Sin título de diapositiva

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CAPITULO 1
GEOQUIMICA
ORIGEN DE LOS ELEMENTOS QUIMICOS
ORIGEN, FORMACION Y ESTRUCTURA DE LA TIERRA
LOS ELEMENTOS QUIMICOS EN LA NATURALEZA
HUGO TORRENS
LOS MAYAS
CONCEBIAN
ERAS CON UNA
DURACION DE
TRECE BAKTUNS
PERIODO DE
144 000 DIAS
LO QUE
EQUIVALDRIA A
UNOS
5100 AÑOS.
SEGUN CIERTAS CORRELACIONES CALENDARICAS, NUESTRA ERA
HABRIA SIDO CREADA HACIA EL AÑO 3113 A.C. Y DEBERIA TERMINAR, AL
COMPLETARSE EL
“GRAN CICLO DE LA LARGA CUENTA”
EN DICIEMBRE DEL AÑO 2012…!!
HUGO TORRENS
¿ CUAL ES EL ORIGEN DEL UNIVERSO ?
TEORIA DE LA GRAN EXPLOSION
UN LUGAR Y UN TIEMPO
15-18 MILMILLONES AÑOS
CENTRO DEL UNIVERSO
TEORIA
PERMANENTE
HUGO TORRENS
TEORIA
OSCILATORIA
¿QUE EVIDENCIAS EXISTEN PARA PENSAR
EN LA GRAN EXPLOSION?
HUGO TORRENS
1101A
CHRISTIAN ANDREA DOPPLER
HUGO TORRENS
HUGO TORRENS
1101
HUGO TORRENS
HUGO TORRENS
1101A
CHRISTIAN ANDREA DOPPLER
HUGO TORRENS
HUGO TORRENS
OTRAS EVIDENCIAS…
…Y SUS CONSECUENCIAS
HUGO TORRENS
1103B
PREMIO NOBEL 1903 DE FISICA CONCEDIDO (MITAD) A HENRI BECQUEREL
POR SU DESCUBRIMIENTO DE LA RADIACTIVIDAD ESPONTANEA Y A
MARIA Y PIERRE CURIE (MITAD) POR SUS INVESTIGACIONES SOBRE LOS
FENOMENOS DE RADIACION DESCUBIERTOS POR BECQUEREL.
INTERLUDIO DE
FISICA DE PARTICULAS
A MARIA CURIE LE CONCEDIERON, EN 1911, EL PREMIO NOBEL DE QUIMICA
POR SUS DESCUBRIMIENTOS Y ESTUDIOS DE LOS ELEMENTOS RADIO Y
POLONIO. ELLA FUE LA UNICA MUJER, HASTA AHORA, A LA QUE SE LE HAN
CONCEDIDO DOS PREMIOS NOBEL.
HUGO TORRENS
HUGO TORRENS
UN DIA COMUN Y CORRIENTE DE 1896, H. BECQUEREL GUARDA UNAS
PLACAS FOTOGRAFICAS EN UN CAJON JUNTO A UNA MUESTRA DE
URANIO Y SE INICIA LA ERA ATOMICA…
LAS PLACAS SE VELARON Y DEDUJO QUE SE DEBIO A UNA RADIACION
DESCONOCIDA PROVENIENTE DEL URANIO.
MARIE CURIE (1837-1934)
EN 1899, GIESEL Y MEYER DESCUBREN UN SEGUNDO TIPO DE
RADIACION .
EN 1900, CURIE, BECQUEREL Y VILLARD ENCUENTRAN UNA TERCERA.
EN 1903, RUTHERFORD LLAMO ALFA A LA PRIMERA -- Y, PUESTOS A
BAUTIZAR, LLAMO BETA -- A LA DE GIESEL Y GAMA -- A LA DE CURIE.
HOY SABEMOS QUE:
 = 4He2
 = e = FOTONES
¿QUÉ OTRAS PARTICULAS EXISTEN?
