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MOLÉCULA
-¿Qué son las moléculas?
-Una MOLÉCULA es un grupo de átomos, iguales o diferentes, que se mantienen juntos y no se puede separar sin afectar o destruir las propiedades de las sustancias.
-Existe un concepto antiguo que dice que la MOLÉCULA es la parte más pequeña de una sustancia que conserva su composición y sus propiedades químicas.
-¿Qué son las MOLÉULAS?
-La mayoría de lo que nos rodea está formada por grupos de átomos unidos que forman conjuntos llamados MOLÉCULAS.
-Los átomos que se encuentran en una MOLÉCULA se mantienen unidos debido a que comparten o intercambian electrones.
-Las MOLÉCULAS están hechas de átomos de uno o más elementos.
-¿Dónde se encuentran las MOLÉCULAS?
-Se llama MOLÉCULA a la unión de dos o más átomos mediante enlaces químicos (del mismo o distintos elementos), formando un conjunto estable.
-Por ejemplo: la molécula de agua es H20.
-¿Me podrías dar otros ejemplos de diferentes tipos de MOLÉCULAS?
—Algunos ejemplos son:
- agua H20,
- hidrógeno H2,
- oxígeno O2,
- cloro Cl2,
- ácido clorhídrico HCl,
- metano CH4,
- bióxido de Carbono CO2,
- monóxido de Carbono CO,
- hidróxido de Litio LiOH.
-Pueden clasificarse a su vez conforme a la cantidad de átomos distintos que componen su estructura:
• MOLÉCULAS monoatómicas (un mismo tipo de átomo),
• MOLÉCULAS diatómicas (dos tipos atómicos),
• MOLÉCULAS tricotómicas (tres tipos atómicos),
• MOLÉCULAS tetralógicas (cuatro tipos atómicos),
• etc.
-¿Cómo están formados los átomos?
-Cada átomo se compone de un núcleo y uno o más electrones unidos al núcleo.
-El núcleo está compuesto de uno o más protones y típicamente un número similar de neutrones.
-Los protones y los neutrones son llamados nucleones.
-Más del 99.94% de la masa del átomo está en el núcleo.
-¿Cómo están formados los átomos?
-Los átomos son las unidades a partir de las cuales se forman las MOLÉCULAS.
-Una MOLÉCULA está compuesta por dos o más átomos.
-Los átomos constituyen una MOLÉCULA se pueden separar por métodos químicos.
-Un elemento es una sustancia pura cuyas MOLÉCULAS están formadas por una sola clase de átomos.
-En química, una molécula es un grupo eléctricamente neutro y suficientemente estable de al menos dos átomos en una configuración definida, unidos por enlaces químicos fuertes. En este estricto sentido, las moléculas se diferencian de los iones poliatómicos.
-¿Qué me puedes decir de la MOLÉCULA de agua?
-Todas las sustancias en la Tierra consisten de moléculas. La MOLÉCULA de agua es la MOLÉCULA más abundante en la Tierra y es también una de las más únicas.
-La MOLÉCULAS de agua contiene tres átomos: un átomo de oxígeno y dos átomos de hidrógeno.
-Oxígeno, la sustancia que todos respiramos, consiste de dos átomos de oxígeno. El símbolo químico del agua es H20, donde H2 representa dos átomos de hidrógeno y el O un átomo de oxígeno.
-Fuerzas electromagnéticas muy fuertes sujetan los átomos dentro de la molécula.
-Una atracción electromagnética paralela existe entre las MOLÉCULAS individuales.
-Las MOLÉCULAS están en constante movimiento y continuamente formando y rompiendo enlaces con otras MOLÉCULAS.
-Bajo presiones altas y temperaturas bajas, las MOLÉCULAS no se mueven tanto y generalmente forman una sustancia sólida.
-En este estado, la distancia entre las MOLÉCULAS individuales es relativamente pequeña y la densidad de la sustancia es relativamente alta.
-A medida que la temperatura aumenta, o la presión disminuye, las MOLÉCULAS se mueven más rápido y los enlaces se debilitan.
-En este punto la sustancia sólida se derrite y forma un líquido.
-A temperaturas aún más altas/presiones más bajas los enlaces se debilitan aún más y el estado de la MOLÉCULA cambia a gas.
-Esto se llama el punto de ebullición. En esta etapa, la distancia entre las MOLÉCULAS es grande y los enlaces intermoleculares son casi no existentes, por lo tanto los gases tienen una densidad muy baja.
