{"id":3022,"date":"2013-09-21T03:30:39","date_gmt":"2013-09-21T02:30:39","guid":{"rendered":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/?p=3022"},"modified":"2013-09-21T05:59:02","modified_gmt":"2013-09-21T04:59:02","slug":"el-nucleo-ante-que-el-atomo","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2013\/09\/21\/el-nucleo-ante-que-el-atomo\/","title":{"rendered":"El n\u00facleo antes que el \u00e1tomo"},"content":{"rendered":"

El n\u00facleo at\u00f3mico<\/strong><\/p>\n

El propio Rutherford empez\u00f3 a vislumbrar la respuesta. Entre 1906 y 1908 (hace ahora un siglo) realiz\u00f3 constantes experimentos disparando part\u00edculas alfa<\/a> contra una l\u00e1mina sutil de metal (como oro o platino), para analizar sus \u00e1tomos. La mayor parte de los proyectiles atravesaron la barrera sin desviarse (como balas a trav\u00e9s de las hojas de un \u00e1rbol), pero no todos. En la placa fotogr\u00e1fica que le sirvi\u00f3 de blanco tras el metal, Rutherford descubri\u00f3 varios impactos dispersos e insospechados alrededor del punto central. Comprob\u00f3 que algunas part\u00edculas hab\u00edan rebotado. Era como si en vez de atravesar las hojas, algunos proyectiles hubiesen chocado contra algo m\u00e1s s\u00f3lido. Rutherford supuso que aquella \u201cbalas\u201d hab\u00edan chocado contra una especie de n\u00facleo denso, que ocupaba s\u00f3lo una parte m\u00ednima del volumen at\u00f3mico y ese n\u00facleo de intensa densidad desviaban los proyectiles que acertaban a chocar contra \u00e9l. Ello ocurr\u00eda en muy raras ocasiones, lo cual demostraba que los n\u00facleos at\u00f3micos deb\u00edan ser realmente \u00ednfimos, porque un proyectil hab\u00eda de encontrar por fuerza muchos millones de \u00e1tomos al atravesar la l\u00e1mina met\u00e1lica.<\/p>\n

\n

\"\"<\/p>\n

Era l\u00f3gico suponer, pues, que los protones<\/a> constitu\u00edan ese n\u00facleo duro. Rutherford represent\u00f3 los protones<\/a> at\u00f3micos como elementos api\u00f1ados alrededor de un min\u00fasculo \u201cn\u00facleo at\u00f3mico\u201d que serv\u00eda de centro (despu\u00e9s de todo eso, hemos podido saber que el di\u00e1metro de ese n\u00facleo equivale a algo m\u00e1s de una cienmil\u00e9sima del volumen total del \u00e1tomo).<\/p>\n

En 1908 se concedi\u00f3 a Rutherford el premio Nobel de Qu\u00edmica por su extraordinaria labor de investigaci\u00f3n sobre la naturaleza de la materia. \u00c9l fue el responsable de importantes descubrimientos que permitieron conocer la estructura de los \u00e1tomos en esa primera avanzadilla.<\/p>\n

\"Atomos\"<\/p>\n

Desde entonces se pueden describir con t\u00e9rminos m\u00e1s concretos los \u00e1tomos espec\u00edficos y sus diversos comportamientos. Por ejemplo, el \u00e1tomo de hidr\u00f3geno posee un solo electr\u00f3n<\/a>. Si se elimina, el prot\u00f3n<\/a> restante se asocia inmediatamente a alguna mol\u00e9cula vecina; y cuando el n\u00facleo desnudo de hidr\u00f3geno no encuentra por este medio un electr\u00f3n<\/a> que participe, act\u00faa como un prot\u00f3n<\/a> (es decir, una part\u00edcula subat\u00f3mica), lo cual le permite penetrar en la materia y reaccionar con otros n\u00facleos si conserva la suficiente energ\u00eda.<\/p>\n

