Grandes Científicos y sus Aportes a la Física y Química

John Dalton: Físico y Químico Británico

¿En qué consistieron sus estudios meteorológicos?

Orígenes de la lluvia y los instrumentos para medir un gran número de fenómenos meteorológicos.

¿Cuál fue la primera obra de Dalton?

Observaciones y ensayos en 1773.

Teoría que planteaba:

Elementos y compuestos.

¿En qué consistió la teoría atómica de los elementos y compuestos?

Materia formada por átomos de diferentes masas que se combinan en proporciones sencillas para formar compuestos.

¿Cómo llegó a la teoría atómica?

A través de las propiedades físicas del aire atmosférico y otros gases.

Estructura que dibujó Dalton:

CO2.

Joseph Thomson

Describa el modelo atómico:

Átomos con electrones de carga negativa en un átomo positivo, como pasas en un budín.

¿Qué son los rayos catódicos?

Electrones producidos entre las terminales metálicas de tubos de evacuación de gases.

¿A qué se le denomina corpúsculos?

Propiedades de partículas, es decir, masa y movimiento.

¿Qué es un isótopo?

Sustancia química idéntica cuyos átomos tienen distinta masa.

¿En qué se basa para decir que los átomos son divisibles?

La materia está compuesta por pequeñas partículas.

3 descubrimientos de Thomson:

• Rayos catódicos.
• Espectrómetro de masa.
• Los electrones.
• Isótopos.

¿Por qué se le denomina el padre de los electrones?

Fue el primero en descubrir la primera partícula subatómica de la historia de la física y el primero en desarrollar un modelo atómico conocido como el pastel de pasas.

¿Qué experimento hizo Thomson para recibir el Premio Nobel de Física en 1906?

Al decir que el átomo estaba compuesto por electrones de carga negativa en un átomo positivo como pasas en un budín. Se pensaba que los electrones se distribuían uniformemente incrustados en el átomo.

Electrón:

Haces de partículas con carga negativa.

Conclusión del 1er experimento:

La carga negativa es inseparable de los rayos.

Conclusión del 2do experimento:

Los rayos se podían doblar bajo la influencia de un campo eléctrico.

Conclusión del 3er experimento:

Creó un modelo atómico llamado budín de pasas, compuesto de una esfera con carga positiva en la que los electrones tienen la misma cantidad de carga positiva. Se incrustan en la esfera dejándola neutra, lo que explica la neutralidad de la materia.

Ernest Rutherford: Nueva Zelanda

Experimento que hizo para clasificar los tipos de radiaciones:

Sitúa al uranio entre dos placas cargadas, midiendo la corriente que pasa, concluyendo que existían dos radiaciones: alfa y beta.

¿Por qué ganó el Premio Nobel?

1908, por la radioactividad acompañada de la desintegración de los elementos.

¿Qué sucede cuando los rayos X interaccionaban con el aire?

Ionizaban el aire.

Nombra los tipos de radiación:

Alfa, beta y gamma.

¿Cómo era el modelo atómico de Rutherford?

Existe un centro llamado núcleo.

¿Por qué es considerado el padre de la física nuclear?

Es el primero que plantea la existencia del núcleo subatómico, siendo la base de la física nuclear.

¿Por qué es considerado un alquimista?

Es el primero que consigue realizar una transmutación artificial, cambiando la naturaleza de Nitrógeno en Oxígeno.

Niels Bohr: Físico Danés, Premio Nobel 1922

¿En qué se basó para proponer su modelo atómico?

En el modelo atómico de Rutherford, utilizó la teoría cuántica y la constante de Planck.

¿Cuáles fueron los errores del modelo atómico de Bohr?

No explica el desdoblamiento de las líneas espectrales observadas en un espectroscopio de alto poder. Asumió que el átomo era plano.

¿Por qué trabajó con el átomo de Hidrógeno?

Porque es liviano.

¿Qué significa que un electrón esté excitado?

Cuando el electrón va saltando a niveles de energía superiores, absorbiendo energía.

¿Qué plantea Bohr en su modelo atómico?

Que los electrones se mueven en órbitas circulares alrededor del núcleo, las cuales están fijas. Estableció niveles de energía que son distintos para cada electrón. Plantea que cuando el electrón gira en una órbita determinada no emite ni absorbe energía, está en estado estacionario.

Max Planck: Alemán, Premio Nobel 1918, Creador de la Teoría Cuántica

Aporte más importante:

Teoría cuántica.

¿Qué son los cuantos?

Expresión mínima de energía en forma de paquetes.

¿De dónde se origina la teoría de los cuantos?

De un decisivo experimento que se llamó radioactividad del cuerpo negro.

¿Qué postula en su teoría cuántica?

Cualquier forma de energía radiante es discontinua, formada por pequeñas partículas llamadas cuantos.

