Estructura de Lewis

Ejemplo del diagrama de puntos en estructura de Lewis, entrecarbonoC,hidrgenoH, yoxgenoO, representados segn la estructura de Lewis.Laestructura de Lewis, tambin llamadadiagrama de punto,modelo de Lewisorepresentacin de Lewis, es una representacin grfica que muestra losenlacesentre lostomosde unamolculay los pares deelectronessolitarios que puedan existir.Esta representacin se usa para saber la cantidad de electrones de valencia de un elemento que interactan con otros o entre su misma especie, formando enlaces ya sea simples, dobles, o triples y estos se encuentran ntimamente en relacin con los enlaces qumicos entre las molculas y su geometra molecular, y la distancia que hay entre cada enlace formado.Las estructuras de Lewis muestran los diferentes tomos de una determinada molcula usando su smbolo qumico y lneas que se trazan entre los tomos que se unen entre s. En ocasiones, para representar cada enlace, se usan pares de puntos en vez de lneas. Los electrones desapartados (los que no participan en los enlaces) se representan mediante una lnea o con un par de puntos, y se colocan alrededor de los tomos a los que pertenece.Este modelo fue propuesto porGilbert N. Lewisquien lo introdujo por primera vez en 1916 en su artculoLa molcula y el tomo.Contenido[ocultar] 1Molculas 2Electrones de valencia 3La regla del octeto 4Carga formal 4.1Ejemplo: Estructura de Lewis para el ion nitrito 5Vase tambin 6Enlaces externos

[editar]MolculasLas molculas ms simples, entre las cuales se encuentran las molculas orgnicas, deben presentar un tomo central, en algunos casos el tomo central es elcarbonodebido a su baja electronegatividad, luego ste queda rodeado por los dems tomos de las otras molculas. En molculas compuestas por varios tomos de un mismo elemento y un tomo de otro elemento distinto, ste ltimo se utiliza como el tomo central, lo cual se representa en este diagrama con 4 tomos dehidrgenoy uno desilicio. El hidrgeno tambin es un elemento exceptuante, puesto que no debe ir como tomo central.

reaccin de tomos de hidrgeno y silicio en modelo de LewisEn algunos casos es difcil determinar el tomo central, en general cuando todos los tomos de los elementos del compuesto aparecen ms de una vez.Vase tambin:electronegatividad.[editar]Electrones de valenciaArtculo principal:Electrones de valencia.El nmero total de electrones representados en un diagrama de Lewis es igual a la suma de los electrones de valencia de cada tomo.La valencia que tomas como referencia y que representars en el diagrama es la cantidad de electrones que se encuentran en el ltimo nivel de energa de cada elemento al hacer su configuracin electrnica.Cuando los electrones de valencia han sido determinados, deben ubicarse en el modelo a estructurar.Una vez que todos los pares solitarios han sido ubicados, los tomos, especialmente los centrales, pueden no tener un octeto de electrones. Los tomos entre s deben quedar unidos por enlaces; un par de electrones forma un enlace entre los dos tomos. As como el par del enlace es compartido entre los dos tomos, el tomo que originalmente tena el par solitario sigue teniendo un octeto; y el otro tomo ahora tiene dos electrones ms en su ltima capa.Fuera de loscompuestos orgnicos, solo un porcentaje menor de los compuestos tiene un octeto de electrones en su ltima capa. Compuestos con ms de ocho electrones en la representacin de la estructura de Lewis de la ltima capa del tomo, son llamados hipervalentes, y son comunes en los elementos de los grupos 15 al 18, tales como elfsforo,azufre,yodoyxenn.Cuando se escribe la estructura de Lewis de un ion, la estructura entera es ubicada entre corchetes, y la carga se escribe como un exponente en el rincn derecho superior, fuera de los corchetes.[editar]La regla del octetoArtculo principal:Regla del octeto.Laregla del octeto, establece que los tomos se enlazan unos a otros en el intento de completar su capa de valencia (ltima capa de la electrosfera). La denominacin regla del octeto surgi en razn de la cantidad establecida de electrones para la estabilidad de un elemento, o sea, el tomo queda estable cuando presenta en su capa de valencia 8 electrones. Para alcanzar tal estabilidad sugerida por la regla del octeto, cada elemento precisa ganar o perder (compartir) electrones en los enlaces qumicos, de esa forma ellos adquieren ocho electrones en la capa de valencia. Veamos que los tomos de oxgeno se enlazan para alcanzar la estabilidad sugerida por la regla del octeto. La justificativa para esta regla es que las molculas o iones, tienden a ser ms estables cuando la capa de electrones externa de cada uno de sus tomos est llena con ocho electrones (configuracin de un gas noble). Es por ello que los elementos tienden siempre a formar enlaces en la bsqueda de tal estabilidad.Los tomos son ms estables cuando consiguen ocho electrones en la capa de su estado de xido, sean pares solitarios o compartidos mediante enlaces covalentes. Considerando que cada enlace covalente simple aporta dos electrones a cada tomo de la unin, al dibujar un diagrama o estructura de Lewis, hay que evitar asignar ms de ocho electrones a cada tomo.Sin embargo, hay algunas excepciones. Por ejemplo, el hidrgeno tiene un slo orbital en su capa de valencia, la cual puede aceptar como mximo dos electrones; por eso, solo puede compartir su orbital con slo un tomo formando un slo enlace. Por otra parte, los tomos no metlicos a partir del tercer perodo pueden formar "octetos expandidos" es decir, pueden contener ms que ocho orbitales en su capa de valencia, por lo general colocando los orbitales extra en subniveles. algunos tomos chocan provocando la variacin de sustancias puras e impuras[editar]Carga formalArtculo principal:Carga formal.En trminos de las estructuras de Lewis en general, la carga formal de un tomo puede ser calculada usando la siguiente frmula, las definiciones no estndar asumidas para el margen de beneficio utilizaron:Cf= Nv- Ue- Bn, donde: Cfes la carga formal. Nvrepresenta el nmero de electrones de valencia en un tomo libre. Uerepresenta el nmero de electrones no enlazados. Bnrepresenta el nmero total de electrones de enlace, esto dividido entre dos.La carga formal del tomo es calculada como la diferencia entre el nmero de electrones de valencia que un tomo neutro podra tener y el nmero de electrones que pertenecen a l en la estructura. El total de las cargas formales en una molcula neutra debe ser igual a cero.

