El átomo

El átomo es la parte más pequeña en la que se puede obtener materia de

forma estable, ya que las partículas subatómicas que lo componen no pueden

existir aisladamente salvo en condiciones muy especiales.

El primero en utilizar este término fue Demócrito, porque creía que

todos los elementos deberían estar formados por pequeñas partículas que

fueran INDIVISIBLES. Átomo, en griego, significa INDIVISIBLE. Hoy día

sabemos, que los átomos no son, como creía Demócrito, indivisibles. De hecho

están formados por partículas, llamadas subatómicas, que son:

9 PROTÓN: partícula elemental con carga eléctrica positiva iqual a 1, su

masa es una uma (unidad de masa atómica) y es 1837 veces mayor que la

del electrón, se simboliza p

+

.

9 ELECTRÓN: partícula elemental con carga eléctrica negativa iqual a 1,

masa despreciable y se simboliza e

-

.

9 NEUTRÓN: partícula elemental eléctricamente neutra, con una masa

ligeramente superior a la del protón, se simboliza n

0

.

Los protones y neutrones se ubican en el núcleo atómico, mientras que los

electrones lo hacen en la corteza que lo rodea. En condiciones normales un

átomo tiene el mismo número de protones que electrones, lo que convierte a los

átomos en entidades eléctricamente neutras.

ª El número de protones en el núcleo atómico, denominado número atómico

(Z) es el que determina las propiedades químicas del átomo en cuestión.

Z = p

+

Si bien la masa del neutrón es ligeramente superior a la del protón, el

número de neutrones en el núcleo no determina las propiedades químicas del

átomo, pero sí su estabilidad frente a posibles procesos nucleares (fisión,

fusión o emisión de radiactividad).

Los rayos catódicos son corrientes de electrones observados en tubos de vacío, es decir los tubos de cristal que se equipan por lo menos con dos electrodos, un cátodo (electrodo negativo) y un ánodo (electrodo positivo) en una configuración conocida como diodo. Cuando se calienta el cátodo, emite una cierta radiación que viaja hacia el ánodo. Si las paredes internas de vidrio detrás del ánodo están cubiertas con un material fosforescente, brillan intensamente. Una capa de metal colocada entre los electrodos proyecta una sombra en la capa fosforescente. Esto significa que la causa de la emisión de luz son los rayos emitidos por el cátodo al golpear la capa fosforescente. Los rayos viajan hacia el ánodo en línea recta, y continúan más allá de él durante una cierta distancia. RAYOS ANÓDICOS: Cuando en el tubo de descarga se coloca un cátodo perforado, se observa que análogamente al caso anterior, existen unos rayos que lo atraviesan e inciden en la parte opuesta del ánodo. Estos rayos se denominan rayos anódicos o canales y están formados por partículas positivas. Para estas partículas la relación carga/masa depende de la naturaleza del gas encerrado en el tubo. Si el gas es el hidrógeno, esa relación es la mayor de las conocidas, por lo cual el ión positivo es el de menor masa y se denomina protón.

La radiactividad o radioactividad1 es un fenómeno químico-físico por el cual los núcleos de algunos elementos químicos, llamados radiactivos, emiten radiaciones que tienen la propiedad de impresionar placas radiográficas, ionizar gases, producir fluorescencia, atravesar cuerpos opacos a la luz ordinaria, entre otros. Debido a esa capacidad, se les suele denominar radiaciones ionizantes (en contraste con las no ionizantes). Las radiaciones emitidas pueden ser electromagnéticas, en forma de rayos X o rayos gamma, o bien corpusculares, como pueden ser núcleos de helio, electrones o positrones, protones u otras. En resumen, es un fenómeno que ocurre en los núcleos de ciertos elementos, inestables, que son capaces de transformarse, o decaer, espontáneamente, en núcleos atómicos de otros elementos más estables.

La radiactividad ioniza el medio que atraviesa. Una excepción lo constituye el neutrón, que no posee carga, pero ioniza la materia en forma indirecta. En las desintegraciones radiactivas se tienen varios tipos de radiación: alfa, beta, gamma y neutrones.

La radiactividad es una propiedad de los isótopos que son "inestables", es decir, que se mantienen en un estado excitado en sus capas electrónicas o nucleares, con lo que, para alcanzar su estado fundamental, deben perder energía. Lo hacen en emisiones electromagnéticas o en emisiones de partículas con una determinada energía cinética. Esto se produce variando la energía de sus electrones (emitiendo rayos X) o de sus nucleones (rayo gamma) o variando el isótopo (al emitir desde el núcleo electrones, positrones,neutrones, protones o partículas más pesadas), y en varios pasos sucesivos, con lo que un isótopo pesado puede terminar convirtiéndose en uno mucho más ligero, como el uranio que, con el transcurrir de los siglos, acaba convirtiéndose en plomo.

La radiactividad se aprovecha para la obtención de energía nuclear, se usa en medicina (radioterapia y radiodiagnóstico) y en aplicaciones industriales (medidas de espesores y densidades, entre otras).

La radiactividad puede ser:

• Natural: manifestada por los isótopos que se encuentran en la naturaleza.

• Artificial o inducida: manifestada por los radioisótopos producidos en transformaciones artificiales.

1.2 Base experimental de la teoría cuántica

La mecánica cuántica es una de las ramas principales de la física, y uno de los más grandes avances del siglo XX para el conocimiento humano, que explica el comportamiento de la materia y de la energía. Su aplicación ha hecho posible el descubrimiento y desarrollo de muchas tecnologías, como por ejemplo los transistores, componentes masivamente utilizados, en prácticamente cualquier aparato que tenga alguna parte funcional electrónica. La mecánica cuántica describe, en su visión más ortodoxa, cómo cualquier sistema físico, y por lo tanto todo el universo, existe en una diversa y variada multiplicidad de estados, los cuales habiendo sido organizados matemáticamente por los físicos, son denominados autoestados de vector y valor propio. De esta forma la mecánica cuántica puede explicar y revelar la existencia del átomo y los misterios de la estructura atómica tal como hoy son entendidos; fenómenos que la física clásica, o más propiamente la mecánica clásica, no puede explicar debidamente.

De forma específica, se considera también mecánica cuántica, a la parte de ella misma que no incorpora la relatividad

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