¿Qué establece la ley de Planck?

Que la energía del cuanto es igual a la frecuencia de la radiación multiplicada por la constante universal.

Albert Einstein: Alemán, Padre de la Física

¿Qué experimento hizo que Einstein ganara el Premio Nobel?

El efecto fotoeléctrico.

¿En qué consiste el efecto fotoeléctrico?

Proceso por el cual se liberan electrones de un material con actividad de la radioactividad. Durante el proceso fotoeléctrico, un fotón es completamente absorbido por un electrón. Por lo tanto, los fotones componen la luz.

Características de la teoría de la relatividad:

Describe la física del movimiento en el marco de un espacio-tiempo plano, para esto utilizó velocidad constante. También propone que el espacio-tiempo no será plano en presencia de materia.

¿Por qué la teoría de la relatividad es importante en la vida de Einstein?

Gracias a la teoría fue reconocido como un gran científico.

¿Por qué Einstein es llamado el padre de la física?

Por sus ideas fue posible la aparición de la mecánica cuántica.

¿Cómo se llaman las partículas que componen la luz según el efecto fotoeléctrico?

Fotones.

¿Qué tipo de velocidad se utilizó para explicar la teoría de la relatividad?

Velocidad constante.

Paul Dirac: Británico, Premio Nobel 1933

¿Cómo contribuyó a la teoría atómica?

Planteó una ecuación que incluía la teoría relativista de Einstein y explicaba adecuadamente el comportamiento del electrón.

¿Qué propiedad del electrón explicó adecuadamente?

La propiedad del spin, diciendo que este podía girar más rápido que la velocidad de la luz, lo que al mismo tiempo daba respuesta al espectro electromagnético. Le dio un valor numérico que corresponde a +1/2 y -1/2.

¿Qué problema surgió al resolver la ecuación? ¿Qué solución le dio?

Para que la ecuación tuviera validez, la materia debería poseer electrones con carga positiva ("antielectrón") (supuesto error -> POSITRÓN). Como solución, planteó la existencia de la antimateria para explicar cómo coexistían estas partículas. Planteó un modelo llamado MAR DE DIRAC.

¿Qué es el antielectrón?

Son antipartículas con las mismas características que el electrón, excepto por su carga, que es positiva.

¿Por qué Dirac negaba la existencia de un antielectrón?

Al analizar su modelo, llegó a la conclusión de que estos, al juntarse con su partícula, se destruirían, lo que era inconcebible para la época. De ser así, la materia no existiría. Años más tarde, gracias al experimento de Anderson, se confirmó la existencia de esta antipartícula, que él denominó POSITRÓN.

Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger: Físico Austriaco, Premio Nobel Física 1933

¿Cuáles fueron sus aportes al área de la física?

Crear la ecuación de Schrödinger y la mecánica ondulatoria.

¿Por qué recibió el Premio Nobel?

Por formular la ecuación que lleva su nombre, junto con Dirac.

¿De qué se trata su ecuación?

Indica la variación que sufre un estado físico a lo largo del tiempo.

¿Qué quiere explicar Schrödinger con la paradoja?

Que ni la mecánica clásica ni la mecánica cuántica explican los fenómenos de la naturaleza.

¿En qué contribuyó Schrödinger a la química?

El modelo atómico, estableciendo los números cuánticos y los subniveles.

¿De qué trata la mecánica cuántica ondulatoria de Schrödinger?

Establecía matemáticamente el comportamiento de electrones y átomos.

¿Qué explica el modelo atómico de Schrödinger?

Explica la estructura electrónica del átomo y su interacción con la estructura electrónica de otros átomos.

¿Qué condiciones debe presentar la ecuación para perder su validez?

No debe haber pérdida o contribución de partículas y la energía en reposo no debe compararse con la energía cinética.

¿Qué características posee un sistema aislado?

No puede estar en contacto con el ambiente y así no transferirse energía ni masa.

¿Dónde es más probable encontrar un electrón?

Más cerca del núcleo.

Louis de Broglie: Francia, Premio Nobel 1929, Dualidad Onda-Partícula

¿Por qué motivo recibió el Premio Nobel?

Por su teoría de la dualidad onda-partícula.

¿Qué requisitos debe cumplir un elemento para ser considerado partícula?

Tener masa (energía) y un momento (velocidad y posición).

¿Qué requisitos debe cumplir un elemento para ser considerado un fenómeno ondulatorio?

Debe poseer propiedades de onda.

¿Cuáles son las propiedades de las ondas?

• Refracción: La onda se encuentra con un medio diferente y se desvía.
• Reflexión: La onda choca con un medio y una parte de ella se devuelve invertidamente.
• Difracción: Curvatura de las ondas al encontrarse con un obstáculo.

