2009/09/07

Ciclo del Oxígeno

Ciclo del Oxígeno

Su ciclo está estrechamente ligado al del carbono pues el proceso por el que el C es asimilado por las plantas (fotosíntesis), supone también restitución del oxígeno a la atmósfera, mientras que el proceso de respiración ocasiona el efecto contrario.
Otra parte del ciclo natural del oxígeno que tiene un notable interés indirecto para los seres vivos de la superficie de la Tierra es su conversión en ozono. Las moléculas de O2, activadas por las radiaciones muy energéticas de onda corta, se rompen en átomos libres de oxígeno que reaccionan con otras moléculas de O2, formando O3 (ozono). Esta reacción es reversible, de forma que el ozono, absorbiendo radiaciones ultravioletas vuelve a convertirse en O2.


Ciclo del Carbono

Ciclo del Carbono


El carbono es un elemento fundamental que compone las moléculas de Hidratos de carbono, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos, pues todas ellas están formadas por cadenas de átomos de carbono unidos entre sí.
¿Cómo Ingresa el Carbono a las Comunidades?
El carbono ingresa a las comunidades, cuando los vegetales terrestres y acuáticos (algas y diatomeas) capturan CO2 durante la fotosíntesis, estos devuelven parte del CO2 a la atmósfera y a los océanos durante la respiración celular.
Los animales herbívoros después de la absorción y digestión los compuestos del carbono se reorganizan en el protoplasma animal. A su vez este pasa a otros animales.
El metabolismo demoledor de los animales produce CO2, como producto de desecho de la respiración que vuelve al aire o agua.
La vuelta de CO2 a la atmósfera se concibe cuando en la respiración los seres vivos oxidan los alimentos produciendo CO2. En el conjunto de la biosfera la mayor parte de la respiración la hacen las raíces de las plantas y los organismos del suelo. Los seres vivos acuáticos (moluscos y protistas) usan el CO2 del agua, la solubilidad de este gas en el agua es muy superior a la de otros gases, como el O2 o el N2, porque reacciona con el agua formando ácido carbónico. En los ecosistemas marinos algunos organismos convierten parte del CO2 que toman en CaCO3 (Carbonato de Calcio) que necesitan para constituir sus caparazones o masas rocosas en el caso de los arrecifes. Cuando estos organismos mueren su caparazón se deposita en el fondo constituyendo rocas sedimentarias calizas en el que el C queda retirado del ciclo durante miles y millones de años. Este C volverá lentamente al ciclo cuando se van disolviendo las rocas por las corrientes marinas el cual vuelve a estar disponible para los organismos vivos.
Otra fracción de larga duración es la fabricación de los combustibles fósiles.
Estos se originan a partir de los restos de plantas y animales antiguos, los cuales fueron sometidos a presiones y temperaturas elevadas a lo largo de millones de años, transformando a estos en hulla, petróleo o gas natural. Además de la quema de combustibles fósiles, la tala y quema de grandes bosques están incrementando la cantidad de CO2 presente en la atmósfera.


Ciclo del Agua



El agua es el elemento indispensable en la estructura de los seres vivos y su ingerencia es indispensable para que éstos puedan llevar a cabo sus funciones vitales.
La reserva principal de agua son los océanos, que cubren las tres cuartas partes del planeta.
El ciclo se inicia cuando la energía solar comienza a calentar las capas superficiales de los océanos y mares, Los seres vivos (plantas y animales) lo hacen a través de la transpiración y respiración.El vapor de agua asciende hacia las capas altas de la atmósfera en donde se condensa, originando nubes y por la gravedad las moléculas de agua regresan a la tierra en forma de precipitación (lluvia, nieve, aguanieve, granizo o rocío).
Parte de esa agua que cae a la tierra sigue varios caminos se infiltra en el terreno depositándose en forma de aguas subterráneas.
La energía del sol mantiene este ciclo en funcionamiento continuo.

