El color de las sustancias

Lo que llamamos luz es una pequeña porción del espectro de ondas electromagnéticas que abarca además, las ondas de radio, el infrarrojo, el UV, los rayos X, etc.

La luz es la porción del espectro que es capaz de estimular la retina del ojo humano; abarca el intervalo de  longitudes de onda de 420 a 700nm. La luz que percibimos como de diferente color posee diferente longitud de onda, dentro del intervalo visible.

Es un hecho experimental que la luz interacciona con la materia como si estuviera formada de “corpúsculos” que poseen una energía propia (E= h.ע   = h.c/λ), los fotones.

Cuando la radiación electromagnética incide sobre la materia se producen cambios que pueden ser leves, como un tenue calentamiento, o más intensos como el enrojecimiento o ampolladura de nuestra piel. Los cambios dependen de la estructura electrónica de la materia, de la  energía de la radiación electromagnética, es decir de su longitud de onda(λ),  y de la intensidad de la luz que incide.

En nuestra piel por ejemplo, la radiación infrarroja sólo produce calor, mientras que la UV produce tostado de la piel o quemaduras graves por sobreexposición.

La radiación visible tiene energía suficiente como para modificar la energía de los electrones externos de  los átomos o de las moléculas, que como se sabe, está cuantizada.

La absorción de determinadas longitudes de onda es debida a la transición entre dos estados energéticos de los electrones que “ocupan” los orbitales de un átomo o los enlaces de una molécula. Cada electrón puede absorber sólo determinadas cantidades de energía, esto debido a la naturaleza del orbital atómico o molecular que ocupa.

Cuando la luz incide sobre la materia, si la energía de los fotones coincide con la diferencia de energía de dos estados electrónicos del átomo o de la molécula, el átomo o molécula puede absorber el fotón  y usar esa energía para cambiar el estado electrónico.

ΔE_electrón=E_fotón= hν = hc/λ
Donde: ΔE= Diferencia de energía, h=  constante de Planck  ν= Frecuencia de la onda, c=velocidad de la luz y λ=Longitud de onda.

Cada transición electrónica absorbe determinadas longitudes de onda de luz. Si la transición absorbe longitudes de onda dentro del rango visible (420 a 750 nm), entonces la sustancia, al ser iluminada con luz blanca, se ve coloreada.



Mecánica Cuántica

La Mecánica Cuántica resulta tanto para los grandes como para  los más jóvenes una teoría difícil de comprender. Y es lógico que  así sea pues, como lo expresa el físico Premio Nobel León Lederman en su libro "La Partícula Divina", la Mecánica Cuántica va contra la intuición.

Gráfico realizado por Fernando Rodríguez

La gran revolución científica que se conoce con el nombre de Teoría Cuántica, se ve coronada en 1927 cuando Heisenberg concibe sus relaciones de incertidumbre. El camino ya lo habían iniciado Bohr con su "vieja teoría cuántica"en 1913 y posteriormente Louis-Víctor De Broglie quien, en 1924 aportaba una pista decisiva que llevaría a que en los próximos 3 años tuviera lugar una concepción totalmente nueva de la realidad del micromundo.

Pero la Teoría Cuántica no se completó hasta el final de los años 40 y en realidad hoy día sigue evolucionando en su versión conocida como Teoría cuántica de campos.

El libro "El Campo" cuya autora es Lynne Mctaggart contiene algunos pasajes que, por la forma en que están escritos pueden ayudar a comprender un poco más algunos aspectos de esta compleja teoría.

"La materia, en su nivel más fundamental, no puede ser dividida en unidades con existencia independiente, o incluso que puedan ser descritas plenamente. Las partículas subatómicas no son pequeños objetos sólidos como bolas de billar, sino paquetes de energía vibrantes e indeterminados que no pueden ser cuantificados con precisión o comprendidos en sí mismos.

...a veces se comportan como partículas-una cosa fija confinada en un pequeño espacio- y otras veces como ondas-una cosa vibrantey más difusa que se extiende sobre una amplia región del espacio y del tiempo- y en ocasiones como onda y partícula simultáneamente.

Además, las partículas cuánticas están omnipresentes. Por ejemplo, cuando se pasan de un estado energético a otro, los electrones parecen probar todas las regiones posibles a la vez, como un comprador que tratara de vivir en todas las casas del bloque en el mismo instante antes de instalarse definitivamente en una de ellas. Y nada es seguro. No hay situaciones definidas, tan sólo probabilidades de que un electrón, digamos, pueda estar en un lugar dado...A este nivel de la realidad no hay nada garantizado; los científicos tienen que contentarse con apostar a favor de algunas de estas posibilidades. Lo más que puede calcularse son probabilidades: la probabilidad, una vez realizada cierta medición, de que se conseguirá cierto resultado en cierta medida de tiempo. Las relaciones causa-efecto no se sostienen a nivel subatómico. Los átomos de apariencia estable pueden, repentinamente, sin causa aparente, experimentar cierta alteración interna. Sin razón aparente, los electrones eligen pasar de una estado energético a otro. Cuando observas la materia más de cerca, ni siquiera encuentras materia, nada sólido que se pueda tocar o describir...

...Los físicos cuánticos descubrieron una extraña propiedad del mundo subatómico llamada "no- localización". Esto hace referencia a la capacidad de una entidad cuántica, como un electrón individual, de influir instantáneamente en cualquier otra partícula cuántica a cualquier distancia y a pesar de que no se produzca ningún intercambio de fuerza o energía...

