Práctica 1 “Origen estelar de los elementos” RESUMEN QUIMICA INORGANICA

• Práctica 1 “Origen estelar de los elementos” RESUMEN
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El origen de los elementos está asociado con el origen del universo, hoy la teoría más aceptada de este es la teoría del big bang, que como los dice su nombre, fue a partir de una gran explosión y como toda teoría, debe tener sus evidencias: a) El universo se encuentra en expansión. Al comparar el espectro de absorción del sol con los de estrellas semejantes al él, se observan las mismas líneas pero las líneas del espectro de las estrellas están corridas hacia el rojo, esto llevo a la conclusión de que las galaxias están alejándose de aquí, ya que se sabe que cualquier objeto que se aleje de un observador y emita una onda, esta tendrá una mayor longitud de onda, en este caso el rojo tiene ondas más largas que los que se encuentran a su derecha; por lo tanto, si esas galaxias se alejan, quiere decir que en algún momento estuvieron cerca, por lo que se argumenta que el universo está en expansión y que en algún momento, todo partió de un mismo punto

b) Descubrimiento de la radiación cósmica de fondo Al calentar un objeto este pasará de color rojo hasta el azul y luego llegará al blanco, esto se debe a que al aumentar la temperatura al color rojo, se agregan otros fotones hasta cubrir todas las longitudes de onda del espectro visible, la radiación que absorbe y emite un cuerpo caliente en equilibrio a diferentes temperaturas se conoce como radiación del cuerpo negro; de igual forma se piensa que cuando el universo estaba a una muy alta temperatura, sus electrones y fotones estaban en equilibrio, estado especial que se denomina plasma. Aproximadamente después de 380,000 años después del big bang, la temperatura descendió a 3000K, entonces los electrones se asociaron con los núcleos dando los primeros átomos estables, entonces la materia y la radiación siguieron enfriándose, la radiación correspondiente estaba en la zona de los rayos ultravioleta pero por la expansión sus longitudes de onda se hicieron más grandes. En 1965 Penias y Wilson detectaron radiación de muy baja energía en la zona des espectro de microondas, al dirigir su antena de radiofrecuencia a diferentes direcciones del lejano espacio exterior, y finalmente concluyeron que esa radiación correspondía a 2.73 K, este comportamiento es como el de un cuerpo negro a esa temperatura, esta radiación se ha interpretado como el eco de la explosión inicial.

c) La tercera es el resultado de la composicion de las estrellas

Hay aproximadamente 11 átomos de hidrógeno por cada uno de helio. El 2.1% de la masa restante conforma todo los demás, incluyendo al resto de los elementos químicos de la tabla periódica

La estabilidad de los núcleos se debe a dos interacciones. Una es la fuerza de repulsión electrostática que tiende a separar a los protones. La otra es la fuerza nuclear, que es atractiva, la cual actúa tanto entre protones como entre neutrones. Por eso los núcleos más ligeros que 56Fe tienden a fusionarse pues la atracción domina sobre la repulsión. En las estrellas también hay fuerza nuclear. Esta se origina en el núcleo a temperaturas de decenas de millones de grados, en una estrella, los átomos de hidrogeno se comprimen hasta convertirse en helio, un átomo de helio genera un fotón, el cual hace que las estrellas brillen. La gravedad hace que las estrellas se contraigan mientras que el gas de estas hace que se expandan, cuando el combustible nuclear se agota, el interior de la estrella se enfría y la estrella se contrae hasta desaparecer, al morir la estrella se expande hasta convertirse en una enana roja, la cual al desintegrarse, forma gas a su al rededor y finalmente se enfría. Si una estrella tuviera 1.5 veces la masa del sol, explotaría, a ese proceso se llama súper nova la cual al explotar libera todos los átomos que había sintetizado, la onda de coque calienta y comprime el gas interestelar, formando una nueva generación de estrellas. El resto de tipos de átomos fueron sintetizados, en las estrellas. Es así como, basados en el comportamiento de las estrellas podemos suponer como se originó la vida.

Se dice que el proceso de la gran explosión de divide en 3 etapas significativas:

Nucleosíntesis primigenia Ocurrió del tiempo cero a apenas unos cuatro minutos después de la llamada Gran Explosión. En estos primeros instantes el Universo se encontraba a temperaturas mayores que 1027 K pero, al irse expandiendo, la temperatura y la densidad disminuyeron rápidamente. Un segundo después de la gran explosión la temperatura descendió a 1010 K. En esas todavía muy especiales condiciones, ya se encontraban fotones (γ), positrones (e+), neutrinos (ν), antineutrinos (ν), protones (p+), neutrones (n) y electrones (e–). Los neutrones libres, se desintegraban transformándose en protones. A esas temperaturas (1010 K) muchas de las partículas mencionadas se encontraban en equilibrio, reconvirtiéndose unas en otras. Pero al descender la temperatura a 109 K, los protones y los neutrones empezaron a fusionarse para dar origen a los primeros núcleos de deuterio (2H). El Universo continuó enfriándose, muy rápidamente, favoreciendo la fusión de núcleos ligeros para dar núcleos más pesados.

Cuando la temperatura fue lo suficientemente baja, la repulsión entre núcleos de mayor carga eléctrica fue mayor que la energía térmica de los mismos, impidiendo la creación de núcleos más grandes. Terminó entonces la llamada nucleosíntesis primigenia dando como resultado la aparición de los núcleos de tan sólo dos elementos químicos y unos cuantos más en cantidades ínfimas. El hidrógeno (1H) y el helio (4He), conformaron casi el 100% de los núcleos formados, mientras que en trazas quedaron 2H, 3He, 7Li y 7Be. La materia así formada permaneció por casi 400 000 años en un estado de plasma. El Universo continuó expandiéndose y cuando la tempera tura descendió por debajo de 104 K, los núcleos comenzaron a asociarse con los electrones dando origen a los primeros átomos neutros. Empezó entonces la llamada etapa fría que duraría varios millones de años.

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