23
PRODUCTO 1: EVOLUCION DEL MODELO ATÓMICO. EVOLUCIÓN DEL MODELO ATOMICO (ÁTOMO). ORIGENES DE LA PALABRA “ATOMO”: Demócrito y Leucipo, filósofos griegos, en el siglo V a.C. fueron los primeros en introducir la palabra átomo, definiéndola como una porción de la materia que era indivisible (a=sin, tome=división). Leucipo (450-370 a.n.e.) y su discípulo Demócrito (460-370 a.n.e.): Definieron una unidad fundamental de la composición de la materia. Su razonamiento fue el siguiente: si tengo un trozo de materia “madera, por ejemplo – y comienzo a partirlo en pedazos cada vez más pequeños y vuelvo a partir los pedazos que me queden una y otra vez, llegará el momento en que tenga pequeñas partículas que ya no se puedan partir más”. A estas partículas les dieron el nombre de “átomos”, una palabra griega que significa “indivisible”. El objetivo de los filósofos griegos de la antigüedad no era explicar la estructura interna de la materia, sino el cambio y la permanencia. La teoría atómica fue abandonada durante siglos porque incluía la idea de entre los átomos sólo hay vacío, es decir nada. De acuerdo con los atomistas, las cosas están hechas de átomos y vacío. ACTIVIDAD INTEGRADORA PÁGINA 1

EVOLUCIÓN DEL MODELO ATOMICO

  • Upload
    uaemex

  • View
    1

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

PRODUCTO 1: EVOLUCION DEL MODELOATÓMICO.

EVOLUCIÓN DEL MODELO ATOMICO (ÁTOMO).

ORIGENES DE LA PALABRA “ATOMO”:

Demócrito y Leucipo, filósofos griegos, en el siglo V a.C.fueron los primeros en introducir la palabra átomo,definiéndola como una porción de la materia que eraindivisible (a=sin, tome=división).

Leucipo (450-370 a.n.e.) y su discípulo Demócrito (460-370a.n.e.):Definieron una unidad fundamental de la composición de lamateria. Su razonamiento fue el siguiente: si tengo un trozode materia “madera, por ejemplo – y comienzo a partirlo enpedazos cada vez más pequeños y vuelvo a partir los pedazosque me queden una y otra vez, llegará el momento en que tengapequeñas partículas que ya no se puedan partir más”. A estaspartículas les dieron el nombre de “átomos”, una palabragriega que significa “indivisible”. El objetivo de los filósofos griegos de la antigüedad no eraexplicar la estructura interna de la materia, sino el cambioy la permanencia.

La teoría atómica fue abandonada durante siglos porqueincluía la idea de entre los átomos sólo hay vacío, es decirnada. De acuerdo con los atomistas, las cosas están hechas deátomos y vacío.

ACTIVIDAD INTEGRADORA PÁGINA 1

PRODUCTO 1: EVOLUCION DEL MODELOATÓMICO.

Entre Aristóteles y Platón, pensar en la existencia del vacíoiba en contra de su propia lógica. Con el surgimiento delmétodo científico propuesto por Galileo y el de las leyes deNewton, en los siglos XVII y XVIII respectivamente, se retomóla idea del átomo como partícula fundamental constituyente dela materia, durante la cual se estableció el modelo departículas.

MODELO ATÓMICO DE DALTON.

El concepto de átomo se ignoró durante muchos siglos, hastaque a fines del siglo XVIII el inglés John Dalton (1766-1844)vuelve al tema del átomo y propone la primera teoría atómicabasándose en las leyes de las proporciones definidas ymúltiples; enuncia los siguientes postulados:

1) La materia está constituida por átomos, los cuales sonpartículas indestructibles (muy pequeñas, de formaesférica, sólidas y de peso fijo).

2) Los átomos del mismo elemento son todos iguales entresí.

ACTIVIDAD INTEGRADORA PÁGINA 2

PRODUCTO 1: EVOLUCION DEL MODELOATÓMICO.

3) Los átomos de un elemento son diferentes de los otroselementos.

4) Al combinarse, los átomos lo hacen en proporcionesdefinidas y con números enteros.

MODELO ATÓMICO DE THOMSON.

Años después, se experimento con tubos de descarga de Crookes(conocidos comúnmente como tubos de rayos catódicos), y sedemostró que la materia es de naturaleza eléctrica, aunqueesto ya era conocido por los griegos; por primera vez sepensó que la materia se podía dividir.A fines del siglo XIX, Joseph John Thomson (1856-1940)sugirió u modelo atómico semejante a un “budín de pasas”,donde el átomo era una esfera de electrificación positiva enla que se encontraban incrustados los electrones. En 1898 elinglés J.J. Thomson (1856-1940), con base en sus experimentoscon tubos de rayos catódicos, concluyó que se trataba departículas con carga y que esas partículas, que recibieron elnombre de electrones provenían de los átomos.

