Comentario

Hacia 1911 se admitía que los átomos estaban constituidos por cargas eléctricas positivas y negativas en cantidades iguales para que, como lo muestra la experiencia, sean exteriormente neutros. Pero no se tenia la menor idea de cómo podrían estar distribuidas esas cargas en el interior del átomo.

                     

Medidas al interior de un átomo

¿Cuánto mide un átomo?

Aproximadamente 1 Ångström, es decir una distancia igual a la cien millonésima parte de un centímetro (0,000.000.01cm = 10^-8cm, expresado en notación exponencial).

¿Qué significa esta medida? Que poniendo un átomo a continuación del otro necesitaríamos alrededor de 10.000.000.000 (diez mil millones) para cubrir la distancia de 1 metro.

¿Cuánto mide el núcleo del átomo?

El tamaño del núcleo es muchísimo menor que el del átomo (aproximadamente 10.000 veces menor), tan chico como 0,000.000.000.001 cm, lo que equivale a 10^-12 cm. ¿Qué significa este tamaño? Para hacernos una idea, pensemos que si el núcleo fuera una pelota de golf, los electrones estarían girando a una distancia aproximada de 4 cuadras, o que si el núcleo tuviera el tamaño de un granito de arena fina (de 0,1 mm por ejemplo) los electrones deberían girar a 1 metro de distancia. Si el átomo tuviera el tamaño de una cancha de fútbol, el núcleo sólo tendría el tamaño de un botón de camisa.

El volumen del espacio ocupado por el núcleo es tan pequeño que se necesitarían alrededor de 1.000.000.000.000 (un billón) de núcleos para cubrir el volumen ocupado por el átomo. Pensemos para ello en una pecera de 1 metro de diámetro e imaginemos los granos de arena fina que puede contener. Si el volumen del núcleo fuera 1 litro, el átomo tendría el volumen de una pileta denatación de 10 km de largo por 10 km de ancho por 10 metros de profundidad. El núcleo a su vez está formado por nucleones, es decir por neutrones (que no tienen carga eléctrica) y protones (que tienen carga eléctrica positiva). Un neutrón tiene prácticamente el mismo peso (en realidad es, prácticamente, la misma masa) que un protón. En cambio los nucleones son mucho más pesados que los electrones; un neutrón pesa aproximadamente lo mismo que 1840 electrones. Esto quiere decir que no sólo el átomo está casi vacío, sino que casi toda la materia que lo compone, su masa, su peso, están concentrados en el núcleo.

Subparticulas átómicas

Subparticulas atómicas.
Una partícula subatómica es una partícula más pequeña que el átomo. Puede ser una partícula elemental o una compuesta, a su vez, por otras partículas subatómicas, como son los quarks, que componen los protones y neutrones. No obstante, existen otras partículas subatómicas, tanto compuestas como elementales, que no son parte del átomo, como es el caso de los neutrinos y bosones.
 
                                

Caracteristicas del atómo

Caracteristicas del átomo.

Átomo (Del latín atomum, y este del griego ατομον, indivisible) es la menor cantidad de un elemento químico que tiene existencia propia, y que no es posible dividir mediante procesos químicos.

Es la menor porción de un elemento la cual no tiene carga eléctrica, y puede entrar en combinaciones químicas. Unidad mínima de un elemento. Partícula más pequeña que poseen las propiedades de un elemento. Toda la materia está compuesta por átomos. componente más pequeño de un elemento químico que retiene las propiedades asociadas con ese elemento. Los átomos están compuestos de protones, neutrones y electrones; el número de protones determina la identidad del elemento.

Neutrones y sus funciones

Función de los neutrones

La función principal del neutrón en el núcleo es utilizar su fuerza para permitir que los protones se unan en lugar de repelerse entre sí como lo harían si los neutrones no existieran. Como los neutrones no tienen carga eléctrica, no se ven afectados por la carga eléctrica de los protones. Un vínculo más fuerte entra en juego dominando la fuerza eléctrica que atrae a los protones y neutrones por lo que ambas partículas se mantienen juntas para crear un núcleo estable.

Decaimiento Radiactivo

Decaimiento radiactivo.
El decaimiento radiactivo se caracteriza por la descomposición espontánea de un núcleo, generando nucleos de menor masa, partículas pequeñas y energía. Los nucleos que experimentan desintegración poseen una razón por sobre o por debajo del cinturón de estabilidad del gráfico "estabilidad isotopica". El fenómeno radiactivo no significa que todos los núcleos de un determinado elemento liberan partículas simultáneamente, sino que es un proceso paulatino, lento o muy rápido, dependiendo del isótopo.