Ciclo Energético de la Materia

El mantenimiento de la vida en la tierra ,se basa en el ciclo de la materia y en el flujo de la energía.
Dicho ciclo es impulsado por el sol, siento éste la fuente primaria de la energía.
Esta ingresa a la tierra  y sale de la misma en forma de calor.

El ciclo de la misma se concreta a través de los elementos Biogeoquímicos, los cuales son:
  1. El Ciclo del Carbono
  2. El Ciclo del Nitrógeno
  3. El Ciclo del Oxigeno
  4. El Ciclo del Fósforo
  5. El Ciclo del Azufre
Los tres primeros tienen un componente gaseoso, los cuales se encuentran en mayor concentración en la atmósfera.
En cambio el fósforo y el azufre su principal componente es el geológico, puesto que tienden a conformar compuestos sólidos que se fijan a la corteza terrestre.


Cuadro de los Ciclos Biogeoquímicos

 

Niveles de Organización de la Materia

Biosfera :La parte de la tierra habitada por los factores abióticos y bióticos.



Ecosistema :Una comunidad junto a su hábitat.



Comunidad: Dos o más poblaciones de diferentes especies que viven e interactúan en el mismo espacio.

Población: Conformada por miembros de una misma especie habitando en igual área


Especie: Organismos semejantes, que se pueden cruzar entre sí, en condiciones naturales, dando descendencia fértil.


Organismo Multicelular: Ser vivo individual, constituido por numerosas células.


Sistema de Órganos: Dos o más órganos que ejercen juntos para cumplir una función corporal definida


Órgano: Estructura constituida por varios tipos de tejidos que constituyen una unidad funcional


Tejido: Conjunto de células semejantes , que desempeñan igual función


Célula: Unidad de la Vida


Organela: Estructura celular que desempeña una función específica.


Molécula: Combinación de átomos.



Átomo: La partícula más pequeña de un elemento que conserva las propiedades de ese elemento.


Ecosistemas

Definición de Ecosistemas:

Los ecosistemas son sistemas complejos, constituidos por factores abióticos o físicos y factores bióticos o biológicos.
Factores Abióticos (biotopo)
*Agua
*Luz
*Tierra
*Temperatura
*Energía
*Viento
*Presión
*Humedad
Factores Bióticos o Biológicos: (Biocenosis)
* Plantas
*Animales
Los seres vivos, viven en poblaciones que se constituyen en comunidades.
Tanto los vegetales como los animales se los agrupan en dos grandes grupos
1º- Grupo
Los Productores:
A este grupo pertenecen los vegetales fotosintetizadores, la característica principal de este conjunto es que elaboran su propio alimento. (Autótrofos).
2º- Grupo
Los Consumidores:
A este grupo pertenecen los animales, la particularidad de este, es que no elaboran su propio alimento. (alotrófos)
Se los agrupa en tres órdenes bien definidos
Consumidores de 1er. orden: Son los animales herbívoros; Se alimentan directamente de las plantas verdes. Consumidores de 2do orden: Corresponden a dicho grupo los animales carnívoros y parásitos.
Consumidores de 3er. orden: Se alimentan de los consumidores de 2do orden. Son los carnívoros superiores.
Descomponedores: Son las bacterias y hongos, descomponedores de la materia muerta procedente de consumidores y productores.
Tipos de Ecosistemas:
Así por ejemplo, los océanos, los mares, lagos, lagunas, esteros, charcas, un trozo de tronco son ecosistemas, que poseen modelos de funcionamiento en los que podemos hallar semejanzas que nos permiten concentrarlos en el concepto de ecosistemas.
¿Cómo funcionan los Ecosistemas?
El funcionamiento de los ecosistemas es semejante, todos ellos requieren de energía que fluyen a través de los diferentes componentes del ecosistema, hay un movimiento constante de los componentes químicos los cuales pasan al suelo, el agua o al aire a los organismos y de seres vivos a otros, hasta que vuelven, cerrándose el ciclo al suelo agua o aire.

