1. INSTITUCIÓN EDUCATIVA “JULIO CÉSAR GARCIA”
PROFESOR: EDUARDO JAIME VANEGAS LONDOÑO
ÁTOMOS Y MOLÉCULAS
“Construyendo convivencia, formamos personas con visión empresarial”
EL ÁTOMO

2. REPASO DE ÁTOMOS…
En física y química, átomo (Del latín atomum, y éste del griego άτομον, indivisible) es la unidad más pequeña de un elemento
químico que mantiene su identidad o sus propiedades, y que no es posible dividir mediante procesos químicos.
Los átomos son las partes más pequeñas de un elemento (como
el carbono, el hierro o el oxígeno). Todos los átomos de un
mismo elemento tienen la misma estructura electrónica
(responsable esta de la gran mayoría de las características
químicas), pudiendo diferir en la cantidad de neutrones
(isótopos).
Las moléculas son las partes más pequeñas de una sustancia
(como el azúcar), y se componen de átomos enlazados entre sí. Si
tienen carga eléctrica, tanto átomos como moléculas se llaman
iones: cationes si son positivos, aniones si son negativos.
La teoría aceptada hoy, es que el átomo se compone de un
núcleo de carga positiva formado por protones y neutrones,
ambos conocidos como nucleones, alrededor del cual se
encuentran una nube de electrones de carga negativa.

3. Los enlaces son las uniones entre átomos para formar moléculas. Siempre que existe una
molécula es porque ésta es más estable que los átomos que la forman por separado. A la
diferencia de energía entre estos dos estados se le denomina energía de enlace.
Generalmente, los átomos se combinan en proporciones fijas para dar moléculas. Por ejemplo,
dos átomos de hidrógeno se combinan con uno de oxígeno para dar una molécula de agua. Esta
proporción fija se conoce como estequiometría.
Para una descripción y comprensión
detalladas de las reacciones
químicas y de las propiedades
físicas de las diferentes sustancias,
es muy útil su descripción a través
de orbitales, con ayuda de la
mecánica cuántica.
Un orbital atómico es una función
matemática que describe la
disposición de uno o dos electrones
en un átomo. Un orbital molecular
es análogo, pero para moléculas.

4. Protones: Partícula de carga eléctrica positiva igual a una carga
elemental.
Neutrones: Partículas carentes de carga eléctrica.
El núcleo más sencillo es el del hidrógeno, formado
únicamente por un protón.

5. Nube Electrónica
Alrededor del núcleo se encuentran los electrones que son
partículas elementales de carga negativa igual a una carga
elemental y con una masa de 9.10x10-31 kg.
La cantidad de electrones de un átomo en su estado basal
es igual a la cantidad de protones que contiene en el núcleo,
es decir, al número atómico, por lo que un átomo en estas
condiciones tiene una carga eléctrica neta igual a 0.
A diferencia de los nucleones, un átomo puede perder o
adquirir algunos de sus electrones sin modificar su
identidad química, transformándose en un ión, una
partícula con carga neta diferente de cero.

6. Conceptos
generales de
bioquímica y
biofísica

7. Magnitudes Físicas
La observación de un fenómeno es en general, incompleta a menos que dé lugar
a una información cuantitativa.
Para obtener dicha información, se requiere la medición de una propiedad física.
La medición es la técnica por medio de la cual asignamos un número a una
propiedad física, como resultado de una comparación de dicha propiedad con
otra similar tomada como patrón, la cual se ha adoptado como unidad.
Para que las mediciones sean coherentes tiene que existir un
consenso entre las personas que miden…

8. El Sistema Internacional de Unidades, abreviado SI
es el sistema de unidades más extensamente
usado. Junto con el antiguo sistema métrico
decimal, que es su antecedente y que ha mejorado,
el SI también es conocido como sistema métrico,
especialmente en las naciones en las que aún no se
ha implantado para su uso cotidiano. Se creó en
1960 por la Conferencia General de Pesas y
Medidas, que inicialmente definió seis unidades
físicas básicas o fundamentales.

