Evolución de los Modelos Atómicos y Propiedades de la Materia: Un Recorrido Científico

Evolución Histórica de los Modelos Atómicos

Los Primeros Atomistas

Los griegos fueron los primeros en preocuparse por indagar sobre la constitución íntima de la materia, aunque desde una perspectiva puramente teórica, pues no creían en la importancia de la experimentación. Cerca del año 450 a.C., Leucipo y su discípulo, Demócrito, propusieron que la materia estaba constituida por pequeñas partículas a las que llamaron átomos, palabra que significa 'indivisible'.

Los postulados del atomismo griego establecían que:

• Los átomos son sólidos.
• Entre los átomos solo existe el vacío.
• Los átomos son indivisibles y eternos.
• Los átomos de diferentes cuerpos difieren entre sí por su forma, tamaño y distribución espacial.
• Las propiedades de la materia varían según el tipo de átomos y cómo están agrupados.

Teoría Atómica de Dalton

En 1805, el inglés John Dalton (1766-1844) publicó la obra Nuevo sistema de la filosofía química, en la cual rescataba las ideas propuestas por Demócrito y Leucipo dos mil años atrás. La razón que impulsó a Dalton a proponer una nueva teoría atómica fue la búsqueda de una explicación a las leyes químicas que se habían deducido empíricamente hasta el momento, como la ley de la conservación de la masa y la ley de las proporciones definidas.

La teoría atómica de Dalton comprendía los siguientes postulados:

• La materia está constituida por átomos, partículas indivisibles e indestructibles.
• Los átomos que componen una sustancia elemental son semejantes entre sí, en cuanto a masa, tamaño y cualquier otra característica, y difieren de aquellos que componen otros elementos.
• Los átomos se combinan para formar entidades compuestas. En esta combinación, los átomos de cada uno de los elementos involucrados están presentes siguiendo proporciones definidas y enteras. Asimismo, dos o más elementos pueden unirse en diferentes proporciones para formar diferentes compuestos.

Modelo Atómico de Thomson

Antecedentes

a) Naturaleza Eléctrica de la Materia

Desde tiempos remotos, habían sido observados fenómenos eléctricos relacionados con la materia. Tales de Mileto observó que al frotar un trozo de ámbar, este podía atraer pequeñas partículas. Siglos después, Gilbert comprobó que por frotamiento muchas sustancias adquirían electricidad. Sin embargo, fue solo hacia mediados del siglo XIX que estas observaciones fueron planteadas formalmente, gracias a los experimentos sobre la electrólisis que realizó Faraday hacia 1833, y que le permitieron descubrir la relación entre electricidad y materia.

b) Descubrimiento del Electrón

El descubrimiento del electrón fue posible gracias a una serie de experimentos alrededor de un dispositivo llamado tubo de rayos catódicos, que consiste en un tubo de vidrio provisto de dos electrodos, herméticamente soldados en los extremos de este y a través de los cuales se hace pasar una corriente eléctrica. En 1879, el físico inglés William Crookes observó que si se creaba vacío dentro del tubo, retirando el aire presente en su interior, aparecía un resplandor, originado en el electrodo negativo (cátodo) hacia el electrodo positivo (ánodo), por lo que Crookes concluyó que debía tratarse de haces cargados negativamente, que luego fueron bautizados como rayos catódicos. Posteriormente, J.J. Thomson estableció, en 1895, que dichos rayos eran en realidad partículas, mucho más pequeñas que el átomo de hidrógeno y con carga negativa, que recibieron el nombre de electrones.

c) Descubrimiento del Protón

Por la misma época, Eugen Goldstein (1850-1930) realizó algunas modificaciones al diseño inicial del tubo de rayos catódicos. El nuevo dispositivo tenía el cátodo perforado y el tubo, en lugar de vacío, contenía diferentes gases. Observó que detrás del cátodo se producía otro tipo de resplandor, proveniente del ánodo, por lo que dedujo que los nuevos rayos poseían carga positiva. Posteriormente fueron bautizados como protones y se determinó que su carga era de igual magnitud que la de un electrón. Estos descubrimientos contradecían la creencia de que el átomo era indivisible, por lo que fue necesario concebir un nuevo modelo atómico.