Estructura General del Planeta Tierra

Estructura General del Planeta Tierra


En temas anteriores habíamos expresado que los factores abióticos, (Tierra-Agua-Viento-Aire-Presión, Temperatura) se hallan intrínsicamente interrelacionados.
Muchos autores distinguen cuatro esferas
La Biósfera
La Atmósfera
La Hidrósfera
La Geósfera
Sin embargo hoy en día, diferencian una quinta La Criosfera (Glaciares-Hielos Continentales)


Estructura Y Composición de la Tierra


Estructura y Composición de la Tierra


La Tierra es el tercer planea del sistema solar.
Un astro sin luz propia, que recibe la energía del Sol.
La tierra tiene la forma aproximada de una esfera, estudios realizados han comprobado un achatamiento en la zona polar y un ensanchamiento en la región ecuatorial.
Se ha adoptado el nombre de Geoide, que significa, forma propia de la tierra.
Su superficie es de unos 510 millones de kilómetros (510.10 6 Km2)
Su volumen es de 1.083.10 12
Densidad media: 505 g/cm3
Los mares ocupan las 2/3 partes de su superficie, el resto son continentes.
Estructura Interna de la Tierra
El interior del planeta tierra se lo reconoce por métodos directos e indirectos.
Los métodos directos:
Los llegamos a conocer por rocas plutónicas, las cuales se originan por el enfriamiento lento en el interior de la tierra a una profundidad de unos 14000 M, éstas emergieron por razones tectónicas las cuales se crearon a 20 ó 30 Km. de profundidad.
Los medios indirectos:
Estos los conocemos gracias a la geofísica.
La sismología es el método geofísico que mayor información nos da a través de aparatos especializados “Los sismógrafos”, los cuales analizan las diferentes ondas generadas por los terremotos. Éstos generan distintos tipos de ondas
Ondas Primarias: (P)
Son las de mayor velocidad, llegan primero y se asemejan a las ondas sonoras.
Son ondas de empuje o comprensión
Ondas Secundarias: (S)
También llamadas de distorsión, llegan en segundo lugar, no se propaga por medio de fluidos
Estas son similares a luz.
Ondas Superficiales: (L)
Son aquellas que se propagan por la superficie terrestre.
Son las que mayor daño causan.
Las velocidades de propagación, de las dos primeras ondas van a depender del tipo de roca que atraviesan. Ambas respetan las leyes de Reflexión y Refracción al llegar a las superficies de discontinuidad.




La tierra esta conformada por varias capas concéntricas.
Desde el exterior hacia su interior se denominan
Corteza, Manto y Núcleo.
1) Corteza:
La corteza constituye la capa superficial de la tierra, tiene un espesor de 35 km aproximadamente.
En la corteza encontramos rocas silicáticas, en la primera parte del manto superior rocas ultrabásicas de olivinos, piroxenos y granates, en la última parte poliformos densos de los mismos minerales. En el manto inferior óxidos densos ( MgO (óxido de magnesio), SiO2 (óxido de sílice) .
La corteza comprende *Una zona sólida (litosfera) (Continentes, Cuencas Oceánicas o depresiones) las cuales quedan cubiertas por las aguas de la hidrosfera.
*Una zona líquida (hidrosfera)
*Una zona gaseosa (atmósfera)
2) Manto:
Éste rodea la núcleo es grueso y comienza a una profundidad de 7 a 65 Km..
Los elementos constitutivos del manto son en mayor proporción el hierro, luego le siguen el oxígeno, silicio, magnesio, más del 90% de la masa de la tierra se debe a estos cuatro elementos.
La parte externa del manto es rígida y fuerte las condiciones de presión y temperatura entre los 100 a los 200 km que las rocas son capaces de fundirse.
En esta parte del manto las ondas sísmicas pierden aceleración, o también es conocida como zona de baja velocidad
Por debajo de este, se halla el Manto inferior que es grueso y sólido.
3) El Núcleo:
La parte central de la tierra encontramos al núcleo. ( 6400 Km. ) de profundidad.
El núcleo externo que rodea al interno se extiende de 2900 km a 5200 km .Las Temperaturas oscilan entre los 3700º C a 4300ºC.
En el núcleo externo se encuentran metales en estado líquido (el Níquel y el Hierro) el núcleo interno es una esfera sólida maciza de unos 1200 km , su temperatura fluctúa entre los 4300 º C los metales que conforman al núcleo interno en forma sólida. es el ( Níquel y Hierro)


La ilustración no esta en escala

Tabla Periódica (Ilustración)

Tabla diagramada por sosciencia

La misma sí  te es de utilidad, esta a  tu disposición.
Estas autorizado a imprimirla y/o utilizarla en tu web o blog.