9. Unidades básicas
Magnitud Nombre
Símbolo
Longitud metro m
Masa kilogramo kg
Tiempo segundo s
Intensidad de corriente
Eléctrica amperio A
Temperatura termodinámica kelvin K
Cantidad de sustancia mol mol
Intensidad luminosa candela cd

10. *La longitud (del latín longitudo): La distancia existente entre dos puntos. En el Sistema
Internacional de Unidades se mide en metros.
*La masa es una propiedad de los objetos físicos que, básicamente, mide la cantidad de materia
contenida en un cuerpo. Es un concepto central en la mecánica clásica y disciplinas afines. En el
Sistema Internacional de Unidades se mide en kilogramos.
*El tiempo es la duración de las cosas sujetas a cambio. Es la magnitud física que permite
parametrizar el cambio, esto es, que permite ordenar los sucesos en secuencias, estableciendo un
pasado, un presente y un futuro.
Su unidad básica en el sistema internacional (SI) es el segundo; de éste parte la secuencia para
medir el tiempo. Su símbolo es s (debido a que es un símbolo y no una abreviatura, no se debe
escribir con mayúsculas, ni agregar un punto posterior), no seg.
*La intensidad de corriente eléctrica es la cantidad de carga eléctrica que pasa a través de una
sección en una unidad de tiempo. La unidad en el Sistema internacional de unidades es el amperio.
*La temperatura es un parámetro físico descriptivo de un sistema que caracteriza el calor, o
transferencia de energía térmica, entre ese sistema y otros

11. Cantidad de sustancia: relación entre el peso o volumen y la
cantidad de materia. Se define originalmente como «la cantidad
de átomos de 12C contenidos en 12 gramos de este elemento».

12. Biomecánica
Movimiento es el resultado de todo tipo de cambio o variación.
De acuerdo con este criterio el movimiento puede ser social,
económico, biológico, físico, etc.
El movimiento mecánico es el tipo más elemental de movimiento.
El movimiento es un fenómeno físico que se define como todo cambio
de posición que experimentan los cuerpos de un sistema, o conjunto,
en el espacio con respecto a ellos mismos o con arreglo a otro cuerpo
que sirve de referencia. Todo cuerpo en movimiento describe una
trayectoria.
La parte de la física que se encarga del estudio del movimiento sin
estudiar sus causas es la cinemática. La parte de la física que se
encarga del estudio de las causas del movimiento es la dinámica.

13. En general, en el estudio del movimiento lo más interesante es determinar la
posición de un objeto en cualquier momento. Es por eso que la parte más
importante de un modelo de movimiento son las expresiones que relacionan
la posición con el tiempo.
Un objeto se pone en movimiento cuando es empujado o arrastrado por una
fuerza o sometido a ella.
Aunque en la naturaleza existen muchos tipos de fuerzas, los efectos de
cualquiera de ellas se describen mediante tres leyes generales del
movimiento formuladas por Isaac Newton.
Si empujamos o arrastramos un objeto, estamos ejerciendo una fuerza
sobre él.
Todas las fuerzas tiene un módulo y una dirección, por lo tanto son
magnitudes vectoriales.

14. La fuerza neta o total ejercida sobre un objeto es la suma de todas las fuerzas que
actúan sobre el mismo. Por ej. Si dos fuerzas de igual módulo, pero sentido contrario
actúan sobre un mismo cuerpo, la fuerza total sobre el mismo es nula.
F1
F2
F= F1+F2
F1 + F2= 0

15. Bien, masa es la medida de cuanta materia hay en un objeto; el peso es una
medida de cuanta fuerza ejerce la gravedad sobre ese objeto. Su propia masa es la
misma no importa si esta--en la tierra, en la luna, o flotando en el espacio--porque
la cantidad de materia de que ustedes están hechos no cambia. Pero su peso
depende de cuánta fuerza gravitatoria esté actuando sobre usted en ese momento;
usted pesaría menos en la luna que en la tierra, y en el espacio interestelar, ustedes
pesarían prácticamente nada.
Pero si permanecemos en la tierra, la gravedad es siempre la misma, entonces
realmente no importa si se habla de masa o peso.

16. Según en el sistema que se trabaje la fuerza tiene distintas
unidades, nosotros como trabajamos con el SI usamos los
Newton (N).
Un tipo de fuerza muy importante es la de la gravedad sobre un
objeto, como dijimos anteriormente a esta fuerza se la llama: PESO.
Peso = W
Muy relacionada con el peso aparece la masa (o masa gravitatoria) de un
cuerpo. Su fórmula esta dada por el peso y la gravedad del lugar.
m=w
g
g En la tierra es = 9.8ms2-

17. Resumiendo…
Una fuerza es algo que arrastra o empuja
a un cuerpo. La fuerza que la gravedad
hace sobre un objeto se denomina peso y
la masa gravitatoria de un objeto es su
peso dividido la gravedad (la aceleración
gravitatoria).