Radioactividad

Radioactividad.
La radiactividad o radioactividad. es un fenómeno químico-físico por el cual algunos cuerpos o elementos químicos, llamados radiactivos, emiten radiaciones que tienen la propiedad de impresionar placas radiográficas, ionizar gases, producir fluorescencia, atravesar cuerpos opacos a la luz ordinaria, entre otros. Debido a esa capacidad, se les suele denominar radiaciones ionizantes (en contraste con las no ionizantes). Las radiaciones emitidas pueden ser electromagnéticas, en forma de rayos X o rayos gamma, o bien corpusculares, como pueden ser núcleos de helio, electrones o positrones, protones u otras. En resumen, es un fenómeno que ocurre en los núcleos de ciertos elementos, inestables, que son capaces de transformarse, o decaer, espontáneamente, en núcleos atómicos de otros elementos más estables.
La radiactividad ioniza el medio que atraviesa. Una excepción lo constituye el neutrón, que no posee carga, pero ioniza la materia en forma indirecta. En las desintegraciones radiactivas se tienen varios tipos de radiación: alfa, beta, gamma y neutrones.
La radiactividad es una propiedad de los isótopos que son "inestables", es decir, que se mantienen en un estado excitado en sus capas electrónicas o nucleares, con lo que, para alcanzar su estado fundamental, deben perder energía. Lo hacen en emisiones electromagnéticas o en emisiones de partículas con una determinada energía cinética. Esto se produce variando la energía de sus electrones (emitiendo rayos X) o de sus nucleones (rayo gamma) o variando el isótopo (al emitir desde el núcleo electrones, positrones, neutrones, protones o partículas más pesadas), y en varios pasos sucesivos, con lo que un isótopo pesado puede terminar convirtiéndose en uno mucho más ligero, como el uranio que, con el transcurrir de los siglos, acaba convirtiéndose en plomo.
La radiactividad se aprovecha para la obtención de energía nuclear, se usa en medicina (radioterapia y radiodiagnóstico) y en aplicaciones industriales (medidas de espesores y densidades, entre otras).
La radiactividad puede ser:

• Natural: manifestada por los isótopos que se encuentran en la naturaleza.
• Artificial o inducida: manifestada por los radioisótopos producidos en transformaciones artificiales.

Desintegración

Caracteristicas de la desintegración.

Desintegracion alfa:: El elemento radiactivo de número atómico Z, emite un núcleo de Helio (dos protones y dos neutrones), el número atómico disminuye en dos unidades y el número másico en cuatro unidades, produciéndose un nuevo elemento situado en el lugar Z-2 de la Tabla Periódica.

desintegracion beta:: El núcleo del elemento radiactivo emite un electrón, en consecuencia, su número atómico aumenta en una unidad, pero el número másico no se altera. El nuevo elemento producido se encuentra el lugar Z+1 de la Tabla Periódica.

Desintegración gamma:: El núcleo del elemento radiactivo emite un fotón de alta energía, la masa y el número atómico no cambian, solamente ocurre un reajuste de los niveles de energía ocupados por los nucleones.

Tipos de emisiones

Tipos de emisiones

Emision alfa ( α ) : Las partículas alfa emitidas por los radionucleidos naturales no son capaces de atravesar una hoja de papel o la piel humana y se frenan en unos pocos centímetros de aire. Sin embargo, si un emisor alfa es inhalado (por ejemplo, el 210Po), ingerido o entra en el organismo a través de la sangre (por ejemplo una herida) puede ser muy nocivo.


Emision Beta (β) :Las partículas beta son electrones. Los de energías más bajas son detenidoss por la piel, pero la mayoría de los presentes en la radiación natural pueden atravesarla. Al igual que los emisores alfa, si un emisor beta entra en el organismo puede producir graves daños.
 
 * Emisiones Beta positiva: Lo que sucede en este tipo de emisión es que un protón del núcleo atómico pierde su carga eléctrica, es decir, se convierte en un neutrón. Generalmente esto ocurre en núcleos cuya cantidad de protones es mayor que la de neutrones.

 * Emisiones Beta negativas: En este proceso, un neutrón del nucleo atómico experimenta un fenomeno en el cual se transforma en un protón, liberando un electrón. El protón permanece al interior del núcleo, mientras el electrón es expulsado.



Emision Gamma (γ) : Los rayos gamma son los más penetrantes de los tipos de radiación descritos. La radiación gamma suele acompañar a la beta y a veces a la alfa. Los rayos gamma atraviesan fácilmente la piel y otras sustancias orgánicas, por lo que puede causar graves daños en órganos internos. Los rayos X (*) caen en esta categoría –también son fotones– pero con una capacidad de penetración menor que los gamma.

