Fonaments de Física i Química: Moviment, Àtoms i Taula
Cinemàtica: Estudi del Moviment
La cinemàtica és la part de la física que s'encarrega d'estudiar i descriure el moviment.
Moviment Rectilini Uniforme (MRU) i Uniformement Accelerat (MRUA)
Quan un moviment té com a trajectòria una línia recta, s'anomenen moviments rectilinis. Si la velocitat del mòbil que descriu una trajectòria rectilínia es manté constant, parlem de Moviment Rectilini Uniforme (MRU). Si és l'acceleració la que es manté constant al llarg del moviment i el valor numèric de la velocitat varia al llarg del temps, parlem de Moviment Rectilini Uniformement Accelerat (MRUA).
Vectors en Física
Un vector es defineix per:
- Mòdul: Valor de la intensitat (p. ex., d'una força). Com més gran sigui la intensitat d'una força, més llarga serà la longitud del vector que la representa.
- Direcció: Recta sobre la qual s'aplica la força.
- Sentit: Cap on es dirigeix la força aplicada. Cada direcció té 2 sentits possibles, que es representen amb la punta d'una fletxa.
- Punt d'aplicació: Punt de l'objecte sobre el qual s'aplica la força.
Les Lleis de Newton
Primera Llei de Newton: Principi d'Inèrcia
Sobre un cos sobre el qual no s'exerceix cap força neta, aquest cos es manté en repòs o bé en estat de MRU. La força de fregament és una força que sempre s'oposa al moviment; depèn dels materials en contacte i és més gran com més gran és la velocitat del cos en moviment.
Segona Llei de Newton: Llei Fonamental de la Dinàmica
La força resultant exercida sobre un cos és directament proporcional a la seva acceleració (F = m · a).
Tercera Llei de Newton: Principi d'Acció i Reacció
Quan un cos exerceix una força, anomenada acció, sobre un altre cos, aquest segon cos exerceix sobre el primer una altra força, anomenada reacció, que té el mateix mòdul i la mateixa direcció, però de sentit contrari.
Estructura Atòmica: Models Atòmics
Des que es coneixen les partícules que formen l'àtom, els científics han estudiat com es troben distribuïdes. Així van néixer els models atòmics.
Model Atòmic de Thomson
L'àtom era una esfera carregada positivament i al seu interior hi havia els electrons, carregats negativament, en quantitat suficient per neutralitzar la càrrega positiva.
Model Atòmic de Rutherford
Els seus experiments indiquen que l'àtom consta de dues parts: el nucli, molt petit, on es troba quasi tota la massa i la càrrega positiva, i l'escorça, on es troben els electrons.
Model Atòmic de Bohr
Els electrons es poden localitzar en zones al voltant del nucli que queden definides per la seva energia. Aquestes zones o nivells energètics reben el nom d'orbitals. La distribució dels electrons en l'última capa determina les propietats dels àtoms. Els àtoms neutres tenen el mateix nombre de protons al nucli que d'electrons a l'escorça, ordenats en nivells energètics.
La Taula Periòdica dels Elements
Proposada inicialment per Mendeléiev, la taula periòdica és l'ordenació dels elements químics existents tenint en compte el seu nombre atòmic (Z).
Una classificació bàsica és la distinció entre metalls i no metalls. Els no metalls estan situats a l'angle superior dret de la taula.
La taula periòdica moderna està formada per 18 columnes verticals, anomenades grups, i 7 fileres horitzontals, anomenades períodes. Cada casella de la taula correspon a un element i conté el seu símbol, nom i nombre atòmic.
Grups Representatius
Hi ha 8 grups principals formats pels anomenats elements representatius:
- Grup 1: Metalls alcalins
- Grup 2: Metalls alcalinoteris
- Grup 13: Família del bor (Terris)
- Grup 14: Família del carboni (Carbonoides)
- Grup 15: Família del nitrogen (Nitrogenoides)
- Grup 16: Família de l'oxigen (Calcògens o Amfígens)
- Grup 17: Halògens
- Grup 18: Gasos nobles
Altres Grups d'Elements
Els elements dels grups 3 al 12 són els metalls de transició.
Els elements que estan situats fora del cos principal de la taula (dues files a part) són els lantànids i els actínids, també anomenats elements de transició interna.