d) El Nuevo Modelo

En 1904, Joseph Thomson (1856-1940) propuso un modelo en el cual la parte positiva del átomo se hallaba distribuida uniformemente por todo el volumen de este, mientras los electrones se hallaban inmersos en esta matriz de protones, como las pasas en un pudín. Además, planteaba que la cantidad de cargas positivas y negativas presentes eran iguales, con lo cual el átomo era esencialmente una entidad neutra.

Modelo de Rutherford

Antecedentes

a) Descubrimiento de la Radiactividad

La primera evidencia de este fenómeno data de 1896 y la debemos a las experiencias de Henri Becquerel (1852-1906). Este científico descubrió que los minerales de uranio eran capaces de velar una placa fotográfica en ausencia de luz externa, por lo cual concluyó que poseían la propiedad de emitir radiaciones de forma espontánea. Posteriormente, los esposos Pierre (1856-1906) y Marie Curie (1867-1934) retomaron las observaciones hechas por Becquerel, comprobando que todos los minerales de uranio tenían la capacidad de emitir radiaciones. Además, aislaron otros dos elementos con idénticas propiedades: el polonio y el radio.

La radiactividad se define como la propiedad que poseen los átomos de algunos elementos de emitir radiaciones, debido a que las radiaciones se transforman en otros elementos, pues la constitución íntima de sus átomos cambia. Estas radiaciones pueden ser de cuatro tipos distintos:

1. Rayos alfa: Son partículas formadas por dos protones y dos neutrones, por lo que poseen una carga positiva, igual a dos veces la carga de un protón. Debido a que la masa y el volumen de las partículas son relativamente elevados, estas radiaciones viajan a una velocidad baja, y tienen un poder de penetración igualmente bajo.
2. Rayos beta negativos: Se trata de haces de electrones, 7000 veces más pequeños que las partículas alfa y que viajan a una velocidad cercana a la de la luz, por lo que poseen un poder de penetración medio.
3. Rayos beta positivos: Son haces de partículas similares a los electrones, pero con carga positiva, denominadas positrones. Tienen las mismas propiedades que las partículas beta negativas, en cuanto a masa, velocidad y capacidad de penetración. Dado que son antagonistas de los electrones, cuando un electrón y un positrón se chocan, se aniquilan mutuamente, convirtiéndose en energía electromagnética.
4. Rayos gamma: Estos rayos son radiaciones electromagnéticas, con un contenido energético muy superior al de la luz visible, por lo que no poseen masa y tienen una gran capacidad de penetración.

b) Descubrimiento de los Rayos X

A finales del siglo XIX, en 1895, Wilhelm Roentgen (1845-1923), estudiando los rayos catódicos, observó que una lámina recubierta con ciano-platinato de bario, que estaba a cierta distancia del tubo, emitía una fluorescencia verde. Afirmó que dicha fluorescencia correspondía a unos rayos que atravesaban los materiales poco densos, como la madera, pero que no pasaban a través de los más densos, como los metales. Además, no sufrían desviación por campos eléctricos o magnéticos. Por esta razón, concluyó que estos rayos no deberían estar formados por partículas cargadas y en esto se parecían a los rayos de luz. Roentgen los llamó rayos X.

Los dos descubrimientos mencionados dejaban entrever que había espacio entre los átomos que conformaban los materiales conocidos, pero no estaba claro cómo ni dónde se distribuían estos espacios.

