Alumna: Yuli Méndez Manzanares Capitulo I Conceptos Fundamentales Sobre La Constitución del Átomo.

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1 Alumna: Yuli Méndez Manzanares Capitulo I Conceptos Fundamentales Sobre La Constitución del Átomo

2 Desde que Dalton presenta a principios del siglo pasado, la primera base experimental para una hipótesis atómica hasta nuestros días, la teoría sobre la estructura del átomo y su energía almacenada ha pasado por numerosas viscitudes paralelamente a una serie de descubrimientos sensacionales que han concluido a la concepción actual del mismo. Historia del concepto átomo

3 La primera idea del concepto “átomo” como algo inalterable, tuvo que ser abandonada cuando Becquerel descubrió la radioactividad en el año 1876 y J.J. Thompson un año mas tarde el “electrón” como parte constitutiva de la materia. Durante los quince años siguientes fueron propuestos varios modelos atómicos que cristalizaron en el de RUTHENFORD y BORH en el año 1913.

4 RUTHENFORD afirma que la masa de los átomos se encuentra concentrada en un volumen extraordinariamente pequeño, el cual tiene que estar cargado positivamente lo mismo que las partículas α, por lo tanto los átomos debían estar formados por un núcleo de tamaño muy pequeño donde este concentrado casi toda la masa de los mismos y por una nube de electrones cargada negativamente que neutralizan exactamente la carga positiva del núcleo.

5 Electrón Masa: 0.000548 u.m.a. Carga: Negativa (-) Protón Masa: 1.007597 u.m.a. Carga: Negativa (+) Neutron Masa: 1.008986 u.m.a. Carga: Sin Carga (±)

6 II.-Configuración electrónica de los átomos.

7 Tanto la Mecánica como la Electrodinámica clásica no podían explicar la estabilidad de un sistema tal como el ideado para la estructura del átomo; es decir un núcleo con carga positiva rodeado de electrones en movimiento. Según aquellas, el átomo iría perdiendo energía continuamente por emisión de radiación electromagnética, debido a la aceleración de los electrones por el campo de Coulomb del núcleo.

8 TEORIA BOHR. El átomo solo podía existir en estado de energía perfectamente definido. La teoría de Bohr no podía explicar fenómenos tales como el desdoblamiento de las lineas espectrales observado en la estructura fina de los espectros atómicos.

9 SOMMERFIELD generalizó la teoría de Bohr induciendo junto a la otras órbitas circulares otras elípticas con el núcleo situado en uno de los focos. El efecto Zeeman quedo explicado con la tercera condición cuántica, que limitaba el numero de orientaciones de un átomo o un campo magnético a ciertos valores permitidos sugiriendo así el número cuántico magnético.

10 Cada órbita electrónica en un átomo esta caracterizada por los cuatro número cuánticos: “n”, “l”, “m” y “m s” ; pero estos números cuánticos no son independientes unos de los otros sino que vienen condicionados por el numero cuántico principal “n”.

11 El sistema periódico de los elementos se forma llenando con electrones las sucesivas orbitas, hasta completar un número de esos igual a la carga nuclear, teniendo en cuenta para ello los dos principios siguientes:

12 1. El principio de exclusión de PAULI, en un átomo no puede haber dos electrones con el mismo estado de energía, es decir con valores idénticos en los cuatro números cuánticos.

13 2. El estado normal de un átomo corresponde siempre a la configuración electrónica de menor energía potencial.

14 Capitulo III Física Atómica y Física Nuclear

15 La unidad cegesimal de energía o de trabajo es el ergio, pero los fenómenos energéticos que tienen lugar en las orbitas electrónicas y núcleos atómicos suelen expresarse con mucha frecuencia en una unidad llamada electrón-voltio (ev).

16 electrón-voltio (ev). Se define como la energía liberada cuando un electrón cae a través de una diferencia de potencial de 1 voltio en el vacio. Esta energía viene dada por el producto de la carga del electrón por la diferencia de potencial.

17 La configuración electrónica de un átomo decide el comportamiento químico del mismo, siendo los electrones de las capas más externas los responsables de propiedades tales como la valencia.

18 IV.- El Núcleo Atómico

19 A)El Núcleo El núcleo de los átomos se acepta universalmente que esta formado por protones y neutrones en una cantidad de ellos, y varia de unos núcleos a otros. La carga nuclear vienen determinada por el numero de electrones orbitales, para que el átomo sea electrónicamente neutro.

20 B) Naturaleza de las Fuerzas. La naturaleza de las fuerzas nucleares no esta todavía bien comprendida parece evidente que estas fuerzas no sean debidas a atracciones coulombiananas puesto que el neutrón no tiene carga eléctrica alguna.

21 Puesto que tanto los protones como los neutrones tienen una masa aproximada de 1 u.m.a y el electrón pesa solo 0.000548 u.m.a. (alrededor de 1.1800 de la masa del protón). Prácticamente toda la masa del átomo esta contenida en el núcleo.

22 C) Masa y Energía. Las masas de los núcleos atómicos son tan pequeñas, menores de 10 21 g. que suelen expresarse en una unidad especial llamada unidad de masa atómica (u.m.a.).

23 En los espectrógrafos los espectros suelen registrarse sobre las placas fotográficas que se impresionan por la acción de los iones negativos mientras que en los espectrómetros se mide la corriente iónica en las diferentes posiciones del campo.

24 Otro concepto muy utilizado en Física Nuclear es la llamada fracción de empaquetamiento que viene dada por la expresión.

25 D) Conceptos de Isotopía y Estabilidad. Cada elemento ha de tener un número definido y constante de protones en su núcleo. Se llaman isotopos a aquellos núcleos que tienen el mismo valor de “z” pero diferente de “A”, es decir igual número de protones y diferente de neutrones.

26 Se llaman isobaros aquellos nuclidos que tienen igual número de masa pero diferente de neutrones y protones. Se llaman isotonos a aquellos nuclidos con igual numero de neutrones (N) pero diferentes de “Z” y “A”.

27 Los núcleos atómicos pueden encontrarse en diferentes estados o niveles energéticos. El estado de mas baja energía de un núcleo se llama estado fundamental y los de mayor energía se llaman estados excitados. El estado fundamental es el estado más normal de aquellos.

28 El número de nuclidos que se conoce de todos los elementos es considera- blemente elevado (aprox. 1295) y suelen ordenarse en la llamada carta de nuclidos de acuerdo con su contenido de neutrones y protones,

29 pero solo una parte de ellos (274 correspondientes a 81 elementos) existen en la naturaleza sin alterarse durante largos periodos de tiempo. A estos nuclidos se les llama nuclidos o isotopos estables.

30 E) Modelos de Núcleos. Algunos modelos aceptan que los nucleones tienen muy poca interacción entre si en el estado fundamental del núcleo, así como el de mas baja excitación, y se llaman por este motivo modelos de partículas independientes.

31 El modelo de los orbitales indica que los nucleones se distribuyen dentro del núcleo formando orbitas a semejanza con lo que ocurre con los electrones extra nucleares. El modelo de la gota de liquido considera al núcleo formado por un núcleo de bloque compacto de nucleones, con fuertes interacciones entre estos y provisto de..

32 poderosas fuerzas superficiales que impiden su desmoronamiento lo mismo que la tensión superficial en las gotas de liquido los niveles energéticos nucleares son representados como estados cuantizados del núcleo como un conjunto y no como un estado de una sola partícula.