If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Si estás detrás de un filtro de páginas web, por favor asegúrate de que los dominios *.kastatic.org y *.kasandbox.org estén desbloqueados.

Contenido principal
Tiempo actual: 0:00Duración total:21:05

Transcripción del video

en la mayoría de los temas hay que avanzar bastante antes de entrar a la parte filosófica interesante del mismo pero en química comenzamos desde el inicio con lo que podemos decir es la parte filosófica más interesante de todo el tema y esa es el átomo la idea del átomo como lo imaginaba los filósofos de la antigüedad y ustedes pueden buscar a los diferentes filósofos que reflexionaron primero al respecto ellos decían que si comenzamos a cortar algo no sé una manzana y seguíamos cortando esta manzana está manzanita rica y la vamos a ir cortando en pedazos cada vez más pequeños hasta que eventualmente llegamos a un pedazo tan pequeño que ya no podemos cortar lo más y estoy segura de que muchos de estos filósofos tomaron sus cuchillos y trataron de hacerlo y seguro pensaron que quizá si tuviera un cuchillo más filoso podrían seguir cortando así que es una construcción totalmente filosófica la cual francamente en muchos sentidos no es demasiado diferente de como conocemos a la tomó en la actualidad es en realidad una abstracción mental que nos permite describir mucho de las observaciones que vemos en el universo pero de cierta manera esos filósofos de 100 que en algún momento llegamos a la parte tan pequeña de la manzana que ya no podríamos cortar o dividir la más y a esto la llamaron átomo y eso no sólo se aplica para las manzanas decían ellos éstos se cumplía para cualquier sustancia o cualquier elemento que encontraremos en el universo y por eso usamos la palabra átomo que viene del griego indivisible aunque ahora sabemos que el átomo si puede dividirse a un bono no es algo trivial hacerlo no es la parte más pequeña que conocemos de la materia ahora sabemos que la toma está compuesto de otras partículas fundamentales y permítame escribirlas así que tenemos al neutrón y en un momento escribiré como todas forman parte de la estructura del átomo el protón y tenemos electrones y es posible que ya estén familiarizados con esto si es que han visto viejos vídeos de proyectos atómicos verán un dibujo que se ve algo así voy a tratar de dibujar uno tendrá esto en el centro y estas cosas dando vueltas alrededor más o menos así que tienen órbitas que se ven así la emoción general detrás de este tipo de dibujos nucleares y estoy segura que todavía se ven en algún laboratorio de defensa o algo así es que tenemos en el centro el núcleo del átomo y sabemos que el núcleo tiene neutrones y protones y vemos con más detalles sobre cuándo neutrones y protones tienen los diferentes elementos y a alrededor aquí usar de la palabra órbita aunque en dos minutos veremos que esta palabra es incorrecta incluso la imagen mental que nos da no refleja la realidad de lo que hace un electrón pero la idea antigua era que teníamos estos electrones que giran en una órbita alrededor del núcleo de manera similar a como la tierra y los planetas giran alrededor del sol aunque se ha demostrado que eso no es lo que sucede realmente en el átomo cuando vemos mecánica cuántica aprenderemos porque esto no funciona así y cuáles son las contradicciones que surgen cuando se trata de modelar un electrón como un planeta girando alrededor del sol pero éste es más o menos la idea original y francamente pienso que esta idea es la forma más popular de imaginar un atom yo mencioné que el átomo era interesante filosóficamente por qué pues porque la forma actual que tenemos de ver al átomo comienza a desdibujar la línea entre nuestra realidad física y todo lo que hay en el mundo que es en realidad información en realidad no existe algo así como materia pura o partículas puras de la manera en que las definimos en nuestra vida cotidiana para mí una partícula es como un granito de arena no puedo tomar y tocar mientras que una honda podría ser como el sonido puede ser como un cambio de energía en el tiempo pero aprenderemos especialmente cuando veamos mecánica cuántica que todo eso se confunde conforme nos acercamos a la escala del tamaño de un átomo de cualquier manera ya les había comentado que esa es una manera incorrecta de imaginarse al átomo