El Modelo: Proposición de la Existencia del Núcleo

A principios del siglo XX, Ernest Rutherford (1871-1937) realizó un experimento cuyos resultados fueron inquietantes. Observó que cuando un haz de partículas alfa, emitidas por el polonio, uno de los elementos radiactivos, golpeaba contra una lámina de oro, algunas de las partículas incidentes rebotaban, hasta el punto de invertir completamente la dirección de su trayectoria. Esto era tan increíble como si al disparar una bala contra una hoja de papel, esta rebotara. Con el fin de dar una explicación a este hecho, Rutherford propuso, en 1911, la existencia del núcleo atómico, como una zona central densa, en la cual se concentraba cerca del 99.95% de la masa atómica. El núcleo debía ser positivo, puesto que las partículas alfa, también positivas, eran rechazadas al chocar contra los núcleos de los átomos del metal. También estableció que los electrones debían mantenerse en constante movimiento en torno al núcleo, aunque a una cierta distancia, con lo cual gran parte del volumen del átomo sería espacio vacío. Al igual que Thomson, Rutherford consideró que la carga negativa de los electrones debía contrarrestar la carga positiva del núcleo, para dar lugar a un átomo neutro.

Inconsistencia en el Modelo de Rutherford

Si bien, numerosos fueron los descubrimientos y fenómenos observados que permitieron comprobar la existencia del núcleo atómico y dilucidar su constitución, el modelo propuesto por Rutherford tenía ciertas inconsistencias. De acuerdo con la física clásica, toda partícula acelerada, como es el caso de un electrón girando alrededor del núcleo de un átomo, emite energía, en la forma de radiaciones electromagnéticas. En consecuencia, el electrón debería perder energía continuamente, hasta terminar precipitándose sobre el núcleo, dando lugar a un colapso atómico. Teniendo en cuenta que esto no sucede, algo estaba fallando en el modelo propuesto por Rutherford.

Descubrimiento del Neutrón

Otras Partículas Subatómicas

Modelo Planetario de Bohr

Con el fin de dar solución a las inconsistencias que presentaba el modelo atómico de Rutherford, el físico danés Niels Bohr propuso, en 1913, que los electrones deberían moverse alrededor del núcleo a gran velocidad y siguiendo órbitas bien definidas.

Algunas Propiedades de los Átomos

Muchas de las propiedades físicas de los átomos, como masa, densidad o capacidad radiactiva, se relacionan con el núcleo. Por el contrario, del arreglo de los electrones en la periferia del átomo dependen propiedades químicas, como la capacidad para formar compuestos con átomos de otros elementos. Asimismo, algunas propiedades físicas de los elementos y compuestos, como el punto de fusión y de ebullición, el color y la dureza, están entre las que se encuentran el número atómico, el número de masa y la masa atómica.

Número Atómico

Es el que indica el número de protones presentes en el núcleo y se representa con la letra Z. Dado que la carga de un átomo es nula, el número de protones debe ser igual al número de electrones, por lo que Z también indica cuántos electrones posee un átomo. Por ejemplo, el átomo de hidrógeno tiene un núcleo compuesto por un protón que es neutralizado por un electrón orbitando alrededor.

Número de Masa

Se representa con la letra A y hace referencia al número de protones y neutrones presentes en el núcleo. La masa del átomo está concentrada en el núcleo y corresponde a la suma de la masa de los protones y neutrones presentes, dado que la masa de los electrones es despreciable en relación con la masa nuclear. El número másico también es un indicador indirecto de la masa atómica.

Isótopos

Son átomos de un mismo elemento, cuyos núcleos tienen el mismo número de protones, pero difieren en el número de neutrones. Muchos elementos presentan isótopos, por ejemplo, el oxígeno en estado natural es una mezcla de isótopos. Otra forma muy común de referirse a los isótopos de un elemento es simplemente señalando el número másico a continuación del símbolo o el nombre completo del elemento.

Isóbaros

Existen átomos de elementos diferentes, con características propias, que poseen isótopos con el mismo número de masa. A estos elementos se les conoce como isóbaros y son comunes en elementos radiactivos. Entre estos pueden estar el calcio, el argón, el hierro, el cobalto, etc.