...La no-localización hizo añicos los cimientos mismos de la física. La materia ya no podía considerarse separada.  Las acciones ya no habían de tener una causa observable en un espacio observable.

... Las partículas subatómicas no tienen sentido en aislamiento, y sólo pueden ser comprendidas en sus relaciones. El mundo, en lo más básico, existe como una compleja trama de relaciones interdependientes, eternamente indivisibles."

El cambio en el modo de vida gracias al uso de los polímeros sintéticos.

Para bien o para mal,eso se puede discutir y seguramente no lleguemos fácilmente a ningún acuerdo, pero lo cierto es que el desarrollo de los polímeros sintéticos ha cambiado definitivamente el modo de vida de las personas. Basta pensar en la enorme cantidad de artefactos y objetos que hemos ido incorporando en los últimos 30- 40 años y que hoy forman parte de nuestra vida diaria, como por ejemplo: recipientes de artículos de higiene personal y limpieza, envoltorios para alimentos, envases de bebidas, bolsas de plástico,  prendas de vestir, partes de automóviles, teléfonos celulares, por citar sólo algunos de los tantos ejemplos.
Existen muchos tipos de polímeros diferentes que tienen un gran número de aplicaciones según sus propiedades. Entre ellos se encuentran los plásticos, los elastómeros (ej. cauchos), las fibras, los adhesivos y las espumas.

 Un artículo que leí en Internet sobre la historia de los cepillos de dientes  me llevó a reflexionar  y a ser realmente consciente de todos los objetos y artefactos hechos de polímeros sintéticos que fuimos de a poco y casi sin darnos cuenta incorporando a nuestro diario vivir y que hoy sería  muy difícil (aunque no imposible según algunos) dejar de utilizar o reducir su consumo.

Al considerar que es a partir del fin de la Segunda Guerra Mundial que el campo de los materiales comienza a verse revolucionado por la llegada de los polímeros sintéticos , me surgieron un montón de interrogantes como por ejemplo, cómo eran  los cepillos de dientes que utilizaba mi madre que ahora tiene más de 80 años. Al consultarla me comentó que eran de madera con cerdas de pelo de caballo, lo que de inmediato me llevó a pensar sobre los problemas de higiene que el uso de estos cepillos traía aparejado.

Buceando en mi memoria fui  de a poco recordando como era la vida cuando yo era niña/adolescente a finales de la década del 60 y durante la del 70 cuando el uso de polímeros sintéticos no estaba tan difundido como hoy en día. Los cepillos de dientes eran iguales a los de hoy, hechos de material plástico aunque los diseños eran un tanto diferentes.
La leche la traía el lechero, la repartía puerta por puerta y no venía envasada en bolsas de polietileno sino en botellas de vidrio. Todas la bebidas gasificadas se vendían en botellas de vidrio por lo que debíamos cargar mucho más peso a la hora de hacer las compras diarias.

 La mayoría de los artículos de limpieza e higiene personal cuyos envases hoy son de algún tipo de plástico, eran también de vidrio.

En los almacenes, las galletitas y los fideos por ejemplo, no venían envasados en envases plásticos sino que se vendían al peso y se envolvían en papel. Tampoco daban bolsas plásticas en los almecenes o supermercados, había que llevar una bolsa de la casa para hacer las compras. Esta idea se está promoviendo nuevamente para evitar el uso desmedido de bolsas que se acumulan como basura en las ciudades.

Aunque hay muchos ejemplos  más y seguro que al lector de este artículo (dependiendo de la edad )se le estarán ocurriendo tantos otros, basta con algunos de estos ejemplos para reflexionar sobre el impacto que en la sociedad ha tenido y sigue teniendo el uso de polímeros sintéticos. Pero debemos ser conscientes  de que si bien estos materiales nos han facilitado la vida de muchas maneras, las síntesis de los mismos suelen ser baratas y las propiedades conseguidas  son comparables o a veces superiores a las de los análogos naturales, no debemos olvidar el problema de la acumulación de estos materiales cuando se convierten en desechos.

Para ampliar información se recomiendan los siguientes sitios:

http://www.um.es/aulasenior/saavedrafajardo/apuntes/doc/plasticos1.pdf

http://www.um.es/aulasenior/saavedrafajardo/apuntes/doc/plasticos2.pdf

2011 Año internacional de la Química

Bajo el lema:

 "Chemistry: our life, our future" o sea "Química: nuestra vida, nuestro futuro" los objetivos de esta conmemoración son, entre otros:

• Incrementar la apreciación pública de la Química como herramienta fundamental para dar respuestas a las necesidades de la sociedad actual. ¿Cómo puede contribuir la química a mejorar la calidad de vida de las personas asegurando el menor daño posible al ambiente? La enorme variedad de nuevos materiales desarrollados en los últimos años (biodegradables, reciclables, de baja densidad para reducir consumo de combustibles ) constituyen entre muchas otras, importantes contribuciones de esta ciencia para mejorar la vida sobre el planeta.
• Promover el interés de los jóvenes por la Química y generar entusiasmo por su futuro creativo.
• Celebrar y reconocer el rol de la mujer en la Química, al cumplirse 100 años del Premio Nobel de Química otorgado a Marie Slodowska, más conocida como Marie Curie.

    

Bienvenidos

Hoy comienzo esta nueva experiencia con la finalidad de compartir e intercambiar novedades, actividades y artículos de interés relacionados con el mundo de la química.
Recordemos que por resolución de  la UNESCO y  la IUPAC el año 2011 ha sido denominado Año Internacional de la Química.