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El áTomo
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concepto de átomo y sus partículas subatómicas

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  • 1. EL ÁTOMO Lic. María Luisa Villafañe Wettengel
  • 2. El átomo
    • Se acepta hoy en día como definición de átomo: "la unidad más pequeña de un elemento químico que mantiene su identidad o sus propiedades, y que no es posible dividir mediante procesos químicos".
    • Este átomo está constituido por dos partes principales: un núcleo donde está concentrada casi la totalidad de la masa y una nube de partículas elementales que rodea el núcleo y que se mueven alrededor de él.
  • 3. Características del átomo
    • El átomo es:
    • Invisible: no se puede ver.
    • Indivisible: no puede ser dividido ya que el átomo es la mínima expresión de la materia
    • Indestructible: no puede ser destruido por ningún medio físico o químico.
    • Inalterable: conserva todas sus propiedades físicas y química a través del tiempo.
  • 4. El núcleo
    • El núcleo del átomo a su vez, de manera básica, está formado por dos tipos de partículas elementales: unas con carga eléctrica elemental positiva, llamadas Protones y otras sin carga eléctrica, conocidas como Neutrones, que conjuntamente se llaman Nucleones.
    • Los protones y neutrones tienen una masa muy próxima, la que a su vez es, enormemente grande comparada con el resto de las partículas que componen el átomo.
    • Cada elemento químico en particular tiene un número fijo de protones, pero su número de neutrones puede variar, de manera que un mismo elemento puede existir en la naturaleza con diferente relación protones/neutrones en su núcleo. Generalmente alguna de ellas es mayoritariamente abundante y es la que recibe el nombre y propiedades estándares del elemento, el resto se conocen como Isótopos .
  • 5.
    • El núcleo es unas 10.000 veces menor que el átomo mismo, por lo que llega a la conclusión de que el átomo está en gran parte vacío.
    • En un átomo eléctricamente neutro, el número de protones (con carga eléctrica positiva) y de electrones (con carga eléctrica negativa)
    • Cuando el átomo pierde electrones se convierte en un ión positivo o catión.
    • Cuando el átomo gana electrones se convierte en un ión negativo o anión.
  • 6. La nube de partículas
    • La nube que rodea el núcleo está formada por partículas elementales de carga negativa con muy poca masa, conocidas como Electrones .
    • Pequeña partícula atómica portadora de la carga negativa.
    • En un átomo estable los electrones están en órbita alrededor del núcleo y su número es igual al de los protones (partículas positivas) contenidos en el propio núcleo.
    • La masa de un electrón es 1/1.840 con respecto a la de un protón. Su carga negativa, que es la más pequeña jamás determinada en la naturaleza, es tomada, por convención, igual a la unidad.
    • Los electrones intervienen en una gran variedad de fenómenos físicos y químicos. Se dice que un objeto está cargado eléctricamente si sus átomos tienen un exceso de electrones (posee carga negativa o anión ) o un déficit de electrones (posee carga positiva o catión ).
    • La conducción del calor también se debe fundamentalmente a la actividad electrónica. El estudio de las descargas eléctricas a través de gases enrarecidos en los tubos de vacío fue el origen del descubrimiento del electrón.
    • Las partículas beta que emiten algunas sustancias radiactivas son electrones. .
  • 7.
    • En la actualidad se acepta que los electrones se mueven en órbitas difusas rodeando al núcleo a diferentes distancias de él de acuerdo a la energía que poseen para formar el diámetro atómico.
    • Estas distancias son enormes comparadas con el tamaño de núcleo, de manera que para un elemento de diámetro atómico medio, si consideramos su núcleo de las dimensiones de una nuez, la nube electrónica puede tener las dimensiones de un estadium .
  • 8. Isótopos
    • La palabra isótopo , del griego "en el mismo sitio", se usa para indicar que todos los isótopos de un mismo elemento se encuentran en el mismo sitio de la tabla periódica . Los átomos que son isótopos entre sí, son los que tienen igual número atómico (número de protones en el núcleo), pero diferente número másico (suma del número de neutrones y número de protones en el núcleo). Difieren pues en el número de neutrones.
  • 9.
    • Existen dos clases de isótopos, los que son naturales y los que son artificiales o creados en laboratorios.
    • Isótopos Naturales Los isótopos naturales son los que se encuentran en la naturales de manera natural, por ejemplo el hidrógeno tiene tres isótopos naturales, el protio que no tiene neutrones, el deuterio con un neutrón, y el tritio que contiene tres neutrones, el tritio es muy usado en labores de tipo nuclear este es el elemento esencial de la bomba de hidrógeno responsable del holocausto en Hiroshima y Nagasaki. Otro elemento que contiene isótopos muy importantes es el carbono, en el cual esta el carbono 12, que es la base referencial del peso atómico de cualquier elemento, el carbono 13 que es el único carbono con propiedades magnéticas y el carbono 14 radioactivo, muy importante ya que su tiempo de vida es de 5760 años y es muy usado en la arqueología para determinar la edad de los fósiles orgánicos. nuclear.
