Aplicaciones bélicas

Las aplicaciones científicas más nefastas en la historia de la humanidad ha sido el uso de la energía nuclear con fines militares en la fabricación de armas de exterminio masivo.
En la actualidad se identifican principalmente tres tipos de armas nucleares.


Bombas A: Se basan en la fisión nuclear y usan como combustible uranio, plutonio o polonio, que se fisionan liberando gran cantidad de energía y radiaciones.

Bombas H: Se basan en la fusión nuclear y el combustible es el hidrógeno y el helio. Para que explote se necesita someterla a altísimas temperaturas, esto se consigue haciendo explotar primero una bomba A, que al generar altas temperaturas permite la fusión del helio con el hidrógeno y con ello la liberación de energía.

Bomba de neutrones; Modificación de la bomba H. Lo que ocurre es que un mecanismo de fusión reduce todo lo posible la onda expansiva, liberando muchos neutrones que bombardean los alrededores.

Fisión y fusión nuclear

Fisión Nuclear

La fisión nuclear consiste en la rotura de núcleos de átomos “grandes” mediante bombardeo con neutrones, dando lugar a dos o más núcleos de átomos “pequeños” y algunas otras partículas. Además se libera gran cantidad de energía. El proceso comienza al bombardear el núcleo grande con partículas como neutrones. (Los neutrones son buenos proyectiles ya que al no tener carga son menos rechazados por parte del núcleo). Además de núcleos de elementos con átomos más pequeños, se liberan otros neutrones que rompen otros núcleos grandes, en lo que se denomina una reacción en cadena. La gran cantidad de energía que se libera se llama energía nuclear. Esta energía se aprovecha en las centrales nucleares para obtener energía eléctrica. También es la responsable del efecto destructivo de las bombas atómicas y de los misiles nucleares.

Fusión Nuclear 

Se produce cuando núcleos muy ligeros se unen para formar núcleos más pesados y más estables, generando grandes cantidades de energía. Son el origen de la energía que produce el Sol y en las estrellas, en general, la que les permite brillar.

Radiación inducida.

Al igual que en la radiactividad natural, este proceso genera cambios en la naturaleza del núcleo, es decir, se produce una transmutación nuclear donde un núcleo se transforma en otro y se libera energía. Las reacciones de este tipo han permitido sintetizar cientos de radioisótopos los que se utilizan en medicina, en la investigación científica, en la agricultura y en muchas otras áreas.

En la radiactividad inducida intervienen cuatro partículas: un núcleo objetivo, una partícula que bombardea, un núcleo producto y una partícula expulsada. Las partículas más utilizadas para bombardear núcleos, y así obtener diferentes isótopos, son los neutrones. Al tener carga neutra, evitan la repulsión entre la partícula y el núcleo, facilitando de este modo la interacción.

Vida Media

La semivida  o también llamada vida media, representa el tiempo necesario para que la mitad de la materia radiactiva se desintegre. Además, es independiente de la cantidad de sustancia radiactiva presente y está determinada únicamente por el tipo de núcleo radiactivo. Algunos isótopos radiactivos tienen semividas muy largas, mientras las de otros son extremadamente cortas.

Tipos de radiación

Alfa
Son núcleos de Helio formados por dos protones y dos neutrones. Las partículas Alfa son lentas, y tienen bajo poder de penetración.

Beta
Son electrones rápidos que proceden de neutrones que se desintegran en el núcleo. Dan lugar a un protón y un electrón. Son casi 100 veces más penetrantes que las Alfa.
Gamma
Son radiaciones electromagnéticas (fotones) de mayor frecuencia que lo rayos x. Estos viajan a la velocidad de la luz, y al ser de energía pura son extremadamente peligrosos.

¿Qué es la radiactividad?

La radiactividad fue descubierta por Henri Becquerel en 1896. Más tarde, Marie curie y su esposo Pierre Curie empezaron a estudiar el raro fenómeno que había descubierto Becquerel. Estudiaron diversos minerales y se dieron cuenta de que otra sustancia el torio, era “radiactiva”, término de su invención. Demostraron que la radiactividad no era resultado de una reacción química, sino una propiedad elemental del átomo. El fenómeno de la radiactividad era característico de los núcleos de los átomos. En 1898 descubren dos nuevas sustancias radiactivas: el radio y el polonio, mucho más activas que el uranio. Pierre estudiaba las propiedades de la radiación, y Marie intentaba obtener de los minerales las sustancias radiactivas con el mayor grado de pureza posible. Pierre probó el radio sobre su piel, y el resultado fue una quemadura y una herida, pronto el radio serviría para tratar tumores malignos. Era el comienzo de las aplicaciones médicas que Marie Curie daría a la radiactividad. En 1903 recibieron el premio Nobel de física junto con Becquerel por el descubrimiento de la radiactividad natural.        

