ENERGÍA

DEFINICIÓN: Es la propiedad que permite a los cuerpos experimentar cambios o producir cambios en otros cuerpos.

¿QUÉ ES LA ENERGÍA?
La energía solar es el calor y la luz que irradia el sol, controla el clima de la Tierra y permite la existencia de seres vivos en nuestro planeta.

Se denomina energía a la propiedad que le permite a los objetos físicos realizar algún trabajo. Todos los cambios o transformaciones de la naturaleza -que puede percibir el hombre- son producidos por algún tipo de energía. Podemos afirmar entonces que la energía es la fuente de todo movimiento. Cada vez que asistimos a una transformación de algún tipo, ésta se expresa con cambios físicos y/o químicos.
El derretimiento del hielo (transformación física, donde el agua cambia de estado sólido a líquido por efecto de la aplicación de energía calórica);
La reducción de la madera al quemarse irradiando -a su vez- energía calórica y lumínica (transformación física y química);
El proceso digestivo de los animales (transformación química).

¿CÓMO MEDIMOS LA  ENERGÍA?
Las unidades de energía más usadas son:
-Julio (J) y el Kilo julio (KL).
-Kilocaloría (Kcal). Suele utilizarse en procesos donde interviene el calor.
-Kilowatio /hora (KWh). Es la unidad que mide el consumo de energía eléctrica.

Es importante aclarar que la energía es un concepto abstracto, una herramienta matemática para asignar el estado de un sistema físico. Así, en la física existen cuatro grandes categorías que separan o diferencian los tipos de energía que encontramos en la naturaleza:

ENERGÍA QUÍMICA

Es la energía que poseen los compuestos y que se ponen de manifiesto mediante una reacción química.

ENERGÍA POTENCIAL

En un sistema físico, la energía potencial es la energía que mide la capacidad que tiene dicho sistema para realizar un trabajo en función exclusivamente de su posición o configuración. Puede pensarse como la energía almacenada en el sistema, o como una medida del trabajo que un sistema puede entregar.

La energía potencial puede presentarse como energía potencial gravitatoria, energía potencial electrostática, y energía potencial elástica.

ENERGÍA POTENCIAL GRAVITATORIA

La energía potencial gravitatoria es la energía asociada con la fuerza gravitatoria. Esta dependerá de la altura relativa de un objeto a algún punto de referencia, la masa, y la fuerza de la gravedad.

Por ejemplo, si un libro apoyado en una mesa es elevado, una fuerza externa estará actuando en contra de la fuerza gravitacional. Si el libro cae, el mismo trabajo que el empleado para levantarlo, será efectuado por la fuerza gravitacional.

Por esto, un libro a un metro del piso tiene menos energía potencial que otro a dos metros, o un libro de mayor masa a la misma altura.

La fuerza gravitatoria mantiene a los planetas en órbita en torno al sol.

ENERGÍA POTENCIAL ELECTROSTÁTICA

La Energía potencial electrostática o Energía potencial eléctrica es un tipo de energía potencial (medida en julios) que resulta de la fuerza de Coulomb y está asociada a la configuración particular de un conjunto de cargas puntuales en un sistema definido. No se debe confundir con el potencial eléctrico (medido en voltios). El término "Energía potencial eléctrica" se suele emplear para describir la energía potencial en sistemas con campos eléctricos que varían con el tiempo, mientras que el término "Energía potencial electrostática" hace referencia a la energía potencial en sistemas con campos eléctricos constantes en el tiempo.

ENERGÍA POTENCIAL ELÁSTICA

La energía elástica o energía de deformación es el aumento de energía interna acumulada en el interior de un sólido deformable como resultado del trabajo realizado por las fuerzas que provocan la deformación.

Esta catapulta hace uso de la energía potencial elástica.

ENERGÍA CINÉTICA

La energía cinética es la energía que da movimiento a la masa: es decir, todo lo que esté en movimiento posee una energía que lo llevó a ese estado cinético. Por efecto de la fricción, u otras resistencias, la masa va perdiendo esta energía: cuando el objeto se detiene se agota por completo. Así, cuanto más masa o velocidad tenga un objeto, más energía tendrá acumulada.

ENERGÍA ELECTROMAGNÉTICA
La energía electromagnética es la cantidad de energía almacenada en una región del espacio que podemos atribuir a la presencia de un campo electromagnético, y que se expresará en función de las intensidades del campo magnético y campo eléctrico. En un punto del espacio la densidad de energía electromagnética depende de una suma de dos términos proporcionales al cuadrado de las intensidades del campo.

