Hola, soy Hank Green y quiero enseñarte química. Pero por favor, no huyas gritando. Si me das cinco minutos para intentar convencerte de que la química no es una tortura, sino la asombrosa y hermosa ciencia de las cosas, y si le das una oportunidad, no solo te dejará boquiabierto, sino que también te dará una comprensión más profunda de tu mundo. Esta es solo mi opinión aquí, pero creo que comprender el mundo conduce a una mayor capacidad para disfrutar del mundo y no hay nada que te ayude a comprender el mundo mejor que la química. La química guarda los secretos de cómo se formó la vida, cómo se curan los cánceres, cómo los iPhones tienen discos duros más grandes que las portátiles de hace 5 años y cómo la vida en este planeta podría seguir prosperando, incluso la nuestra, si jugamos bien nuestras cartas. La química es la ciencia de cómo tres partículas diminutas, el protón, el neutrón y el electrón, se unieron en billones de combinaciones para formar, escucha esto, todo. Ahora bien, la química es una ciencia peculiar, a veces se habla de ella como un puente entre el mundo ultra abstracto de la física de partículas y las ciencias más visibles como la biología. Pero llamar puente a la química es como llamar a Eurasia una isla. La química lo tiene todo, científicos locos, revelaciones que cambian el mundo, lo práctico, lo impráctico, la medicina, las bombas, la comida, la belleza, la destrucción, la vida y la muerte, respuestas a preguntas que nunca supiste que tenías. Me encanta la química y espero poder darte una idea de por qué. Así que hoy, comencemos con quizás la idea más grande de todos los tiempos, y continuemos desde allí: las cosas están hechas de átomos. [Música del tema] Lo sé, no estás sorprendido, no estás asombrado, es posible que ya ni siquiera prestes atención, pero cuando se propuso por primera vez la teoría atómica, sonaba bastante loco. Y sí, lo llamamos "teoría tómica", usando la definición científica de teoría, que es "un conjunto de ideas bien probado que explica muchas observaciones dispares", no la definición coloquial de teoría, que es "una suposición". Pero, afortunadamente, ya nadie anda por ahí diciendo que "los átomos son solo una teoría". Pero no fue hace tanto tiempo que la gente andaba diciendo eso. ¿Quieres saber quién lo resolvió para siempre? ¡Einstein! Los átomos se habían postulado durante mucho tiempo en el siglo XX, pero no fue hasta que Einstein demostró matemáticamente la existencia de átomos y moléculas en 1905 que el asunto se resolvió verdaderamente. Y pensaste que Einstein se trataba de la relatividad y E = mc2, ¡también demostró que los átomos existen! Así es como sucedió: en 1827, un botánico llamado Robert Brown estaba mirando los granos de polen en el agua a través de un microscopio y notó que se movían al azar incluso cuando no había ningún movimiento que causara el temblor. Fue un misterio durante mucho tiempo. Hasta 1905, cuando Einstein teorizó que este fenómeno fue causado por partículas atómicas aún no probadas que chocaban contra los granos de polen. Escribió algunas matemáticas sofisticadas, mostrando que su teoría predijo este movimiento casi a la perfección, y todos tuvieron que admitir que sí, pequeños trozos discretos de materia estaban chocando contra el polen y, por lo tanto, las moléculas y, por extensión, los átomos, deben existir. Hoy, recordamos a este botánico y su descubrimiento al llamar al movimiento que observó movimiento browniano. Es un poco loco que cada cosa física con la que hayas interactuado esté hecha de pequeñas bolas. Comenzó con la gente preguntándose qué pasaría si seguías cortando algo por la mitad para siempre. Eventualmente, y por supuesto, resulta que no hay un cuchillo lo suficientemente afilado para hacer esto, terminas con una parte pura e irrompible de esa sustancia. La palabra "átomo", de hecho, proviene del griego "indivisible", aunque, por supuesto, como aprendimos en la Segunda Guerra Mundial, los átomos también pueden romperse. Así que todo lo que pensamos como material está hecho de átomos, pequeñas partículas discretas que tienen propiedades específicas, dependiendo de la disposición de tres partículas subatómicas simples. Está el protón, pesado y cargado positivamente, el neutrón, aproximadamente del mismo tamaño que el protón pero neutro, y el electrón, que tiene la misma cantidad de carga que el protón, justo opuesta, y casi sin masa, aproximadamente 1800 veces menos masivo que el protón o el neutrón. Los protones y neutrones están en el núcleo y, por tanto, son los componentes nucleares o nucleones; los electrones están alrededor del núcleo y son las partes del átomo que realizan todas las cosas químicas interesantes. Pero antes de llegar a la química de los electrones, primero tenemos que entender las propiedades del núcleo. Bien, esto es muy importante, así que presta atención aquí. El número de protones en un átomo determina qué elemento es. 79 protones: siempre oro. 59 protones: siempre praseodimio. El número de protones en un elemento es su número atómico. Se encuentra justo en la parte superior del cuadro en la tabla periódica porque ese es el rasgo que define al elemento. Dependiendo de lo que estén haciendo sus electrones y a qué estén unidos, puede ser parte de una sustancia química de color plateado o negro o azul o brillante o venenoso o una cura para una enfermedad, pero sea lo que sea, ese átomo sigue siendo plata y probablemente seguirá siendo un átomo de plata para siempre, porque ese número central es muy, muy difícil de cambiar. Ahora es posible que hayas notado algo extraño sobre la plata: su símbolo químico, el código corto de una o dos letras que te dice qué es, es Ag, no Si, que es silicio, o Sv, que está perfectamente disponible, sino Ag. ¿Por qué? ¿Para torturarte? No. La