¿Por qué el electrón tiene características ondulatorias?

Porque se mueve dentro del átomo, viaja como onda y llega como partícula.

¿Por qué el electrón tiene características de partículas?

Porque posee masa y momento.

¿Qué postuló Broglie?

Que el electrón tenía propiedades duales. Más tarde lo generalizó a toda la materia.

¿Cómo se aplica a la química el aporte de Broglie?

Con la creación del modelo atómico de Schrödinger, que consideraba los orbitales atómicos para explicar esta dualidad.

¿Quiénes realizaron la comprobación experimental de las características ondulatorias del electrón? Explicar experimento.

Davisson y Germer. Hicieron pasar por una rendija un haz de electrones y fotones. Ahí se dieron cuenta de que los electrones sufrían difracción, comprobando así que el electrón tenía propiedades de onda.

¿Quién planteó el modelo atómico actual?

Schrödinger.

¿Qué son los orbitales atómicos?

Es la zona de mayor probabilidad de encontrar un electrón dentro del átomo.

Antoine Lavoisier: Químico - París, Padre de la Química Moderna

¿Qué hace que sea el padre de la química moderna?

Variados estudios, entre ellos sobre la oxidación de los cuerpos, el fenómeno de la respiración animal, análisis del aire, conservación de la masa, etc.

¿En qué consiste la teoría del flogisto?

Una sustancia al arder libera flogisto. Esto hace que las cenizas no continúen ardiendo.

¿Por qué Lavoisier pone en duda la teoría del flogisto?

Porque el metal oxidado tenía masa superior al original.

¿Cómo Lavoisier soluciona su problema al pesar los gases?

Con un recipiente cerrado herméticamente.

¿Cuál es el procedimiento que realiza en su experimento?

Pesa el recipiente herméticamente cerrado con la sustancia sólida en su interior, calentándola y finalmente volviéndola a pesar.

¿Qué resultados obtiene en el experimento?

La masa se mantiene debido a que esta vez también se consideran los gases emanados en la combustión.

¿En qué se fundamenta al proponer la ley de conservación de la masa?

En sus experimentos de combustión y oxidación.

¿Cuál es el principio fundamental de la conservación de la masa?

La materia no se crea ni se destruye, solo cambia de una forma a otra.

¿En qué se relaciona la ley de conservación de la masa y la combustión?

En la forma a través de la cual Lavoisier comprueba su teoría, pues en la combustión se incluyen los gases que anteriormente no habían sido considerados.

Marie Curie: Polonia, Premios Nobel Distintos Campos

Explique su aporte a la comunidad científica:

Descubrió dos elementos químicos radioactivos nuevos llamados Polonio y Radio. Precursora del uso de la radioactividad en la medicina y aportó al trabajo de H. Becquerel sobre los fenómenos de la radioactividad.

¿Es de gran relevancia los aportes de Marie?

Sí, porque a partir de sus estudios en la radioactividad en medicina actualmente...

¿Qué relación tiene su muerte con sus estudios de radioactividad?

Debido a la alta exposición a materiales radiactivos con los cuales trabajó y sin tomar las medidas de seguridad, muere debido a esta exposición.

Explique en qué consiste cada Premio Nobel:

Recibió el Premio Nobel de Física en 1903 por las investigaciones que realizó junto a Becquerel sobre los fenómenos de la radiación y el Premio Nobel de Química lo obtuvo en 1911 por el descubrimiento del radio y polonio y los estudios sobre estos.

Último Premio Nobel de Química 2008

¿Quiénes fueron galardonados con el último premio?

Osamu Shimomura.

¿Qué significa las siglas GFP?

Proteína Verde Fluorescente.

¿Cuál fue el nombre de la medusa que fue encontrada por primera vez?

Aequorea victoria.

¿Cuál es la importancia de este descubrimiento?

Hoy se utiliza como marcador luminoso y así visualizar la propagación de las células cancerígenas y procesos que sufren las proteínas de la célula.

¿El uso de proteínas fluorescentes sirve para estudiar procesos químicos en las células vivas o muertas?

En células vivas, ya que la GFP se puede unir a cualquier proteína de un organismo vivo.

¿Quién amplió la gama de colores de la proteína?

Roger Y. Tsien y colegas de la universidad ampliaron los colores de la proteína, produciendo diversas tonalidades que abarcan los 7 colores del arcoíris. Además, esto representa la base para el estudio simultáneo de diferentes proteínas en una célula.

Biólogo que contribuyó a determinar la secuencia de aminoácidos que componen la GFP, sin embargo, no fue reconocido en el Premio Nobel de Química:

Douglas Prasher.

¿Quiénes recibieron el último Premio Nobel de Química?

Osamu Shimomura, Martin Chalfie y Roger Y. Tsien.