Tabla Periódica

Tabla Periódica

La tabla periódica se compone de filas horizontales llamadas Períodos y Filas verticales denonimadas Grupos o Familias. Una línea diagonal escalonada próxima al extremo derecho de la tabla (de A a B) separa los metales de la izquierda de los no metales de la derecha.
La mayor parte de los elementos son Metales. Algunos de los elementos que están a lo largo de la línea divisoria son Metaloides.
El número del período nos indica la cantidad cuántos niveles de energía hay en el átomo.
El número del grupo nos indica la cantidad de electrones que tiene el átomo.
El primer Grupo de la tabla periódica comprende los metales alcalinos (son los más activos de la tabla periódica).
El segundo Grupo es el de los Metales Alcalinotérreos.
El penúltimo Grupo es el de los Halógenos. (No metales de gran reactividad)
El último Grupo está constituido por los Gases Nobles (los menos reactivos de la tabla periódica)
Los diez grupos cortos que están a lo ancho de la región media de la Tabla Periódica son los Metales de Transición.
Los elementos pueden agruparse por su carácter electropositivo o electronegativo, en metales y no metales, aún cuando existen todas las progresiones entre el más electropositivo, el cesio y el más electronegativo el flúor.
Los metales se caracterizan por ser buenos conductores de la electricidad y del calor; poseer brillo metálico y tener tendencia a ceder electrones, transformándose en iones positivos y ser sólidos a la temperatura ordinaria.
Los no metales se caracterizan por no ser buenos conductores del calor ni de la electricidad, no poseer brillo metálico y tener tendencia a aceptar electrones, transformándose en iones negativos, pueden ser a temperatura ordinaria, gases, líquidos o sólidos.

Uniones Químicas

Uniones Químicas

En la naturaleza, los átomos no se hallan como entidades aisladas, sino que se presentan unidos a otros formando compuestos, sencillos o complejos, cuyas propiedades dependen tanto de los átomos que los integran como de la forma que están unidos.
Las ideas modernas para explicar las uniones químicas tienen su inicio en la Teoría del Octeto Electrónico de Lewis, cuyos postulados son:
Los Gases Inertes, por tener ocho electrones en su órbita externa, son estables. Sus átomos permanecen libres e independientes (no se combinan).
Los Metales y los No Metales con menos de ocho electrones en su última órbita, tienen actividad química.
• La actividad química de los metales y los no metales se debe a la necesidad de adquirir una configuración electrónica similar a la del gas inerte próximo, para alcanzar estabilidad. A estos efectos ganan, ceden o comparten electrones. Así los átomos de Sodio (Z=11), que tienen un electrón en su órbita externa, tratan de perderlo para asemejarse al Neón (Z=10), mientras que los átomos de Cloro(Z=17) procuran ganar un electrón al Argón (Z=18). Por su parte los átomos de Calcio (Z=20) tienden a ceder dos electrones para adquirir la configuración electrónica del Argón; los átomos de Oxígeno (Z=18) tratan de captar dos electrones para asemejarse al Neón (Z=10)
• En el caso de los elementos cercanos al Helio; que tiene dos electrones en su órbita externa, procuran adquirir la configuración del este Gas Inerte.
• Así el Hidrógeno, con un solo electrón, procura ganar otro para asemejarse al Helio, el Litio (Z=3) que también tiene un electrón, trata de cederlo para lograr la misma estructura electrónica.
Teoría del Octeto Electrónico de Lewis
Notación de Lewis
Para resolver la representación de los átomos y teniendo en cuenta que las características químicas de ellos dependen generalmente de los electrones de la última órbita, Lewis propuso una forma sencilla de representación
“Cada átomo se representa con su símbolo y a su alrededor puntos en igual cantidad a los electrones que tiene en su órbita externa”
A modo de muestra:
              ·
Sodio          Na