es un fenómeno que ocurre en los núcleos de ciertos elementos (radioisotopos) que, al ser inestables, son capaces de transformarse en núcleos de átomos de otros elementos, por medio de desintegraciones radiactivas. Este proceso libera grandes cantidades de energía, en forma de radiaciones electromagnéticas, como rayos X o rayos gamma, o en emisiones de partículas, como núcleos de helio, electrones (rayos beta), positrones, protones u otras. Esta radiación es capaz de ionizar la materia, al extraer los electrones ligados a los átomos. La energía liberada al cambiar de forma puede detectarse con un contador Geiger.

La radiactividad puede ser:

• Natural: manifestada por los isótopos que se encuentran en la naturaleza.
• Artificial o inducida: manifestada por los radioisótopos producidos en transformaciones artificiales.

Efectos de la radiación en el ser humano

La radiación puede ser dañina para los seres vivos. La radiación puede dañar directamente los seres vivos dañando sus células. Las células podrían dejar de funcionar, o podrían dejar de reproducirse. La radiación también puede hacer que las células se reproduzcan fuera de control, provocado cáncer.

La radiación  puede interferir con la reproducción de los seres vivos. Puede causar esterilidad, haciendo imposible la reproducción. Puede también causar mutaciones en su descendencia, que generalmente son perjudiciales o fatales. 

Los animales (incluyendo los seres humanos) tienden a ser más susceptibles que las plantas,  a los efectos dañinos de la radiación. Algunos tipos de microbios toleran altasdosis de radiación que facilmente matarían a organismos multicelulares.

Las fuentes naturales de radiación desempeñan un papel en la evolución a largo plazo de las especies. Algunas mutaciones (una fracción muy minúscula) causadas por la radiación resultan ser beneficiosas.

Isótopos

¿Qué son los isótopos?

Los isótopos son una cantidad de átomos que aunque pertenezcan a un mismo elemento no tienen la misma masa. En otras palabras, estos átomos tienen el mismo número de protones, pero pueden diferenciarse en la cantidad de neutrones. 

Por esta razón:

-  Si a un átomo se le añade un protón, este se convertirá en un nuevo elemento químico.
-  Si a un átomo se le añade un neutrón, se convierte en un isótopo de ese elemento químico
-  Los isótopos tienen iguales propiedades químicas, ya que tienen el mismo número de electrones, pero sus propiedades físicas son diferentes.

¿Para qué sirven los isótopos?

Isótopos en la generación de energía: Para la generación de energía eléctrica se utilizan isótopos de uranio o cesio. En este proceso se utiliza la gran inestabilidad del elemento para que la energía calorífica caliente el agua y lo transforme en vapor y con esto mueva turbinas o motores generadores de electricidad.

Isótopos en el tratamiento de enfermedades: 

*Fósforo-30 Usado contra tratamientos de leucemias crónicas.
*Fósforo-32 Usado en diagnosticación de enfermedades relacionadas con los huesos o médula ósea.

Enlaces Químicos

Las propiedades de las sustancias dependen en gran medida de la naturaleza de los enlaces que unen sus átomos.

Existen tres tipos principales de enlaces químicos:

Enlace covalente

Son las fuerzas que mantienen unidos entre sí los átomos no metálicos.

Estos átomos tienen muchos electrones en su nivel más externo (electrones de valencia) y tienen tendencia a ganar electrones antes que cederlos, para adquirir la estabilidad de la estructura electrónica de gas noble. En este caso el enlace se forma al compartir un par de electrones entre los dos átomos, uno procedente de cada átomo.

Enlace iónico

 Este enlace se produce cuando átomos de elementos metálicos se encuentran con átomos no metálicos.

En este caso los átomos del metal ceden electrones a los átomos del no metal, transformándose en iones positivos y negativos, respectivamente. Al formarse iones de carga opuesta éstos se atraen por fuerzas eléctricas intensas, quedando fuertemente unidos y dando lugar a un compuesto iónico. Estas fuerzas eléctricas las llamamos enlaces iónicos.

Modelos atómicos

¿Qué son los modelos atómicos?
Antes, una breve introducción.

