Post on 10-Jul-2015
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ESTRUCTURA ATOMICA
El Átomo y la Radiología• El átomo, como la menor unidad de la materia, es la
base de los principios físicos de la radiación incluyendo fenómenos como:– Formación de los rayos X
– Interacción de los rayos X con la materia
– Radiación característica
– Radiación bremsstrahblung
– Efecto fotoeléctrico
– Efecto compton
– Radioisótopos, radiofármacos, Etc….
¿Qué son los átomos?
• Son los elementos básicos que constituyen la materia que conforma nuestro cuerpo y los objetos que nos rodean.
• Hay 90 átomos que existen estables y espontáneamente en la naturaleza.
• En los laboratorios los científicos han sido capaces de crear alrededor de 25 más y en las Tablas Periódicas actuales encontraremos unos 116 elementos químicos.
Estructura del Átomo
• El átomo tiene una estructura interna.
• Es decir, contrariamente a lo que pensaron los griegos, los átomos no son el ladrillo fundamental, no son indivisibles.
• ¿Cuál es la estructura del átomo? En este punto se hace necesario tener un modelo que nos describa cómo está constituido el átomo.
PARTICULAS FUNDAMENTALES• Los átomos están conformados de tres partículas
básicas:
• Protones: tienen carga eléctrica positiva y están en el núcleo del átomo.
• Neutrones: no tienen carga eléctrica y están constituidos por la unión de un Protón, un Electrón y un Neutrino, ubicándose en el núcleo.
– Protones y Neutrones juntos forman el núcleo, que es la parte central del átomo y dan la masa del mismo.
• Electrones: tienen carga eléctrica negativa y orbitan alrededor del núcleo
PARTICULAS FUNDAMENTALES
• ELECTRONES• PROTONES• NEUTRONES
Imagen tomada de: http://4.bp.blogspot.com
Estructura Atómica• El átomo consta de un
núcleo central y de electrones girando alrededor de él en orbitas energéticamente estables.
• En su estado natural, los átomos son eléctricamente neutros; la carga eléctrica del átomo es cero
Imagen tomada de: http://www.icarito.cl/
El Núcleo Atómico• El núcleo es el centro del átomo. Fue descubierto
en 1911, pero tomó 21 años de experimentación identificar sus partes.
• Es donde se concentra la, prácticamente, totalidad de la masa atómica.
• Está formado por Protones y Neutrones, unidos por medio de la interacción nuclear fuerte.
• La cantidad de Protones en el núcleo, determina el elemento químico al que pertenece.
• Los núcleos atómicos con el mismo número de Protones pero distinto número de Neutrones se denominan Isótopos.
El Núcleo Atómico
– Contiene protones y neutrones.
– Tamaño pequeño.
– Masa relativamente grande.
– Densidad extremadamente grande.
– Gran cantidad de energía almacenada.
Imagen tomada de: http://weblogs.madrimasd.org/images/weblogs_madrimasd_org/ciencianuclear/486/r_nucleo.jpg
El Protón (P+)
• Los científicos pensaban originalmente que no existía nada más pequeño que el Protón en el núcleo del átomo.
• Lo descubre E. Golstein en 1886.
• Su masa es 1,67x10-24 g
• Se representa como P+ y tiene una carga eléctrica positiva
• Su masa es 1.837 veces mayor que la del electrón
El Protón (P+)
Imagen tomada de: http://www.scifun.ed.ac.uk/card/card-left.html
Quarks
• En 1968 los científicos descubrieron nuevas partículas dentro del Protón. Las llamaron Quarks.
• Hay tres quarks en cada protón y los quarks se mantienen unidos mediante otras partículas llamadas Gluones, que no tienen masa ni carga eléctrica; sólo poseen energía electromagnética.
Imagen tomada de: http://www.desy.de/f/hera/fig/engl/proton-naif.gif
El Neutrón (n)• El Neutrón fue identificado
por primera vez en 1932 por el físico británico James Chadwick.
• No tiene carga eléctrica• Está conformado por la unión
de un Protón, un Electrón (se anulan sus cargas eléctricas) y un Neutrino
• Poseen una masa prácticamente igual a la del protón
Imagen tomada de: http://www.scifun.ed.ac.uk/card/card-left.html
Quarks
• En 1968 los científicos descubrieron nuevas partículas dentro del Neutrón. Estas tres partículas también eran quarks, unidas también por energía electromagnética llamadas Gluones
Imagen tomada de: http://www.desy.de/f/hera/fig/engl/proton-naif.gif
Nube Electrónica– Contiene electrones
– Los electrones son partículas livianas cargadas negativamente
– Gran tamaño
– Baja densidad
– Pequeña cantidad de energía en relación con la del núcleo
Electrón (e-)• Son extremadamente
pequeños y muy livianos. Es fácil retirar electrones de los átomos y usarlos excitados como fuente de electricidad y en aparatos como televisores, computadores, etc.
• También se pueden usar en su modalidad ionizada como por ejemplo en los Rayos X.
Electrón (e-)
• Posee una masa de 9,1x10-28 g (es 1.836 veces más liviano que el Protón) y una carga eléctrica relativa de -1
• Fue descubierto por el Físico Británico J.J. Thomson en 1897, quién publica su trabajo en 1905.
• Se considera que es un Leptón ya que no estaría constituido por otras sub-partículas (como los Quarks)
NUCLEO
NUCLEON
QUARK
ELECTRON
Protones
Neutrones
Dimensiones Atómicas
RESUMIENDO:
PARTÍCULA LOCALIZACIÓN MASA CARGA
Protón
Neutrón
Electrón
u.m.a. = unidad de masa atómica (masa de un átomo de hidrógeno)
Núcleo
Núcleo
Corteza
1 u.m.a.
1 u.m.a.
1/1840 u.m.a. Negativa
Positiva
No tiene
Nomenclatura Atómica
XAZ
X = Símbolo químico del elemento.
Z = Número atómico, es el número de protones en el núcleo.
A = Número de masa, es el número de nucleones (protones + neutrones).
Un núcleo representado de esta manera es también llamado un nucleido.
Imagen tomada de: http://web.educastur.princast.es/proyectos/jimena/pj_franciscga/3eso/3esotema4.htm
Elementos Químicos
• No todos los átomos son iguales.
• Existen diferentes combinaciones de protones, neutrones y electrones que forman diferentes tipos de átomos, y a estos diferentes tipos de átomos se les llama, elementos químicos.
Imagen tomada de: http://www.ptable.com/Images/tabla%20peri%C3%B3dica.png
Ionización Ionización
• Proceso por el cual se agregan ó sustraen electrones de átomos ó moléculas, creando iones.
• La radiación ionizante es producida por átomos inestables. Los átomos inestables difieren de los estables porque ellos tienen un exceso de energía ó de masa.
• Si el electrón no es arrancado del átomo se denomina excitación
EXCITACIÓN
Proceso que le proporciona suficiente energía a un electrón de un átomo o molécula para ocupar un estado de mayor energía.
El electrón permanece ligado al átomo o molécula, no se producen iones y el átomo permanece neutro.