Átomo - ciencia y tecnologia.

« de oxígeno será dos veces mayor puesto que el oxígeno es diatómico. 4 CARACTERÍSTICAS DEL ÁTOMO La curiosidad acerca del tamaño y masa del átomo atrajo a cientos de científicos durante un largo periodo en el que la falta de instrumentos y técnicas apropiadas impidióobtener respuestas satisfactorias.

Posteriormente se diseñaron numerosos experimentos ingeniosos para determinar el tamaño y masa de los diferentes átomos.

El átomomás ligero, el de hidrógeno, tiene un diámetro de aproximadamente 10 -10 m (0,0000000001 m) y una masa alrededor de 1,7 × 10 -27 kg (la fracción de un kilogramo representada por 17 precedido de 26 ceros y una coma decimal).

Un átomo es tan pequeño que una sola gota de agua contiene más de mil trillones de átomos. De la ley de Avogadro se desprende que las masas de un volumen patrón de diferentes gases (es decir, sus densidades) son proporcionales a la masa de cada moléculaindividual de gas.

Si se toma el carbono como patrón y se le asigna al átomo de carbono un valor de 12,0000 unidades de masa atómica (u), resulta que el hidrógeno tieneuna masa atómica de 1,0079 u, el helio de 4,0026, el flúor de 18,9984 y el sodio de 22,9898.

En ocasiones se habla de “peso atómico” aunque lo correcto es “masaatómica”.

La masa es una propiedad del cuerpo, mientras que el peso es la fuerza ejercida sobre el cuerpo a causa de la gravedad. La observación de que muchas masas atómicas se aproximan a números enteros llevó al químico británico William Prout a sugerir, en 1816, que todos los elementospodrían estar compuestos por átomos de hidrógeno.

No obstante, medidas posteriores de las masas atómicas demostraron que el cloro, por ejemplo, tiene una masaatómica de 35,453 (si se asigna al carbono el valor 12).

El descubrimiento de estas masas atómicas fraccionarias pareció invalidar la hipótesis de Prout hasta un siglodespués, cuando se descubrió que generalmente los átomos de un elemento dado no tienen todos la misma masa.

Los átomos de un mismo elemento con diferente masa seconocen como isótopos.

En el caso del cloro, existen dos isótopos en la naturaleza.

Los átomos de uno de ellos (cloro 35) tienen una masa atómica cercana a 35, mientrasque los del otro (cloro 37) tienen una masa atómica próxima a 37.

Los experimentos demuestran que el cloro es una mezcla de tres partes de cloro 35 por cada parte decloro 37.

Esta proporción explica la masa atómica observada en el cloro. Durante la primera mitad del siglo XX era corriente utilizar el oxígeno natural como patrón para expresar las masas atómicas, asignándole una masa atómica entera de 16.A principios de la década de 1960, las asociaciones internacionales de química y física acordaron un nuevo patrón y asignaron una masa atómica exactamente igual a 12 aun isótopo de carbono abundante, el carbono 12.

Este nuevo patrón es especialmente apropiado porque el carbono 12 se emplea con frecuencia como patrón de referenciapara calcular masas atómicas mediante el espectrómetro de masas.

Además, la tabla de masas atómicas basada en el carbono 12 se aproxima bastante a la tabla antiguabasada en el oxígeno natural. 5 LA TABLA PERIÓDICA Tabla periódica de los elementosLa tabla periódica de los elementos agrupa a éstos en filas y columnas según sus propiedades químicas.

Los elementos aparecenordenados por su número atómico.

Haciendo clic en un elemento de la tabla obtendrá información sobre el nombre, la historia, laconfiguración electrónica y la masa atómica del mismo.

Las masas atómicas entre paréntesis indican la masa del isótopo más estable.© Microsoft Corporation.

Reservados todos los derechos. A mediados del siglo XIX, varios químicos se dieron cuenta de que las similitudes en las propiedades químicas de diferentes elementos suponían una regularidad que sepodía ilustrar ordenándolos de forma tabular o periódica.

El químico ruso Dmitri Mendeléiev propuso una tabla de elementos llamada tabla periódica, en la que loselementos están ordenados en filas y columnas de forma que quedan agrupados los que tienen propiedades químicas similares.

Según este orden, a cada elemento se leasigna un número (número atómico) de acuerdo con su posición en la tabla, que va desde el 1 para el hidrógeno hasta el 92 para el uranio, que tiene el átomo más pesadode todos los elementos que existen de forma natural en nuestro planeta.

Como en la época de Mendeléiev no se conocían todos los elementos, se dejaron espacios enblanco en la tabla periódica correspondientes a elementos que faltaban.

Las investigaciones posteriores, facilitadas por el orden que los elementos conocidos ocupaban en latabla, llevaron al descubrimiento de los elementos restantes.

Los elementos con mayor número atómico tienen masas atómicas mayores, y la masa atómica de cada isótopose aproxima a un número entero, de acuerdo con la hipótesis de Prout. 6 RADIACTIVIDAD Una serie de descubrimientos importantes realizados hacia finales del siglo XIX dejó claro que el átomo no era una partícula sólida de materia e indivisible.

En 1895, elcientífico alemán Wilhelm Conrad Roentgen anunció el descubrimiento de los rayos X, que pueden atravesar láminas finas de plomo.

En 1897, el físico inglés Joseph J.Thomson descubrió el electrón, una partícula con una masa muy inferior a la de cualquier átomo.

Y, en 1896, el físico francés Antoine Henri Becquerel comprobó quedeterminadas sustancias, como las sales de uranio, generaban rayos penetrantes de origen misterioso.

El matrimonio de científicos franceses formado por Marie y PierreCurie aportó una contribución adicional a la comprensión de esas sustancias “radiactivas” ( véase Radiactividad).

Como resultado de las investigaciones del físico británico Ernest Rutherford y sus coetáneos, se demostró que el uranio y algunos otros elementos pesados, como el torio o el radio, emiten tres clases diferentes de radiación,inicialmente denominadas rayos alfa ( α), beta (β) y gamma ( g).

Las dos primeras, que según se averiguó están formadas por partículas eléctricamente cargadas, se denominan actualmente partículas alfa y beta.

Más tarde se comprobó que las partículas alfa son núcleos de helio (ver más abajo) y las partículas beta son electrones.Estaba claro que el átomo se componía de partes más pequeñas.

Los rayos gamma fueron finalmente identificados como ondas electromagnéticas, similares a los rayos Xpero con menor longitud de onda ( véase Radiación electromagnética). 7 EL ÁTOMO DE RUTHERFORD Experiencia de RutherfordEl físico británico Ernest Rutherford y sus colaboradores Hans Geiger y Ernest Marsden bombardearon con partículas alfa (con cargapositiva) una lámina muy fina de oro y observaron que, aunque la mayor parte de las partículas la atravesaban sin desviarse, unaspocas sufrían una desviación bastante acusada e incluso algunas rebotaban al llegar a la lámina.

Para explicar estos resultados,. »