El helio, que posee dos electrones<\/a>, no cede uno con tanta facilidad. Sus dos electrones<\/a> forman un caparaz\u00f3n herm\u00e9tico, por lo cual el \u00e1tomo es inerte. No obstante, si se despoja al helio de ambos electrones<\/a>, se convierte en una part\u00edcula alfa<\/a>, es decir, una part\u00edcula subat\u00f3mica portadora de dos unidades de carga positiva.<\/p>\n

<\/p>\n

Hay un tercer elemento, el litio, cuyo \u00e1tomo tiene tres electrones<\/a>. Si se despoja de uno o dos, se transforma en i\u00f3n, y si pierde los tres, queda reducida a un n\u00facleo desnudo, con una carga positiva de tres unidades.<\/p>\n

Las unidades de carga positiva en el n\u00facleo at\u00f3mico deben ser num\u00e9ricamente id\u00e9nticas a los electrones<\/a> que contiene por norma, pues el \u00e1tomo suele ser un cuerpo neutro, y esta igualdad de lo positivo con lo negativo es el equilibrio. De hecho, los n\u00fameros at\u00f3micos de sus elementos se basan en sus unidades de carga positiva, no en las de carga negativa, porque resulta f\u00e1cil hacer variar el n\u00famero de electrones<\/a> at\u00f3micos dentro de la formaci\u00f3n i\u00f3nica, pero en cambio se encuentran grandes dificultades si se desea alterar el n\u00famero de sus protones<\/a>.<\/p>\n

\"Download<\/p>\n

Apenas esbozado este esquema de la construcci\u00f3n at\u00f3mica, surgieron nuevos enigmas. El n\u00famero de unidades con carga positiva en un n\u00facleo no equilibr\u00f3, en ning\u00fan caso, el peso nuclear ni la masa, exceptuando el caso del \u00e1tomo de hidr\u00f3geno. Para citar un ejemplo, se averigu\u00f3 que el n\u00facleo de helio ten\u00eda una carga positiva dos veces mayor que la del n\u00facleo de hidr\u00f3geno; pero como ya se sab\u00eda, su masa era cuatro veces mayor que la de este \u00faltimo. Y la situaci\u00f3n empeor\u00f3 progresivamente a medida que se descend\u00eda por la tabla de elementos, e incluso cuando se alcanz\u00f3 el uranio, se encontr\u00f3 un n\u00facleo con una masa igual a 238 protones<\/a>, pero una carga que equival\u00eda s\u00f3lo a 92.<\/p>\n

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\u00bfC\u00f3mo era posible que un n\u00facleo que conten\u00eda cuatro protones<\/a> (seg\u00fan se supon\u00eda el n\u00facleo de helio) tuviera s\u00f3lo dos unidades de carga positiva? Seg\u00fan la m\u00e1s simple y primera conjetura emitida, la presencia en el n\u00facleo de part\u00edculas cargadas negativamente y con peso despreciable neutralizaba dos unidades de carga. Como es natural, se pens\u00f3 tambi\u00e9n en el electr\u00f3n<\/a>. Se podr\u00eda componer el rompecabezas si se supon\u00eda que en n\u00facleo de helio estaba integrado por cuatro protones<\/a> y dos electrones<\/a> neutralizadores, lo cual deja libre una carga positiva neta de dos, y as\u00ed sucesivamente, hasta llegar al uranio, cuyo n\u00facleo tendr\u00eda, pues, 238 protones<\/a> y 146 electrones<\/a>, con 92 unidades libres de carga positiva. El hecho de que los n\u00facleos radiactivos emitieran electrones<\/a> (seg\u00fan se hab\u00eda comprobado ya, por ejemplo, en el caso de las part\u00edculas beta<\/a>), reforz\u00f3 esta idea general. Dicha teor\u00eda prevaleci\u00f3 durante m\u00e1s de una d\u00e9cada, hasta que por caminos indirectos, lleg\u00f3 una respuesta mejor como resultado de otras investigaciones.<\/p>\n

