Conceptes Fonamentals de Física i Química: Guia Essencial

Múltiples i Submúltiples d'Unitats

En ciència, utilitzem múltiples i submúltiples per expressar quantitats molt grans o molt petites de les unitats bàsiques. Aquests s'indiquen mitjançant prefixos que modifiquen el valor de la unitat per un factor de potència de 10.

Múltiples

• T (tera-): Factor 10¹² (1.000.000.000.000)
• G (giga-): Factor 10⁹ (1.000.000.000)
• M (mega-): Factor 10⁶ (1.000.000)
• k (kilo-): Factor 10³ (1.000)
• h (hecto-): Factor 10² (100)
• da (deca-): Factor 10¹ (10)

Submúltiples

• d (deci-): Factor 10^-1 (0,1)
• c (centi-): Factor 10^-2 (0,01)
• m (mil·li-): Factor 10^-3 (0,001)
• µ (micro-): Factor 10^-6 (0,000 001)
• n (nano-): Factor 10^-9 (0,000 000 001)
• p (pico-): Factor 10^-12 (0,000 000 000 001)

Notació Científica

La notació científica consisteix a expressar el valor numèric d'una mesura amb una sola xifra entera (seguida o no de decimals) i la potència de 10 corresponent.

Exemple: Podem descriure els resultats amb notació científica:

• 3 140 g = 3,14 x 10³ g
• 0,0245 L = 2,45 x 10^-2 L

Factors de Conversió

Els factors de conversió són eines que ens permeten passar d'unes unitats a unes altres, o bé convertir un múltiple en un submúltiple de la mateixa unitat.

Exemple: Utilitzem un factor de conversió per passar:

• 20 km a m:
  20 km x (1000 m / 1 km) = 20 000 m = 2 x 10⁴ m
• 3 600 000 pg a g:
  3,6 x 10⁶ pg x (1 g / 10¹² pg) = 3,6 x 10^-6 g
• 3 h a segons:
  3 h x (60 min / 1 h) x (60 s / 1 min) = 3 x 60 x 60 s = 10 800 s = 1,08 x 10⁴ s

Models Atòmics

Model Atòmic de Thomson

El 1897, J. J. Thomson, físic anglès, va descobrir l'electró, una partícula constituent de l'àtom molt petita i amb càrrega negativa.

• Segons Thomson, l'àtom és una esfera de matèria amb càrrega positiva a l'interior de la qual se situen els electrons amb càrrega elèctrica negativa.
• L'àtom és neutre, ja que la càrrega elèctrica dels electrons neutralitza la càrrega positiva.

Model Atòmic de Rutherford

És el que va canviar definitivament la concepció dels àtoms com a partícules indivisibles.

• Els àtoms estan formats per protons, neutrons i electrons.
• La quantitat de protons i electrons d'un àtom ha de ser la mateixa.
• Els protons i els neutrons són els que aporten massa als àtoms.

Model Atòmic de Bohr

Alguns científics van demostrar la invalidesa del model de Rutherford, ja que els electrons estaven condemnats a perdre energia amb el moviment i xocar amb el nucli, cosa que no passa.

• L'àtom es caracteritza per tenir definits determinats nivells d'energia.
• Els electrons se situen en diferents nivells (capes) de l'escorça atòmica.

Nombre Atòmic (Z)

Representat amb la lletra Z, és el nombre de protons presents al nucli atòmic. Tots els àtoms d'un mateix element tenen el mateix nombre atòmic (Z).

Z = Nombre de protons

Nombre de Massa (A)

Representat amb la lletra A, és la quantitat total de protons i neutrons que hi ha al nucli d'un àtom.

A = Nombre de protons + Nombre de neutrons

Àtoms amb Càrrega: Ions

Un ió és qualsevol àtom que no sigui elèctricament neutre. Els ions es classifiquen en:

• Catió: Quan té càrrega elèctrica positiva.
• Anió: Quan té càrrega negativa.

Radioactivitat

És la propietat que presenten determinades substàncies (radioisòtops) d'emetre radiacions capaces de penetrar en cossos opacs i ionitzar l'aire.

Tipus de Radiacions

• Radiació alfa (α): Es tracta de l'emissió de nuclis d'heli formats per dos protons i dos neutrons.
• Radiació beta (β): Són electrons ràpids, procedents de neutrons que es desintegren al nucli i donen lloc a un protó i un electró.
• Radiació gamma (γ): Es tracta d'una radiació electromagnètica com la llum o els raigs X, però molt més energètica.

Radioactivitat Natural i Artificial

La radioactivitat natural es defineix com les radiacions produïdes espontàniament a partir d'isòtops inestables presents a la natura.

Energia Nuclear

• Fissió nuclear: És aquella en la qual un àtom relativament pesant es descompon en d'altres de més lleugers en una reacció que se sol acompanyar de l'emissió de partícules i de la producció de gran quantitat d'energia.
• Fusió nuclear: És aquella en la qual s'uneixen dos nuclis lleugers per formar-ne un altre de més pesant.