Enlaces Químicos

Enlaces Químicos

*Enlace Iónica o Electrovalente:
Este tipo de unión es característico de los compuestos formados por un metal y un no-metal
Ejemplo : Cloruro de Sodio (sal de mesa)
• El átomo de Na (Z=11) tiene la siguiente estructura: 2-8-1.
Este átomo, de bajo potencial de ionización, trata de perder el electrón de su órbital externo para semejarse al gas inerte más próximo que es el Neón en cuyo caso se transforma en un catión de sodio con una carga positiva.
• El átomo de Cloro (Z=17) presenta la siguiente estructura: 2-8-7.
Como el gas más próximo al cloro es el Argón (Z=18), este átomo de elevada afinidad electrónica, trata de ganar un electrón, convirtiéndose en un anión cloruro con una carga negativa.
Cuando se produce el contacto entre un átomo de sodio y otro de cloro, ocurre la transferencia del electrón del primero al segundo, convirtiéndose en catión sodio y anión cloruro, respectivamente.
Como estos iones tienen cargas eléctricas de signo contrario, se atraen y queda formado el cloruro de sodio.
Esto puede representarse, de acuerdo a la notación de Lewis, de la siguiente manera.


Como es lógico suponer, dicho proceso se produce simultáneamente entre muchos átomos de sodio y cloro, resultando un cristal cuya estructura se la observa en la ilustración:
Cristal de Sodio
 


Propiedades de los Compuestos Iónicos
Las sustancias que se forman por enlace iónico se caracterizan por presentar las siguientes propiedades.
• Tienen punto de fusión y ebullición altos (+700º), por lo cual a temperatura ambiente se encuentran en estado sólido.
• Son solubles en agua
• Presentan estructura cristalina iónica
• Son duras y frágiles.
*Enlace Covalente
Este tipo de enlaces se establece entre átomos de un mismo elemento o entre átomos de elementos diferentes.
En este tipo de unión, podemos diferenciar dos formas de compartir los electrones por
• Enlace Covalente Común
• Enlace Covalente Dativo o Coordinado
*Enlace Covalente Común:
Es la unión química establecida entre dos átomos en la cual el par
electrónico compartido está constituido por un electrón procedente de cada uno de los átomos
entre los que se produce la unión.
Este tipo de enlace se efectúa en moléculas como H2, Cl2, F2, O2, o N2. Los enlaces se denominan no polares y se encuentran siempre en moléculas formadas por átomos análogos.
Por otra parte, dos átomos pueden compartir uno o más pares de electrones, dando lugar a uniones covalentes simples, dobles o triples.
Ejemplo: Molécula de Cloro (Cl2)
Cl-Cl
Enlace Covalente Dativo o Coordinado:
Es la unión química que se estable entre dos átomos en la que el par electrónico compartido es aportado por uno de los dos átomos.
Esta se representa por una flecha apuntando al átomo que recibe la participación del par electrónico.
Ejemplo: SO2 ( Dióxido de Azufre)


Propiedades de los Compuestos Covalentes
Las sustancias que presentan unión covalente presentan las siguientes propiedades
• Los puntos de fusión y ebullición son bajos (menos 300º) porque las fuerzas que mantienen unidas entre sí a las moléculas son débiles.
• Solubles en solventes orgánicos no polares, como el éter, cloroformo y/o sulfuro de carbono
• No conducen corriente eléctrica, pues carecen de iones
• Presentan estructura cristalina
• Forman moléculas que sólo se mantienen unidas por fuerzas débiles (Van der Walls)
Enlace Metálico
En este tipo de enlace se admite que en los metales el enlace no es entre átomos sino entre cationes metálicos, entre los cuales se mueven con bastante libertad, formando una “nube” de electrones. La atracción electrostática entre la nube electrónica y los iones positivos es la base del enlace metálico
Propiedades de los Enlaces Metálicos
Sus Propiedades son:
• Brillo: Este se debe a la movilidad de los electrones. La luz que incide sobre el metal es absorbida por los electrones libres que se mueven con rápidamente emitiendo energía radiante que se aprecia como brillo
• Son Maleables y Dúctiles.

