REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUC.

UNIVERSITARIA INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO

“SANTIAGO MARIÑO” EXTENSIÓN PORLAMAR

Presentado por: HECTOR VILLAEL 4D

C.I. 27. 136. 235

Dirigido a la. PROF. LAURA VOLTA .

18/04/2015

Teoría atómica

OBJETIVOS:

Identificar y diferenciar los átomos entre si. Conocer las características atómicas: número atómico, número másico y masa atómica. Reconocer los isótopos y los iones. Representar átomos. Conocer la importancia de la radiactividad e identificarla como una propiedad del núcleo.

Estructura atómica

En el átomo distinguimos dos partes: el núcleo y la corteza. - El núcleo es la parte central del átomo y contiene partículas con carga positiva, los protones, y partículas que no poseen carga eléctrica, es decir son neutras, los neutrones. La masa de un protón es aproximadamente igual a la de un neutrón. 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. - 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 átomos son eléctricamente neutros, debido a que tienen igual número de protones que de electrones. Así, el número atómico también coincide con el número de electrones

Estructura atómica:

Números atómicos y másico

Número atómico (Z) : 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. Como los átomos son eléctricamente neutros, debido a que tienen igual número de protones que de electrones. En estos casos, el número atómico también coincide con el número de electrones.

Número másico (A) : La suma del número de protones y el número de neutrones de un átomo recibe el nombre de número másico y se representa con la letra A. Aunque todos los átomos de un mismo elemento se caracterizan por tener el mismo número atómico, es decir el mismo número de protones pueden tener distinto número de neutrones.

Isotopos y masa atómicas

Isótopos : Son átomos con el mismo número atómico y distinto número másico. Para representar los átomos isótopos, hay que indicar el número másico (A) propio del isótopo y el número atómico (Z), colocados como índice y subíndice, respectivamente, a la izquierda del símbolo del elemento. Así por ejemplo:

Así por ejemplo los isótopos del hidrógeno:

Son: el protio (1 p+), deuterio (1 p+ y 1 n) y tritio (1 p+ y 2 n)

El C-12 tiene 6 p+ y 6 n, el C-13 tiene 6 p+ y 7 n, y el C-14 tiene 6 p+ y 8 n. El nº de protones = Z. (si el átomo es neutro coincide con el de electrones) El número de neutrones N = A - Z

Masa atómica:

Se conoce como masa atómica a la masa que posee un átomo mientras éste permanece en reposo. En otras palabras, puede decirse que la masa atómica es aquella que surge de la totalidad de masa de los protones y neutrones pertenecientes a un único átomo en estado de reposo. Dentro del Sistema Internacional, la unidad que permite calcularla y reflejarla es la masa atómica unificada.

Masa isotópica: La masa isotópica es la masa de un isótopo expresada en unidades de masa atómica (u) La unidad de masa atómica (u) se define como la doceava parte de la masa del isótopo de carbono 12 . Equivale a 1,66·10-27kg En un elemento químico, la abundancia relativa de sus isótopos en la naturaleza recibe el nombre de abundancia isotópica natural. La denominada masa atómica de un elemento es una media de las masas de sus isotópos naturales ponderada de acuerdo a su abundancia relativa. A = (A1.x1 + A2.x2 + A3. X3)/100 En donde: A1, A2 , A3 son las masas de los isótopos ; x1 , x2 , x3 son las abundancias en %. y A la masa atómica. Ejemplo: La plata está constituida por una mezcla de dos isótopos de números másicos 107 y 109. Sabiendo que la abundancia isotópica es la siguiente: 107Ag (56%) y 109Ag (44%). Deducir el masa atómica de la plata. A= (107x56 + 109x44)/1100 = 107,68 u.

Una de las aplicaciones de los isótopos es la radiografía de rayos gamma (gammagrafía), al paciente se le inyecta un isótopo que emita radiación gamma y se recoge la radiación emitida de forma que se obtiene una radiografía de la zona deseada, como por ejemplo el cerebro que se observa en la fotografía.