plata, por supuesto, porque la conocemos desde hace mucho tiempo, fue uno de los primeros elementos agregados a la tabla periódica, y en ese entonces se llamaba "argentum", en latín, "materia gris brillante". Además, la raíz de la palabra "Argentina", donde los exploradores españoles escucharon rumores de montañas hechas de plata, que por supuesto no existían. El nombre "Argentina", al igual que el símbolo químico "Ag", se mantuvo, a pesar de que ninguno de ellos es particularmente representativo de la realidad. Ahora, volvamos a la ciencia. Los núcleos, que es el plural de núcleo, son aburridos. Son miles de veces más pequeños que el átomo en su conjunto, y en su mayoría se quedan sentados siendo exactamente iguales a como eran cuando fueron creados hace miles de millones de años, unidos por la más fuerte de las cuatro fuerzas fundamentales de la física, la fuerza nuclear fuerte. El hecho de que los núcleos sean tan aburridos es la razón por la que son la característica definitoria de los elementos. Mientras que los electrones pueden saltar de un átomo a otro cuando es conveniente, el número de protones es casi siempre extremadamente estable. De modo que ese núcleo del átomo, el núcleo, siempre sale ileso de las reacciones químicas. Es lo que podemos pasar de una reacción a otra, pero siempre permanece puro y se comporta de la misma manera que cualquier otro átomo con ese número de protones. El número atómico es el alma del átomo. Es lo que lo hace. Los neutrones también son importantes, por supuesto, a su manera, pero no cambian qué elemento es un átomo. Una de las dos claves para todas las cosas químicas es la carga, lo discutiremos en otro episodio, y dado que los neutrones no tienen carga, en su mayoría no cambian las propiedades de un átomo. Pero son, sin embargo, vitales. Todos sabemos que las cargas iguales se repelen entre sí. Los neutrones sirven como una especie de amortiguador entre los protones. No se pueden agrupar los 47 protones de la plata en el núcleo por sí mismos. No podrían manejarlo; se destrozarían a sí mismos. Entonces, los núcleos solo se agrupan permanentemente cuando se junta el número correcto de protones y neutrones. La plata necesita alrededor de 60 neutrones para espaciar correctamente los 47 protones. Pero no tiene por qué ser 60. De hecho, los núcleos de plata también son muy estables con 62 neutrones. Sin embargo 61, no funciona, y las razones de eso, no las sé, tendrías que hablar con un físico nuclear. El número atómico de la plata no cambia a medida que cambia el número de neutrones porque el número de protones permanece igual. Pero la masa atómica relativa cambia. Masa atómica relativa, que solía llamarse peso atómico cuando estaba en la escuela, es básicamente el número de protones más el número de neutrones promediado en toda la plata de la Tierra. Debido a que la plata tiene dos isótopos estables diferentes, cada uno con un número diferente de neutrones, su masa atómica relativa termina por no ser un número entero. Aproximadamente el 52% de la plata tiene 60 neutrones y aproximadamente el 48% tiene 62. La masa atómica relativa, entonces, termina estando aproximadamente a la mitad entre 107 y 109, 107,8682. Notarás que dije que estos dos tipos diferentes de plata se llaman isótopos, tienen diferentes masas pero las mismas propiedades químicas, y son el mismo elemento y por tanto pertenecen al mismo lugar en la tabla periódica. De hecho, la palabra "isótopo" significa "mismo lugar". Y los diferentes isótopos tienen diferentes números de masa. El número de masa es solo el número total de nucleones en el núcleo, que es diferente de la masa atómica. Es una simple adición de un solo átomo, en lugar de un promedio de todas las masas atómicas relativas de todos los átomos de plata en la Tierra. Entonces, la plata tiene dos isótopos estables, uno con un número de masa de 107, que llamaríamos plata-107, y uno con un número de masa de 109, plata-109. Hay una manera fácil de escribir todo esto, por supuesto, para mantener la información correcta. El símbolo químico, con el número atómico o el número de protones aquí, el número de masa, o el número de protones y neutrones aquí, y la carga aquí, que le dice por simple suma o resta cuántos electrones hay. Finalmente, antes de concluir este primer episodio de Crash Course Chemistry, y así, nuestra discusión sobre el núcleo atómico, una nota sobre la pronunciación de "núcleo". Puedes decir "nuculus", es una pronunciación aceptada de esa palabra, pero si puede encontrarlo en usted, probablemente sea mejor cambiar a "nucleus", que es, después de todo, como se escribe. Y eso es todo para el episodio de hoy de Crash Course Chemistry, si estabas prestando atención, ahora sabes: Más sobre átomos que nadie en 1900, así finalmente se confirmaron cuando Einstein definió matemáticamente el movimiento browniano; Que los elementos son sustancias químicamente puras, y el tipo de elemento que es un átomo se define por la cantidad de protones que tiene en su núcleo, o su número atómico; Que los neutrones estabilizan los núcleos de sus amigos protones; Que los diferentes isótopos del mismo elemento son la razón por la que las masas atómicas relativas nunca son números enteros; y sabes que los núcleos son las partes aburridas y poco interesantes del átomo, y los electrones son donde ocurren todas las cosas químicas interesantes. Crash Course Chemistry está filmado, editado y dirigido por Nick Jenkins, El Dr. Heiko Langner es nuestro consultor de Química, el diseño de sonido está a cargo de Michael Aranda, y nuestro equipo de gráficos es Thought Bubble. Si tienes alguna pregunta, comentario o idea sobre cualquiera de estas cosas, nos esforzaremos por responderlos en los comentarios a continuación. Gracias por ver Crash Course Chemistry.