Aproximadamente hace 400 años a.C, un filósofo griego llamado Demócrito consideró que la materia estaba hecha por pequeñas partículas que no podían ser divididas en otras más pequeñas. A estas Demócrito las llamó átomos, que en griego significa "Sin división". Este filósofo griego atribuyó a los átomos cualidades como ser eternas, indivisibles e inmutables. Lamentablemente, las ideas de Demócrito sobre la materia no fueron aceptadas por todos los filósofos de aquella época, por lo que hubo que transcurrir al rededor de 2200 años para que la idea de los átomos fuera tomada en consideración nuevamente. N.A: Les comparto una tabla que encontré en internet para que puedan comprender de forma más explícita acerca de los modelos atómicos y sus respectivos creadores.

El átomo

¿Qué es? 
Es un concepto estudiado principalmente por la química. Es definido como la unidad básica y estructural de la materia. Lo constituye un núcleo en el centro, que contiene protones y neutrones. Los protones poseen carga eléctrica positiva y los neutrones carecen de carga. Al núcleo le rodean electrones de carga negativa.

Polímeros biológicos de importancia~

Entre los polímeros  biológicos de más importancia cabe destacar al 

• Carbohidratos

Los carbohidratos, donde se incluyen a los azúcares y polisacáridos, tienen funciones importantes para los sistemas biológicos.

• Ácidos nucleicos.

Son polímeros formados por la repetición de monómeros llamados nucleótidos.
Están formados por el ADN, que porta la información genética para el desarrollo de las características biológicas del individuo.

• Proteínas.

las proteínas son unas cadenas de aminoacidos y los polimeros son macromoleculas formadas por la unión de moléculas llamadas monomeros. Osea los aminoacidos son los monomeros de las proteínas.

Los ácidos nucléicos.

Los nucleótidos

Los nucleótidos tienen muchas funciones, de las cuales cabe recordar el transporte de los átomos en la cadena respiratoria mitocondrial o también intervenir en el proceso de fotosíntesis y también caracteres hereditarios. Son moléculas formadas por grupos fosfato mas un monosacárido de cinco carbonos y una base nitrogenada.

Grupos fosfato

Los grupos fosfato son quienes le dan la característica ácida al ADN y al ARN, por supuesto. Estos ácidos nucléicos al tener un sólo monofosfato, son estables. Cuando el nucleótido contiene más grupos fostato,  como el difosfato o el trifosfato, se vuelve inestable. Como consecuencia, se rompe un enlace fosfato y se libera la energía que lo une al nucleótido.

Las pentosas

Las pentosas son monosacáridos con cinco carbonos en sus moléculas. En los ácidos nucleótidos, existen dos tipos de pentosas: La desoxirribosa presente en el ADN, y la ribosa, en el ARN.

                                    Las bases nitrogenadas

También hay dos tipos. Las derivadas de la purina son la adenina y la guanina y las que derivan de la pirimidina son la citosina, la timina y el uracilo.

Las diferencias entre el ADN y el ARN

¿Cuáles son sus diferencias? 

El ARN y el ADN son cosas fundamentales para la vida del ser humano. El ARN, se diferencia químicamente del ADN por dos cosas principales: 

La primera, es que la molécula de azúcar del ARN contiene un átomo de oxígeno que carece el ADN.

La segunrda, es que el ARN contiene la base nitrogenada "Uracilio" En vez de la "Timina" del ADN.

Estructuras de los ácidos nucleicos

¿Sabías qué....

Los ácidos nucleicos consisten en subunidades de nucléotidos que son unidades moleculares consistentes en:

•  Un azúcar de cinco carbonos sea la ribosa o la desoxiribosa.

•  Un grupo fosfato

•  Una base nitrogenada que es un compuesto anular que contiene nitrógeno pudiendo ser una purina de doble anillo.

Las bases púricas son la adenina (A) y guanina (G) mientras que las pirimidinas son la citosina (C), timina (T) y uracilo (U).

El ADN contiene las purinas adenina y guanina y las pirimidinas citosina y timina y el azúcar desoxirribosa y el grupo fosfato.

Los aminoácidos...

Son las unidades estructurales que constituyen las proteínas. Se conocen unos 200 aminoácidos diferentes, pero solo 20 forman parte de las proteínas, a estos se les denomina aminoácidos proteicos y son iguales en todos los seres vivos.

¿Sabías qué todos los aminoácidos tienen...