[editar]Ejemplo: Estructura de Lewis para el ion nitritoLa frmula del ion de nitrito es NO2- Paso uno: Escoger el tomo central.Existe slo un tomo de nitrgeno, y es el tomo con menoselectronegatividad, por lo que ste se convertir en nuestro tomo central. Paso dos: Contar los electrones de valencia.El nitrgeno posee 5 electrones de valencia; cada oxgeno posee 6, para un total de (6 x 2) + 5 = 17. El ion posee una carga de -1, lo que nos indica un electrn extra, por lo que el nmero total de electrones es de 18. Paso tres: Ubicar los pares inicos.Cada oxgeno debe ser enlazado al nitrgeno, que usa cuatro electrones, dos en cada enlace. Los 14 electrones restantes deben ser ubicados inicialmente como 7 pares solitarios. Cada oxgeno debe tomar un mximo de 3 pares solitarios, dndole a cada oxgeno 8 electrones, incluyendo el par del enlace. El sptimo par solitario debe ser ubicado en el tomo de nitrgeno. Paso cuatro: Cumplir la regla del octeto.Ambos tomos de oxgeno poseen 8 electrones asignados a ellos. El tomo de nitrgeno posee slo 6 electrones asignados. Uno de los pares solitarios de uno de los oxgenos debe formar un doble enlace, y ambos tomos se unirn por un doble enlace. Por lo tanto, debemos tener una estructura de resonancia. Paso cinco: Dibujar la estructura.Las dos estructuras de Lewis deben ser dibujadas con un tomo de oxgeno doblemente enlazado con el tomo de nitrgeno. El segundo tomo de oxgeno en cada estructura estar enlazado de manera simple con el tomo de nitrgeno. Ponga los corchetes alrededor de cada estructura, y escriba la carga (-) en el rincn superior derecho afuera de los corchetes. Dibuje una flecha doble entre las dos formas de resonancia.

