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CONTENIDO:CONTENIDO:

DOUGLAS LINARESDOUGLAS LINARES

MASA ATÓMICAMASA ATÓMICA

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Descubrimiento del electrón (1897).Descubrimiento del electrón (1897).• Al someter a un gas a baja presión a un voltaje Al someter a un gas a baja presión a un voltaje

elevado, este emitía unas radiaciones que se elevado, este emitía unas radiaciones que se conocieron como rayos catódicos.conocieron como rayos catódicos.

• Se observó que los rayos catódicos eran partículas Se observó que los rayos catódicos eran partículas negativas (se desviaban hacia el polo positivo de un negativas (se desviaban hacia el polo positivo de un campo eléctrico) con gran energía cinética.campo eléctrico) con gran energía cinética.

• La relación carga/masa de los rayos catódicos es la La relación carga/masa de los rayos catódicos es la misma independientemente del gas del que proceda.misma independientemente del gas del que proceda.

• Se supuso que estas partículas deberían estar en Se supuso que estas partículas deberían estar en todos los átomos. Thomson las llamó “electrones”.todos los átomos. Thomson las llamó “electrones”.

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Descubrimiento del protón (1914).Descubrimiento del protón (1914).• Utilizando cátodos perforados, en tubos de descarga Utilizando cátodos perforados, en tubos de descarga

además de los rayos catódicos, Goldstein descubrió unos además de los rayos catódicos, Goldstein descubrió unos rayos positivos procedentes del ánodo que llamó rayos rayos positivos procedentes del ánodo que llamó rayos anódicos o canales.anódicos o canales.

• La relación carga/masa de los rayos canales no es la La relación carga/masa de los rayos canales no es la misma sino que depende del gas del que proceda. En misma sino que depende del gas del que proceda. En cualquier caso, la masa era muy superior a la de los cualquier caso, la masa era muy superior a la de los electrones.electrones.

• Se llamó “protón” a la partícula positiva procedente del Se llamó “protón” a la partícula positiva procedente del gas más ligero (el hidrógeno), cuya carga coincidía gas más ligero (el hidrógeno), cuya carga coincidía exactamente con la del electrón.exactamente con la del electrón.

• Las cargas de otros rayos canales eran múltiplos de la del Las cargas de otros rayos canales eran múltiplos de la del protón, por lo que supuso que deberían ser partículas con protón, por lo que supuso que deberían ser partículas con varios protones unidos.varios protones unidos.

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Descubrimiento del neutrón (1932).Descubrimiento del neutrón (1932).• Rutheford observó que la suma de las masas Rutheford observó que la suma de las masas

de los protones y la de los electrones de un de los protones y la de los electrones de un determinado átomo no coincidía con la masa determinado átomo no coincidía con la masa atómica por lo que postulo la existencia de atómica por lo que postulo la existencia de otra partícula queotra partícula que– Careciera de carga eléctrica.Careciera de carga eléctrica.

– Poseyera una masa similar a la del protón.Poseyera una masa similar a la del protón.

– Estuviera situada en el núcleo.Estuviera situada en el núcleo.

• En las primeras reacciones nucleares En las primeras reacciones nucleares Chadwick detectó esta partícula y la Chadwick detectó esta partícula y la denominó “neutrón”.denominó “neutrón”.

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Partículas átomicas Partículas átomicas fundamentales.fundamentales.

Carga (C) Masa (kg)

protón 1’6021 x 10-19 1’6725 x 10-27

neutrón 0 1’6748 x 10-27

electrón –1’6021 x 10-19 9’1091 x 10-31

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Rayos X Rayos X (Roëntgen 1895)(Roëntgen 1895)

• Se producen junto con los rayos catódicos.Se producen junto con los rayos catódicos.

• No poseen carga ya que no se desvían al No poseen carga ya que no se desvían al pasar por campos magnéticos.pasar por campos magnéticos.

• Tienen gran poder penetrante (atraviesan Tienen gran poder penetrante (atraviesan con facilidad las vísceras, no así los con facilidad las vísceras, no así los huesos) e impresionan placas fotográficas.huesos) e impresionan placas fotográficas.

• Viajan a la velocidad de la luz.Viajan a la velocidad de la luz.

• Ionizan los gases.Ionizan los gases.

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Radiactividad Radiactividad (Becquerel (Becquerel 1896)1896)

• Son radiaciones similares a los rayos X pero Son radiaciones similares a los rayos X pero emitidas espontáneamente por algunas emitidas espontáneamente por algunas sustancias (uranio).sustancias (uranio).