¿ DE DÓNDE OBTENEMOS LA ENERGÍA?
Para obtenerla utilizamos distintas fuentes de energía, que se pueden clasificar:
-Según su origen: fuentes renovables o no renovables.
-Según su utilización: fuentes convencionales o alternativas.



FUENTES DE ENERGÍA RENOVABLES
-Son aquellas cuyo potencial es inagotable por provenir de la energía que llega a nuestro planeta de forma continua como consecuencia de la radiación solar o de la atracción gravitatoria de otros planetas de nuestro sistema solar.
-Se regeneran continuamente. 







ENERGÍA SOLAR
Actualmente es una de las energías renovables más desarrolladas y usadas en todo el mundo.
La energía solar es la energía obtenida mediante la captación de la luz y el calor emitidos por el sol. Se usa principalmente para: calentar cosas ( térmica) y para generar electricidad (fotovoltaico). También se usa para potabilizar agua, estufas solares, secado , evaporación, refrigeración, etc.

ENERGÍA EÓLICA
La energía eólica no contamina, es inagotable y es una de las fuentes más baratas. Sin embargo, es una fuente de energía muy irregular, produce contaminación acústica y es un peligro para las aves.

Cuando esta energía se proyecta sobre los álabes de los aerogeneradores, se produce electricidad.

ENERGÍA HIDRÁULICA


Energía Hidraúlica o Energía Hídrica: aquella que se obtiene del aprovechamiento de la energía cinética y la energía potencial de la corriente de ríos, saltos de agua o mareas.
Esta Energía es renovable gracias al ciclo hidrológico natural o ciclo del agua que se rige por el sol, desde el calentamiento del agua de océanos, mares y ríos con su consiguiente evaporación, hasta las precipitaciones, escorrentías y aguas subterráneas. 

ENERGÍA MAREOMOTRIZ
La energía mareomotriz es la energía potencial o cinética que contienen los océanos. Se toma de las diferentes alturas que pueden tener la marea en el día, reteniéndola y haciendo mover una turbina para generar energía eléctrica.
La infraestructura necesaria para generar electricidad a partir de las mareas comúnmente involucra la construcción de una presa o barrera mediante la cual se puede obligar al agua en ascenso o descenso a circular por conductos especialmente diseñados para mover turbinas hidráulicas similares a las de las presas hidroeléctricas. Sin embargo, pueden influir en la biodiversidad y en la salinidad del agua.

Central Mareomotriz de tipo Barrera

ENERGÍA DE  BIOMASA
Esta energía se obtiene de restos vegetales,residuos forestales y agrícolas, cultivos de vegetales energéticos y restos orgánicos de las aguas residuales. Esta se usa para producir energía eléctrica mediante su combustión. Sin embargo, se emiten sustancias tóxicas.

ENERGÍA GEOTÉRMICA
Se denomina energía geotérmica a la energía almacenada en forma de calor por debajo de la tierra. Esta definición incluye el calor que se encuentra en las rocas, suelos y aguas termales, cualquiera sea su temperatura, profundidad o procedencia. En la actualidad, está considerada como una fuente de energía renovable abundante y de explotación viable. Por su temperatura o “entalpía” (magnitud termodinámica simbolizada con la letra H mayúscula) se presentan de la siguiente manera:

FUENTES DE ENERGÍA NO RENOVABLES
Son aquellas que existen en una cantidad limitada en la naturaleza y necesitan millones de años en regenerarse. Dentro de las energías no renovables existen dos tipos de combustibles.
Los combustibles fósiles.
Los combustibles nucleares.








CARBÓN
Suministra el 25% de la energía primaria consumida en el mundo, solo por detrás del petróleo. Además es de las primeras fuentes de energía eléctrica, con 40% de la producción mundial.

PETRÓLEO
Es una mezcla heterogénea de compuestos orgánicos, principalmente hidrocarburos insolubles en agua. Es un recurso natural no renovable y actualmenta también es la principal fuente de energía en los países desarrollados.

GAS NATURAL
Es una fuente de energía no renovable formada por una mezcla de gases que se encuentran frecuentemente en yacimientos fósiles.

ENERGÍA NUCLEAR
Aquella que se obtiene al aprovechar las reacciones nucleares espontáneas o provocadas por el ser humano. Los dos sistemas con los que puede obtenerse energía nuclear de forma masiva son la fisión nuclear y la fusión nuclear.
La principal característica de este tipo de energía es la alta cantidad de energía que puede producirse por unidad de masa de material utilizado en comparación con cualquier otro tipo de energía conocido por el ser humano.

FUSIÓN NUCLEAR
En física nuclear, fusión nuclear es el proceso por el cual varios núcleos atómicos de carga similar se unen y forman un núcleo más pesado. Simultáneamente se libera o absorbe una cantidad enorme de energía, que permite a la materia entrar en un estado plasmático.