Carga formal

Enqumica, unacarga formal(FC) es unacarga parcialde untomoen unamolcula, asignada al asumir que loselectronesen unenlace qumicose comparten por igual entre los tomos, sin consideraciones deelectronegatividadrelativa1o, en otra definicin, la carga que quedara en un tomo cuando todos losligandosson removidoshomolticamente.2La carga formal de cualquier tomo en una molcula puede ser calculada por la siguiente ecuacin: carga formal = nmero deelectrones de valenciadel tomo aislado - electrones depares libresdel tomo en la molcula - la mitad del nmero total de electrones que participan enenlaces covalentescon este tomo en la molcula.Cuando se determina laestructura de Lewiscorrecta (o laestructura de resonancia) para una molcula, es un criterio muy significativo en la seleccin de la estructura final el que la carga formal (sin signo) de cada uno de los tomos est minimizada.Ejemploscarbono en metano(CH4): FC = 4 - 0 - 8/2 = 0nitrgeno en el grupo nitro NO2-: FC = 5 - 1 - 6/2 = 1oxgeno unido por enlace simple en el NO2-: FC = 6 - 6 - 2/2 = -1oxgeno unido por enlace doble en el NO2-: FC = 6 - 4 - 4/2 = 0Un mtodo alternativo para asignar carga a un tomo tomando en cuenta la electronegatividad es por sunmero de oxidacin. Otros conceptos relacionados sonvalencia, que cuenta el nmero de electrones que un tomo usa en enlaces, ynmero de coordinacin, el nmero de tomos unidos al tomo de inters.

Contenido[ocultar] 1Ejemplos 2Mtodo alternativo 3Carga Formal vs. Estado de Oxidacin 4Referencias 5Enlaces externos

[editar]EjemplosElamonioNH4+es una especiecatinica. Al usar los grupos verticales de los tomos en latabla peridica, es posible determinar que cadahidrgenocontribuye con 1 electrn, el nitrgeno contribuye con 5 electrones, y la carga de +1 significa que 1 electrn est ausente. El total final es 8 electrones en total. El dibujar laestructura de Lewisda un tomo de nitrgenohibridadoen sp3(4 enlaces) rodeado de tomos dehidrgeno. No hay pares libres de electrones. En consecuencia, aplicando la definicin de carga formal, el hidrgeno tiene una carga formal de cero:, y el nitrgeno tiene una carga formal de +1:. Despus de agregar todas las cargas formales en toda la molcula, el resultado es una carga formal de +1, consistente con la carga de la molcula dada al principio.Nota: la carga formal total en una molcula debera ser lo ms cercana posible a cero, con la menor cantidad de cargas que sea posible Ejemplo: CO2es una molcula neutra con 16electrones de valenciatotales. Hay tres formas diferentes de dibujar la estructura de Lewis tomo de carbono unido por enlaces simples a cada tomo de oxgeno (carbono = +2, oxgeno = -1 cada uno, carga formal total = 0) tomo de carbono unido por enlace simple a un tomo de oxgeno y al otro mediante un enlace doble (carbono = +1, oxgenodoble= 0, oxgenosimple= -1, carga formal total = 0) tomo de carbono unido por enlaces dobles a ambos tomos de oxgeno (carbono = 0, oxgeno = 0 cada uno, carga formal total = 0)Aunque las tres estructuras dan una carga total de cero, la estructura ltima es la superior, porque no hay cargas en la molcula[editar]Mtodo alternativoAunque la frmula dada anteriormente es correcta, suele ser difcil de manejar e ineficiente para el uso. Un mtodo alternativo es el siguiente: Dibuja un crculo alrededor del tomo para el que se requiere la carga formal (como en el dixido de carbono, a continuacin)

Contar el nmero de electrones en el interior del crculo del tomo. Dado que el crculo corta los enlaces covalentes "por la mitad", cada enlace covalente cuenta como un solo electrn, en vez de dos. Sustraer el nmero de electrones en el crculo del nmero del grupo del elemento (el numeral romano del sistema de numeracin de grupos anterior, no del sistema 1-18 de la IUPAC) para determinar la carga formal. (o sea, nmero antiguo del grupo menos los electrones en el crculo) Las cargas formales calculadas para los tomos restantes en esta estructura de Lewis del dixido de carbono se muestran a continuacin

Nuevamente, este mtodo es tan preciso como el anterior, pero de uso ms simple. Es importante tener en cuenta que las cargas formales son sloformales, en el sentido de que este sistema es slo un formalismo. Los tomos en las molculas no tienen "signos alrededor de sus cuellos" que indiquen su carga. El sistema de carga formal es slo un mtodo para llevar la cuenta de todos los electrones de valencia que cada tomo trae consigo cuando se forma la molcula.[editar]Carga Formal vs. Estado de OxidacinEl concepto deestado de oxidacinconstituye un mtodo competente para determinar la distribucin de electrones en las molculas. Si se comparan las cargas formales y los estados de oxidacin de los tomos en el dixido de carbono, se llega a los siguientes valores:

La razn para la diferencia entre estos valores es que las cargas formales y los estados de oxidacin representan fundamentalmente diferentes formas de apreciar la distribucin de electrones en los tomos de la molcula. Con la carga formal, se ausme que los electrones de cada enlace covalente se separan a partes iguales entre los dos tomos en el enlace (de ah surge la divisin entre dos del mtodo descrito anteriormente). El punto de vista de cargas formales de la molcula de CO2se muestra esencialmente a continuacin:

El aspecto covalente (comparticin) del enlace es sobreenfatizado en el uso de las cargas formales, puesto que en realidad hay una mayor densidad electrnica alrededor de los tomos de oxgeno debido a su mayorelectronegatividad, comparada con el tomo de carbono. Esto puede ser visualizado ms efectivamente en un mapa depotencial elctrico.Con el formalismo del estado de oxidacin, los electrones en los enlaces son "otorgados" a los tomos con mayor electronegatividad. La perspecttiva del estado de oxidacin de la molcula de CO2se muestra a continuacin:

Los estados de oxidacin sobreenfatizan la naturaleza inica del enlace; la mayora de qumicos concuerda en que la diferencia en electronegatividad entre el carbono y el oxgeno es insuficiente para considerar a los enlaces como si fueran de naturaleza inica.En realidad, la distribucin de los electrones en la molcula yace en algn punto entre estos dos extremos. La inadecuacin en la visin simple de estructuras de Lewis de las molculas condujo al desarrollo de modelos de aplicacin ms general y mayor precisin: lateora del enlace de valenciadeSlater,Pauling, et al., y de ah a lateora de orbitales molecularesdesarrollada porRobert S. MullikenyHund.

Fsica de partculas

Lafsica de partculases la rama de lafsicaque estudia los componentes elementales de la materia y las interacciones entre ellos.1Las partculas fundamentales se subdividen enbosones(partculas deespnentero, como por ejemplo 0, 1, 2...), que son las responsables de transmitir las fuerzas fundamentales de la naturaleza, yfermiones(partculas deespnsemientero, como por ejemplo 1/2 o 3/2).Se conoce a esta rama tambin comofsica de altas energas, debido a que muchas de las partculas se las puede ver slo en grandes colisiones provocadas en losaceleradores de partculas.2

Diagrama de Feynmande unadesintegracin beta, proceso mediante el cual unneutrnpuede convertirse enprotn. En la figura, uno de los tres quarks del neutrn de la izquierda (quark d en azul) emite una partcula W-, pasando a ser un quark (u); la partcula emitida (W-) se desintegra en un antineutrino y un electrn.Contenido[ocultar] 1Historia 2Partculas elementales 2.1Bosones 2.2Fermiones 3Partculas compuestas 3.1Bariones 3.2Mesones 4Partculas hipotticas 4.1Supersimetra 4.2Otras 4.3Clasificacin por velocidad 5Cuasipartculas 6Principales centros de investigacin 7Vase tambin 8Notas y referencias 9Enlaces externos

[editar]HistoriaArtculo principal:Historia de la fsica de partculas.

Primera observacin de un neutrino, tras incidir sobre un protn, en unacmara de burbujas.El hombre, desde la antigedad, ha imaginado que elUniversoen el que habita est compuesto de varios elementos; por ejemplo,Empdoclesen el siglo V antes de nuestra era postul que todo lo existente se podra obtener de la mezcla deagua,tierra,fuegoyaire.3Podramos mencionar aDemcritocomo el primero en indicar la existencia detomos, como una especie de elementos indivisibles.Los avances cientficos de principios del siglo XX por parte deMax Planck,Albert Einstein,Niels Bohry otros dieron lugar al nacimiento de lamecnica cuntica. Elefecto fotoelctricomostraba la naturaleza cuntica de la luz para explicar su interaccin con la materia, denominndosefotnal "cuanto" de luz. Actualmente se conocen otras tres partculas queinteractancon la materia, llamadasbosones. Para explicar la estructura de la materia aparecieron diferentesmodelos atmicos, siendo, hacia 1930, los electrones, protones y neutrones los constituyentes bsicos de la materia. Hacia 1960, gracias aMurray Gell-Mann, se predicen constituyentes ms elementales para los protones y neutrones, losquarks, por lo que los elementos bsicos constituyentes de la materia se convierten enquarks,electronesyneutrinos.[editar]Partculas elementalesArtculos principales:Partcula elementalyModelo estndar.Los fsicos de partculas se han esforzado desde un principio por clasificar las partculas conocidas y por describir toda la materia y sus interacciones. A lo largo de lahistoria de la fsicahan existido muchaspartculasque en su momento se han definido como indivisibles, tales como los protones y neutrones, que ms adelante se ha demostrado que no lo son. Despus de diferentes teoras atmicas y nucleares, en la actualidad se usa el llamadomodelo estndarpara describir la materia que constituye el universo y sus interacciones.De acuerdo con el modelo estndar, existen seis tipos de quarks, seis tipos de leptones y cuatro tipos de bosones. Estas partculas estn divididas en dos grandes categoras por elprincipio de exclusin de Pauli: las que no estn sujetas a este principio son los bosones y a las que s lo estn se las llamafermiones.4[editar]Bosones

