Composición y Dinámica del Átomo: Partículas, Iones y Radiactividad
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Partículas Subatómicas: Propiedades en Unidades del SI
| Propiedad | PROTÓN | ELECTRÓN | NEUTRÓN |
|---|---|---|---|
| MASA | 1.673 × 10-27 kg | 9.11 × 10-31 kg | 1.675 × 10-27 kg |
| CARGA | +1.6 × 10-19 C | -1.6 × 10-19 C | 0 |
Partículas Subatómicas: Propiedades en Unidades Atómicas
| Propiedad | PROTÓN | ELECTRÓN | NEUTRÓN |
|---|---|---|---|
| MASA | 1 u | 1/1840 u | 1 u |
| CARGA | +1 e | -1 e | 0 |
La relación de masas es: mprotón ≈ 1836 × melectrón
Estructura del Átomo
- Núcleo: Se encuentran los protones y neutrones.
- Corteza: Formada por electrones que giran alrededor del núcleo.
- Átomos Neutros: Deben tener el mismo número de protones que de electrones.
Tamaño y Dimensiones Atómicas
- El átomo tiene un radio aproximado de 10-10 m.
- El núcleo tiene un radio aproximado de 10-14 m.
Representación Atómica, Isótopos e Iones
Para representar un átomo se utiliza un símbolo y dos números clave:
- Símbolo X: Es la inicial del nombre del elemento.
- Símbolo Z (Número Atómico): Indica el número de protones.
- Símbolo A (Número Másico): Indica el número de protones + neutrones.
La masa de un átomo es la suma de las masas de las partículas que lo constituyen.
Isótopos
Se denominan isótopos a los átomos que tienen el mismo número de protones (mismo Z) y distinto número de neutrones (distinto A). Se representan con el mismo símbolo químico.
Masa Atómica de los Elementos Químicos
La masa atómica de un isótopo es la suma de las masas de las partículas que lo constituyen.
La masa atómica de un elemento químico es la masa de un átomo promedio de ese elemento, teniendo en cuenta la abundancia natural de todos los isótopos que existen de dicho elemento.
Cálculo de la Masa Atómica Media
La masa atómica media se calcula (para el caso de un elemento con dos isótopos) mediante la siguiente fórmula:
MASA ATÓMICA MEDIA =
(Masa 1er isótopo × % Abundancia) + (Masa 2do isótopo × % Abundancia)
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El Modelo Atómico de Bohr
- Está formado por un núcleo (protones y neutrones) y la corteza (electrones).
- Los electrones solo se pueden mover en determinadas órbitas estacionarias. El electrón no emite energía mientras permanece en ellas.
- En cada órbita, el electrón posee una energía específica. Esta energía es más negativa (es decir, el estado es más estable) cuanto más cerca está del núcleo.
- Para que un electrón pase de una órbita cercana al núcleo a otra que está más alejada, debe absorber energía.
- De forma similar, cuando el electrón pasa de una órbita más alejada a una más próxima al núcleo, desprende energía (emite un fotón).
El Átomo Cuantizado y la Configuración Electrónica
Según el modelo cuántico, los electrones se distribuyen en niveles o capas de energía. La capacidad máxima de electrones por capa principal (n) es:
- Primera capa (n=1): Puede albergar hasta 2 electrones.
- Segunda capa (n=2): Puede albergar hasta 8 electrones.
- Tercera capa (n=3): Puede albergar hasta 18 electrones.
- Cuarta capa (n=4): Puede albergar hasta 32 electrones.
Fenómenos Nucleares: Radiactividad
La radiactividad implica cambios en la composición o estabilidad del núcleo atómico. Estos procesos incluyen:
- El núcleo pierde o gana alguna partícula (desintegración).
- El núcleo se rompe y forma otros núcleos más pequeños (Fisión).
- Se unen varios núcleos pequeños para formar un núcleo mayor (Fusión).
Emisiones Radiactivas y Desintegración
La desintegración radiactiva es el proceso que experimentan los núcleos inestables de algunos átomos, por el cual emiten radiación (partículas alfa, beta o rayos gamma) para alcanzar la estabilidad.
Fisión Nuclear
La fisión nuclear se produce cuando los núcleos de los isótopos radiactivos de átomos muy grandes, como el Uranio o el Plutonio, se rompen para dar núcleos de átomos más pequeños, liberando grandes cantidades de energía.
Fusión Nuclear
La fusión nuclear se produce cuando los núcleos de átomos muy pequeños, como el Hidrógeno, se unen para dar núcleos de átomos mayores, como el Helio, liberando una cantidad masiva de energía.