FISIÓN NUCLEAR
En física nuclear, la fisión es una reacción nuclear, lo que significa que tiene lugar en el núcleo atómico. La fisión ocurre cuando un núcleo pesado se divide en dos o más núcleos pequeños, además de algunos subproductos como neutrones libres, fotones (generalmente rayos gamma) y otros fragmentos del núcleo como partículas alfa (núcleos de helio) y beta (electrones y positrones de alta energía).

ÁTOMO

LA MATERIA
Está formada por átomos y estos átomos, a su vez, están constituidos por partículas más pequeñas.
Materia es todo lo que nos rodea, es todo aquello que tiene masa y que ocupa un lugar en el espacio. La química es la ciencia que estudia la materia, sus propiedades, su constitución cualitativa y cuantitativa, los cambios que experimenta, así como las variaciones de energía que acompañan a las transformaciones en las que interviene. La materia es cualquier cosa que ocupa un espacio y que tienen masa; la materia forma todo lo que existe en el universo, desde la tierra bajo nuestros pies hasta las estrellas en el firmamento.

HISTORIA DEL ÁTOMO
Desde la Antigüedad, el ser humano se ha cuestionado de qué estaba hecha la materia.Unos 400 años antes de Cristo, el filósofo griego Demócrito consideró que la materia estaba constituida por pequeñísimas partículas que no podían ser divididas en otras más pequeñas. Por ello, llamó a estas partículas átomos, que en griego quiere decir "indivisible". Demócrito atribuyó a los átomos las cualidades de ser eternos, inmutables e indivisibles.Sin embargo las ideas de Demócrito sobre la materia no fueron aceptadas por los filósofos de su época y hubieron de transcurrir cerca de 2200 años para que la idea de los átomos fuera tomada de nuevo en consideración.

TEORÍA ATÓMICA DE DALTON
En 1805 el ingles Jhon Dalton (1766-1844), público la obra Nuevo Sistema de la Filosofía Química, en la cual rescataba las ideas propuestas por Demócrito y Leucipo dos mil años atrás. La razón que impulsó a Dalton a proponer una nueva teoría atómica fue la búsqueda de una explicación a las leyes químicas que se habían deducido empíricamente hasta el momento, como la ley de la conservación y la ley de las proporciones definidas. LOS SÍMBOLOS DE DALTON para Dalton, cada elemento está formado una clase de átomos, distinto en sus propiedades a los átomos de los demás elementos y, justamente, es esta distinción lo que separa un elemento de otro y los hace diferentes. Así, asignó a cada elemento conocido un símbolo distinto, su símbolo químico que con posterioridad ha ido cambiando hasta llegar a los modernos símbolos químicos actuales.

EL NEUTRÓN
Mediante diversos experimentos se comprobó que la masa de protones y electrones no coincidía con la masa total del átomo; por tanto, el físico E. Rutherford supuso que tenía que haber otro tipo de partícula subatómica en el núcleo de los átomos.Estas partículas se descubrieron en 1932 por el físico J. Chadwick . Al no tener carga eléctrica recibieron el nombre de neutrones. El hecho de no tener carga eléctrica hizo muy difícil su descubrimiento.Los neutrones son partículas sin carga y de masa algo mayor que la masa de un protón.

PARTÍCULAS ELEMENTALES DEL ÁTOMO
Partícula	Símbolo	Masa	Carga
Electrón	e-	9,11·10-31 kg	- 1,6·10-19 C
Protón	p+	1,673·10-27 kg	+ 1,6·10-19 C
Neutrón	n	1,675·10-27 kg	0

MODELOS ATÓMICOS

EL ÁTOMO

En el átomo distinguimos dos partes: el núcleo y la corteza. 

ESTRUCTURA DEL ÁTOMO ( partículas subatómicas principales)

Concepto: El átomo es la partícula más pequeña de un elemento químico.
El núcleo es la parte central del átomo y contiene partículas con carga positiva, los protones, y partículas que no poseen carga eléctrica, es decir son neutras, los neutrones. La masa de un protón es aproximadamente igual a la de un neutrón.
Todos los átomos de un elemento químico tienen en el núcleo el mismo número de protones. Este número, que caracteriza a cada elemento y lo distingue de los demás, es el número atómico y se representa con la letra (Z).
La corteza es la parte exterior del átomo. En ella se encuentran los electrones, con carga negativa. Éstos, ordenados en distintos niveles, giran alrededor del núcleo. La masa de un electrón es unas 2000 veces menor que la de un protón.
Los átomos son eléctricamente neutros, debido a que tienen igual número de protones que de electrones. Así, el número atómico también coincide con el número de electrones.