Nombre y carga elctrica de los componentes de la materia.Artculo principal:Bosn.Los bosones son partculas que no cumplen elprincipio de exclusin de Pauli, por lo que dos partculas pueden ocupar el mismoestado cuntico. A temperaturas muy bajas tienden a ocupar el nivel energtico ms bajo, ocupando todas las partculas el mismo estado cuntico.5En1924,Satyendra Nath BoseyAlbert Einsteinpostularon un modelo de estadstica, conocida ahora comoestadstica de Bose-Einstein, para molculas a temperaturas muy cercanas alcero absoluto; esta misma estadstica resulta que puede aplicarse tambin a este tipo de partculas.6Segn el modelo estndar, los bosones son cuatro:7PartculaSmboloMasa(enGeV/c2)Carga elctricaEspnInteraccin

Fotn001electromagntica

Bosn WW80,4 11dbil

Bosn ZZ091,18701dbil

Glung001fuerte

Las teoras matemticas que estudian los fenmenos de estas partculas son, en el caso de la interaccin fuerte, de los gluones, lacromodinmica cuntica; y en el caso de lainteraccin electrodbil, de fotones y bosones W y Z, laelectrodinmica cuntica.[editar]FermionesArtculo principal:Fermin.Los fermiones son partculas con espn, o momento angular intrnseco, fraccionario y que s estn sujetos al principio de exclusin de Pauli. O sea que dos partculas no pueden estar en un mismo estado cuntico en el mismo momento. Su distribucin est regida por laestadstica de Fermi-Dirac; de ah su nombre.8Los fermiones son bsicamente partculas de materia, pero a diferencia de los bosones, no todos los fermiones son partculas elementales. El caso ms claro es el de losprotonesyneutrones; estas partculas son fermiones pero estn compuestos dequarks, que, en nuestro nivel actual de conocimientos, s se consideran como elementales.Los fermiones se dividen en dos grupos: los quarks y los leptones. Esta diferencia se aplica debido a que los leptones pueden existir aislados, a diferencia de los quarks que se encuentran siempre en presencia de otros quarks.9Los grupos de quarks no pueden tenercarga de colordebido a que los gluones que los unen poseen carga de color. Las propiedades bsicas de estas partculas se las encuentra aqu:7Tipo de ferminNombreSmboloCargaelectromagnticaCarga dbil*Carga decolorMasa