cuál es la manera correcta resulta que esta imagen realmente no es una imagen sólo es una representación así que una pregunta interesante es cómo podemos obtener la imagen ni un átomo resulta que la mayoría de las longitudes de onda de luz son mucho más grandes que el tamaño de un átomo y todo lo que observamos en la vida es debido a la luz reflejada pero de pronto cuando trabajamos con un átomo la luz reflejada es demasiado grande o demasiado tosca como instrumento para observar al átomo es una representación de un átomo de helio un átomo de ello tiene dos protones y dos neutrones o al menos éste átomo de ello tiene dos protones y dos neutrones y la forma de representar el núcleo aquí es que estos dos rojos yo supongo que son los protones y los púrpuras son neutrones a mí me parece que el púrpura es un color neutro y éstos se encuentran en el centro de éste átomo y esta cosa borrosa alrededor son los dos selecciones que tiene la tomó de él yo quizás se puede ganar o perder un electrón pero estos son dos electrones y ustedes me pueden decir 'oye como que esta cosa borrosa pueden ser los electrones esto parece que está embarrado alrededor del átomo y es aquí donde se comienza a poner filosóficamente interesante no se puede describir la ruta del electrón alrededor del núcleo con la idea tradicional de la órbita como la de los planetas alrededor del sol resulta que con un electrón no se puede conocer su momento y su ubicación al mismo tiempo sólo podemos conocer la distribución de probabilidad de en donde podría estar y la forma de representar esto es este borrón que es más oscuro en donde es más probable que se encuentre el electrón y más claro donde es menos probable que aparezca pero realmente el electrón podría estar en cualquier lugar o estar aquí y ahora está completamente blanco que es un lugar con una probabilidad realmente baja así pues esta función en donde podría encontrarse un electrón se le llama orbital orbital no confundir con órbita recuerden que una órbita es algo así como o menos alrededor del sol y eso es a lo que nos resulta muy fácil de imaginar pero un orbital es en realidad una función de probabilidad matemática que nos dice dónde es más probable que encontremos un electrón aprenderemos más al respecto cuando veamos la mecánica cuántica aunque esto no será durante estos videos introductorios de química sin embargo es muy interesante verdad el comportamiento de un electrón es tan bizarro tan extraño a esta escala que llamarlo incluso partícula es erróneo se le llama partícula pero no es una partícula en el sentido que le damos en la vida cotidiana es una cosa que ni siquiera podemos decir en dónde ésta podría estar en cualquier lado de esta parte borrosa más adelante veremos que éstas son las borrosas pueden tener formas distintas conforme agregamos más y más electrones a una toma para mí es todavía problemas filosóficos de que es la materia o sobre cómo vemos las cosas y cómo son en realidad o qué tan reales son al menos con lo que nosotros definimos como realidad bueno no quiero ponerme demasiado filosófica con ustedes pero toda la noción de electrones y protones están relacionadas con la noción de carga ya hemos hablado de esto antes cuando aprendimos acerca de la ley de colón pueden revisar los videos de la ley de culo en la lista de vídeos de física la idea es que un electrón tiene una carga negativa un protón que a veces se escribe así tiene una carga positiva y un neutrón no tiene carga lo cual era algo bastante tentadora en el modelo original de un elector si decimos esas son las cargas positivas digamos que dos neutrones y dos protones como los que tiene un átomo de él tendremos cargas positivas y aquí afuera tendremos algunas cargas negativas las cargas opuestos se atraen y si estas cosas tienen algo de velocidad la suficiente velocidad pues podrían orbitar alrededor así como los planetas giran alrededor del sol pero ahora sabemos que aunque esto es parcialmente cierto que mientras más lejano está el electrón el núcleo éste tendrá más energía potencial es decir éste querrá acercarse al núcleo pero debido a la mecánica a nivel cuántico éste no era algo sencillo como moverse en una ruta así como lo haría un cometa alrededor del sol eso tiene este comportamiento tipo honda en donde se tiene esta función de probabilidad que la describe