18. LAS LEYES DE NEWTON:
De repente el colectivo frena. Cabeceas violentamente, los libros que llevabas en
las rodillas se proyectan hacia delante. Extiendes la mano para no dar con la cabeza
en el respaldo del asiento de enfrente. Los que van de pie se aplastan unos contra
otros.
Acabas de experimentar en carne propia todas las leyes del movimiento de Newton
juntas.
PRIMERA LEY: LA INERCIA…
Cuando al frenar el colectivo sentís
que te vas de frente y se te caen los
libros de las rodillas está pasando
una cosa muy curiosa: el cuerpo y
los libros no quieren frenar con el
colectivo; quieren seguir
moviéndose igual que antes.

19. Si en lugar de frenar el vehículo diera una vuelta cerrada, en vez de que se
fueran de frente sentirían que se van para un lado. Los libros salen volando
hacia el lado contrario a la dirección de la vuelta.
Los objetos, si nadie se opone, prefieren seguirse moviendo en línea recta y
tratarán de hacerlo siempre que puedan.
Los carritos del súper son muy difíciles de poner en movimiento cuando están muy
llenos. Para que alcancen una velocidad respetable tienes que empujarlos muy
fuerte, o durante mucho tiempo, o las dos cosas. Igual para pararlos una vez que
van a toda velocidad.
O sea que mientras más lleno el carrito, más se opone a los cambios de
movimiento.
La propiedad física que mide cuánto se opone un cuerpo a los cambios de
movimiento se llama inercia.
Todo objeto continúa en estado de reposo, o de movimiento uniforme rectilíneo, a
no ser que sobre él actúen fuerzas que le hagan cambiar de estado.

20. Antes del siglo XVII todo el mundo creía que para mantener un objeto en movimiento a
velocidad constante hacía falta una fuerza constante.
¿Qué pasa cuando dejas de empujar un carrito de juguete, por ejemplo?
Se para, ¿no?
La experiencia cotidiana, al parecer, confirma esta creencia.
A principios del siglo XVII Galileo Galilei se puso a hacer experimentos con pelotas y planos
inclinados.
Soltó una pelota por un plano inclinado desde cierta altura. La pelota bajó y luego subió por
otro plano inclinado. Usando bolas y planos muy lisos Galileo observó que las pelotas
subían casi hasta el mismo nivel del que habían partido.
Casi, pero no exactamente. ¿Por qué? Galileo
se dijo que el intervalo que les faltaba para
llegar hasta el mismo nivel se debía a que
algo perdía la pelota en su camino debido a
la fricción. Pero si pudiera eliminarse la
fricción completamente, ¿qué pasaría?
Galileo pensaba que sin fricción las pelotas
La pelota no llega exactamente al
llegarían exactamente hasta la misma altura
mismo nivel. ¿Por qué?
de que partieron.

21. Entonces a Galileo se le ocurrió la siguiente variación sobre su
experimento: hacer bajar gradualmente el plano inclinado por el que sube
la pelota después de bajar por el plano inclinado inicial y lanzar pelotas a
cada paso. ¿Hasta dónde sube la pelota cuando el segundo plano inclinado
está menos inclinado que el primero?
Si el segundo plano inclinado está menos inclinado que el primero, la pelota
recorre una distancia mayor en ese plano para llegar hasta el mismo nivel
Luego Galileo se preguntó: ¿y si el segundo plano no está inclinado en absoluto?
¿Hasta dónde llega la pelota?

22. Galileo concluyó que, cuando se elimina la fuerza de fricción que hace perder
impulso, los objetos en movimiento siguen en movimiento sin necesidad de fuerza.
Para parar un objeto, o para ponerlo en movimiento si está en reposo se necesita
aplicar una fuerza.

23. ¿Cuál de estos dos objetos alcanzará
más rápido la velocidad de 1 metro
por segundo?