Isotopos usados en la medicina:

ISÓTOPO APLICACIONES

60Co

Es un emisor de rayos gamma; estos rayos se usan para

destruir células cancerígenas. El haz de rayos gamma

se dirige al centro del tumor para que no dañe a tejidos

sanos.

131I El paciente ingiere el I; este isótopo se usa para tratar el

cáncer de tiroides. La glándula tiroidea absorbe el yodo,

pero emite demasiada radiaciones beta y gamma.

123I Es una fuente intensa de rayos gamma que no emite

partículas beta dañinas; muy eficaz para obtener

imágenes de la glándulas tiroideas.

99Tc Emisor de rayos gamma; se inyecta en el paciente y este

isótopo se concentra en los huesos, de ahí que sea

usado en radiodiagnóstico de huesos.

Representando átomos

Representación de átomos:

Seguimos las siguientes etapas: 1. Representamos el núcleo mediante un pequeño círculo. 2. En el interior del círculo indicamos el número de protones y neutrones. 3. Alrededor del núcleo dibujamos los niveles mediante órbitas. 4. Distribuimos los electrones por niveles. Se empieza por el nivel 1º, cuando esté lleno se pasa al nivel 2º, y así sucesivamente. hay qué tener en cuenta el número máximo de electrones que pueden contener los niveles (2-8-18-32) y que cuando en el nivel 3º haya 8 electrones comienza a llenarse el 4º.

IONES Son átomos con carga eléctrica neta (positivos o negativos). Como el núcleo es mucho menos accesible que la corteza electrónica, la única forma de que un átomo se cargue eléctricamente es quitando o poniendo electrones. Iones positivos o cationes, son átomos que han perdido electrones. Cada electrón que pierde, es una carga positiva que queda en exceso en el núcleo . El átomo adquiere una carga neta (+). Iones negativos o aniones, son átomos que han ganado electrones. Cada electrón que ganan es una carga negativa en exceso sobre los protones del núcleo. El átomo adquiere una carga neta (-). Los átomos neutros tienen tantos protones (carga positiva) como electrones (carga negativa). Como ambas partículas tienen la misma carga pero con distinto signo, al tener la misma cantidad de ambas el átomo es neutro. Cuando quitamos electrones quedan más cargas positivas que negativas y se forman iones (+). Cuando añadimos electrones tenemos más cargas negativas que positivas y se forman iones (-). Se representan así:

Núcleo atómico

El núcleo atómico de cualquier átomo está constituido por protones y neutrones. Sin embargo algunos átomos (o isótopos) son estables como el C-12 y otros como el C-14 no son estables y emiten radioactividad para estabilizarse. En el núcleo de un átomo existen fuerzas (fuerzas nucleares) que mantienen los protones y neutrones unidos. Estas fuerzas deben ser suficientemente intensas para contrarrestar las repulsiones entre los protones que tienen carga (+). Los neutrones no tienen carga eléctrica. Generalmente se considera que un núcleo atómico es estable, cuando la relación entre el número de neutrones/ número de protones es igual o próxima de 1 (uno). Esa relación puede ser comprobada para los primeros elementos químcios de la tabla periódica, esta relación da un valor igual o próximo a la unidad. Cuando el número atómico, o sea, el número de protones del núcleo atómico, aumenta, el valor de la relación n/p se va haciendo cada vez mayor y los núcleos son más inestables.

Núcleo de átomo

La radiactividad

Los núcleos inestables emiten tres tipos radiaciones que se conocen como radiaciones alfa (α), beta (β) y gamma (γ). La radiación alfa (α) consiste en la emisión de partículas con carga positiva de +2 y con una masa de 4 u. Estas partículas son idénticas a los núcleos de los átomos de helio ordinario 2

4He+2. La radiación beta (β) consiste de una emisión de partículas cargadas negativamente y de propiedades idénticas a las de los electrones. Se originan al transformarse un neutrón del núcleo en un protón y un electrón. La radiación gamma (γ) consiste en una emisión de radiaciones de muy alta energía y muy penetrantes.