HISTORIA DE LA TABLA PERIÓDICA
La historia de la tabla periódica está marcada principalmente por el descubrimiento de los elementos químicos. Elementos como oro, plata, hierro o cobre eran conocidos desde la antigüedad; sin embargo, no fue hasta los siglos XVIII y XIX cuando se descubren la mayoría de los restantes elementos, ya que mejoran las técnicas de trabajo científico.

La aparición de gran cantidad de elementos hizo que se pusieran de manifiesto semejanzas en propiedades,masas relacionadas o comportamientos químicos parecidos. Estas semejanzas empujaron a los químicos a buscar algún tipo de clasificación, de tal manera que se facilitase su conocimiento y descripción, y se impulsara el descubrimiento de nuevos 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 sistema periódico es la clasificación de todos los elementos químicos, naturales o creados artificialmente.
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.
Mendelévye 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 ahora.

Dmitri Ivánovich Mendeléiev (ruso: Дми́трий Ива́нович Менделе́ев)
Dmitri Mendeléiev en 1897
Nacimiento:	8 de febrero de 1834 Tobolsk (Siberia Occidental)  Imperio Ruso.
Fallecimiento:	2 de febrero de 1907 (72 años) San Petersburgo  Imperio Ruso
Residencia:	Rusia
Nacionalidad	rusa
Campo:	Química
Instituciones:	Universidad de San Petersburgo
Alma máter	Heidelberg
Estudiantes: destacados	Dmitri Petrovich Konovalov, Valery Gemilian, Alexander Baykov
Conocido por	creador de la tabla periódica de los elementos
Cónyuge:	Anna Ivánova Pópova

El gran éxito de Mendeléyev, la tabla periódica y la predicción de elementos no descubiertos aún en 1891

TABLA PERIÓDICA ACTUAL
La tabla periódica actual o sistema periódico está basada en la propuesta por D. Mendeleiev en 1869. En ella, los elementos se encuentran ordenados, de izquierda a derecha, por valores crecientes de sus números atómicos (Z).
Además de esto, los elementos aparecen distribuidos en filas y columnas.

Existen 7 filas horizontales que se denominan períodos y 18 columnas verticales que se denominan grupos.Los elementos también se clasifican en: metales, no metales y semimetales de acuerdo con sus propiedades para ganar o perder electrones.

GRUPOS Y PERIODOS
La colocación de los elementos en la tabla periódica se hace teniendo en cuenta la configuración electrónica.En cada período aparecen los elementos cuyo último nivel de su configuración electrónica coincide con el número del período, ordenados por orden creciente de número atómico. Por ejemplo, el período 3 incluye los elementos cuyos electrones más externos están en el nivel 3;

En la tabla se señala la designación de los 4 primeros niveles o capas, los subniveles que cada uno de ellos contiene, el máximo número de ocupación electrónica y el número total de electrones en la capa. 

ISÓTOPOS
La suma del número de protones y el número de neutrones de un átomo recibe el nombre de número másico y se representa con la letra (A) . Aunque todos los átomos de un mismo elemento se caracterizan por tener el mismo número atómico, pueden tener distinto número de neutrones. Llamamos isótopos a las formas atómicas de un mismo elemento que se diferencian en su número másico.
Para representar un isótopo, hay que indicar el número másico (A) propio del isótopo y el número atómico (Z), colocados como índice y subíndice, respectivamente, a la izquierda del símbolo del elemento.

IONES
Los iones cargados negativamente, producidos por haber más electrones que protones, se conocen como aniones (que son atraídos por el ánodo) y los cargados positivamente, consecuencia de una pérdida de electrones, se conocen como cationes (los que son atraídos por el cátodo).

Anión y catión significan: 
Anión ("el que va hacia abajo") tiene carga eléctrica negativa.
Catión ("el que va hacia arriba") tiene carga eléctrica positiva. 
Ánodo: ("camino ascendente de la corriente eléctrica") polo positivo".2
Cátodo: ("camino descendente de la corriente eléctrica") polo negativo".
Un ion conformado por un solo átomo se denomina ion monoatómico, a diferencia de uno conformado por dos o más átomos, que se denomina ion poliatómico.
Un ion es una subpartícula cargada eléctricamente constituida por un átomo o molécula que no es eléctricamente neutra. Conceptualmente esto se puede entender como que, a partir de un estado neutro de un átomo o partícula, se han ganado o perdido electrones; este fenómeno se conoce como ionización.

Solución de sal común en agua. El cloruro de sodio de la sal se disocia en dos iones: el catión sodio y el anión cloruro.