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