Radiación natural

La radiactividad existe desde que se formó la Tierra hace 4500 millones de años. No se puede percibir por el olfato, el gusto, el tacto, el oído ni la vista. Sólo en los últimos años se ha aprendido a detectarla, medirla y controlarla. Al contrario de la creencia popular, la radiación no sólo se produce en las centrales nucleares. En efecto, un 87% de la dosis de radiación que recibimos proviene de fuentes naturales. La radiactividad está en todas partes: en las casas, en el aire que respiramos, en los alimentos que tomamos; incluso nuestro propio cuerpo es radiactivo. La Tierra es radiactiva por naturaleza y expone a los habitantes a la radiación proveniente de las rocas superficiales y el suelo. Todos los edificios de granito emiten radiaciones y el vivir sobre granito añade cantidades apreciables de radiación. El gas radón, que surge del radio natural contenido en los materiales de construcción, también está presente en las casas y oficinas y emite más radiación. También cuando se viaja en avión, uno se expone a recibir una radiación mayor, ya que hay menos protección contra los rayos cósmicos. Un pasajero que viaje en avión a una altitud normal recibe en una hora, una dosis de radiación cuatro veces mayor, que la que recibe de toda la industria nuclear en un año. En promedio, la industria nuclear representa menos del 0,1% de la radiación total que el hombre recibe.

Aplicaciones de radiactivos

En nuestros días son cada vez más numerosas: La Arqueología y la Geología emplean métodos de datación de objetos y sucesos históricos utilizando el carbono 14 u otros isótopos, que permiten determinar la edad para los restos arqueológicos o geológicos que describen la historia de la Tierra, su clima y los seres vivos que la habitaban. Aplicación de los radiactivos en biología

En Biología, numerosos adelantos realizados durante la segunda mitad del siglo XX están vinculados a la utilización de radiactividad. Entre los más importantes hay que destacar el funcionamiento del genoma humano y de otros animales, el metabolismo celular o la transmisión de mensajes químicos en el organismo.

Aplicación de los radiactivos en la medicina

En Medicina la radiactividad es usada como método de diagnóstico (rayos X, estudios metabólicos con sustancias trazadoras, tomografía axial computarizada y tomografía por emisión de positrones) y de terapia o curación (los tratamientos de radiactividad contra el cáncer curan a miles de personas cada año). Se utiliza cotidianamente en investigación (estudio del funcionamiento de sustancias relevantes para la vida, como son los aminoácidos, el ADN, los azúcares, las penicilinas, etc., mediante el uso de núcleos radiactivos trazadores). Sirve para entender cómo funciona el cerebro, qué acción realizan los medicamentos. De igual forma, las radiaciones pueden destruir las células tumorales.

Aplicación de los radiactivos en la agricultura

En Agricultura se utilizan las técnicas con sustancias trazadoras para analizar las funciones de fertilizantes, hormonas, herbicidas, pesticidas, etc.; con sustancias radiactivas se pueden producir mutaciones que mejoren cosechas o erradicar plagas.

Aplicación de los radiactivos en la industria

En la Industria, los rayos X y la radiación gamma se usan para la detección de defectos en los metales y soldadura y la medida de espesores de láminas de los más variados materiales. Los trazadores permiten el análisis de problemas tales como el desgaste de los neumáticos de los automóviles, la detección de fugas en tuberías subterráneas, la determinación de la eficacia de los detergentes, etc.

Otras muchas aplicaciones de la

radiactividad pueden catalogarse de curiosas, la utilización de

sustancias radiactivas en detectores de humo o en

pararrayos (estos últimos ya prácticamente erradicados a pesar

de su eficacia).

Riesgos de la radiactividad

Almacenamiento de residuos radiactivos, algunos de muy larga duración. Riesgo de accidentes en centrales nucleares Enfermedades provocadas por la radiactividad Contaminación radiactiva del entorno Accidentes en el transporte de residuos radiactivos

Gracias por su atención