-Los puntos de ebullición y fusión son diferentes para cada sustancia en la Tierra.
-Bajo niveles normales de presión y temperatura, por ejemplo, el oxígeno es un gas, mientras que el mercurio es un líquido y el oro, un sólido.
-Sin embargo el agua es la única sustancia que se puede encontrar naturalmente en los tres estados: hiele (sólido), agua (líquido) y vapor (gas).
-Muchas de las calidades únicas del agua son debidas a los enlaces fuertes de hidrógeno entre las MOLÉCULAS del agua (H20).
-El átomo de hidrógeno (H2) tiene una leve carga negativa mientras que el átomo del oxígeno (O) tiene una leve carga positiva.
-Así, esta MOLÉCULA tiene polaridad - es decir, un lado es positivo y el otro es negativo, se llama un dipolo. Similar a un imán, el hidrógeno de una MOLÉCULA de agua es atraído por los átomos de oxígeno de otra MOLÉCULA de agua. Ya que las MOLÉCULAS de agua se están moviendo constantemente, se forman y rompen enlaces de hidrógeno cada 200 femtosegundos, que es 0.0000000000002 segundos ó 5 trillones de veces por segundo.
-El enlace de hidrógeno es más débil que los enlaces entre los átomos dentro de una MOLÉCULA, pero más fuerte que cualquier otro enlace intermolecular.
-Cuando el agua se convierte en hielo forma una estructura cristalina, que impide la compresión adicional de las MOLÉCULAS.
-Sin embargo, debido a los enlaces de hidrógeno, la densidad del agua puede ser mayor en estado líquido que estado sólido: lo que permite que el hielo flote en el agua.
-La densidad más alta de las MOLÉCULAS de agua es aproximadamente a 4°C.
-La MOLÉCULA de agua es una de las pocas MOLÉCULAS que tiene su densidad más alta en el estado líquido.
-Si el agua no fuera más densa que el hielo, todos los lagos se congelarían por completo en las regiones más frías del mundo, pues el hielo se hundiría a la parte inferior.
-En el verano solamente la capa superior de estos lagos deshelaría.
-Puesto que la densidad más alta del agua es a 4°C, sólo la capa superior congela, la temperatura del agua debajo del hielo baja hasta 4°C y queda en estado líquido.
-Con la capa de hielo en la superficie, el agua no puede convertirse en hielo porque no tiene espacio suficiente para expandirse.
-Esto permite a las plantas y animales acuáticos sobrevivir debajo del hielo.
-Otras características especiales del agua relacionadas con los enlaces de hidrógeno son la capacidad solvente y la alta tensión de superficie.
-El agua se conoce como uno de los solventes más universales y puede disolver casi cualquier cosa excepto sustancias hidrofóbicas tales como aceite.
-Las sustancias que son hidrofílicas, se disuelven fácilmente en agua. Porque las MOLÉCULAS de agua son muy pequeñas, y dipolares, cualquier sustancia hidrofílica que entre en contacto con el agua y que tenga una carga positiva o negativa se disolverá.
-Las MOLÉCULAS que tengan carga positiva formarán enlaces con el oxígeno de la MOLÉCULA de agua, mientras que las que tengan carga negativa formarán enlaces de hidrógeno con los átomos de hidrógeno de la MOLÉCULA de agua. Sin embargo, las MOLÉCULAS apolares -ósea hidrofóbicas- como el aceite no se disuelven en agua.
-La alta tensión superficial es esencial para la propiedad conocida como la capilaridad.
-La acción capilar es el proceso mediante el cual el agua sube a lo largo de un tubo estrecho contraponiéndose a la fuerza de la gravedad.
-Esto ocurre porque el agua se “pega” a los lados del tubo, y entonces la tensión de superficie tiende a enderezar la superficie que hace la subida superficial, y el agua sube cada vez más gracias a la cohesión.
-El proceso se repite manteniendo el flujo del agua hacia la parte superior del tubo llegando un punto donde la fuerza de gravedad ejercida sobre el agua es mayor que la fuerza adhesiva.
-Las plantas y los árboles utilizan este proceso cohesivo para absorber el agua y los minerales de la tierra, a través de sus raíces.
-La alta tensión de superficie también permite que los objetos ligeros floten en el agua. Un ejemplo de esto es el patinador de agua. Este insecto puede literalmente caminar en el agua.
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