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A\u00f1o<\/strong><\/span><\/td>\nCient\u00edfico<\/strong><\/span><\/td>\nDescubrimientos experimentales <\/strong><\/span><\/td>\nModelo at\u00f3mico<\/strong> <\/span><\/td>\n<\/tr>\n
1808<\/span><\/td>\n\"\"
\nJohn Dalton<\/a><\/span><\/td>\n		\n\n\n\n\n
Durante el s.XVIII y principios del XIX algunos cient\u00edficos hab\u00edan investigado distintos aspectos de las reacciones qu\u00edmicas, obteniendo las llamadas leyes cl\u00e1sicas de la Qu\u00edmica<\/a><\/strong>.<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
\"\"<\/a><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/td>\n\n\n\n\n\n\n
La imagen del \u00e1tomo expuesta por Dalton en su teor\u00eda at\u00f3mica<\/a><\/em>, para explicar estas leyes, es la de min\u00fasculas part\u00edculas esf\u00e9ricas, indivisibles e inmutables, <\/span><\/td>\n<\/tr>\n
iguales entre s\u00ed en cada elemento qu\u00edmico.<\/span><\/td>\n\"\"<\/a><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/td>\n<\/tr>\n
1897<\/span><\/td>\n\"\"
\nJ.J. Thomson<\/a><\/span><\/td>\n		\n\n\n\n\n
Demostr\u00f3 que dentro de los \u00e1tomos hay unas part\u00edculas diminutas, con carga el\u00e9ctrica negativa, a las que se llam\u00f3 electrones<\/a><\/strong>.<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
\"\"<\/a><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/td>\n\n\n\n\n\n\n
De este descubrimiento dedujo que el \u00e1tomo deb\u00eda de ser una esfera de materia cargada positivamente, en cuyo interior estaban incrustados los electrones<\/a>.<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
(Modelo at\u00f3mico de Thomson<\/a><\/em>.)<\/span><\/td>\n\"\"<\/a><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/td>\n<\/tr>\n
1911<\/span><\/td>\n\"\"
\nE. Rutherford<\/a><\/span><\/td>\n		\n\n\n\n\n
Demostr\u00f3 que los \u00e1tomos no eran macizos, como se cre\u00eda, sino que est\u00e1n vac\u00edos en su mayor parte y en su centro hay un diminuto n\u00facleo<\/a><\/strong>.<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
\"\"<\/a><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/td>\n\n\n\n\n\n\n
Dedujo que el \u00e1tomo deb\u00eda estar formado por una corteza<\/em> con los electrones<\/a> girando alrededor de un n\u00facleo central cargado positivamente.<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
(Modelo at\u00f3mico de Rutherford<\/a><\/em>.)<\/span><\/td>\n\"\"<\/a><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/td>\n<\/tr>\n
1913<\/span><\/td>\n\"\"
\nNiels Bohr<\/a><\/span><\/td>\n		\n\n\n\n\n
Espectros at\u00f3micos<\/a><\/strong> discontinuos originados por la radiaci\u00f3n emitida por los \u00e1tomos excitados de los elementos en estado gaseoso.<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
\"\"<\/a><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/td>\n\n\n\n\n\n\n\n
Propuso un nuevo modelo at\u00f3mico, seg\u00fan el cual los electrones<\/a> giran alrededor del n\u00facleo en unos niveles bien definidos.<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
(Modelo at\u00f3mico de Bohr<\/a><\/em>.)<\/span><\/td>\n\"\"<\/a><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/td>\n<\/tr>\n
\"\"<\/td>\n<\/tr>\n

