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22 de abril de 2012

¿Qué pasaría si todos los elementos de la tabla periódica se juntaran a la vez?

Últimamente ando un poco obsesionado con los elementos de la tabla periódica. Es irónico, porque en mis años instituto llegué a aborrecer esa tabla de letras raras y nombres marcianos que nos obligaban a memorizar. Ahora no dejo de lidiar con la tabla de marras. Estoy leyendo el libro La cuchara menguante, de Sam Kean, y también echándole un ojo a la visual Los elementos, Theodore Gray. Y leyendo y leyendo, he llegado a una pregunta un poco ociosa: ¿qué pasaría si entraran en contacto, simultáneamente, todos los elementos de la tabla periódica?

Todo lo que es tangible en este mundo está formado por elementos, y los elementos tienen dos caras: sus estados puros y una amplia variedad de compuestos químicos que forman al combinarse con otros elementos. Así pues, ¿cómo podríamos intentar unirlos en un mismo sitio?

Teóricamente hay dos maneras de hacerlo. 1. combinando átomos simples de cada elemento. 2. Juntar una porción de cada elemento en su estado natural. La primera requiere la energía de potentes colisionadores de hadrones, y la segunda otra podría convertirse en una calder a llena de plutonio abrasador. En cualquier caso, de ocurrir, seguramente ambas maneras acabarían creando monóxido de carbono y un puñado de sales y oxidación.

Al juntar átomos, no se creará una supermolécula que contenga un átomo de cada elemento. Los átomos no siempre se fusionan para generar moléculas. El oxígeno, por ejemplo, es muy reactivo, y si está cerca del hidrógeno formará el hidróxido. Si está cerca del carbón, formará monóxido de carbono. Y estas uniones serán básicamente azarosas, dependerá de qué átomo queda al lado de otro átomo, así que, cada vez que juntemos los átomos, aparecerán combinaciones diferentes. Otros elementos, como los gases nobles, no reaccionaría con nada. Al final, pues, tendríamos gases nobles y algunas moléculas comunes formadas por dos o tres átomos.

La única manera de se juntara más y mejor sería usando un acelerador de partículas, haciendo que choquen al 99,999 % de la velocidad de la luz. Así tal vez se fusionaran algunos núcleos, pero lo más probable es que se mezclaran formando plasma quark gluón, la materia que seguramente existió justo después de que se formara el universo, tal y como explica Bjorn Carey en ¿Sabías que…? Además, necesitaríamos un colisionador de partículas para cada elemento: 118 en total.

Y ¿si nos limitamos a juntar los elementos en una cámara sellada, en forma de polvo y gas? John Stanton, el director del Instituto de Química Teórica de la Universidad de Texas, lo ve así:
El oxígeno gaseoso reaccionaría con el litio o el sodio y se inflamaría, aumentaría la temperatura del contenedor hasta que pareciera un infierno. El grafito de carbón en polvo también se inflamaría. Hay más o menos unos 25 elementos radiactivos, y provocarían una mezcla inflamable un poco peligrosa. El plutonio en llamas no es algo muy recomendable. Inhalar el aire que desprende el material radiactivo causaría una muerte inmediata. (...) Al final, los elementos siempre llegarían a un equilibro y, en ese caso, sería una mezcla de compuestos comunes y estables.
Fuente:

29 de noviembre de 2011

Tres químicos sintéticos entran a la Tabla periódica de elementos

La Asamblea General de la Unión Internacional de Física Pura y Aplicada, (Iupap en inglés) aprobó en Londres la incorporación de tres nuevos elementos químicos sintéticos 110, 111 y 112 a la Tabla periódica que reciben el nombre de darmstadtium (Ds), roentgenium (Rg) y copernicium (Cn), respectivamente. "Los nombres de estos elementos han sido acordados en consultas con físicos de todo el mundo y estamos encantados de introducirlos ahora en la tabla periódica", declaró Robert Kirby-Harris, secretario general de la Iupap.


La tabla periódica organiza y distribuye los elementos químicos de acuerdo a sus propiedades y características. Ninguno de los elementos recién nombrados existe en la naturaleza de manera formal, fueron creados en laboratorio en aceleradores de partículas de iones pesados que fusionan núcleos de otros elementos hasta conseguir los nuevos que se desintegran con rapidez.

En 1994, el darmstadtium fue hallado por científicos del Centro de Investigación de Iones Pesados, en Darmstadt, Alemania, al bombardear un blanco de plomo 208 con iones de níquel 62. Como resultado se contaron, en ese momento, cuatro átomos del elemento químico artificial, sin embargo hasta el 2001 no se reconoció su existencia.

Un proceso similar se produjo con la obtención del roentgenium hallado en el mismo año que el darmstadtium. Debido a que se obtuvieron entonces solo tres átomos, no fue reconocido.