24. Aplicar una fuerza a un objeto produce una aceleración (un aumento o disminución de
la velocidad).
A mayor fuerza, mayor aceleración.
Pero al mismo tiempo a mayor masa, menor aceleración.
Isaac Newton encontró la relación exacta entre intensidad de la fuerza, masa y
aceleración:
F=mxa Segunda ley de Newton

25. Tercera Ley de Newton…
Cuando te apoyas en la pared estás ejerciendo una fuerza sobre ella. La pared al
mismo tiempo ejerce una fuerza sobre vos: es el apretón que sentís en el hombro o
en la mano.
Cuando ejerces una fuerza sobre un objeto, el objeto reacciona ejerciendo una
fuerza sobre vos. Las fuerzas suelen venir en parejas.

26. En estas parejas de fuerzas se puede distinguir una fuerza que
actúa sobre un objeto y otra que es la respuesta de ese objeto a la
fuerza que siente.
Se les llama fuerza de acción y fuerza de reacción.
Para cada acción existe siempre una reacción igual pero en sentido
opuesto.

27. Fuerza de rozamiento…
El rozamiento es una fuerza que siempre se opone al deslizamiento de un objeto sobre
otro. Las fuerzas de rozamiento son muy importantes ya que nos permiten andar, utilizar
vehículos de ruedas, sostener libros, etc.
El rozamiento proviene de muchos pequeños enlaces ocasionales entre los puntos de
contacto de ambas superficies.
Las fuerzas de rozamiento en los fluidos se llaman fuerzas viscosas.
Cuando andamos o corremos no nos damos cuenta de ningún rozamiento en las rodillas
ni en las articulaciones de las piernas.
Estas y muchas otras articulaciones en los mamíferos se encuentran bien lubricadas
mediante el fluido sinovial, que pasa a través del cartílago que reviste a las
articulaciones cuando éstas se mueven.
Este lubricante tiende a ser absorbido cuando la articulación esta en reposo.,
aumentando entonces el rozamiento y facilitando a mantener una posición fija.

28. Palancas!
La palanca es una máquina simple compuesta por una barra rígida que puede
girar libremente alrededor de un punto de apoyo, o fulcro.
Puede utilizarse para amplificar la fuerza mecánica que se aplica a un objeto, o
para incrementar la distancia recorrida por un objeto en respuesta a la aplicación
de una fuerza.
Una palanca está en equilibrio cuando el momento de fuerza total hacia la
izquierda es igual al momento de fuerza total hacia la derecha.
En Física, el momento es el producto de la fuerza aplicada por la distancia entre
el punto de aplicación y el punto de rotación del cuerpo. En una palanca, la
distancia entre el fulcro y el punto de aplicación de una fuerza se denomina
quot;brazo de palancaquot;.
Entonces, el principio de la palanca afirma que una fuerza pequeña puede estar
en equilibrio con una fuerza grande si la proporción entre los brazos de palanca
de ambas fuerzas es la adecuada.

29. En la forma más común de uso de la palanca se considera únicamente a dos fuerzas: una
carga o resistencia, que suele ser el peso de un objeto que se desea mover; y una potencia,
que es la fuerza que se ejerce para causar el movimiento. FpBp = FrBr
Donde Fp y Fr son las fuerzas de potencia y resistencia, respectivamente; y Bp y Br sus
respectivos brazos de palanca.
Alicate
El eje se encuentra entre la
resistencia y el esfuerzo
Carretilla, casca nueces
La resistencia se encuentra
entre el eje y el esfuerzo

30. En la palanca de tercer tipo, la fuerza de potencia se
encuentra entre el fulcro y la fuerza de resistencia. El
tercer tipo es notable porque la fuerza aplicada debe ser
mayor que la fuerza que se requeriría para mover el objeto
sin la palanca. Este tipo de palancas se utiliza cuando lo
que se requiere es amplificar la distancia que el objeto
recorre.
Brazo humano
El esfuerzo se encuentra entre el el eje y la resistencia.

31. El sistema locomotor de un vertebrado constituye una estructura que, desde el
punto de vista mecánico, está compuesto por unidades contráctiles: músculos, que
ejercen fuerzas de tracción mediante cuerdas: los tendones, sobre un sistema de
palancas articuladas: los huesos y las articulaciones.
Todos los músculos pueden ejercer fuerzas de tracción en la dirección de sus fibras y
éste es el único tipo de fuerza fisiológicamente útil.
En el cuerpo humano se hallan ejemplos de palancas de los tres géneros, pero las más
numerosas son las de tercer género
Tipo 1:
*Este tipo de palanca se produce durante el balanceo de la cabeza. La palanca está
representada por el cráneo. El fulcro lo representan las articulaciones occipitoatloideas.
El peso se halla situado en la parte anterior, en la cara. El esfuerzo o la fuerza sería
realizado por la contracción de los músculos posteriores del cuello, con su inserción en el
hueso occipital.
*Los movimientos de inclinación de la pelvis sobre las cabezas femorales