HUGO TORRENS
RAYOS COSMICOS Y PARTICULAS FUNDAMENTALES
MATERIA
RAYOS
COSMICOS Y
PARTICULAS
ELEMENTALES…
HUGO TORRENS
HUGO TORRENS
2584
X+
X
2335
S+
S
ANTIMATERIA
S-
S-
X
X+
S
S+
2185
L
1837
n
p+
p-
n´
966

+
-

X
L
270
p-
207
m-
m+
1
e-
e+
0
n
0
X
p
X
n´
+
X
p+
1104
ACELERADOR EUROPEO DE PARTICULAS
EL CIRCULO MAYOR MARCA LA RUTA DEL ACELERADOR QUE SE
ENCUENTRA 100m BAJO TIERRA Y MIDE 27 Km.
LA FRONTERA DE FRANCIA Y SUIZA VISECTA AMBOS ANILLOS DE
ACELERACION.
HUGO TORRENS
DECAIMIENTO ISOTOPICO…
RADIACION ALFA
 = 4He2
=e
 = FOTON

8Be
HUGO TORRENS
4
24He2 =
=
RADIACION GAMA
 = 4He2
=e
 = FOTON

ESTADO
EXCITADO
7Be *
4
HUGO TORRENS
ESTADO
BASAL
7Be
4
+
BETA-NEUTRINO
n´
6He *
2
HUGO TORRENS
6Li
3
+  +n
n = p + - + n´
POSITRON-NEUTRINO
n
+
6Be
HUGO TORRENS
4
6Li
3
+ + + n
p = n + + +
n
CAPTURA DE ELECTRONES
RAYOS X
7Be
HUGO TORRENS
+
e
4
7Li
3 + RAYOS X
p + e- = n + n
1103C
SEGUNDA RADIOGRAFIA TOMADA POR
RONTGEN A LA MANO DE SU ESPOSA…
22 DICIEMBRE 1895
CAPTURA DE NEUTRONES
Fe
54Fe
HUGO TORRENS
26 + xn
92U
238
+ ????
REACCIONES
NUCLEARES
HUGO TORRENS
,3n , 2n
, n
p, 
d, n
Nuc
,np
p, n
, n
n, 2n
, pn , p
d,  n, np
n, 
n, 
d, p
n,p
RADIACTIVIDAD
n
Nuc
p

HUGO TORRENS
+ 
COLISIONES ENTRE PARTICULAS
¿CON QUE ENERGIA?
1105C
ALGUNAS REACCIONES FUNDAMENTALES…
 = 4He2
=e
 = FOTON
HUGO TORRENS
ALTA ENERGIA
DEUTERIO 2H1
DEUTERIO 2H1
HELIO 4He2
HUGO TORRENS
ALTA ENERGIA
PROTON
NEUTRON
ENERGIA MAS...
HUGO TORRENS
ALTA ENERGIA
PROTON
ELECTRON
NEUTRINO
NEUTRON
HUGO TORRENS
BAJA ENERGIA
PROTON
ELECTRON
HIDROGENO 1H1
HUGO TORRENS
BAJA ENERGIA
2
ELECTRON
HELIO 4He2
HELIO 4He2
HUGO TORRENS
BAJA ENERGIA
PROTON
NEUTRON
DEUTERIO 2H1
HUGO TORRENS
CARACTERISTICAS NUCLEARES
NUCLEOS ESTABLES E INESTABLES
¡RECUERDE!
p+n=14N
7=Z=p
NUCLEOS CON NUMEROS ATOMICOS (Z) PARES SON MAS
ABUNDANTES QUE CON NUMEROS IMPARES
C6, O8, Mg12 >> N7, Al13, P15
NUCLEOS CON NUMEROS PARES DE PROTONES Y DE NEUTRONES
(PAR-PAR) SON MAS ABUNDANTES Y MAS ESTABLES QUE LOS
NUCLEOS IMPAR-IMPAR.
LOS PAR-IMPAR TIENEN ESTABILIDAD INTERMEDIA.
40Ca >>47Ti >>34Cl
20
22
17
LOS NUCLEOS MAS ABUNDANTES Y ESTABLES HASTA Z=20 TIENEN
IGUAL NUMERO DE NEUTRONES QUE DE PROTONES.