• Un grupo amino (-NH2)
• Un grupo carboxílico ( -COOH).
• Un átomo de H que se une también al Ca.
• Una cadena lateral (-R) más o menos compleja que también se une al Ca. Esta cadena lateral es lo que varia de unos aminoácidos a otros.

Fórmula general:

Los aminoácidos que son esenciales para el hombre son valina, leucina, isoleucina, metionina, fenilalanina, treonina, triptófano, lisina y en los niños además la histidina.

Los carbohidratos.

Sus características:

• Son moléculas orgánicas fundamentales para la vida.
• Están compuestas por carbono, oxigeno e hidrógeno.
• Son solubles en agua.
• Se encuentran ampliamente distribuidos. 
• Realizan funciones estructurales y metabólicas que son importantísimas.
• Más abundantes moléculas en la tierra.
• Los polímeros de carbohidratos sirven como elementos estructurales y protectores en las paredes celulares de                               las bacterias y plantas.
• Permiten adhesión entre las células.
• La oxidación de éstos es la principal ruta de obtención de energía
• Almacenan energía.Las plantas son las principales portadoras de hidratos de carbono, esto se debe que estas poseen clorofila, un pigmento responsable de captar la luz solar y a partir de ahí elaborar glucosa.

¿Cuáles son las funciones de los carbohidratos?

Su principal función, es aportar la energía al organismo. De todos los nutrientes, los glúcidos son los que producen la combustión más limpia, ya que no presenta residuos tóxicos tales como el amoniaco (que quema proteínas). Una porción pequeña se dedica en construir moléculas más complejas, junto con grasas y las proteínas. Otra porción, se utiliza para conseguir quemar de forma más pulcra las proteínas y grasas que se usan como fuente de energía.

Los carbohidratos son posibles de clasificar según....

Hidratos de carbono simples: 

A los carbohidratos simples, conocidos también como azúcares sencillos, debido a que están formados por una o muy pocas unidades de glucosa. Dentro de este grupo, podemos encontrar a los monosacáridos en el cual se encuentra la glucosa, fructosa y sucrosa, y también a los disacáridos, como la maltosa, lactosa y galactosa. Son caracterizados por absorberse con rapidez en el organismo. 

Ejemplos: 

Carne

Miel

Hidratos de carbono complejos: 

Conocidos también como  polisacáridos, estos hidratos de carbono se encuentran formados por muchas unidades de glucosa unidas entre sí para formar cadenas largas. Dentro de este grupo encontramos la celulosa, almidón, glucógeno, fibras, entre otros. 

Se caracterizan por ser de absorción lenta. 

Ejemplos de los alimentos que los contienen: 

Arroz

¡Proteínas!

¿Qué son las proteínas?



Las proteínas son los materiales que desempeñan una mayoría de funciones en la célula del ser humano y de todos los seres vivos. Por un lado, forman parte de la estructura básica de los tejidos, que son los músculos, tendones, uñas, piel, etc. Y por otro, son capaces de desempeñar funciones metabólicas y reguladoras, tales como la asimilación de nutrientes y transporte de grasas en la sangre. 
Son los elementos que definen la identidad de cada ser vivo, puesto que son la base de la estructura del ADN.

¿Sabías que las proteínas se dividen según su estructura?

1. Estructura primaria .

La estructura primaria es la secuencia de aminoácidos de la proteína. Nos indica qué aminoácidos componen la cadena polipeptídica y el orden en que dichos aminoácidos se encuentran. La función de una proteína depende de su secuencia y de la forma que ésta 

adopte.

2. Estructura secundaria.

La estructura secundaria es la disposición de la secuencia de aminoácidos en el espacio. Los aminoácidos, a medida que van siendo enlazados durante la síntesis de proteínas y gracias a la capacidad de giro de sus enlaces, adquieren una disposición espacial estable, la estructura secundaria.

Existen dos tipos de estructura secundaria:

1. La a(alfa)-hélice
2. La conformación beta.

Esta estructura se forma al enrollarse helicoidalmente sobre sí misma la estructura primaria. Se debe a la formación de enlaces de hidrógeno entre el -C=O de un aminoácido y el -NH- del cuarto aminoácido que le sigue.

3. Estructura terciaria.

a estructura terciaria informa sobre la disposición de la estructura secundaria de un polipéptido al plegarse sobre sí misma originando una conformación globular.

En definitiva, es la estructura primaria la que determina cuál será la secundaria y por tanto la terciaria.

Esta conformación globular facilita la solubilidad en agua y así realizar funciones de transporte , enzimáticas , hormonales, etc.  