Leptn

Electrne--1-1/200,511MeV/c

Muon--1-1/20105,6MeV/c

Taun--1-1/201,784GeV/c

Neutrino electrnicoe0+1/20< 50eV/c

Neutrino munico0+1/20< 0,5MeV/c

Neutrino taunico0+1/20< 70MeV/c

Quark

upu+2/3+1/2R/G/B~5MeV/c

charmc+2/3+1/2R/G/B~1.5 GeV/c

topt+2/3+1/2R/G/B>30GeV/c

downd-1/3-1/2R/G/B~10MeV/c

stranges-1/3-1/2R/G/B~100MeV/c

bottomb-1/3-1/2R/G/B~4,7GeV/c

Las partculas de la tabla slo tienen carga dbil cargada (W+y W-) si son levgiras o, para las antipartculas, si son dextrgiras.Las partculas se agrupan engeneraciones. Existen tres generaciones: la primera est compuesta por el electrn, su neutrino y los quarks up y down. La materia ordinaria est compuesta por partculas de esta primera generacin. Las partculas de otras generaciones se desintegran en partculas de las generaciones inferiores.[editar]Partculas compuestasArtculos principales:Partcula compuestayHadrn.Los fsicos de partculas denominan comohadronesa las partculas que se componen de otras mselementales. Los hadrones estn compuestos de quarks, deantiquarksy de gluones. La carga elctrica de los hadrones es un nmero entero, por lo que la suma de la carga de los quarks que los componen debe ser un entero.10La interaccin fuerte es la que predomina en los hadrones, aunque tambin se manifiestan la interaccin electromagntica y la dbil.11Las partculas concarga de colorinteractan mediante gluones; los quarks y los gluones, al tener carga de color, estnconfinadosa permanecer unidos en una partcula con carga de color neutra.12La formulacin terica de estas partculas la realizaron simultnea e independientementeMurray Gell-MannyGeorge Zweigen 1964, en el llamadomodelo de quarks. Este modelo ha recibido numerosas confirmaciones experimentales desde entonces.Los hadrones se subdividen en dos clases de partculas, los bariones y los mesones.[editar]BarionesArtculo principal:Barin.

Estructura de un protn.Los bariones son partculas que contienen tres quarks, algunos gluones y algunos antiquarks. Los bariones ms conocidos son losnucleones; es decir, losprotonesyneutrones, adems de otras partculas ms masivas conocidas comohiperones.13Dentro de los bariones existe una intensa interaccin entre los quarks a travs de los gluones, que transporta la interaccin fuerte. Como los gluones tienen carga de color, en los bariones las partculas que lo contienen cambian rpidamente de carga de color, pero el conjunto del barin permanece con carga de color neutra.14Los bariones son tambin fermiones, por lo que el valor de su espn es 1/2, 3/2,... . Como todas las partculas, los bariones tienen su partcula deantimateriallamada antibarin, que se forma con la unin de tres antiquarks.14Sin contar con los nucleones, la mayora de bariones son inestables.13[editar]MesonesArtculo principal:Mesn.Los mesones son partculas formadas por un quark, un antiquark y la partcula que las une, el gluon. Todos los mesones son inestables; pese a ello pueden encontrarse aislados debido a que las cargas de color del quark y del antiquark son opuestas, obteniendo un mesn con carga de color neutra. Los mesones son adems bosones, ya que la suma de losespines, de sus quark-antiquark ms la contribucin del movimiento de estas partculas es un nmero entero.15Se conoce tambin que el mesn posee interacciones fuertes, dbiles y electromagnticas.13En este grupo se incluyen elpion, elkan, laJ/, y muchas otras. Puede que existan tambinmesones exticos, aunque no existe evidencia experimental de ellos.[editar]Partculas hipotticasArtculo principal:Partcula hipottica.Entre las principales partculas conjeturadas tericamente y que an no han sido confirmadas por ningn experimento hasta el2008, se encuentran: Elbosn de Higgses la nica partcula delmodelo estndarcuya existencia an no se confirm16. Experimentos en elGran colisionador de hadroneshan confirmado el hallazgo de una partcula que podra ser el bosn de Higgs, aunque se est a la espera de mayores precisiones.17En la formulacin delmodelo electrodbil, la partcula que podra explicar la diferencia de masas de los bosones W y Z y el fotn; se postula que para poderromper espontneamente la simetrade uncampo de Yang-Millsse necesita una partcula, ahora conocida como bosn de Higgs. Esta partcula en uncampo de Higgsdara las respuestas a esta interrogante.18 Elgravitnes el hipottico bosn para la interaccin gravitatoria que ha sido propuesto en las teoras de lagravedad cuntica. No suele formar parte delmodelo estndardebido a que no se ha encontrado experimentalmente. Se teoriza que interaccionara con leptones y quarks y que no tendra masa.19Vanse tambin:axin,graviescalar,gravifotn,neutrino estril,bosn Xybosn Y.