Decaimientos Nucleares

Decaimientos nucleares.
En todos los procesos de decaimiento radiactivo, estarán presentesbalances de energía, de manera parecida a como la masa se conserva enuna mezcla química. A nivel atómico, la energía total que hay antes de unaemisión debe ser igual a la que hay después de la emisión.Detengámonos en la energía de una partícula. En el año 1905, el físico

Albert Einstein

(1879-1955) postuló su teoría especial de la relatividad.Entre los muchos aportes de dicha teoría, estableció la energía que tieneuna partícula que se encuentraen reposo, mediante la ecuación:     

                                                                              

 

Fuerza Nuclear

¿Que es la fuerza nuclear?

Fuerza nuclear:
1: Una fuerza nuclear es aquella fuerza que tiene origen exclusívamente en el interior de los núcleos atómicos. Existen dos fuerzas nucleares, la fuerza fuerte que actúa sobre los nucleones y la fuerza débil que actúa en el interior de los mismos

2: La fuerza entre protones y protones, protones y neutrones, y neutrones y neutrones, que mantiene unidos los núcleos atómicos. Cuando las partículas están a cierta distancia una de otra, la fuerza nuclear es atractiva; cuando están más próximas se hace repulsiva. La fuerza nuclear es responsable de gran parte de la presión cerca del centro de una estrella de neutrones.


 

Reacciones Nucleares

Reacciones nucleares.

Las reacciones nucleares son procesos de combinación y transformación de las partículas sub-atómicas y núcleos atómicos. Las reacciones nucleares pueden ser endotérmicas o exotérmicas, atendiendo a si precisan energía para producirse o a si la desprenden respectivamente

Características de las reacciones nucleares

• Las reacciones nucleares son producidas por partículas nucleares.

• Las reacciones nucleares causan transmutación de los elementos, conversión de un átomo a otro.

• Las reacciones nucleares ocurren con cambios de energía que superan a las de las reacciones químicas.

• Las reacciones nucleares son independientes de las condiciones ambientales.

• La reactividad nuclear de un elemento es independiente de la forma en que se halle, bien sea libre o formando compuestos.

Las Reacciones Nucleares son aquellas donde se altera la composición de los núcleos atómicos liberándose enormes cantidades de energía.

Fusión Nuclear

Fusión Nuclear

La fusión nuclear es una reacción nuclear en la que dos núcleos de átomos ligeros, en general el hidrógeno y sus isótopos (deuterio y tritio), se unen para formar otro núcleo más pesado, liberando una gran cantidad de energía.
Para que ocurra la fusion nuclear, es necesario que existan temperaturas de millones de grados y una presion enorme. en esas circunstancias,dos núcleos se juntan de formar uno nuevo, pero la masa del nuevo es menor a la suma de los dos originales.

Interacciones Fundamentales

Interacciones fundamentales.

En física, se denominan interacciones fundamentales los cuatro tipos de campos cuánticos mediante los cuales interactúan las partículas. Según el modelo estándar, las partículas que interaccionan con las partículas materiales, fermiones, son los bosones.
Existen 4 tipos de interacciones fundamentales: interacción nuclear fuerte, interacción nuclear débil, interacción electromagnética e interacción gravitatoria.












Interaccion nuclear fuerte.
Esta fuerza es la responsable de mantener unidos a los nucleones (protones y neutrones) que coexisten en el núcleo atómico, venciendo a la repulsión electromagnética entre los protones que poseen carga eléctrica del mismo signo (positiva) y haciendo que los neutrones, que no tienen carga eléctrica, permanezcan unidos entre sí y también a los protones.

Interaccion nuclear debil.
 En el modelo estándar de la física de partículas, ésta se debe al intercambio de los bosones W y Z, que son muy masivos. El efecto más familiar es el decaimiento beta (de los neutrones en el núcleo atómico) y la radiactividad. La palabra "débil" deriva del hecho que un campo de fuerzas es de 10¹³ veces menor que la interacción nuclear fuerte; aun así esta interacción es más fuerte que la gravitación a cortas distancias.

 

Interaccion electromagnetica electromagnetica.
Desde un punto de vista macroscópico y fijado un observador, suele separarse en dos tipos de interacción, la interacción electrostática, que actúa sobre cuerpos cargados en reposo respecto al observador, y la interacción magnética, que actúa solamente sobre cargas en movimiento respecto al observador.




Interaccion nuclear gravitatoria.
Origina la aceleración que experimenta un cuerpo físico en las cercanías de un objeto astronómico. También se denomina interacción gravitatoria o gravitación.