Masa Atómica

Si bien la masa de un átomo no puede ser registrada por las balanzas más sensibles, para facilitar los cálculos relativos a las masas atómicas de la gran variedad de elementos químicos conocidos, se ha ideado un sistema de masas relativas, en el cual, la masa de un elemento dado se calcula comparándola con la de otro, que se toma como unidad patrón. Hasta 1962, el oxígeno fue usado como unidad patrón y se le asignó una masa equivalente a 16 uma (unidades de masa atómica). Más tarde, la unidad patrón nombrada fue el carbono, al cual se le dio una masa de 12 uma.

Masa Molecular

Es la masa de una molécula, que es igual a la suma de las masas atómicas promedio de los átomos que la constituyen. Para calcular la masa molecular es necesario saber qué elementos forman el compuesto, su masa atómica y el número de átomos presentes en la molécula. La fórmula química nos indica qué elementos forman el compuesto y su número.

Número de Avogadro: Concepto de Mol

Un mol se define como la cantidad de sustancia que contiene 6.023 x 10²³ partículas, ya sea de un elemento o de un compuesto. En un elemento, esa cantidad es equivalente a la masa atómica expresada como gramos. El número de Avogadro es un concepto muy importante y de gran utilidad en química. Sirve para calcular la masa relativa de un átomo de cualquier elemento y el número de átomos o partículas presentes en una cantidad de masa determinada. Un mol contiene 6.02 x 10²³ partículas, átomos o moléculas cuya masa es igual a la masa del elemento o compuesto.

Propiedades de la Materia

Propiedades Generales o Extrínsecas

Las propiedades generales son las propiedades comunes a toda clase de materia; es decir, no nos proporcionan información acerca de la forma como una sustancia se comporta y se distingue de las demás. Las propiedades generales más importantes son:

• a) Masa: Es la cantidad de materia que tiene un cuerpo.
• b) Volumen: Es el espacio que ocupa un cuerpo.
• c) Peso: Resultado de la fuerza de atracción o gravedad que ejerce la Tierra sobre los cuerpos.
• d) Inercia: Tendencia de un cuerpo a permanecer en estado de movimiento o de reposo mientras no exista una causa que la modifique.
• e) Impenetrabilidad: Característica por la cual un cuerpo no puede ocupar el espacio que ocupa otro cuerpo al mismo tiempo.
• f) Porosidad: Es la característica de la materia que consiste en presentar poros o espacios vacíos.

Propiedades Específicas o Intrínsecas

Las propiedades específicas son características de cada sustancia y permiten diferenciar un cuerpo de otro. Las propiedades específicas se clasifican en propiedades físicas y propiedades químicas.

Propiedades Físicas

Son las que se pueden determinar sin que los cuerpos varíen su naturaleza. Entre las propiedades físicas se encuentran:

• a) Propiedades organolépticas: Son aquellas que se determinan a través de las sensaciones percibidas por los órganos de los sentidos.
• b) Estado físico: Es la propiedad de la materia que se origina por el grado de cohesión de las moléculas. La menor o mayor movilidad de las moléculas caracteriza cada estado. Aunque solo referimos tres estados de la materia, se han referido nuevos estados de esta, en estados extremos, como lo son el superfluido y el plasma. El plasma es un estado que adoptan los gases cuando se calientan a altas temperaturas, hasta los 10000 °C, esto provoca la ruptura de las moléculas, lo que origina una mezcla de iones positivos y electrones deslocalizados. El superfluido es un estado que se consigue cuando un gas es licuado a altas presiones y temperaturas cercanas al cero absoluto. La sustancia trepa por las paredes y escapa, presenta poca fricción y viscosidad.
• c) Punto de ebullición: Es la temperatura a la cual una sustancia pasa del estado líquido al gaseoso.
• d) Punto de fusión: Es la temperatura a la cual una sustancia pasa del estado sólido al líquido.
• e) Solubilidad: Es la propiedad que tienen algunas sustancias de disolverse en un líquido a una temperatura determinada.
• f) Densidad: Es la relación que existe entre la masa de una sustancia y su volumen.
• g) Dureza: Es la resistencia que oponen las sustancias a ser rayadas, se mide mediante la escala de Mohs.
• h) Elasticidad: Es la capacidad que tienen los cuerpos de deformarse cuando se les aplica una fuerza y luego recuperar su forma original.
• i) Ductilidad: Mide el grado de facilidad con que se dejan convertir en alambres o hilos.
• j) Maleabilidad: Mide la capacidad que tienen ciertos materiales para convertirse en láminas.
• k) Tenacidad: Es la resistencia que ofrecen los cuerpos a romperse o deformarse al golpearlos.
• l) Fragilidad: Es la tendencia a romperse o fracturarse.