• Muy ionizantes y penetrantes.Muy ionizantes y penetrantes.• Pueden ser de varios tipos:Pueden ser de varios tipos:

– Rayos Rayos αα (núcleos de He: carga = +2; masa= 4 u) (núcleos de He: carga = +2; masa= 4 u)– Rayos Rayos ββ (son cargas negativas procedentes del (son cargas negativas procedentes del

núcleo por descomposición de un neutrón en núcleo por descomposición de un neutrón en protón + electrón).protón + electrón).

– Rayos Rayos γγ (radiaciones electromagnéticas de alta (radiaciones electromagnéticas de alta frecuencia)frecuencia)

mas

apene tració n

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Radiación electromagnética Radiación electromagnética (Maxwell 1864).(Maxwell 1864).

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Tipos de radiaciones Tipos de radiaciones electromagnéticas según electromagnéticas según λλ..• Rayos Rayos γγ

• Rayos XRayos X

• Rayos UVRayos UV

• Radiación visible.Radiación visible.

• Rayos IRRayos IR

• MicroondasMicroondas

• Ondas de radioOndas de radio

• Ondas de radar• Ondas de TV.• Onda ultracorta• Onda corta.• Onda media.• Onda larga

λ

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Radiación electromagnética Radiación electromagnética (continuación).(continuación).

• La emisión de energía aumenta con la Temperatura.La emisión de energía aumenta con la Temperatura.• La energía está cuantizada (como la materia)La energía está cuantizada (como la materia)

E = h ·E = h · νν (fórmula Planck) (h = 6,625 ·10 (fórmula Planck) (h = 6,625 ·10–34–34 J ·s) J ·s)• La materia también absorbe cuantos de energía La materia también absorbe cuantos de energía

(fotones).(fotones).• La luz se comporta a veces como onda (reflexión) y La luz se comporta a veces como onda (reflexión) y

a veces como corpúsculo (efecto fotoeléctrico). a veces como corpúsculo (efecto fotoeléctrico). • De Broglie establece la dualidad onda-corpúsculo.De Broglie establece la dualidad onda-corpúsculo.

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Frecuencia umbralFrecuencia umbral

• La frecuencia mínima para extraer un electrón de un La frecuencia mínima para extraer un electrón de un átomo (efecto fotoedeléctrico) se denomina átomo (efecto fotoedeléctrico) se denomina frecuencia umbralfrecuencia umbral “ “νν umbr a lumbr a l” ((ννumbralumbral = E = E ionizaciónionización/h)./h).

• Si se suministra una radiación de mayor frecuencia, Si se suministra una radiación de mayor frecuencia, el resto de la energía se transforma en energía el resto de la energía se transforma en energía cinética del electrón:cinética del electrón:

• Ecinética = ½ m v2 = h νν – E – E ionizaciónionización = h (νν – – ννumbralumbral)

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Ejemplo:Ejemplo: Calcula la energía de un fotón de Calcula la energía de un fotón de rayos X cuya longitud de onda es de 0,6 rayos X cuya longitud de onda es de 0,6 nm.nm.(h = 6,625 · 10(h = 6,625 · 10–34–34 J · s) J · s) c 3 ·10c 3 ·1088 m/s m/s

νν = — = ——————— = 5 ·10 = — = ——————— = 5 ·101717 s s–1–1 λλ 0,6 ·10 0,6 ·10–9–9 m m

E = h · E = h · νν = = 6,625 · 106,625 · 10–34–34 J s · 5 ·10 J s · 5 ·101717 s s–1–1

= 33,125 · 10= 33,125 · 10–17–17 JJ = = 3´3125 · 103´3125 · 10 – 1 6– 1 6 J J

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Número atómico y número Número atómico y número másico.másico.• Número atómicoNúmero atómico (Z): (Z): es el número de es el número de

protones que tiene un átomo. Es distinto para protones que tiene un átomo. Es distinto para cada elemento.cada elemento.

• IsótoposIsótopos :: son átomos del mismo elemento que son átomos del mismo elemento que difieren en el nº de neutrones (N).difieren en el nº de neutrones (N).

• Número másicoNúmero másico (A): (A): es la suma de protones es la suma de protones y neutrones de un núcleo atómico. (A = Z + N)y neutrones de un núcleo atómico. (A = Z + N)

• Símbolo.Símbolo. Ejemplo: Cl Ejemplo: ClAA

ZZ

3737

1717

REPASOREPASO