alrededor de este núcleo.
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Y la razón por la cual los electrones no se alejan
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de este núcleo, porqué están de alguna manera sujetos al nucleo
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y forman parte de este átomo, es que los protones
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tienen una carga positiva.
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Tienen una carga positiva y los electrones tienen una carga negativa.
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Y esta es una de las propiedades fundamentales de las
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partículas, cuando empiezas a pensar en que es una carga
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empieza a ser una pregunta
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de cierta profundidad.
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Pero la única cosa que sabemos,
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cuando hablamos de la fuerza electromagnética,
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es que cargas diferentes se atraen entre sí.
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Así que la mejor forma de verlo es pensar: los protones y los electrones,
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tienen cargas diferentes,
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y por ello se atraen entre sí.
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Los neutrones son neutros, asi que están quietos
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en el interior del núcleo, y afectan a las propiedades
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de algunos átomos de ciertos elementos.
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Pero la razón por la que tenemos a los electrones volando
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por su propia cuenta es porque se sienten atraídos.
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Son atraídos hacia el núcleo.
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Y también tienen una velocidad increíblemente alta -
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en realidad es difícil - empezamos a tocar de nuevo
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una parte muy extraña de la física cúando empezamos a hablar de
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lo que un electrón en realidad está haciendo -
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Creo que se puede decir que salta lo suficiente
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para no caer en el núcleo,
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Supongo que es una forma de verlo
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Y por lo tanto, he mencionado el carbono 12 de aquí se define
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por el número o protones.
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El oxígeno se define por tener ocho protones.
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Pero una vez más, los electrones pueden interactuar con otros electrones.
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Pueden ser llevados por otros átomos
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Y eso constituye una gran parte de nuestra comprensión de la química.
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Se basa en cuántos electrones tiene un átomo,
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o un cierto elemento.
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Y cómo los electrones se configuran,
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y cómo los electrones de otros elementos se configuran,
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o otros átomos del mismo elemento.
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Podemos predecir cómo un átomo de un elemento
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puede reaccionar con otro átomo de ese mismo elemento,
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o un átomo de un elemento - la forma en que pudiera reaccionar,
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o cómo podría adherirse, no adherirse o ser atraído,
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o repeler a otro átomo de otro elemento.
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Así, por ejemplo, y vamos a aprender mucho más acerca de esto
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en el futuro: es posible para un átomo
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quitarle un electrón a un átomo de carbono,
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porque por alguna razón - y vamos a hablar de
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ciertos átomos neutros, de ciertos elementos que tienen una mayor
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Así que uno, tal vez uno de esos, le quita un electrón
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a un carbono, y entonces el carbono va a tener menos
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electrones que protones, por cúal vamos a tener cinco electrones
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Entonces tenemos una carga neta positiva.
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Así que en este carbono 12, la primera versión que hice,
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Tenía seis protones y seis electrones, las cargas nulas
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Si se me pierde un electrón, entonces sólo tengo cinco de estos,
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y entonces tendría una carga neta positiva.
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Y vamos a hablar mucho más sobre todo esto
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a lo largo de los capitulos de química,
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espero que haya un reconocimiento de que
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esto ya está empezando a ser algo genial.
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Ya podemos llegar a este bloque de construcción fundamental
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llamado átomo.
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Y lo que es aún mejor es que este
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bloque de edificio está construido de aún más
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bloques de construcción aún más fundamentales.
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Y todas estas cosas pueden ser cambiadas
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cambiar las propiedades de un átomo, o incluso cambiar
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un átomo de un elemento a otro átomo de otro elemento.