El copernicium tiene elevada radiactividad, fue creado en 1996, también en Darmstadt, al bombardear átomos de zinc-70 contra un blanco de plomo 218 en un acelerador de iones pesados. Sin embargo, no fue hasta el 2009 que su existencia fue confirmada.

Fuente:

BolPress

17 de febrero de 2011

Matemáticos proponen una tabla periódica de formas

Los matemáticos se han embarcado en un proyecto de tres años para crear su propia versión de la tabla periódica, la cual proporcionará un vasto directorio de todas las posibles formas del universo en tres, cuatro y cinco dimensiones.

Uniendo todas estas formas de la misma forma que la tabla periódica vincula los grupos de elementos químicos, la nueva tabla debería proporcionar un recursos que matemáticos, físicos y otros científicos puedan usar para cálculos e investigación en un amplio grupo de áreas, incluyendo visión por computador, teoría de números y física teórica.


“La tabla periódica es una de las herramientas más importantes de la química. Nuestro trabajo tiene como objetivo crear un directorio que liste todos los bloques básicos geométricos y los separe según las propiedades de cada uno usando ecuaciones relativamente simples”, dice el líder del proyecto Alessio Corti, del Departamento de Matemáticas del Imperial College de Londres.

Describir el ‘flujo’ de bloques básicos

Los investigadores, del Imperial College de Londres, el Grupo de Álgebra Computacional de la Universidad de Sydney e instituciones de Japón y Rusia, tienen como objetivo identificar todas las formas en tres, cuatro y cinco dimensiones que no pueden dividirse en otras formas.

A través de ecuaciones diferenciales – un tipo de ecuación matemática que expresa la relación entre una función y sus derivadas – se pueden describir las formas básicas en términos de ‘flujo’.

El matemático italiano, Gino Fano, usó una técnica durante la década de 1930 para encontrar nueve formas atómicas bidimensionales. La actual aproximación, inventada por Corti y su colega Vasily Golyshev, está basada en las ideas de la Teoría de Cuerdas para encontrar formas atómicas en dimensiones superiores.

“Estamos buscando formas especiales, llamadas variedades de Fano, que son los ‘elementos’ de nuestra tabla periódica de formas”, dice el equipo en su blog.

Explorando otras dimensiones

El equipo de Corti analizará formas que implican dimensiones que no pueden ‘verse’ en un sentido convencional en el mundo físico.

Además de las tres dimensiones de longitud, anchura y profundidad de una forma tridimensional, los científicos explorarán formas que implican otras dimensiones.

Por ejemplo, el espacio-tiempo descrito en la Teoría de la Relatividad de Einstein tiene cuatro dimensiones – las tres espaciales más el tiempo. Los teóricos de cuerdas creen que el universo está hecho de dimensiones ocultas adicionales que no pueden verse.

Resolver problemas con Magma

El colega de Corti en el proyecto, Tom Coates, también del Imperial College de Londres, ha creado un programa de modelado por ordenador que debería permitir a los investigadores observar los bloques básicos de estas formas multi-dimensionales a partir de un conjunto de cientos de millones de formas.

Los investigadores usarán el programa para identificar formas que puedan definirse mediante ecuaciones algebraicas y no puedan dividirse más. Aún no saben cuántas formas podría haber.

Los contribuyentes del Grupo de Álgebra Computacional de Sydney, liderados por John Cannon, también han desarrollado una herramienta de software matemático muy potente llamada Magma para ayudar en el descubrimiento de las variedades de Fano, señala Coates.

“Magma es una herramienta de software muy flexible que resolverá muchos problemas matemáticos, pero el Grupo de Álgebra Computacional ha añadido algunas características extra a Magma para ayudarnos en nuestra búsqueda de variedades de Fano, y han ajustado su software para hacer que nuestra búsqueda sea más eficiente”.

Útil para física y robótica

Los investigadores calculan que hay alrededor de 500 millones de formas que pueden definirse algebraicamente en cuatro dimensiones, y prevén que encontrarán unos miles de bloques básicos a partir de los cuales se crean estas formas.

“Creemos que podemos encontrar un vasto número de formas, por lo que probablemente no podrías colgar la tabla en la pared, pero esperamos que sea una herramienta muy útil”, dice Corti.

Coates añade que: “Comprender este tipo de formas es realmente importante para muchos aspectos de la ciencia. Si estás trabajando en robótica, podrías necesitar calcular la ecuación para una forma de cinco dimensiones, para descubrir cómo instruir a tu robot sobre cómo mirar un objeto y mover su brazo para cogerlo”.

“Si eres físico, podrías necesitar analizar las formas de las dimensiones ocultas del universo para comprender cómo funcionan las partículas subatómicas. Creemos que el trabajo que estamos haciendo en nuestra nuevo proyecto, finalmente ayudará a nuestro colegas en muchas ramas de la ciencia”.