32. Tipo 2:
Característica. La palanca de segundo género posee una ventaja mecánica, de manera que
favorece a la potencia.
Ej: Existen ejemplos de este tipo de palanca en las extremidades del cuerpo.
Se observa en la extremidad inferior. Un ejemplo específico es cuando se elevan los talones
para mantenerse de puntas de pie. En este caso:
La palanca: Representada por los huesos tarsianos y metatarsianos se estabilizan por la
acción muscular para formar la palanca.
El fulcro: Se halla situado en la articulación metatarsofalángica y el peso del cuerpo se
transmite al astrágalo a través de la articulación del tobillo.
El esfuerzo (o fuerza): Se aplica en la inserción del tendón de Aquiles por la contracción de
los músculos de la pantorrilla.
Además, hay presente palancas de tercer género en el en el brazo. En esta situación, se
puede observar durante la acción del músculo supinador largo, que flexiona la articulación
del codo, puede considerarse como otro tipo de palanca relativamente poco frecuente en
el cuerpo humano.

33. Tipo 3:
En el cuerpo humano existen muchos más ejemplos de palancas de tercer
género que de los otros tipos.
Característica. Este tipo de palanca, en el que existe siempre una desventaja
mecánica, es la palanca de velocidad, en la que la pérdida de la ventaja mecánica
se compensa sobradamente por la ventaja que se logra por la rapidez y amplitud
del movimiento.
Tanto en los tiempos del hombre primitivo como en los modernos, se ha
demostrado que la rapidez y la amplitud del movimiento son mucho más útiles
que la potencia.
Ej:. Cuando la palanca es el antebrazo, el fulcro se halla en la articulación del codo,
y cuando el esfuerzo es realizado por el músculo bíceps y el peso es algún objeto
sostenido en la mano, podrá observarse que una pequeña contracción muscular se
traducirá en un movimiento mucho más extenso y rápido de la mano. Otro
ejemplo simple es la acción de los músculos posteriores del muslo al flexionar la
rodilla.

34. La termodinámica es la rama de la física
Termodinámica
que estudia la energía, la
transformación entre sus distintas
manifestaciones, como el calor, y su
capacidad para producir un trabajo.
Un sistema puede ser cualquier objeto, masa, región del espacio, etc., seleccionado para
estudiarlo y aislarlo (mentalmente) de todo lo demás, que pasa a ser el entorno del sistema.
El sistema y su entorno forman el universo. La distinción entre sistema y entorno es
arbitraria: el sistema es lo que el observador ha escogido para estudiar.
La envoltura imaginaria que encierra un sistema y lo separa del entorno se llama frontera del
sistema y puede pensarse que tiene propiedades especiales que sirven para: a) aislar el
sistema de su entorno o para
b) permitir la interacción de un modo específico entre el sistema y su ambiente.

35. Un sistema aislado es aquel que no puede intercambiar materia ni energía con su
entorno.
Un sistema cerrado es aquel que sólo puede intercambiar energía con su entorno, pero
no
materia.
Un sistema abierto es aquel que puede intercambiar materia y energía con su entorno.
Sistema termodinámico
Un sistema termodinámico es un sistema macroscópico cuyas características microscópicas
(la posición y la velocidad de las partículas en cada instante) es inaccesible y donde sólo son
accesibles sus características estadísticas.
El estado de un sistema representa la totalidad de las propiedades macroscópicas asociadas
con él.
Cualquier sistema que muestre un conjunto de variables identificables tiene un estado
termodinámico, ya sea que esté o no en equilibrio.

36. Se dice que ocurre una transformación en un sistema si, como mínimo, cambia de valor una
variable de estado dentro del mismo a lo largo del tiempo.
Si el estado inicial es distinto del estado final, la transformación es abierta.
Si los estados inicial y final son iguales, la transformación es cerrada.
Si el estado final es muy próximo al estado inicial, la transformación es infinitesimal.
El interés de la termodinámica se centra en los estados inicial y final de las transformaciones,
independientemente del camino seguido.
Eso es posible gracias a las funciones de estado.