\n<\/span><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

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Pero entre tanto se hab\u00edan presentado algunas objeciones rigurosas contra dicha hip\u00f3tesis. Por lo pronto, si el n\u00facleo estaba constituido esencialmente de protones<\/a>, mientras que los ligeros electrones<\/a> no aportaban pr\u00e1cticamente ninguna contribuci\u00f3n a la masa, \u00bfc\u00f3mo se explicaba que las masas relativas de varios n\u00facleos no estuvieran representadas por n\u00famero enteros? Seg\u00fan los pesos at\u00f3micos conocidos, el n\u00facleo del \u00e1tomo cloro, por ejemplo, ten\u00eda una masa 35\u20195 veces mayor que la del n\u00facleo de hidr\u00f3geno. \u00bfAcaso significaba esto que conten\u00eda 35\u20195 protones<\/a>? Ning\u00fan cient\u00edfico (ni entonces ni ahora) pod\u00eda aceptar la existencia de medio prot\u00f3n<\/a>.<\/p>\n

Este singular interrogante encontr\u00f3 una respuesta incluso antes de solventar el problema principal, y ello dio lugar a una interesante historia que, contar\u00e9 otro d\u00eda. Ahora desde el conocimiento del \u00e1tomo de Dem\u00f3crito, hemos pasado a poder construir cosas como estas.<\/p>\n

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\"[hubble.jpg]\"<\/p>\n

Ya estamos fuera<\/p>\n

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\"\"<\/em><\/p>\n

La fuerza de gravedad distorsiona el espacio y crea su geometr\u00eda<\/p>\n

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\"[081217075138-large.jpg]\"<\/em><\/p>\n

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La Belleza de nuestro planeta es, en su peque\u00f1ez, la muestra de un Universo maravilloso<\/p>\n

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\u00bfHasta d\u00f3nde podremos llegar con nuestras nuevas tecnolog\u00edas? He podido leer por ah\u00ed que\u00a0utilizando un\u00a0l\u00e1ser<\/a>, en el Instituo Max Plank de Alemania, han logrado hacer posible que, las part\u00edculas virtuales se conviertan en part\u00edculas reales. \u00a1El futuro est\u00e1 aqu\u00ed?<\/p>\n

Pero est\u00e1bamos hablando del \u00e1tomo y, caigo en la cuenta de que, nunca hemos dado una rese\u00f1a de cierta exactitude lo que un \u00e1tomo es, y, siendo la parte m\u00e1s peque\u00f1a de un elemento que pueda existir, los \u00e1tomos constar de un n\u00facleo peque\u00f1o y denso de protones<\/a> y neutrones<\/a>, rodeados de electrones<\/a> movi\u00e9ndose. El n\u00famero de electrones<\/a> es igual que el n\u00famero de protones<\/a>, de forma que, tenioendo los unos carga positiva y los otros cargas negativas equivalentes, la carga total resultante es cero. Los electrones<\/a> se puede pensar que se mueven en \u00f3rbitas circulares o el\u00edpticas (Bohr) o m\u00e1s correctamente, en regiones del espacio alrededor del n\u00facleo (orbital).<\/p>\n

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\"\"<\/div>\n
Los \u00e1tomos son las part\u00edculas que constituyen la materia. Se hallan formados por part\u00edculas subat\u00f3micas. Juntos crean mol\u00e9culas que, unidad, son las que conforman toda la materia que podemos ver. La que llamamos bari\u00f3nica, la que emite luz y otras formas de radiaci\u00f3n electromagn\u00e9ticas.<\/div>\n
Los electrones<\/a><\/strong> son part\u00edculas con una masa 1800 veces menor a la del \u00e1tomo de hidr\u00f3geno, con carga el\u00e9ctrica negativa y que se hallan en la corteza, girando alrededor del n\u00facleo.<\/div>\n
Los protones<\/a><\/strong> son part\u00edculas que se hallan en el n\u00facleo, con una masa similar a la del \u00e1tomo de hidr\u00f3geno y con carga el\u00e9ctrica positiva.<\/div>\n
Los neutrones<\/a><\/strong> son part\u00edculas con la misma masa que los protones<\/a>, sin carga el\u00e9ctrica y que se hallan, junto a los protones<\/a>, en el n\u00facleo.<\/div>\n
Protones y Neutrones, <\/strong>est\u00e1n formados por part\u00edculas m\u00e1speque\u00f1as llamadas Quarks.<\/div>\n
La estructura electr\u00f3nica de un \u00e1tomo se refiere a la forma en la que los electrones<\/a> est\u00e1n dispuestos alrededor del n\u00facleo y, en particular, a los niveles de energ\u00eda que ocupan. Cada electr\u00f3n<\/a> puede ser caracterizado por un conjunto de cuatro n\u00fameros cu\u00e1nticos.<\/div>\n
\n