Esta conformación globular se mantiene estable gracias a la existencia de enlaces entre los radicales R de los aminoácidos. Aparecen varios tipos de enlaces:

• el puente disulfuro entre los radicales de aminoácidos que tiene azufre.
• Los puentes de hidrógeno.
• Los puentes eléctricos.
• Las interacciones hifrófobas.

Proteínas presentes en el cuerpo humano: ¿Cuáles son sus estructuras?

Proteínas estructurales:

•  Son las que contribuyen a las propiedades  físicas de las células o los organismos, como por ejemplo la queratina del pelo y de  las uñas y el colágeno que otorga resistencia a los huesos y la piel.

 La queratina en el pelo. 

El colágeno en la piel.

¿Haz escuchado algo de las enzimas? 

• Las enzimas son proteínas que poseen actividad catalítica, lo que significa que facilitan las reacciones químicas, en las que uno o más sustratos se convierten en uno o más productos.

POLÍMEROS. ¿Qué son los polímeros?

Probablemente te preguntarás qué son los polímeros. Aquí te dejo una simple explicación, para después ir agregando más detalles.

¿Qué son los polímeros?

Los polímeros son una estructura compleja formada por la repetición de una unidad molecular, llamada Monómeros. Existen polímeros naturales y polímeros sintéticos. En muchos casos una molécula de un polímero está compuesta de miles de moléculas de monómeros.

Clasificación de los polímeros según su estructura interna.

Los polímeros se clasifican según su cadena de monómeros.

Lineales: Se presenta una cadena sin ramificaciones.



Ramificados: A partir de la cadena principal, se forman otras cadenas observándose una ramificación.



Reticulados o de redes: Las cadenas se entrecruzan, formando así, una red.



Uploaded with ImageShack.us

Clasificación de los polímeros según su composición

En función de la repetición o variedad de los monómeros, los polímeros se clasifican en los homopolímeros y copolímeros o heteropolímeros.

Homopolímero: De esa forma se le denomina al polímero que está formado por el mismo monómero a lo largo de toda su cadena. (a)

Copolímeros: Se le denomina así al polímero que está formado por al menos 2 monómeros diferentes a lo largo de toda su cadena. (b)

Según la distribución su distribución, podemos clasificarlos en:

Al azar: Los diferentes monómeros no tienen un orden determinado, es decir, están distribuidos aleatoriamente. (c)

Alternado: 1 o 2 monómeros se ubican en diferentes posiciones, pero siempre intercalándose. (d)

Injertado: A la cadena principal homopolímera, se le insertan ramificaciones de otro tipo de polímero. (e)

Características de los polímeros!

Los polímeros son:

Ligeros: Su densidad es relativamente baja, por lo que son más fáciles de manejar.



Aislantes térmicos: Su baja conductividad térmica es un punto a favor para nuestra vida cotidiana.



Aislantes eléctrictos: Los plásticos suelen utilizarse con frecuencia como aislantes eléctricos.

Aplicaciones comerciales de algunos polímeros de condensación

Siliconas

Propiedades físicas y químicas: Estables al calor y a la oxidación, e insolubles al agua. Son muy poco reactivas; por esta razón se emplean en medicina.

Aplicaciones: En medicina se utilizan se utilizan para fabricar corazones artificiales e implantes cosméticos. Además, en la elaboración de lubricantes y selladores de automóviles.





Nylon 6,6

Propiedades físicas y químicas: Presenta resistencia al desgaste, al calor, al moho, a la acción de las polillas, entre otros.

Aplicaciones: Empleado en la elaboración de fibras resistentes a la tracción. también, en fabricación de cuerdas de guitarra, hilo de pescar, etc.

Tipos de polímeros.

Polímeros naturales: Los biopolímeros son macromoléculas que se encuentran en la naturaleza y pueden o no tener unidades repetitivas. El almidón, la celulosa y el ADN son ejemplos de macromoléculas naturales constituidas por miles de unidades repetitivas, y tenemos ejemplos como las proteínas, los ácidos nucleicos y las enzimas que tienen estructuras complejas con variadas moléculas simples.



Polímeros sintéticos: Los polímeros sintéticos no se encuentran en la naturaleza, son producto de reacciones químicas en donde las unidades repetitivas forman enlaces haciendo crecer las cadenas, mediante la polimerización. Se producen en base al petróleo o por la modificación de polímeros naturales. Encontramos el nylon, el polietileno y otros.