4He (99.99%),
14N (99.65%),
40Ca (96.98%)
2
7
20
3He (0.01%),
15N (0.55%),
43Ca (0.13%)
2
7
20
SIN EMBARGO (EXCEPCION)
Y 27Al13, Z IMPAR Y p≠n, SON LOS MAS
ESTABLES Y ABUNDANTES.
19F , 23Na
9
11
NUCLEOS CON p O n 2, 8, 20, 50, 82 Y 126 SON
ESPECIALMENTE ESTABLES. NUMEROS MAGICOS.
CUANDO SE FORMAN NUCLEOS LIGEROS SE EMITE ENERGIA Y LA MASA
RESULTANTE ES MENOR QUE LA SUMA DE LOS PARTICIPANTES:
8Be
4
+ 8Be4
15.9949O
8
+ ENERGIA
LA MASA DE O8 ES 15.9949 UMA MIENTRAS QUE LA SUMA DE 8 PROTONES (8 X
1.0078) Y 8 NEUTRONES (8 X 1.0078) ES 16.132 UMA
LA DIFERENCIA DE 0.1371 UMA ES LA MASA QUE SE PIERDE EN LA FORMACION
DEL NUCLEO Y CORRESPONDE A 128 MeV
LA ENERGIA POR NUCLEON ES 128/16 = 8 MeV QUE SE CONOCE COMO LA
ENERGIA DE AMARRE DEL NUCLEO Y QUE VARIA CON Z HASTA UN MAXIMO
PARA EL 54Fe
E Amarre
Fe
Z
LA ENERGIA DE AMARRE ES PROPORCIONAL AL NUMERO DE NUCLEONES.
SIN EMBARGO, PARA MASAS MAYORES A 56, LA REPULSION ENTRE
PROTONES DESESTABILIZA AL NUCLEO Y ESTO SE CONTRARRESTA CON
UN AUMENTO EN EL NUMERO DE NEUTRONES.
POR ELLO, DESPUES DEL HIERRO, LOS NUCLEOS PESADOS TIENEN MAS
NEUTRONES QUE PROTONES.
n
z
AQUELLOS NUCLEOS QUE CAEN FUERA DEL AREA DE ESTABILIDAD SUFREN
DECAIMIENTO RADIACTIVO HASTA PRODUCIR UN NUCLEO ESTABLE
ENERGIA DE AMARRE
E.A.
Mev
57Fe
Z
NUCLEOS
ESTABLES
N
Z
1104H
DOS PROCESOS QUE VALE LA PENA RECORDAR...
FISION
HUGO TORRENS
FUSION
USO DE ANTIMATERIA
EN LA UNAM…
SINTESIS DE
ANTIHIDROGENO
p*
H*
p* + Xe
p* + e+ + e- + Xe
Xe
p* = ANTIPROTON
e+ = POSITRON
e- = ELECTRON
Xe = ATOMO DE XENON
H*
CHEM. ENG. NEWS
ENERO 15, 1996
REGRESO AL ORIGEN DEL UNIVERSO…
1.- ASUMA EL UNIVERSO CON NEUTRONES, PROTONES,
ELECTRONES, ETCETERA.
MENOS DE 1 SEG. 1010K. p=n
2.- NEUTRONES Y PROTONES TRANSMUTAN
p+e
n+n
O BIEN
n + e+
p + n´
1107
3.- LOS NEUTRONES SON MAS PESADOS QUE LOS PROTONES
Y SON MAS DIFICILIES DE PRODUCIR. TRAS 1 SEGUNDO,
HAY 5 PROTONES POR CADA NEUTRON
4.-LA EXPANSION CAUSA QUE LA TRASMUTACION
SE DETENGA
HUGO TORRENS
5.- EN ESAS CONDICIONES, LOS NEUTRONES SON
RADIOACTIVOS CON VIDA MEDIA DE 15 MIN.