\u00a0Los orbitales s <\/strong>(l=0) tienen forma esf\u00e9rica. La extensi\u00f3n de este orbital depende del valor del n\u00famero cu\u00e1ntico principal, asi un orbital 3s tiene la misma forma pero es mayor que un orbital 2s.<\/p>\n

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\"\"<\/center>
<\/center>
<\/center>\"\" Los orbitales p <\/strong>(l=1) est\u00e1n formados por dos l\u00f3bulos id\u00e9nticos que se proyectan a lo largo de un eje. La zona de uni\u00f3n de ambos l\u00f3bulos coincide con el n\u00facleo at\u00f3mico. Hay tres orbitales p (m=-1, m=0 y m=+1) de id\u00e9ntica forma, que difieren s\u00f3lo en su orientaci\u00f3n a lo largo de los ejes x, y o z.<\/p>\n

 <\/p>\n

 <\/p>\n

\"\"<\/center>
<\/center>\"\" Los orbitales d <\/strong>(l=2) tambi\u00e9n est\u00e1n formados por l\u00f3bulos. Hay cinco tipos de orbitales d (que corresponden a m=-2, -1, 0, 1, 2)<\/p>\n

 <\/p>\n

\"\"<\/center>\"\" Los orbitales f <\/strong>(l=3) tambi\u00e9n tienen un aspecto multilobular. Existen siete tipos de orbitales f (que corresponden a m=-3, -2, -1, 0, +1, +2, +3).<\/p>\n

\"\"<\/center>Una vez descritos los cuatro n\u00famero cu\u00e1nticos, podemos utilizarlos para describir la estructura electr\u00f3nica del \u00e1tomo de hidr\u00f3geno:<\/p>\n

 <\/p>\n

El electr\u00f3n<\/a> de un \u00e1tomo de hidr\u00f3geno en el estado fundamental se encuentra en el nivel de energ\u00eda m\u00e1s bajo, es decir, n=1, y dado que la primera capa principal contiene s\u00f3lo un orbital s, el n\u00famero cu\u00e1ntico orbital es l=0. El \u00fanico valor posible para el n\u00famero cu\u00e1ntico magn\u00e9tico es ml<\/sub>=0. Cualquiera de los dos estados de spin son posibles para el electr\u00f3n<\/a>. As\u00ed podr\u00edamos decir que el electr\u00f3n<\/a> de un \u00e1tomo de hidr\u00f3geno en el estado fundamental est\u00e1 en el orbital 1s, o que es un electr\u00f3n<\/a> 1s, y se representa mediante la notaci\u00f3n:<\/p>\n

 <\/p>\n

1s1<\/sup><\/span><\/center>en donde el super\u00edndice 1 indica un electr\u00f3n<\/a> en el orbital 1s. Ambos estados de esp\u00edn<\/a> est\u00e1n permitidos, pero no designamos el estado de esp\u00edn<\/a> en esta notaci\u00f3n.<\/p>\n

De acuerdo con el Principio de esclusi\u00f3n de Pauli, dos electrones<\/a> en un \u00e1tomo no pueden tener el mismo conjunto de n\u00fameros cu\u00e1nticos. Los n\u00fameros cu\u00e1ntiocos definen el estado cu\u00e1ntico del electr\u00f3n<\/a> y explica como son las estructuras electr\u00f3nica de los \u00e1tomos.<\/p>\n

Salvo mejor parecer<\/p>\n<\/div>\n

emilio silvera<\/div>\n
\r\n\t\t\r\n\t\t
<\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span>hotmail correo<\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span>[?]<\/a><\/span><\/td><\/tr><\/table><\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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