[editar]SupersimetraLa teora desupersimetraplantea la existencia de partculas supercompaeras de las actuales partculas existentes.20As, entre las ms destacadas tenemos: Elneutralinoes la mejor candidata, en el modelo estndar, para partcula demateria oscura. En la teora desupersimetra, el neutralino es una partcula neutra, estable y super ligera,21que no tiene una pareja simtrica en las partculas ordinarias.22 Lossleptonesy lossquarksson los compaeros supersimtricos de los fermiones delmodelo estndar.20 Elfotino, elwino, elzino, elgravitinoy elgluinoson las partculassupercompaerasde los bosones.20[editar]Otras UnWIMP(del ingls: partcula masiva que interacta dbilmente) son unas partculas hipotticas propuestas para explicar lamateria oscura(como elneutralinoo elaxin). Elpomern, usado en lateora sadklgmpara explicar el fenmeno de ladispersin elsticade los hadrones y la posicin de lospolos de Regge. Elskirmin, unsolitn topolgicopara el campo delpionque se usa para modelar las propiedades a baja energa delnuclen. Elbosn de Goldstonees una excitacin sin masa de un campo cuyasimetra ha sido rota espontneamente. Lospionesson casi bosones de Goldstone por la ruptura de la simetra delisospnde laquiralidaden lacromodinmica cuntica(no lo es porque tiene masa). Elgoldstino(fermin) se produce entonces por la ruptura espontnea de lasupersimetrapor el bosn de Goldstone. Elinstantnes una configuracin de campo que es un mnimo local de una accin eucldea. Se usan en clculos no perturbativos del efecto tnel.[editar]Clasificacin por velocidadDe acuerdo con su masa y rango de velocidad alcanzable las partculas hipotticas (y las reales) pueden clasificarse en: Untardinviaja ms lento que la luz y tiene una masa en reposo no nula. Todas las partculas con masa pertenecen a esta categora. Unluxnviaja exactamente a la velocidad de la luz, y no tiene masa. Todas las partculas bosnicas sin masa pertenecen a esta categora, usualmente se acepta que los neutrinos tambin pertenecen a esta categora. Untaquines una partcula hipottica que viaja ms rpido que la luz, y cuya masa debe de serimaginaria. No se han detectado ejemplos de este tipo de partcula.[editar]CuasipartculasArtculo principal:Cuasipartcula.Las ecuaciones de campo de lafsica de la materia condensadason muy similares a las de la fsica de partculas. Por eso, mucha de la teora de la fsica de partculas se puede aplicar a la fsica de la materia condensada, asignando a cada campo o excitacin de la misma un modelo que incluye "cuasipartculas". Se incluyen: Losfonones, modos vibratorios en unaestructura cristalina. Losexcitones, que son la superposicin de unelectrny unhueco. Losplasmones, conjunto de excitaciones coherentes de unplasma. Lospolaritonesson la mezcla de unfotny otra de las cuasipartculas de esta lista. Lospolarones, que son cuasipartculas cargadas en movimiento que estn rodeadas de iones en un material. Losmagnonesson excitaciones coherentes de los espines de los electrones en un material.[editar]Principales centros de investigacinEn la fsica de partculas, los principales laboratorios internacionales son: CERN, localizado entre la fronteraFranco-Suizacerca de la ciudad suiza deGinebra. Su principal proyecto actual es elLarge Hadron Collidero LHC, terminada su construccin, ha sido puesto en funcionamiento. ste es el ms grande colisionador de partculas del mundo. En el CERN tambin podemos encontrar alLEP, colisionador electrn positrn, y alSuperproton sincrotrn.