DESPUES DE TRES MINUTOS, 1/3 DE LOS n HAN
PRODUCIDO p CON UNA RELACION DE 1:8
n
p + n´ - e+
6.- DESPUES DE TRES MINUTOS, SE FORMA EL
PRIMER NUCLEO DE HELIO Y TERMINA CUANDO
SE AGOTAN LOS NEUTRONES
POR LO TANTO, 25% DE LA MASA DEL UNIVERSO
ES HELIO Y 75% PROTONES (HIDROGENO)...
CUANDO LA ENERGIA BAJA LO SUFICIENTE, SE FORMA
EL MAS SIMPLE DE LOS NUCLEOS…
1
1
H1
n0
2
1
3
1109
H
+
AHORA YA EXISTEN PROTONES, NEUTRONES Y DEUTERIO.
DURANTE LOS SIGUIENTES 3 O 4 MINUTOS TODOS
REACCIONAN
H
H
+ n
2
1
+
1
4
H1
+
1
3
He2
+
1
3
2
H1
O BIEN...
0
1
3
H1
He2
H1
n0
1
H2
4
He2
LA TENTACION ES SEGUIR CONSTRUYENDO...
4
He2
4
He2
4
He2
HUGO TORRENS
+
+
+
4
8
1
5
1
5
He2
H1
H2
Be 4
Li 3
He4
PERO...
1
H1
1110
3
He2
0%
1
2
n0
1
3
H1
5
2
H1
1
4
He2
n0
5
He2
99.9 %
2
1
He2
n0
0%
4
4
Li3
Li3
0%
0%
H1
.015%
H1
He2
0%
8
Be4
0%
LIMITE DEL HELIO
1
H1
106 AÑOS
1
H1
FORMACION DE ESTRELLAS
1
H1
3
Li3
0%
1
2
He2
n0
3
He2
0%
2
H1
4
Li3
0%
2
He2
4
Be4
0%
HUGO TORRENS
NEBULOSA
HIDROGENO=
HELIO=
ESTRELLA DE HELIO
HUGO TORRENS
HUGO TORRENS
FORMACION DE
ESTRELLAS
ESTRELLA DE
HIDROGENO
FORMACION DE ESTRELLAS
Y SINTESIS NUCLEAR
NEBULOSA DEL CANGREJO
HUGO TORRENS
1114
SOL
SOL
MUERTE
MUERTE
1.4 LA MASA
1.4 MASA DEL SOL
DEL SOL
SINTESIS
SINTESIS
HUGO TORRENS
1115
EL DESTINO
FINAL
DE ESTRELLAS
LAS ESTRELLAS
LOS PROCESOS
EL DESTINO
FINAL
DE LAS
Y LOSYPROCESOS
QUE PUEDEN LLEVARSE A CABO EN ELLAS, DEPENDE DE SU TAMAÑO
QUE PUEDEN LLEVARSE A CABO EN ELLAS, DEPENDE DE
SU TAMAÑO…
NEBULOSA
INICIAL
SOL
PULSAR
SUPERNOVA
ENANA
BLANCA
SISTEMA PLANETARIO
HUGO TORRENS
HUGO TORRENS
1
11
4
+
B5
He2
H1
34He2
ESTABLE
+n
15
12
N7
C6
ESTABLE
ESTABLE
1
INESTABLE
15
O8
13
INESTABLE
1
ESTABLE
H1
14
ESTABLE
N7
13
1
H1=1n0 +  + n
13
N7=12O6 +1H1
13
N7=12O6 +1n0 + 
1
13
N7= O6 + 
13
+n
+n
C6
+
H1
+n
N7
H1
H. TORRENS
ACETATO 1116A
COMBUSTION DE CARBONO
12
C6 + 12C6
20
Ne10 + 4He2
12
C6 + 12C6
24
12
C6 + 12C6
23
Mg12 +ENERGIA
Na11 + 1H1
COMBUSTION DE OXIGENO
16
O8 + 16O8
32
16
O8 + 16O8
31
16
O8 + 16O8
31
16
O8 + 16O8
28
S16 + ENERGIA
P15 + 1H1
S16 + 1n0
Si14 + 4He2
H. TORRENS