El Átomo

El Átomo
Luego de comprender la Teoría atómico-molecular de la materia es posible precisar el concepto de Átomo y Molécula.

¿Cómo está formado el átomo?
El átomo se iguala a un sistema solar en miniatura, en el centro se encuentra el núcleo con carga eléctrica positiva, esta constituido por dos clases de partículas, protones con carga eléctrica positiva y los neutrones con carga eléctrica igual a cero.La parte externa del átomo está formada por los electrones con carga eléctrica negativa.



Como los protones y los neutrones son las partículas que constituyen el núcleo del átomo se los denomina NUCLEONES.
El número de nucleones, en el átomo es igual a la suma de protones y neutrones.
Esta suma se llama Número de Masa o Número Másico. Se la representa con la letra A
Número Másico = Nº de protones + Nº de neutrones
Número Atómico
El número atómico es la cantidad de protones y electrones que tiene un átomo y se lo representa con la letra Z
Ejemplo: El átomo de oxígeno tiene 8 protones y 8 electrones, su número atómico es 8.
Otros ejemplos:
Hidrógeno: Z = 1; Carbono: Z = 8 y Hierro: Z = 26
Datos a Tener en Cuenta




Representación de los Átomos
La representación de un átomo puede efectuarse del siguiente modo

X= Símbolo
A= Número de Masa
Z= Número Atómico
Ejemplo 23
                Na
                   11 =>representa protones = 11; electrones =11 y neutrones =23

Isotopos
Los isótopos son átomos que pertenecen al mismo elemento, pero que difieren en su número másico.Esta diferencia de masa se debe a la diferente cantidad de neutrones que hay en su núcleo.
Ejemplos : C12 (Carbono 12) C14 (Carbono 14)
Descripción del Elemento Carbono
Metaloide muy abundante en la naturaleza, que forma compuestos orgánicos en combinación con el hidrógeno, oxígeno, etc. En su estado puro se presenta como diamante o grafito. Núm. atómico: 6 Símbolo: C.
Isótopo radiactivo del carbono, formado en la atmósfera y conseguido también artificialmente. Se usa en la datación arqueológica y geológica. Su símbolo es C14 o C14. También se denomina radiocarbono.
Pertenece al grupo IVb del sistema periódico, cuyo peso atómico es 12,0112. Se han aislado dos isótopos naturales y estables de este, con números másicos 12 y 14 respectivamente; el más abundante es el 12, que constituye el 98,89 % de todo el carbono. Este elemento forma alrededor del 0,03 % de la corteza terrestre, es componente fundamental de muchos combustibles, tejidos y colorantes y base de la materia viva. Se presenta en dos formas cristalinas alotrópicas, diamante y grafito. Su valencia es -4 y +4, como en el metano, CH4, y el dióxido de carbono, CO2.

Isótopos de Hidrógeno
Los isótopos del hidrógeno son el protio (sin neutrones), el deuterio (un neutrón) y el tritio (dos neutrones). El hidrógeno siempre tiene un protón en su núcleo, cuya carga está equilibrada por un electrón. Las imágenes que se muestran sólo son representaciones esquemáticas del átomo: en realidad el núcleo es 100.000 veces menor que el átomo, y el electrón es un millón de veces menor que el núcleo. El tamaño del átomo está determinado por el movimiento del electrón, que se produce en unas regiones del espacio llamadas orbitales.

Fuente: Ilustración Microsoft

La Tierra ( Disney Nature)

video
Esta película de Disney Nature, nos invita a reflexionar y comprender en el maravilloso planeta en el cual vivimos.

Cambio Climático

http://www.bbc.com/mundo/media-40879843