    • Isótopos Artificiales Los isótopos artificiales son fabricados en laboratorios nucleares con bombardeo de partículas subatómicas, estos isótopos suelen tener una corta vida, en su mayoría por la inestabilidad y radioactividad que presentan, uno de estos es el Cesio cuyos isótopos artificiales son usados en plantas nucleares de generación eléctrica, otro muy usado es el Iridio 192 que se usa para verificar la que las soldaduras de tubos estén selladas herméticamente, sobre todo en tubos de transporte de crudo pesado y combustibles, alguno isótopos del Uranio también son usados para labores de tipo nuclear como generación eléctrica o en bombas atómicas con principio de fisión
  • 10. Isótopos del hidrógeno
    • Los átomos del mismo elemento pueden tener diferente número de neutrones; las diferentes versiones posibles de cada elemento son llamadas isótopos . Por ejemplo, el isótopo más común del hidrógeno no tiene ningún neutrón; también hay un isótopo del hidrógeno llamado deuterio , con un neutrón, y otro, tritio , con dos neutrones.
    • Hidrógeno: sin neutrón
    • Deuterio: un neutrón
    • Tritio: dos neutrones
    • Para referirse a un determinado isótopo, se escribe así: AXZ. Aquí X es el símbolo químico del elemento, Z es el número atómico, y A es el número de neutrones y protones combinados, llamado el número de masa . Por ejemplo, el hidrógeno ordinario se escribe 1H1, el deuterio es 2H1, y el tritio es 3H1.
    • Como los protones y los neutrones tienen prácticamente la misma masa, eso significa que los diferentes isótopos tienen masas diferentes.
    • Por ejemplo, la masa del deuterio es casi el doble que la del protio.
    • Esto se traduce en que los isótopos del hidrogeno tienen las mismas propiedades químicas, pero algunas propiedades físicas son diferentes
  • 11. Isótopos de carbono
    • El carbono tiene tres isótopos naturales: el carbono 12 constituye el 98,89% del carbono natural y sirve de patrón para la escala de masas atómicas; el carbono 13 es el único isótopo magnético del carbono, y se usa en estudios estructurales de compuestos que contienen este elemento; el carbono 14, producido por el bombardeo de nitrógeno con rayos cósmicos, es radiactivo (con una vida media de 5.760 años) y se emplea para datar objetos arqueológicos.
  • 12.
    • En 1961 la IUPAC adoptó el isótopo C-12 como la base para la masa atómica de los elementos químicos.
    • El carbono-14 es un radioisótopo con un periodo de semidesintegración de 5730 años que se emplea de forma extensiva en la datación de especimenes orgánicos.
    • Los isótopos naturales y estables del carbono son el C-12 (98,89%) y el C-13 (1,11%). Las proporciones de estos isótopos en un ser vivo se expresan en variación (±‰) respecto de la referencia VPDB (Vienna Pee Dee Belemnite, fósiles cretácicos de belemnites, en Carolina del Sur). El δC-13 del CO2 de la atmósfera terrestre es -7‰. El carbono fijado por fotosíntesis en los tejidos de las plantas es significativamente más pobre en C-13 que el CO2 de la atmósfera.
    • La mayoría de las plantas presentan valores de δC-13 entre -24 y -34‰. Otras plantas acuáticas, de desierto, de marismas saladas y hierbas tropicales, presentan valores de δC-13 entre -6 y -19‰ debido a diferencias en la reacción de fotosíntesis. Un tercer grupo intermedio constituido por las algas y líquenes presentan valores entre -12 y -23‰. El estudio comparativo de los valores de δC-13 en plantas y organismos puede proporcionar información valiosa relativa a la cadena alimenticia de los seres vivos.
  • 13. Isótopos de carbono e hidrógeno
  • 14. Resumen
    • Los átomos son los componentes de la materia más pequeños que conservan las propiedades químicas de un elemento.
    • Los átomos están formados por protones, neutrones y electrones.
    • El número de protones y electrones es el mismo en un átomo eléctricamente neutro.
    • Las propiedades atómicas dependen del número atómico el cual equivale al número de protones que el elemento contenga en su núcleo.
    • Dos isótopos tienen el mismo número de protones pero difieren en el número de neutrones.
    • Los protones tienen carga positiva y los electrones tienen carga negativa