“En nuestro proyecto, estamos buscando los elementos básicos de las formas. El siguiente reto es comprender cómo las propiedades de las formas más grandes dependen de los ‘átomos’ de los que están hechas. En otras palabras, queremos construir una teoría química para las formas”, dice Coates.

Fuente:

Ciencia Kanija

1 de diciembre de 2010

¿Y si mezclamos todos los elementos de la tabla periódica?


Imaginad que por alguna extraña razón, metemos en un acelerador de partículas átomos de todos los elementos de la tabla periódica y los hiciéramos impactar simultáneamente entre si. ¿Qué sucedería? ¿Formarían un elemento Frankenstein? En Popular Science, Bjorn Carey se encarga de dar una respuesta al asunto.

Hacer chocar entre si todos los átomos a una velocidad del 99.999% de la velocidad de la luz (la máxima velocidad que alcanzan las partículas en el LHC) podría hacer que algunos núcleos se fusionasen pero no formarían ningún elemento “monstruoso”. Más probablemente se unirían en un plasma de quark-gluones, la materia teórica que existió justo antes de que se formase el universo. Suponiendo que contásemos con 118 LHCs para accelerar cada uno de los elementos, el plasma resultante solo duraría una fracción de segundo, tras lo cual se degradaría.

Y ahora hagamos la prueba desde otro enfoque. Imaginad que tomamos un trozo pulverizado de cada elemento (incluyendo unas “nubecitas” de los gaseosos) y los introducimos en un contenedor sellado para ver que sucede. La respuesta la da John Stanton, director del Instituto de Química Teórica de la Universidad de Texas.

“El oxígeno reaccionaría con el litio o con el sodio y ardería, elevando la temperatura del contenedor desencadenando un infierno. El grafito de carbono en polvo también ardería, Existen aproximadamente 25 elementos radioactivos, los cuales harían del “guiso” al fuego algo un poquito peligroso. Que el plutonio arda es una cosa muy mala. Inhalar material radioactivo puede provocar la muerte de forma rápida”.

Cuando las cosas se calmasen, añade Stanton, el resultado sería bastante aburrido. El carbono y el oxígeno se mezclarían formando monóxido y dióxido de carbono. El nitrógeno es muy estable y permanecerá inalterado. Los gases nobles no reaccionarían, y eso mismo sucedería con unos cuantos metales como el oro y el platino, que se encuentran principalmente en sus formas puras. Los elementos que reaccionasen formarían sales y óxidos. “La termodinámica ganaría de nuevo ya que las cosas siempre terminan alcanzando el equilibrio, y en este caso eso sería una mezcla de elementos comunes y estables”.

A lo mejor nunca os habíais planteado una cosa tan rara, pero siempre hay alguien ahí afuera con cuestiones curiosas en las que nadie más parece pensar

Tomado de:

26 de febrero de 2010

El nuevo elemento químico 112 ya tiene nombre: Copernicio

Viernes, 26 de febrero de 2010

El nuevo elemento químico 112 ya tiene nombre: Copernicio


El nuevo elemento químico 112 ya tiene nombre: Copernicio

El astrónomo Nicolás Copérnico

El nuevo elemento, el de mayor número atómico reconocido por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada, era conocido hasta hoy con el nombre provisional de ununbio. Su nombre será Copérnico y su símbolo será "Cn". Inicialmente se había propuesto "Cp" pero se descartó por que existían otros significados científicos. El nombramiento del nuevo elemento será la culminación de un largo viaje plagado de una feroz competencia, esperanzas frustradas y hasta reportes de mala conducta científica.



El elemento químico más pesado, reconocido con el número atómico 112, ya tiene nombre oficial, Copernicio, y un símbolo químico, Cn. Este elemento que viene a completar la tabla que estudiábamos en el colegio fue descubierto hace unos años en el GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, Alemania.

La denominación ha sido aprobada y anunciada oficialmente por el organismo internacional de Química IUPAC, y honra al científico y astrónomo polaco Nicolás Copérnico (1473-1543), que sentó las bases de la teoría heliocéntrica, que situó al Sol, y no a la Tierra, en el centro de nuestro sistema.

IUPAC aceptó el nombre propuesto por el equipo internacional de investigadores dirigido por el profesor Sigurd Hofmann. El equipo había sugerido 'Cp' como símbolo químico para el nuevo elemento. Sin embargo, esta abreviatura tenía relación con otros significados químicos, y finalmente se llegó al acuerdo de cambiar a 'Cn'. El copernicio es 227 más pesado que el hidrógeno, lo que le convierte en el elemento más pesado reconocido oficialmente por la IUPAC. La denominación en honor a Copérnico sigue la tradición de denominar los elementos químicos con nombres de eminentes científicos.