Propiedades Químicas

Son las que determinan el comportamiento de las sustancias cuando se ponen en contacto con otras. Cuando determinamos alguna propiedad química, las sustancias cambian o alteran su naturaleza. Algunas propiedades químicas son:

• a) Combustión: Es la cualidad que tienen algunas sustancias para reaccionar con el oxígeno, desprendiendo luz o calor.
• b) Reactividad con el agua: Algunas sustancias reaccionan violentamente con el agua, creando como consecuencia hidróxidos o bases.
• c) Reactividad con las sustancias ácidas: Es la propiedad que tienen algunas sustancias de reaccionar con los ácidos.
• d) Reactividad con las bases: Es la propiedad que poseen ciertas sustancias de reaccionar con un grupo de compuestos químicos denominados bases o hidróxidos.

Transformaciones de la Materia

Transformaciones Físicas

Son aquellas transformaciones o cambios que no afectan la composición de la materia. En los cambios físicos no se forman nuevas sustancias. Se dan cambios físicos cuando ocurren fenómenos que no cambien la identidad de las sustancias. Los cambios de estado también son cambios físicos, como:

• a) Al aumentar la presión, las partículas de materia se acercan y aumenta la fuerza de cohesión entre ellas.
• b) Al aumentar la temperatura, las partículas de materia se mueven más rápido y, por lo tanto, aumenta la fuerza de repulsión entre ellas.

Son cambios de estado:

• a) Fusión: Es el paso del sólido al líquido.
• b) Solidificación: Es el paso del líquido al sólido.
• c) Vaporización: Es el paso de líquido a gas.
• d) Condensación: Es el cambio de gas a líquido.
• e) Sublimación progresiva: Es el paso del estado sólido al gaseoso sin pasar por el líquido.
• f) Sublimación regresiva: Es el paso del estado gaseoso al sólido sin pasar por el líquido.

Transformaciones Químicas

Son aquellas transformaciones o cambios que afectan la composición de la materia. En los cambios químicos se forman nuevas sustancias. En las transformaciones químicas se producen reacciones químicas. Una reacción química se da cuando dos o más sustancias entran en contacto para formar otras sustancias diferentes. Es posible detectar cuándo se está produciendo una reacción química porque observamos cambios de temperatura, desprendimiento de gases, etc.

Clases de Materia

La materia puede presentarse como una sustancia pura o como una mezcla.

Las Sustancias Puras

Son aquellas compuestas por un solo tipo de materia. Presentan una composición fija y se pueden caracterizar por una serie de propiedades específicas. Los valores de las propiedades específicas siempre son los mismos. Las sustancias puras no pueden separarse en sus componentes por métodos físicos. Según la composición química, las sustancias puras se clasifican en:

• a) Sustancias simples.
• b) Elementos químicos: Un elemento químico es una sustancia pura, que no puede descomponerse en otras más sencillas. Los elementos químicos se representan mediante símbolos. Los símbolos siempre empiezan con una letra en mayúscula. Hay algunos elementos cuyos nombres latinos o griegos no coinciden con los españoles y de ahí que haya símbolos cuyos nombres no se relacionan con los símbolos. Los elementos químicos se clasifican en dos grandes grupos: los metales y los no metales.
• c) Compuestos químicos: Un compuesto químico es una sustancia pura, formada por la combinación química de dos o más elementos, en proporciones definidas. Los compuestos se representan por medio de fórmulas. Una fórmula química muestra los símbolos de los elementos que forman el compuesto, y la proporción que existe entre ellos, es decir, señalan su composición química. Los compuestos se pueden clasificar en dos grupos: los compuestos orgánicos, que son los que tienen al carbono como elemento principal; y los compuestos inorgánicos, que son aquellos que no tienen al carbono como elemento principal.