pero mientras más lejano oeste el orbital éste tendrá más potencial vemos más al respecto en futuros videos de todas maneras cómo podemos saber de qué elementos se trata he hablado mucho sobre aspectos filosóficos pero como sé que esto es el yo es por el número de neutrones que tiene por el número de protones o por el número de electrones la respuesta está en el número de protones si conocemos el número de protones en un elemento sabremos de qué elementos se trata el número de protones se define como el número atómico digamos que algo tiene cuatro protones como sabemos qué elemento es si no lo hemos memorizado lo podemos buscar en la tabla periódica de los elementos la cual veremos mucho durante esta serie de videos así que buscamos el elemento con 4 protones y vemos que es el berilio justo acá este número atómico que vemos aquí arriba es literalmente el número de protones y esto es lo que hace la diferencia entre un átomo y otro si tenemos 15 protones tendremos fósforo si tenemos siete protones tendremos nitrógeno si tenemos ocho tendremos oxígeno esto es lo que define a un elemento ahora veremos más adelante qué sucede con la carga y todo eso o que pasa cuando ganamos o perdemos electrones pero eso no cambia el elemento con el que estamos trabajando esto nos lleva a una pregunta obvia muertos neutrones y electrones tenemos ni un átomo tiene carga neutra significa que tiene el mismo número de electrones digamos que tengo carbono cuyo número atómico es 6 digamos que es un número de masa atómica es 2 qué significa esto bueno estamos diciendo que ésta es una partícula neutra un átomo neutro por lo tanto el número atómico del carbono que 'seis no dice exactamente el número de protones que tiene si yo fuera dibujar un modelo aquí que para nada va a ser exacto le dibujaría 6 en 23 456 protones en el centro y el peso de dichos protones si cada pelotón es una unidad de masa atómica o emea creemos que es una fracción muy pequeña de un kilogramo aproximadamente 1.6 por diez a la menos 27 kilogramos el cual es un número muy pequeño de hecho es casi imposible de imaginar al menos para mí esto me dice la masa de todo un átomo completo de carbono de este átomo de carbono en particular y de hecho esto puede cambiar de átomo de carbono a otro átomo de carbono y esencialmente la masa de todos los protones más todos los neutrones cada protón tiene una masa atómica de uno en unidades de masa atómica cada neutrón tiene una masa atómica unitaria así que esto es en realidad el número de protones más el número de neutrones en este caso tenemos seis pelotones por lo que también debemos tener seis neutrones newton es más seis botones nos da 12 y dónde están los electrones dijimos que es neutro así que el protón tiene la misma carga positiva que las elecciones tienen como carga negativa en este átomo neutro tenemos seis tutores por lo que también tendremos seis electrones y permíteme dibujar dijimos que tiene si no tienes aquí en el mundo si fuéramos a dibujar electrones podría dibujar un borrón aquí pero si queremos visualizar lo mejor yo diría que aquí tenemos seis electrones alrededor que se mueven de forma impredecible de la manera que lo describe la función de probabilidad lo interesante de esto es que la mayor parte de la masa del átomo se encuentra aquí quizá ya se dieron cuenta de que el número de masa atómica se refiere a la masa del núcleo del átomo e ignora la masa de los electrones esto se debe a que la masa de un protón es igual a 1.836 electrones a la masa de 1836 electrones así que pensar en la masa del átomo para propósitos prácticos es pensar en la masa del núcleo del átomo ahora ustedes pueden ver esa tabla periódica aquí y decir bueno nos dan el número atómico aquí arriba el número atómico del oxígeno es 8 significa que tiene ocho protones el número atómico del silicio es 14 tiene 14 protones y qué es esto de aquí arriba veamos al carbono aquí tiene un 12.010 7 es el peso atómico del carbono permítanme escribirlo peso atómico del carbono es 12.010 7 qué significa esto significa que el carbono tiene seis protones y un remanente y el remanente 6.0 107 neutrones acaso hay algún tipo de infracción de neutrón no significa que si promediamos todas las versiones diferentes que hay del carbono en el planeta si hoy tuviéramos el promedio del número de neutrones basados en la