En un acelerador

El equipo dirigido por el profesor Hofmann fue capaz de producir el copernicio por primera vez el 9 de febrero de 1996. Utilizando un acelerador de 100 metros de longitud, dispararon iones de zinc en una lámina de plomo. La fusión del núcleo atómico de los dos elementos produjo un átomo del nuevo elemento 112. Este átomo era sólo estable durante un segundo, pero los científicos fueron capaces de identificarlo midiendo las partículas alfa emitidas durante el deterioro del átomo con la ayuda de procedimientos analíticos altamente sensibles.

Experimentos independientes confirmaron el descubrimiento del elemento. El año pasado, la IUPAC reconoció oficialmente su existencia como el integrante 112 de la tabla de elementos, por lo que invitaron al GSI a proponer un nombre.

Nicolás Copérnico

Conozca más osbre la vida de Copérnico en esta presentación que realizé para el programa de televisión "Copérnico", en el espacio Biografías de la Ciencia. La presentación está inspirada en escritos de Isaac Asimov.



Fuentes:

ABC.es

New Scienctist

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1 de diciembre de 2009

La tabla periódica con pastelillos


Lunes, 01 de diciembre de 2009

La Tabla Periódica con Pastelillos

¿Qué es la Tabla Periódica?

La tabla periódica de los elementos clasifica, organiza y distribuye los distintos elementos químicos, conforme a sus propiedades y características.

Suele atribuirse la tabla a Dimitri Mendeleiev, quien ordenó los elementos basándose en la variación manual de las propiedades químicas, si bien Julius Lothar Meyer, trabajando por separado, llevó a cabo un ordenamiento a partir de las propiedades físicas de los átomos.


Estos pastelillos que componen la tabla periódica cocinados por Katherine y su hermana –una nerd de la química– debieron tener mucho éxito en la fiesta de cumpleaños para la que fueron concebidos. Con total precisión cada pastelillo tiene su color de fondo según el tipo de elemento (sólidos, líquidos, gases, etcétera) y sus símbolos químicos identificativos. De sabor no sabemos qué tal quedaron, pero divertidos son un rato.

Fuente:

Microsiervos

13 de octubre de 2009

Una nueva forma de dibujar la tabla periódica

Miércoles, 14 de octubre de 2009

Una nueva forma de dibujar la tabla periódica

¿Quién fue el creador de la tabla periódica de los elementos químicos?

Dmitri Ivánovich Mendeleiev (1834 en Tobolsk - 1907 en San Petersburgo) fue un químico ruso, creador de la Tabla periódica de los elementos.

Su investigación principal fue la que dio origen a la enunciación de la ley periódica de los elementos, base del sistema periódico que lleva su nombre. En 1869 publicó su libro Principios de la química, en el que desarrollaba la teoría de la Tabla periódica de los elementos. El día 2 de febrero de 2007 se cumplió un centenario de su muerte.

Los elementos químicos

A medida que se perfeccionaron los métodos de búsqueda, el número de elementos químicos conocidos fue creciendo sin cesar y surgió la necesidad de ordenarlos de alguna manera. Se realizaron varios intentos, pero el intento decisivo lo realizó un científico ruso, Mendeléyev, que creó lo que hoy se denomina sistema periódico.

Mendeléyev ordenó los elementos según su masa atómica, situando en una misma columna los que tuvieran algo en común. Al ordenarlos, se dejó llevar por dos grandes intuiciones; alteró el orden de masas cuando era necesario para ordenarlos según sus propiedades y se atrevió a dejar huecos, postulando la existencia de elementos desconocidos hasta entonces.

Esta es la noticia:




Muchas generaciones de estudiantes se han enfrentado a la clásica tabla periódica, realizada por primera vez por Dmitri Mendeleyev en 1869. A pesar de su antigüedad, sigue siendo una de las mejores formas de ordenar los elementos químicos, ya que permite agruparlos en columnas con propiedades similares, y lo que es más importante, predecir las propiedades que tendrán los elementos no descubiertos en función de su posición en la tabla periódica (en tiempos de Mendeleyev sólo se conocían 63 elementos, hoy son 117).

Aunque una de las reglas no escritas de la teconología reza que “no se debe arreglar lo que ya funciona”, el investigador de Microsoft Mohd Abubakr ha propuesto una nueva reordenación que tenga en cuenta el tamaño relativo de los átomos. Para ello, los ha ordenado de forma circular, situando los elementos más lejos del centro a medida que el tamaño de sus átomos aumenta.

Este diseño conserva la clasificación de grupos y periodos de la Tabla de Mendeleyev pero le dota de una nueva e interesante perspectiva visual. Además resuelve el eterno problema de la colocación del hidrógeno y el helio, situándolos en una posición especial en el centro del dibujo, sin asignarles una columna concreta.

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