Fermilab, localizado cerca deChicagoenEstados Unidos, cuenta con elTevatrnque puede colisionar protones y antiprotones y es el segundo acelerador de partculas ms energtico del mundo despus del LHC. Laboratorio Nacional Brookhaven, localizado en Long Island (Estados Unidos), cuenta con un acelerador relativista de iones pesados que puede colisionar iones pesados como eloroy protones polarizados. Fue el primer acelerador de iones pesados y es el nico que puede acelerar protones polarizados. DESY, localizado enHamburgo(Alemania), cuenta con elHERAque puede acelerar electrones, positrones y protones. KEK, localizado en Tsukuba (Japn), es la organizacin japonesa de investigacin de altas energas. Aqu se han producido muchos experimentos interesantes como elexperimento de oscilacin del neutrinoy el experimento para medir la violacin desimetra CPen el mesn B. SLAC, localizado en Palo Alto (Estados Unidos), cuenta con elPEP-IIque puede colisionar electrones y positrones.stos son los principales laboratorios pero existen muchos ms.

Regla del octetoLaregla del octeto, enunciada en1917porGilbert Newton Lewis, dice que la tendencia de los iones de los elementos delsistema peridicoes completar sus ltimos niveles de energa con una cantidad de 8electronesde tal forma que adquiere una configuracin muy estable. Esta configuracin es semejante a la de ungas noble,1los elementos ubicados al extremo derecho de latabla peridica. Los gases nobles son elementos electroqumicamente estables, ya que cumplen con laestructura de Lewis, son inertes, es decir que es muy difcil que reaccionen con algn otro elemento. Esta regla es aplicable para la creacin de enlaces entre lostomos, la naturaleza de estos enlaces determinar el comportamiento y las propiedades de las molculas. Estas propiedades dependern por tanto del tipo deenlace, del nmero de enlaces por tomo, y de lasfuerzas intermoleculares.Existen diferentes tipos deenlace qumico, basados todos ellos, como se ha explicado antes en la estabilidad especial de la configuracin electrnica de los gases nobles, tendiendo a rodearse de ocho electrnes en su nivel ms externo. Este octeto electrnico puede ser adquirido por un tomo de diferentes maneras: Enlace inico. Enlace covalente. Enlace metlico. Enlaces intermoleculares.Es importante saber, que la regla del octeto es una regla prctica aproximada que presenta numerosas excepciones, pero que sirve para predecir el comportamiento de muchas sustancias.

CO2, con dos enlaces dobles.En la figura se muestran los 4 electrones de valencia delcarbono, creando dos enlaces covalentes, con los 6 electrones en el ltimo nivel de energa de cada uno de losoxgenos, cuya valencia es 2. La suma de los electrones de cada uno de los tomos son 8, llegando al octeto. Ntese que existen casos de molculas con tomos que no cumplen el octeto y son estables igualmente.[editar]LimitacionesExisten excepciones a esta regla. Los tomos que no cumplen la regla del octeto en algunos compuestos son: carbono, nitrgeno, oxgeno y azufre. En algunos casos estos elementos forman dobles enlaces y hasta triples el carbono y el nitrgeno.Algunas molculas o iones sumamente reactivos tienen tomos con menos de ocho electrones en su capa externa. Un ejemplo es el trifluoruro de boro (BF3). En la molcula de BF3el tomo de boro central slo tiene seis electrones a su alrededor.La forma ms clara para ver grficamente el funcionamiento de la "regla del octeto" es la representacin de Lewis de las molculas. Antes de que se puedan escribir algunas estructuras de Lewis, se debe conocer la forma en que los tomos estn unidos entre s. Considrese por ejemplo elcido ntrico. Aunque la frmula del cido ntrico con frecuencia se representa como HNO3, en realidad el hidrgeno est unido a un oxgeno, no al nitrgeno. La estructura es HONO2y no HNO3.Tambin se puede dar cuando existen molculas impares, molculas hipovalentes y molculas hipervalentes. Es cuando los tomos forman compuestos al perder, ganar o compartir electrones para adquirir 8 electrones de valencia. El hidrgeno logra la estabilidad del helio, con 2 electrones de valencia. los tomos de los gases nobles se caracteriza por tener todos sus niveles y subniveles energeticos completamente llenos. La estabilidad de los gases nobles se asocia con la estructura electrnica de su ltima capa que queda llena con ocho electrones.

Energa de enlaceLaenerga de enlacees laenergatotal promedio que se desprendera por la formacin de unmoldeenlaces qumicos, a partir de sus fragmentos constituyentes (todos en estado gaseoso).1Alternativamente, podra decirse tambin que es la energa total promedio que se necesita para romper un mol de enlaces dado (en estado gaseoso).Los enlaces ms fuertes, o sea los ms estables, tienen energas de enlace grandes. Los enlaces qumicos principales son:enlaces covalentes,metlicoseinicos. Aunque tpicamente se le llama enlace de hidrgeno alpuente de hidrgeno, ste no es un enlace real sino una atraccin intermolecular de ms baja energa que un enlace qumico.Las atracciones intermoleculares (fuerzas de Van der Waals), comprenden lasion-dipolo, lasdipolo-dipolo, y lasfuerzas de dispersin de Londonque son atracciones tpicamente ms dbiles que las atracciones en un enlace qumico.Elpuente de hidrgenoes un caso especial de la fuerza intermoleculardipolo-dipolo, que resulta ser de mayor energa relativa debido a que el hidrgeno tiene tan slo unelectrnque apantalla su ncleo positivo. Esta situacin hace que la atraccin entre ese hidrgeno, enlazado a un tomo electronegativo, y un tomo con carga parcial negativa sea relativamente grande.