Las Mezclas

Son uniones físicas de sustancias en las que la estructura de cada sustancia no cambia, por lo cual sus propiedades químicas permanecen constantes y las proporciones pueden variar. Además, es posible separarlas por procesos físicos. En una mezcla, la sustancia que se encuentra en mayor proporción recibe el nombre de fase dispersante o medio, y la sustancia que se encuentra en menor proporción recibe el nombre de fase dispersa. De acuerdo con la fuerza de cohesión entre las sustancias, el tamaño de las partículas de la fase dispersa y la uniformidad en la distribución de estas partículas, las mezclas pueden ser:

• a) Homogéneas: Son aquellas que poseen la máxima fuerza de cohesión entre las sustancias combinadas; las partículas de la fase dispersa son más pequeñas, y dichas partículas se encuentran distribuidas uniformemente. De esta manera, sus componentes no son identificables a simple vista, es decir, se perciben como una sola fase. También reciben el nombre de soluciones o disoluciones.
• b) Mezclas heterogéneas: Son aquellas mezclas en las que la fuerza de cohesión entre las sustancias es menor; las partículas de la fase dispersa se encuentran distribuidas de manera no uniforme. De esta forma, sus componentes se pueden distinguir a simple vista. Estas pueden ser, a su vez, suspensiones o coloides. Las suspensiones son las mezclas en las que se aprecia con mayor claridad la separación de las fases. Generalmente están formadas por una fase dispersa sólida insoluble en la fase dispersante líquida, por lo cual tienen un aspecto opaco y, si se dejan en reposo, las partículas de la fase dispersa se sedimentan. El tamaño de las partículas de la fase dispersa es mayor que en las disoluciones y coloides. Los coloides son mezclas heterogéneas en las cuales las partículas de la fase dispersa tienen un tamaño intermedio entre las disoluciones y las suspensiones, y no se sedimentan. Se reconocen porque pueden reflejar y dispersar la luz.

Separación de Mezclas

Cuando se desean separar los componentes de una mezcla, es necesario conocer el tipo de mezcla que se va a utilizar, antes de seleccionar el método que se va a emplear. Una forma de agrupar las mezclas es la siguiente:

• a) Separación de mezclas de sólidos: Se emplean básicamente dos métodos: la separación manual o tamizado, se utiliza cuando una mezcla está formada por diferentes tamaños de partículas, se usa un tamiz, este método es muy usado para el análisis de suelos y en la industria de las harinas; y la levigación, consiste en pulverizar la mezcla sólida y tratarla luego con disolventes apropiados, basándose en su diferencia de densidad, se usa mucho en la minería.
• b) Separación de mezclas sólido-líquido: Se usan tres métodos: la decantación, se basa en la diferencia de densidad de las sustancias que componen la mezcla, para separar una mezcla de un sólido con un líquido, se pone la mezcla en un recipiente y se deja ahí hasta que el sólido se precipite, es decir se deposite en el fondo del mismo, se puede complementar con la evaporación; la filtración, que consiste en pasar la mezcla por un filtro, que retiene el sólido y deja pasar el líquido a través de sus poros; y la centrifugación, que consiste en someter la mezcla a la acción de la fuerza centrífuga, haciéndola girar a gran velocidad, así el sólido se deposita en el fondo de la misma, se usa mucho en química analítica, en la industria y en el laboratorio clínico.
• c) Separación de mezclas de líquidos: Para realizar esta separación se pueden usar métodos como: la destilación simple, que se fundamenta en la diferencia de los puntos de ebullición de los componentes de la mezcla, por calentamiento se hace que el líquido de más bajo punto de ebullición se evapore primero, para luego recogerlo usando un refrigerante o condensador; la destilación fraccionada, es empleada cuando se requiere hacer la separación de una mezcla que está formada por varios líquidos cuyos puntos de ebullición son diferentes pero muy próximos entre sí, se va evaporando líquido por líquido hasta aislar todos los componentes de la mezcla; cromatografía, la cromatografía es un método analítico empleado en la separación, identificación y determinación de los componentes químicos en mezclas complejas, los componentes de una mezcla son llevados a través de la fase estacionaria por el flujo de una fase móvil gaseosa o líquida, las separaciones están basadas en las diferencias en la velocidad de migración entre los componentes de la muestra, se emplea dos fases: la fase estacionaria, que se encuentra empacada en un tubo o columna y puede ser un sólido poroso o un líquido poco volátil a la temperatura de la columna y uniformemente distribuido sobre un soporte sólido inerte; y la fase móvil, es un líquido que fluye continuamente a través de la columna y arrastra en su paso la muestra por separar, puede ser un solvente puro o una mezcla de ellos; la cromatografía de papel, que utiliza como adsorbente papel de filtro, en él se coloca la mezcla que se va a separar y se pone en contacto con el disolvente, una vez corrido el disolvente se retira el papel y se deja secar.

La Energía

Todos los cambios y transformaciones que ocurren en la naturaleza están acompañados por cambios en la energía. En términos sencillos, la energía se define como la capacidad que posee un cuerpo para producir trabajo.

La Química y la Energía

Hasta la mitad del siglo XIX, la madera fue la principal fuente de energía. Luego el carbón tomó su lugar, y solo a comienzos del siglo XX apareció el petróleo. Sin embargo, la gran demanda de este producto está llevando a su agotamiento. Por esta razón, se están buscando vías alternativas para conseguir energía, como lo son:

• a) Energía eléctrica: La química ha creado nuevos materiales capaces de conducir la corriente eléctrica en forma más eficiente para usarla en instrumentos muy diversos.
• b) Celdas de combustión: Una forma alternativa de transformar la energía química en electricidad es la oxidación directa del combustible en una celda de combustión. En la celda de combustión, el combustible sufre un proceso electroquímico. Esto no genera óxido de nitrógeno ni pierde el agua generada.
• c) Energía nuclear: Existen dos formas de producir energía a través de las reacciones nucleares: la fisión, que se produce cuando un proceso inducido por neutrones con ruptura de núcleos pesados; y la fusión, implica la unión de núcleos ligeros, principal fuente de la energía solar. El método de fusión produce cantidades moderadas de desechos radiactivos y su desarrollo aún se está investigando.
• d) Generación de corriente por energía solar: La energía solar puede ser convertida en electricidad, sin el impacto negativo que tiene el uso de los combustibles fósiles sobre el ambiente. El uso de celdas y paneles permite convertir la energía solar en electricidad.

Ley de la Conservación de la Materia y la Energía

En todos los procesos que se dan en la naturaleza se cumple el principio de la conservación de la energía que se enuncia así: En toda transformación energética, la energía emitida es igual a la energía absorbida. Este principio indica que, cuando un cuerpo cede energía a otro cuerpo, la cantidad de energía cedida por el primero es igual a la ganada por el otro. Sin embargo, la conservación de la energía es cuantitativa, es decir, que su valor numérico es igual antes y después de que haya ocurrido una transformación energética; pero no se conserva cualitativamente, es decir, se degrada después de cada transformación. En lo que corresponde al estudio de la química, las reacciones químicas siempre están acompañadas de cambios de energía, pero únicamente en las reacciones nucleares que envuelven enormes cantidades de energía, se vuelve significativa la cantidad de materia que se convierte en energía. Entonces se generaliza que: En las reacciones químicas ordinarias, la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos.