DINÁMICA DE LA POBLACION

La dinámica de poblaciones es la especialidad de la ecología que se ocupa del estudio de los cambios que sufren las poblaciones biológicas en cuanto a tamaño, dimensiones físicas de sus miembros, estructura de edad, sexo y otros parámetros que las definen, así como de los factores que causan esos cambios y los mecanismos por los que se producen.

La dinámica de poblaciones es el principal objeto de la biología matemática en general y de la ecología de poblaciones en particular. Tiene gran importancia en la gestión de los recursos biológicos, como las pesquerías, en la evaluación de las consecuencias ambientales de las acciones humanas y también en campos de la investigación médica relacionados con las infecciones y la dinámica de las poblaciones celulares.

COMO SE ESTUDIA LA POBLACION

La Demografía (del griego δήμος dēmos 'pueblo' y γραφία grafía 'trazo, descripción' –estudio de la población–) es una ciencia que estudia las poblaciones humanas, su dimensión, estructura, evolución y características generales.

La demografía estudia estadísticamente la estructura y la dinámica de las poblaciones, así como los procesos concretos que determinan su formación, conservación y desaparición. Tales procesos son los de fecundidad, mortalidad y migración: emigración e inmigración.¹

LA NATALIDAD:

El concepto de natalidad se utiliza para hacer referencia a la cifra proporcional de los nacimientos que tienen lugar en una población y un periodo de tiempo determinados. Desde la perspectiva de la demografía, la tasa de natalidad constituye una medida que permite cuantificar los niveles de fecundidad.

La natalidad suele calcularse tomando como referencia un lapso de un año sobre la base de la cantidad de alumbramientos de una comunidad por cada mil residentes. Dicho dato es fácil de obtener y de interpretar, pero no resulta muy preciso para medir la fecundidad ya que depende de la estructura de edad y sexo de la comunidad analizada. En un pueblo donde la mayor parte de la gente supera los 40 años, por ejemplo, habrá una tasa de natalidad inferior a un pueblo de personas más jóvenes.

Otras alternativas utilizadas para calcular la fecundidad son la tasa de fecundidad general (opción que hace foco en la relación existente entre la cantidad de nacimientos en un determinado periodo de tiempo y la cantidad de habitantes de sexo femenino en edad fértil) y la denominada tasa global de fecundidad.

En este 2012 la publicación The World Factbook de la CIA (Agencia Central de Inteligencia de los Estados Unidos) ha dejado patente que los países con mayor tasa de natalidad son la mayoría del continente africano. Así, entre ellos se encuentran Níger, Uganda, Malí, Zambia, Burkina Fasso, Etiopía y Somalia que son los que lideran indiscutiblemente la clasificación.

Frente a ellos, hay que subrayar que entre las naciones que cuentan con una tasa de natalidad más baja se encuentran Mónaco, Hong Kong, Alemania, Japón o Austria, siendo la isla australiana de Norfolk la que tiene una tasa más reducida. En concreto esta llega a ser negativa. Y es que por cada mil habitantes tiene -9 nacimientos.

Además del citado documento que es importante en esta materia tenemos que subrayar que existe otro que se basa en las estimaciones que la ONU (Organización de las Naciones Unidas) ha realizado para el periodo comprendido entre el año 2010 y el 2015. Aquellas establecen que Níger se mantendrá en cabeza como el país con la mayor tasa de natalidad mientras que Bosnia y Herzegovina se colocará como la nación con la menor tasa.

En concreto el citado país africano se calcula que por cada mil habitantes logrará tener 47,7 nacimientos mientras que la citada nación europea sólo alcanzará los 8,2 nacimientos.

La natalidad, por ejemplo, aporta datos que permiten el diseño de políticas sociales y económicas. Las poblaciones que envejecen a tasas muy rápidas y registran pocos nacimientos, es probable que queden estancadas y no sean productivas desde el punto de vista económico. Por lo tanto, las autoridades intentarán facilitar la radicación de matrimonios jóvenes que estén en condiciones de aportar nuevos habitantes al pueblo.

Algunos países, como China, ejercen un estricto control de la natalidadya que padecen de superpoblación y los recursos pueden volverse insuficientes para satisfacer las necesidades de todas las personas.

Además de todo lo expuesto tenemos que subrayar la existencia de otro término que utiliza la palabra que estamos analizando. Se trata de la expresión “explosión de natalidad” con la que se intenta definir al fenómeno demográfico que se produjo en el periodo comprendido entre 1946 y 1964, tras la Segunda Guerra Mundial, cuando se produjo un impresionante crecimiento de la natalidad.

BASES

Una base o álcali (del árabe: Al-Qaly القلي ,القالي, 'ceniza') es cualquier sustancia que presente propiedades alcalinas. En primera aproximación (según Arrhenius) es cualquier sustancia que en disolución acuosa aporta iones OH⁻ al medio. Un ejemplo claro es el hidróxido potásico, de fórmula KOH:

KOH → OH⁻ + K⁺ (en disolución acuosa)

Los conceptos de base y ácido son contraopuestos. Para medir la basicidad (o alcalinidad) de un medio acuoso se utiliza el concepto de pOH, que se complementa con el de pH, de forma tal que pH + pOH = pKw, (Kw en CNPT es igual a 10⁻¹⁴). Por este motivo, está generalizado el uso de pH tanto para ácidos como para bases.

PROPIEDADES DE LOS ACIDOS

La palabra ácido viene del latín acidus, que hace referencia al sabor de vinagre o de agraz. Los ácidos son sustancias químicas que tienen un pH de más de 7 grados. Estos llegan a liberar iones de hidrógeno al momento de reaccionar con otros elementos y compuestos, corroyéndolo. Se presenta en estado líquido, gaseosos e incluso en el sólido, un ejemplo de este ultimo estado es el ácido benzoico. En pocas palabras es un compuesto que en disolución aumenta la cantidad de iones de hidrógeno.  Se le considera como una sustancia que dona protones, quedando iones negativos. También llega a aceptar y compartir electrones. Se puede dividir en dos grupos: Ácidos inorgánicos, también conocidos como ácidos minerales. Estos se dividen en oxácidos y en hidrácidos. Ejemplo: sulfúrico, acético, etc.  Ácidos orgánicos: estos no se pueden disolver en agua, más bien lo hacen en disolventes orgánicos. Llegan a desprender hidrógeno cuando reaccionan con determinados metales. Existen varios tipos de ácidos los cuales se clasifican acorde a su capacidad de ionización y al número de iones de hidrógeno, como son: Ácidos monopróticos: que poseen en su estructura molecular un hidrógeno. Ejemplo: Ácido nítrico. Ácidos dipróticos: poseen dos átomos de hidrógeno: Ejemplo: ácido carbónico. Ácidos Polipróticos: que posee tres átomos de hidrógeno. Ejemplo: ácido fosfórico.  Acidos débiles: su nivel de inonización en el agua es baja o parcial, dando a lugar una reacción de equilibrio. Ejemplo: ácido etanoico. Ácidos fuertes: ocurre un proceso de ionización completa en agua, donde se llegan a donar todos sus protones. Ejemplo: ácido clorhídrico, nítrico. Propiedades de los ácidos De sabor agrio. Cambian la tonalidad de los indicadores, por ejemplo: al tornasol le da un color azul, y a la fenolftaleína, que es enrojecida, le da cierta decoloración. Desprenden hidrógeno al relacionarse con determinados metales. Presentan una consistencia aceitosa.  Cambian la tonalidad de los indicadores. Crea efervescencia cuando se relaciona con el mármol. Destruye los tejidos biológicos vivos cuando está concentrado. Posee un sabor picante cuando esta diluido. Generan quemaduras en la piel. Son corrosivos. Liberan protones. Sus propiedades al momento de inter-actuar con las bases desaparecen. Se distinguen por su nivel de ph, el cual se superior a 7. Conducen la electricidad en disoluciones acuosas. Reaccionan con las bases, con óxidos metálicos, con carbonatos, bicarbonatos, sulfuros metálicos, y con algunos metales. Los ácidos pueden formar sales cuando entran en contacto con las bases. Estos se pueden dividir en hidrácidos, que resulta de la unión de no metales, como es el caso de los anfígenos y de los halógenos con el hidrógeno. Llegan a ser utilizados como catalizadores, como es el caso del ácido sulfúrico, el cual se suele emplear en gran cantidad a la hora de crear la gasolina.  Del mismo modo se suelen emplear como adictivos de ciertos alimentos y bebidas, donde actúan como preservantes y  llegan a cambiar el sabor del alimento o bebida. Un ejemplo de ello, es el ácido fosfórico, el cual se utiliza como componente principal en la fabricación de la bebida con cola

LOS ACIDOS

Un ácido (del latín acidus, que significa agrio) es considerado tradicionalmente como cualquier compuesto químico que, cuando se disuelve en agua, produce una solución con una actividad de catión hidronio mayor que el agua pura, esto es, un pH menor que 7. Esto se aproxima a la definición moderna de Johannes Nicolaus Brønsted y Thomas Martin Lowry, quienes definieron independientemente un ácido como un compuesto que dona un catión hidrógeno (H⁺) a otro compuesto (denominado base). Algunos ejemplos comunes son el ácido acético (en el vinagre), el ácido clorhídrico (en el salfumán y los jugos gástricos), el ácido acetilsalicílico (en la aspirina), o el ácido sulfúrico (usado en baterías de automóvil).

Los sistemas ácido/base se diferencian de las reacciones redox en que, en estas últimas hay un cambio en el estado de oxidación. Los ácidos pueden existir en forma de sólidos, líquidos o gases, dependiendo de la temperatura y también pueden existir como sustancias puras o en solución.

A las sustancias químicas que tienen la propiedad de un ácido se les denomina ácidas.

DISEÑO BÁSICO DE UNA CENTRAL NUCLEAR

REACCION EN CADENA

Una reacción en cadena es una secuencia de reacciones en las que un producto o subproducto reactivo produce reacciones adicionales.¹​

Ejemplos:

• La reacción en cadena de la fisión por neutrones libres: dos neutrones más un átomo fisionable provocan una fisión que da lugar a un número mayor de neutrones libres que los que se consumieron en la reacción inicial.
• Reacciones químicas en que uno de los productos de la reacción es una partícula reactiva que puede provocar otras reacciones parecidas. Por ejemplo, a cada paso de la reacción en cadena de H₂ + Cl₂ se consume una molécula de H₂ o de Cl₂ y un radical libre H· o Cl·, generándose una molécula de HCl y otro radical libre.
• 

CUAL ES EL ORIGEN DE LA ENERGÍA LIBERADA

  En física, la fusión nuclear es el proceso mediante el cual dos núcleos atómicos se unen para formar uno de mayor peso atómico. El nuevo núcleo tiene una masa inferior a la suma de las masas de los dos núcleos que se han fusionado para formarlo. La diferencia de masa es liberada en forma de energía. La energía que se libera varía en función de los núcleos que se unen y del producto de la reacción. La cantidad de energía liberada corresponde a la fórmula E = mc² donde m es la diferencia de masa observada en el sistema entre antes y después de la fusión.

REACCIÓN QUIMICA ORDINARIA

Una reacción química o cambio químico es todo proceso químico en el cual dos o más sustancias (llamadas reactantes), por efecto de un factor energético, se transforman en otras sustancias llamadas productos. Esas sustancias pueden ser elementos o compuestos. Un ejemplo de reacción química es la formación de óxido de hierro producida al reaccionar el oxígeno del aire con el hierro.

A la representación simbólica de las reacciones se les llama ecuaciones químicas.

Los productos obtenidos a partir de ciertos tipos de reactivos dependen de las condiciones bajo las que se da la reacción química. No obstante, tras un estudio cuidadoso se comprueba que, aunque los productos pueden variar según cambien las condiciones, determinadas cantidades permanecen constantes en cualquier reacción química. Estas cantidades constantes, las magnitudes conservadas, incluyen el número de cada tipo de átomo presente, la carga eléctrica y la masa total.
Tipos de reaccionesLos tipos de reacciones inorgánicas son: Ácido-base (Neutralización), combustión, solubilización, reacciones redox y precipitación.

Desde un punto de vista de la física se pueden postular dos grandes modelos para las reacciones químicas: reacciones ácido-base (sin cambios en los estados de oxidación) y reacciones Redox (con cambios en los estados de oxidación). Sin embargo, podemos clasificarlas de acuerdo a el tipo de productos que resulta de la reacción. En esta clasificación entran las reacciones de síntesis (combinación), descomposición, de sustitución simple, de sustitución doble:

---

REACCIONES NUCLEARES

4.- Reacciones nucleares. Una reacción nuclear es un proceso de combinación y transformación de las partículas y núcleos atómicos. Una reacción nuclear se representa mediante una ecuación que muestra el proceso en el que intervienen núcleos atómicos. Ya se han visto a lo largo de estos apuntes algunas reacciones referentes a procesos radiactivos ya que la desintegración α y β pueden considerarse como reacciones nucleares. Existen otro tipo de reacciones nucleares consistentes en el bombardeo de un núcleo con otros núcleos de menor tamaño o, incluso, con partículas subatómicas. La primera reacción nuclear (diferente a la desintegración radiactiva) estudiada lo fue por parte de Rutherford en 1919: consiste en el bombardeo de núcleos de nitrógeno-14 con partículas α (procedentes de la desintegración del radio-226): Podemos pensar que el sueño de los alquimistas está cerca pues el nitrógeno se ha convertido en oxígeno de forma artificial. Otro ejemplo de reacción nuclear, utilizada por Irene-Joliot Curie (hija de Marie y Pierre Curie)  y su esposo Jean Fréderic Joliot-Curie les permitió descubrir la radiactividad artificial: el fósforo-30 es radiactivo, fue el primer isótopo radiactivo sintetizado en un laboratorio y permitió al matrimonio descubridor recibir el premio Nobel en 1935. Podemos ver en la última reacción nuclear un motivo del porqué de la peligrosidad de la partícula α ya que produce reacciones nucleares que dan lugar a nuevos núcleos radiactivos. Más ejemplos: Podemos ver en todas estas reacciones que se debe conservar la masa (la suma de los números másicos de los productos y reactivos es la misma) y la carga (la suma de los números atómicos –protones- en productos y reactivos es la misma). El catálogo de partículas y núcleos utilizados para bombardear es muy extenso. Las más importantes, junto con sus símbolos, son: Las partículas con carga eléctrica se pueden acelerar con campos eléctricos y magnéticos con el objeto de facilitar el choque y la reacción (aceleradores de partículas) al impactar a gran velocidad con el blanco. El neutrón y otras partículas neutras no se pueden acelerar dado su carácter neutro.
Reacción de fisión Es un tipo de reacción nuclear que se produce cuando un núcleo pesado se divide en dos o más núcleos ligeros. En estas reacciones se libera mucha energía. La fisión nuclear fue descubierta en 1939 por O. Hahn y F. Strassmann al bombardear un núcleo de uranio-235 con un neutrón. Se produce uranio-236, un núcleo muy inestable que se fisiona en dos núcleos más ligeros según la reacción: A pesar de que el uranio-235 es energéticamente menos estable que sus productos de fisión, no se fisiona de forma espontánea. Es necesaria una energía de activación que se obtiene de la captura de un neutrón por el núcleo. La energía desprendida se puede determinar calculando exactamente el defecto de masa entre productos y reactivos pues aunque la suma de los números másicos de productos y reactivos se conserva, hay una diferencia entre el las masas experimentales de productos y reactivos. Una serie de consideraciones a temer en cuenta: 1ª) El uranio-235 que permitió descubrir la fisión nuclear no es precisamente el isótopo más abundante del uranio. Enriquecer una muestra de un elemento en un isótopo concreto no es una tecnología que esté al alcance de todos los países. 2ª) Los dos fragmentos producto de la fisión no son siempre los mismos. En la reacción anterior los fragmentos son el bario-141 y el kriptón-92, pero estos fragmentos son  el caso más probable de ruptura. La gráfica adjunta nos muestra cómo varía la probabilidad de fisión del uranio-235 en función del número másico de los núcleos producto de la misma. La mayor parte de los núcleos obtenidos en la fisión son radiactivos y dan lugar a sus propias series radiactivas. 3ª) La energía liberada es del orden de 200 MeV por reacción, es decir, por átomo de uranio fisionado. Si suponemos que tenemos 235 g de uranio-235,  tendremos  un  número  de Avogadro de átomos de uranio fisionales a 200 MeV por átomo dan un total de 12 · 1025 MeV de energía = 192 · 1011 J. Un kilogramo de uranio-235 produciría por fisión una energía cuya cantidad es 1.800.000 veces superior a la obtenida por quemar 1 kg de gasolina (1 kg de gasolina produciría 4’6 · 107 J). 4ª) En las reacciones de fisión se producen entre 2 y 3 neutrones, dependiendo de los núcleos producto de la reacción de fisión. Estos neutrones pueden fisionar a otros núcleos de uranio-235 y producir una reacción en cadena. Para que se produzca dicha reacción en cadena debe haber un número determinado de núcleos del elemento fisionable, es su masa crítica. Enrico Fermi fue el primer físico que produjo una reacción en cadena en 1942 en Chicago. 5ª) Otros núcleos fisionables son el torio, protoactinio, plutonio,…
Fusión nuclear Es un tipo de reacción nuclear en la que núcleos ligeros se unen para producir un núcleo más pesado. Sería la una reacción inversa a la fisión nuclear: La energía desprendida en el ejemplo anterior es de 17’6 MeV ya que los productos presentan un defecto de masa de 0’0189 u. El desprendimiento de energía se produce porque el núcleo de helio-4 es más estable que los núcleos de deuterio y tritio y se desprende la energía de enlace correspondiente. Tal como sucede en la fisión, para iniciar un proceso de fusión nuclear es necesaria una energía de activación. En el caso de la fusión, la energía necesaria para que los núcleos se unan venciendo las repulsiones electrostáticas es proporcionada por una energía térmica muy elevada (correspondiente a temperaturas superiores al millón de grados Kelvin). Los núcleos de pequeño peso atómico, como el deuterio o el tritio, son los más adecuados para producir fusión nuclear. Las reacciones de fusión, también llamadas termonucleares, tienen lugar de forma natural en el Sol y las estrellas, gracias a las altas temperaturas de su interior. De forma artificial, en cambio, el ser humano sólo ha conseguido (hasta ahora) la fusión en cadena de forma explosiva: se trata de la bomba de hidrógeno o bomba H. Mediante una bomba atómica de fisión se alcanza la temperatura necesaria para llevar a cabo la reacción de fusión, es decir, en una bomba H una bomba atómica es el detonador.

FUSIÓN Y FISION NUCLEAR

LAS TIC Y LOS APRENDIZAJES

ENLACES QUIMICOS

Un enlace químico es la interacción física responsable de las interacciones entre átomos, moléculas e iones, que tiene una estabilidad en los compuestos diatómicos y poliatómicos.

Las moléculas, cristales, y gases diatómicos (que forman la mayor parte del ambiente físico que nos rodea) está unido por enlaces químicos, que determinan las propiedades físicasy químicas de la materia.

Las cargas opuestas se atraen, porque, al estar unidas, adquieren una situación más estable que cuando estaban separados. Esta situación de mayor estabilidad suele darse cuando el número de electrones que poseen los átomos en su último nivel es igual a ocho, estructura que coincide con la de los gases nobles ya que los electrones que orbitan el núcleo están cargados negativamente, y que los protones en el núcleo lo están positivamente, la configuración más estable del núcleo y los electrones es una en la que los electrones pasan la mayor parte del tiempo entre los núcleos, que en otro lugar del espacio. Estos electrones hacen que los núcleos se atraigan mutuamente.

Teoría del enlace químico

En la visión simplificada del denominado enlace covalente, uno o más electrones (frecuentemente un par de electrones) son llevados al espacio entre los dos núcleos atómicos. Ahí, los electrones negativamente cargados son atraídos a las cargas positivas de ambos núcleos, en vez de sólo su propio núcleo. Esto vence a la repulsión entre los dos núcleos positivamente cargados de los dos átomos, y esta atracción tan grande mantiene a los dos núcleos en una configuración de equilibrio relativamente fija, aunque aún vibrarán en la posición de equilibrio. En resumen, el enlace covalente involucra la compartición de electrones en los que los núcleos positivamente cargados de dos o más átomos atraen simultáneamente a los electrones negativamente cargados que están siendo compartidos. En un enlace covalente polar, uno o más electrones son compartidos inequitativamente entre dos núcleos.

En una visión simplificada de un enlace iónico, el electrón de enlace no es compartido, sino que es transferido. En este tipo de enlace, el orbital atómico más externo de un átomo tiene un lugar libre que permite la adición de uno o más electrones. Estos electrones recientemente agregados ocupan potencialmente un estado de menor energía (más cerca al núcleo debido a la alta carga nuclear efectiva) de lo que experimentan en un tipo diferente de átomo. En consecuencia, un núcleo ofrece una posición de más fuerte unión a un electrón de lo que lo hace el otro núcleo. Esta transferencia ocasiona que un átomo asuma una carga neta positiva, y que el otro asuma una carga neta negativa. Entonces, el enlace resulta de la atracción electrostática entre los átomos, y los átomos se constituyen en ((iones)) de carga positiva o negativa.

Todos los enlaces pueden ser explicados por la teoría cuántica, pero, en la práctica, algunas reglas de simplificación les permiten a los químicos predecir la fuerza de enlace, direccionalidad y polaridad de los enlaces. La regla del octeto y la (TREPEV) teoría de repulsión de pares de electrones de la capa de valencia son dos ejemplos.

Existen teorías más sofisticadas, como la teoría del enlace de valencia, que incluye la hibridación de orbitales y la resonancia, y el método de combinación lineal de orbitales atómicos dentro de la teoría de los orbitales moleculares, que incluye a la teoría del campo de los ligantes. La electrostática es usada para describir polaridades de enlace y los efectos que ejerce en las sustancias químicas.

COMO SE UNEN LOS ÁTOMOS PARA FORMAR MOLECULAS

Los elementos químicos poseen características diversas, y la Electronegatividad es una de ellas. Con el valor de electronegatividad de cada elemento se puede determinar que tipo de enlace van a establecer ente átomos.

Hay tres:

• Enlace covalente, que se establece entre elementos con diferencia de electronegatividad menor que 1,7 y en el que se comparten pares de electrones. Además tiene algunas variantes como el dativo y el covalente gigante.
• Enlace iónico, que se da entre átomos de elementos con diferencia de electronegatividad mayor de 1,7 y se forman aniones y cationes.
• Enlace metálico se da, como su nombre lo dice, entre metales y en este se comparten todos los electrones con todos los núcleos agrupados. Esta característica permite el flujo eléctrico.

SUSTANCIAS QUÍMICAS EN LA VIDA COTIDIANA

Las sustancias químicas son los pilares de la vida. Existen en nosotros, en todo lo que nos rodea y en cada producto que compramos.

Los seres humanos y los animales están hechos de sustancias químicas; la cocción de los alimentos es química pura; los fármacos que previenen y tratan enfermedades están hechos de sustancias químicas; e incluso el sol que permite la vida en la Tierra está compuesto por sustancias químicas. Las sustancias químicas son tanto naturales como artificiales. No existiría la vida sin ellas.

En estas páginas web intentamos ofrecer una perspectiva sobre la importancia de las sustancias químicas, así como sobre cómo usarlas con la máxima seguridad.