ACETATO 1116B
LIMITE DEL HIERRO
POR EJEMPLO…
n=16
p=15
31
n=32
p=30
P15 + 31P15
62
n=30
p=26
56
Zn30
Fe26
6
?4
CAPTURA LENTA DE NEUTRONES
POR EJEMPLO…
58
Fe26 + 1n0
59
Fe26
59
Co27 + e + n*
CAPTURA RAPIDA DE NEUTRONES
POR EJEMPLO…
58
Fe26 + 20 1n0
RECUERDE QUE 1n0
78
Fe26
78
Pd46
+ 20 e + 20n*
p + e + n*
H. TORRENS
ACETATO 1117
MOLECULAS ESPACIALES…
2 ATOMOS
H2 HIDROGENO
CO MONOXIDO DE C
3 ATOMOS
H2O
AGUA
HCN AC. CIANHIDRICO
4 ATOMOS
NH3
AMONIACO
H2CO FORMALDEHIDO
5 ATOMOS
CH2NH METANIMIDA
HCOOH
AC. FORMICO
6 ATOMOS
CH3OH METANOL
NH2CHO FORMAMIDA
9 ATOMOS
CH3CH2OH ETANOL
CH3COCH3 ACETONA
H. TORRENS
ACETATO 1119
GRAN
EXPLOSION
MINUTOS
1
H1, 4He2, 2H1, 3He2, 7Li3…
MILLONES DE AÑOS
ESTRELLAS
PEQUEÑA ESTRELLA
1
H1
4
He2
4
ENANA BLANCA
He2 COMBUSTION DE HIDROGENO
12
C6, 16O8 COMBUSTION DE HELIO
GRANDES ESTRELLAS
12
16
O8
24
C6
Mg12, 20Ne10…
32
S16, 28Si14…LIMITE DEL HIERRO
ESPLOSION SUPERNOVA
CAPTURA DE ELECTRONES, DESINTEGRACION
NUCLEOS PESADOS…MOLECULAS…
112
EL IRIDIO EN EL UNIVERSO…
HUGO TORRENS
1132
HOY
LA BANDA DIFUSA QUE ATRAVIESA EL CIELO ES EL
DISCO DE LA VIA LACTEA. ALGUNAS GALAXIAS
CERCANAS COMO ANDROMEDA Y MAGELANIA SE
VEN A SIMPLE VISTA. EL TELESCOPIO REVELA
MILLONES MAS.
HUGO TORRENS
5 MIL MILLONES DE AÑOS
ANDROMEDA SE HA MOVIDO HACIA NOSOTROS Y
CASI LLENA EL FIRMAMENTO. EL SOL SE ACERCA AL
TAMAÑO DE UNA GIGANTE ROJA Y MAS TARDE SE
APAGARA CONDENANDO A LA TIERRA A UNA
TRISTE EXISTENCIA
1134
100 MIL MILLONES DE AÑOS
LA SUCESORA DE LA VIA LACTEA ES UNA
SUPERGALAXIA ESFERICA Y LA TIERRA FLOTA A SUS
AFUERAS. OTRAS GALAXIAS HAN DESAPARECIDO DE
VISTA.
HUGO TORRENS
100 BILLONES DE AÑOS
OBSCURIDAD. LAS ULTIMAS ESTRELLAS SE APAGAN
EXCEPTO POR ALGUN PALIDO FULGOR DESDE HOYOS
NEGROS O LUCES QUE LA CIVILIZACION PUEDE HABER
DEJADO, EL UNIVERSO ES NEGRO. LAS GALAXIAS
COLAPSAN EN HOYOS NEGROS.
1136
COMPOSICION QUIMICA DEL UNIVERSO EN DISTINTAS EPOCAS
HIDROGENO
HELIO
OTROS
GRAN EXPLOSION (+ ALGUNOS MINUTOS)
76%
24%
HOY
70%
2%
28%
UN BILLON DE AÑOS
20%
HUGO TORRENS
60%
20%
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