Conceptos Esenciales de Química: Leyes de los Gases, Estructura Atómica y Fenómenos Nucleares
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Leyes Fundamentales de los Gases
Las leyes de los gases describen el comportamiento de los gases ideales bajo diferentes condiciones de presión, volumen y temperatura.
Ley de Boyle-Mariotte
La Ley de Boyle-Mariotte establece que la presión de un gas en un recipiente cerrado es inversamente proporcional al volumen del recipiente, siempre que la temperatura se mantenga constante.
Ley de Gay-Lussac
La Ley de Gay-Lussac establece la relación directa entre la temperatura y la presión de un gas cuando el volumen es constante.
Ley de Charles
La Ley de Charles es una de las leyes fundamentales de los gases. Establece la relación directa entre la temperatura y el volumen de un gas cuando la presión se mantiene constante.
Condiciones Normales de Presión y Temperatura (CNPT)
El término Condiciones Normales de Presión y Temperatura (CNPT) se aplica a los gases. Un gas se encuentra en condiciones normales cuando ejerce una presión de 1 atmósfera (atm) a 0 °C (273.15 K). En CNPT, 1 mol de cualquier gas ideal ocupa un volumen aproximado de 22.4 litros.
Conceptos Fundamentales de Estructura Atómica y Química Nuclear
Número Másico (A)
El Número Másico (A) es el número total de protones y neutrones presentes en el núcleo de un átomo.
Número Atómico (Z)
El Número Atómico (Z) representa el número de protones que hay en el núcleo del átomo de un elemento. Este número define la identidad del elemento químico.
Isótopos
Se denominan isótopos a los átomos de un mismo elemento que poseen el mismo número de protones (mismo número atómico) pero difieren en la cantidad de neutrones en su núcleo, y por lo tanto, en su número másico.
Número de Avogadro
El Número de Avogadro es una constante fundamental que representa la cantidad de entidades elementales (como átomos, moléculas o iones) presentes en un mol de cualquier sustancia. Su valor aproximado es de 6.022 x 1023.
Radiactividad
La radiactividad es un fenómeno físico natural por el cual algunos núcleos atómicos inestables de ciertos elementos químicos, denominados radiactivos, emiten espontáneamente radiaciones. Estas radiaciones tienen la propiedad de ionizar gases, impresionar placas fotográficas y producir fluorescencia, entre otros efectos.
Fusión Nuclear
La fusión nuclear es una reacción en la que dos núcleos atómicos ligeros se combinan para formar un núcleo más pesado. Este proceso ocurre bajo condiciones de temperaturas y presiones extremadamente elevadas, liberando una gran cantidad de energía nuclear.
Fisión Nuclear
La fisión nuclear es una reacción en la cual un núcleo atómico pesado, al ser bombardeado con neutrones, se vuelve inestable y se descompone en dos o más núcleos más ligeros, liberando una considerable cantidad de energía y emitiendo neutrones adicionales. Este proceso es la base de la energía nuclear actual.
Teoría Cinética de los Gases
La Teoría Cinética de los Gases es un modelo que explica el comportamiento macroscópico de los gases a partir del movimiento de sus partículas constituyentes. Sus postulados principales son:
- Las partículas de un gas (átomos o moléculas) son muy pequeñas en comparación con el volumen total del recipiente y están muy separadas entre sí.
- No existen fuerzas de atracción o repulsión significativas entre las partículas de un gas, lo que les permite moverse con total libertad.
- Las partículas de gas se mueven de forma aleatoria, continua y en línea recta.
- Solo cambian de dirección al chocar entre sí o contra las paredes del recipiente. Estos choques son elásticos, lo que significa que no hay pérdida neta de energía cinética durante las colisiones.
- La presión ejercida por el gas es el resultado de los choques de sus partículas contra las paredes del recipiente.
- La temperatura absoluta del gas es directamente proporcional a la energía cinética promedio de sus partículas. A mayor temperatura, mayor es la velocidad promedio de las partículas.