cantidad de los diferentes tipos de carbono este es el número que obtendríamos resulta que el carbono tiene dos formas principales la más común y la principal que encontraremos es el carbono 12 6 botones y 6 neutrones y después tenemos otro isótopo de carbono un isótopo es el mismo elemento pero con diferente número de neutrones otro isótopo de carbono es carbono 14 el cual es mucho más escaso en el planeta si promediamos éstos y no me refiero en promedio directo pues tendremos carbono 13 el peso atómico sería 13 pero si le damos mayor cantidad al primero ya que existe mayor cantidad de la tierra prácticamente el carbono 12 es casi todo el carbón que podemos encontrar en el planeta pero hay otro poquito de este otro carbono si los promediamos en relación a su abundancia el promedio sería es así que la mayor parte del carbono que existe su peso promedio unidad de masa atómica será 12.010 7 pero la idea de un isótopo es interesante recuerden que cuando cambiamos neutrones no cambiamos el elemento fundamental se obtiene una versión diferente del mismo elemento un isótopo del mismo elemento así que ambas versiones de isótopos son carbonos quiero dejar el video con lo que pienso que es la idea más genial detrás de los átomos y es la cosa filosófica más interesante de estos en ese tamaño relativo tenemos a los electores que representan unas cosas muy pequeñas de la masa de la toma un 1 entre 2000 de la masa del átomo son electrones e incluso es difícil describir a los electores como partículas ya que no podemos saber exactamente en dónde están y qué tan rápido se están moviendo sólo tienen esta función habilidad por lo que la mayor parte del átomo se va a encontrar en el núcleo y esto es lo interesante si dijéramos que estés me ato digamos que tengo dos átomos que se encuentran unidos mutuamente si yo me preguntara qué tanto de esto es materia y cuando digo materia me refiero un concepto muy abstracto porque estamos hablando del núcleo cierto debido a que el núcleo es donde se encuentra toda la masa toda la materia resulta que eso es una fracción iv infinitesimal del volumen del átomo incluso el volumen del átomo es difícil de definir ya que el electrone puede aparecer prácticamente en cualquier parte pero si vemos el volumen como el lugar en donde es más probable que encontremos al electrón o donde tengamos un 90% de probabilidad de encontrarlo entonces el núcleo ocupa en la mayoría de los casos un 1 entre de 10 mil partes del volumen sí piense en ello cuando miran un objeto con sus manos o las paredes oa su computadora el 99.99 por ciento de ello ese espacio libre es nada es vacío si se tuvieran creo que podríamos llamar las partículas o algo ultra pequeñas la mayor parte de ellas a través serían las cosas que podemos ver así que esto nos lleva a pensar que es lo que mantiene nuestra realidad que es lo que queda y esto es un hecho no una teoría si vemos los bloques básicos de cualquier cosa a nivel atómico la mayoría de lo que hay en él la tomó ese espacio libre y vacío podríamos atravesarlo limpiamente si pudiéramos reducirnos a escala esta imagen de un átomo de él yo aquí dice que esto me dio un cento metro esta es la escala del núcleo del átomo de helio cierto un feto meto y estoy aquí es un austero y resulta que un austro me de 100.000 gento metros sólo para darnos una idea de la escala una opción es uno por diez a la menos 10 metros así que un átomo mide aproximadamente un abuso en este caso el núcleo del helio es una fracción aún más pequeña una entre 100.000 partes así que si tuviéramos digamos que el líquido el cual se obtiene enfriando mucho el yo sí lo observamos la mayoría de éstos sería espacio libre y ver una barra de hierro la gran gran gran mayoría de este espacio libre y ni siquiera estamos hablando de que tal vez exista espacio libre dentro del núcleo de eso hablaremos en el futuro pero para mí eso hace que mi imaginación exploté ya que la mayoría de las partes de las cosas que vemos no son en realidad sólidas están compuestas de espacio vacío pero lucen sólidas por la forma en que la luz se refleja en ellas o por las fuerzas que lo repele pero realmente no hay nada que se pueda tocar la mayoría de lo que existe ese espacio vacío y es aquí donde me despido nos vemos en el siguiente vídeo
Biología está desarrollado con el apoyo del Amgen Foundation