Estructura Atomica

Estructura atómica de la materia:

El estudio de la estructura atómica de la materia sirve para explicar las propiedades de los materiales.

1.- Estructura del átomo

En el átomo distinguimos dos partes: el núcleo y la corteza.

• El núcleo: es la parte central del átomo que contiene partículas con carga positiva, (protones), y partículas que no poseen carga eléctrica, es decir son neutras,(neutrones).

Todos los átomos de un elemento químico tienen en el núcleo el mismo número de protones. Este número, que caracteriza a cada elemento y lo distingue de los demás, es el número atómico y se representa con la letra Z.

El volumen del núcleo es aproximadamente proporcional al número total de nucleones, el número másico A(representa el número de los protones y neutrones que se encuentran dentro del núcleo del átomo)

Los átomos de un mismo elemento tienen el mismo número de protones, que se denomina número atómico(es el número total de protones en el núcleo del átomo.) y se representa por Z. Los átomos de un elemento dado pueden tener distinto número de neutrones: se dice entonces que son isótopos(son los átomos de un mismo elemento, cuyos núcleos tienen una cantidad diferente de neutrones, y por lo tanto, difieren en masa.existentes Solamente 21 elementos (ejemplos: berilio (be), sodio(Na)). Ambos números conjuntamente determinan el núclido(es cada una de las posibles agrupaciones de nucleones).

Los núcleos inestables sufren desintegraciones que pueden cambiar su número de protones y neutrones emitiendo radiación. Un núcleo pesado puede fisionarse en otros más ligeros en una reacción nuclear o espontáneamente. Mediante una cantidad suficiente de energía, dos o más núcleos pueden fusionarse en otro más pesado.

Los átomos con número atómico bajo, y con una cantidad distinta de protones y neutrones tienden a desintegrarse en núcleos con proporciones más estables. Sin embargo, para valores mayores del número atómico, la repulsión mutua de los protones requiere una proporción mayor de neutrones para estabilizar el núcleo

• La corteza es la parte exterior del átomo. En ella se encuentran los electrones, con carga negativa. Éstos, ordenados en distintos niveles, giran alrededor del núcleo. La masa de un electrón es unas 2000 veces menor que la de un protón. Los electrones en el átomo son atraídos por los protones a través de la fuerza electromagnética. Esta fuerza los atrapa electrostáticamente alrededor del núcleo, lo que hace necesaria una fuente de energía externa para liberarlos. Cuanto más cerca está un electrón del núcleo, mayor es la fuerza atractiva,

Los electrones, como otras partículas, presentan simultáneamente propiedades de partícula puntual y de onda, y tienden a formar un cierto tipo de onda estacionaria alrededor del núcleo, Cada una de estas ondas está caracterizada por un orbital atómico, una función matemática que describe la probabilidad de encontrar al electrón en cada punto del espacio.

Cada orbital corresponde a un posible valor de energía para los electrones, que se reparten entre ellos. El principio de exclusión de Pauli prohíbe que más de dos electrones se encuentren en el mismo orbital.

Los protones, electrones y neutrones son consideradas partículas fundamentales.

El electrón es la partícula más ligera de cuantas componen el átomo, con una masa de 9,11 • 10−31 kg. Tiene una carga eléctrica negativa cuya magnitud se define como la carga eléctrica elemental, por lo que se lo considera una partícula elemental

Los protones tienen una masa de 1,67 • 10−27 kg, 1836 veces la del electrón, y una carga positiva opuesta a la de este.

Los neutrones tienen un masa de 1,69 • 10−27 kg, 1839 veces la del electrón, y no poseen carga eléctrica.

Las masas de ambos nucleones son ligeramente inferiores dentro del núcleo, debido a la energía potencial del mismo; y sus tamaños son similares, con un radio del orden de 8 • 10-16 m o 0,8 femtómetros (fm).4

El protón y el neutrón no son partículas elementales, sino que constituyen un estado ligado de quarks(son los constituyentes fundamentales de la materia.) u y d (Un neutrón, compuesto por dos quark abajo (d- down) y un quark arriba (u- up).). Siendo partículas fundamentales, ambos poseen cargas eléctricas iguales a +2/3 y −1/3 respectivamente de la carga elemental. Un protón contiene dos quarks u y un quark d, mientras que el neutrón contiene dos d y un u,

. Los quarks se mantienen unidos mediante la fuerza nuclear fuerte(es la responsable de mantener unidos a los nucleones), mediada por gluones (son las que "unen" los quarks dentro de los nucleones.)

Hay seis tipos distintos de quarks que los físicos de partículas han denominado de la siguiente manera:

• up (arriba)

• down (abajo)

• charm (encanto)

• strange (extraño)

• top (cima) y

• bottom (fondo).

Un átomo eléctricamente neutro

es cuando tiene el mismo número de protones que de electrones. Si por el contrario posee un exceso de protones o de electrones y su carga neta es positiva o negativa se denomina ion (es una subpartícula cargada eléctricamente constituida por un átomo o molécula que no es eléctricamente neutra.)

Átomo que ha ganado y perdido un electrón

a partir de un estado neutro de un átomo o partícula se puede ganar o perder electrones por un proceso llamado ionización: es un procedimiento a través del cual se generan iones (un átomo o una molécula que dispone de carga eléctrica a partir de ganar o de perder una cierta cantidad de electrones).

 Átomo que ha perdido un electrón: se produce cuando los iones cargados positivamente, consecuencia de una pérdida de electrones, se conocen como cationes (los que son atraídos por el cátodo)

• Catión: es un ion con carga eléctrica positiva

• Cátodo: (es un electrodo (conductor de electricidad) en el que se genera una reacción

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