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Modelo que permite explicar la naturaleza discontinua de la materia.

La diversidad de materiales presentes en la naturaleza y sus diferentes propiedades han llevado al ser humano a buscar una explicación a sus fenómenos. Esta explicación amerita conocer la naturaleza misma de la materia y su estructura.

Se hace entonces necesario pasar de una visión macroscópica a una visión microscópica del mundo material. Para esto el ser humano ha recurrido a modelos mentales simples para explicar la estructura interna de la materia.
Los modelos científicos son ideas o representaciones que intentan exeplicar los fenómenos observados. Desde tiempos antiguos se ha propuesto un modelo de partículas para explicar la estructura de la materia. Este modelo se ha identificado en la medida que el conocimiento científico ha avanzado.

Este estudio acerca de la discontinuidad de la materia, está basado en el modelo de partículas; a continuación establecemos un diagrama general relacionado con los conceptos que se manejaran en dicho tema: Modelo de partículas.

Los filósofos griegos fueron quienes, por primera vez se preocuparon por estudiar la constitución íntima de la materia. Basados en razonamientos lógicos, Leucipo (450 a. C.) y su discípulo Demócrito (460-370 a. C.) propusieron que la materia estaba formada por pequeñas partículas indivisibles a las que llamaron átomos.



El atomismo tiene muchas diferencias por falta de pruebas experimentales.

La idea de átomo fue desaparecida durante los 2.000 años siguientes, hasta que, a principios del siglo XIX, el inglés John Dalton (1.766-1.844) la retomó y postuló la primera teoría moderna del átomo, que dice que la materia está formada por pequeñas partículas rígidas, esféricas e indivisibles llamadas átomos, la cuales son iguales para un mismo elemento pero diferentes para otros, tanto en forma, tamaño y masa como en propiedades, que no se crean ni se destruyen ni se transforman en otros tipos de átomos durante las reacciones químicas, y que se pueden combinar según leyes específicas para formar moléculas.


John Dalton
Al observar algunos materiales con los que comúnmente estamos familiarizados, como, cabillas, tubos, agua, alcohol, aire, etc, probablemente tenemos una idea de que la materia es continua, pero existe una serie de evidencias que demuestran lo contrario, es decir, que la materia es discontinua y que están constituidas por pequeñísimas partículas en movimiento, esto puede ser observado indirectamente a través de dos fenómenos: la difusión y el Movimiento Browniano.

1) La difusión :
a)
  De los gases: Si colocamos en uno de los extremos de un tubo de vidrio cilíndrico, de aproximadamente 1m de longitud y 2cm de diámetro, un algodón humedecido con ácido clorhídrico y, en el otro extremo, un algodón previamente mojado en solución de amoníaco, y los cerramos con tapones de corcho o de goma, observaremos que los gases se expanden y que, transcurrido en breve tiempo, se forma una mezcla homogénea (nube blanca de cloruro de amonio) en el punto en que entran en contacto los dos gases; este fenómeno es conocido como difusión y está estrechamente relacionado con el comportamiento de las partículas gaseosas.


La difusión de los gases, aparte de ser una clara evidencia de la discontinuidad de la materia, nos permite inferir que las partículas que la constituyen deberán ser extraordinariamente pequeñas y de diferentes tamaños, ya que ambos gases se difunden a diferentes velocidades.

b)  De los líquidos:
Si dejamos caer un cristal de una sal coloreada, en una probeta con agua, observaremos que al transcurrir 15 a 20 minutos la sal se difundirá con uniformidad por todo el líquido.
Puedes, en tu casa, comprobar esto, agregando a un poco de agua unos cristales de permanganato de potasio y observar lo que ocurre; puedes comentar luego, en clase, lo que observaste y pedir a tu profesor(a) una explicación más detallado del por qué de ello.


La difusión de los cristales salinos en solventes apropiados es similar al proceso de difusión en gases y, por lo tanto, se infiere que las moléculas del líquido están en perpetuo movimiento en todas las direcciones y que el tiempo requerido para la difusión en las partículas disueltas de la sal es debido a la forma en que se encuentran agrupadas las moléculas del líquido.

La naturaleza del líquido también es discontinua, ya que de lo contrario las partículas del cristal no se podría difundir en el seno del líquido.

2) Movimiento Browniano
Cuando se vierten partículas de arcilla en un tubo de ensayo lleno de agua se observa que las partículas más pesadas caen por gravedad y se depositan en el fondo; las partículas más pequeñas caen más lentamente hasta que finalmente las partículas diminutas quedan suspendidas en el agua, indefinidamente.

Si observamos con un microscopio la trayectoria de una de estas partículas suspendidas, se verá como zigzaguea rápidamente en el agua, sin permanecer nunca en reposo. Este fenómeno recibe el nombre de Movimiento Browniano y constituye una evidencia más de que la materia es discontinua y está formada por partículas en continuo movimiento.

Hemos visto, tanto en el atomismo griego como en los postulados de Dalton, que la materia que constituye los objetos no es continua, sino que está formada por partes muy pequeñas llamadas átomos y que la agrupación de ellos forman moléculas.

Molécula
es la menor porción en que la materia puede dividirse por las acciones físicas, que interviene en los fenómenos físicos y conserva aún los caracteres específicos de la sustancia.

Hay moléculas monoatómicas como las de los gases nobles (Ar, He, etc), diatómicas como las del oxígeno atmosférico ( ), triatómicas como las del agua ( O), etc.

Átomos
Son partículas extraordinariamente pequeñas aproximadamente cm de diámetro, constituyentes básicas de toda la materia.

La pequeñez del átomo es tal, que cada vez que un ser humano respira, inhala y exhala, aproximadamente, veinticinco mil trillones de átomos. No es fácil hacerse una idea, ni siquiera aproximada, de lo que significa una cifra de esa índole.

Modelo de átomos y Moléculas

      



En los cuadros siguientes señala la principal diferencia entre:

Átomo y molécula

Difusión y movimiento browniano

Responde brevemente la siguiente pregunta:
¿Qué fenómenos pueden ser explicados por la naturaleza discontinua de la materia?



Tomado de:
Everdium, J. 2.002. ”Química 9 NO grado”. Caracas. Editorial Santillana
Fernández, M. y Betancourt, D. (1.993) “ Química 9 no grado”. Caracas. Educación Básica. Editorial Triángulo.
Suárez, F. (1.993). “Química Teoría” . Caracas. 9 no grado. Educación Básica. Editorial      Romor.
Suárez, F. (1.993). “Problemario de Química. Caracas. 9 no grado. Educación Básica.   Editorial Romor.
Bibliografía recomendada:
Cualquier texto adaptado al programa de 9 no grado de Educación Básica

Fuentes de fotografias
http://www.sdsc.edu/dalton/graphics/john_dalton.gif

 

 
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