ACTIVIDAD INTEGRADORA PÁGINA 3

PRODUCTO 1: EVOLUCION DEL MODELOATÓMICO.

MODELO ATÓMICO DE PERRIN.

Jean-Baptiste Perrin (1870-1943) modificó el modelo deThomson sugiriendo por primera vez que las cargas negativasson externas al “budín”.

MODELO ATÓMICO DE RUTHERFORD.

ACTIVIDAD INTEGRADORA PÁGINA 4

PRODUCTO 1: EVOLUCION DEL MODELOATÓMICO.

En 1911, Ernest Rutherford (1871-1937), con base en suexperimento de la dispersión de las partículas alfa al chocarcon láminas de oro y platino, ideó u modelo atómico con lassiguientes características:

a) El átomo está formado por un núcleo donde se localizatoda su carga positiva y la mayor parte de su masa.

b) Alrededor del núcleo giran los electrones formando unanube de electrónica.

c) Los átomos son neutros porque el número de electrones yprotones es igual.

El modelo de Thomson tuvo aceptación sólo por un breveperiodo ya que uno de sus alumnos, Ernest Rutherford (1871-1937), mediante los resultados de un experimento que realizoen 1911 en la universidad de Cambridge, en Inglaterra, echóabajo la suposición de que la carga positiva era una especiede nube que envolvía a los electrones, como lo habíapropuesto Thomson.En su experimento, Rutherford hizo “chocar” partículas Alfasobre una lámina metálica delgada. Sin embargo Rutherfordobservó que aunque la mayoría de las partículas Alfaprácticamente no desviaban su trayectoria, algunas regresabancomo si “algo” les impidiese seguir de largo. Rutherfordreflexionó que ese obstáculo no eran los electrones ni lasnubes de carga positiva porque, las fuerzas de atracción yrepulsión prácticamente se anularían; dedujo que para que laspartículas alfa rebotaran, debía existir una zona quecontenía toda la carga positiva del átomo, la cual ubicó enel centro del mismo y le llamó núcleo. Rutherford pensó

ACTIVIDAD INTEGRADORA PÁGINA 5

PRODUCTO 1: EVOLUCION DEL MODELOATÓMICO.

originalmente que el núcleo podría estar formado porpartículas de carga positiva (posteriormente llamadasprotones), pero no pudo sustentar esa idea pues la solapresencia de estas partículas haría al núcleo demasiadoinestable, en virtud de la carga positiva condensada quetendría. Así fue como predijo la existencia de una partículanuclear neutra, que consideró necesaria para dar estabilidadal núcleo. Fue hasta la década de 1930 que se descubrió estapartícula que recibió el nombre de Neutrón.

EXISTENCIA DE ELEMENTOS RADIACTIVOS.

María Sklodowska (1867-1934) y su esposo Pierre Curie (1859-1906). María Sklodowska, fue la primera persona en obtenerdos premios Nobel, uno en Física y el otro en Química. Todoslos elementos radiactivos emiten partículas llamadas Alfa,Beta y Gamma. Las partículas Alfa tienen Carga Positiva, laspartículas Beta tienen Carga Negativa y los rayos Gamma NoTienen Carga.

MODELO ATÓMICO DE BOHR.

ACTIVIDAD INTEGRADORA PÁGINA 6

PRODUCTO 1: EVOLUCION DEL MODELOATÓMICO.

En 1913, el físico danés Niels Bohr (1885-1962) propuso unmodelo atómico para explicar la estructura atómica,fundamentando su teoría en la teoría cuántica propuesta porMax Planck (1858-1947; se basó en los siguientes postulados:

a) Los electrones en los átomos se mueven alrededor delnúcleo en órbitas circulares o en niveles de energíadefinidos.

b) Mientras los electrones se muevan en órbitas o nivelesde energía definidos, no absorben ni desprendenenergía.

c) Los electrones pueden pasar de un nivel a otro demenor a mayor energía, y viceversa, siempre y cuandoabsorban o desprendan la energía necesaria.

d) Cuando los electrones absorben o desprenden energía lohacen en cantidades unitarias llamadas Cuántos, quecorresponden a la diferencia de energía entre los dosniveles.

Aunque el modelo atómico de Rutherford fue muy importante enel estudio de la estructura de la materia, no fue eldefinitivo. Los fenómenos de los espectros luminosos ya eranbien conocidos en esa época y, sin embargo, este modelo nofue suficiente para explicarlos. La explicación de losespectros luminosos encontró respuesta en el modelo atómicodel físico danés Niels Bohr (1885-1962).

ACTIVIDAD INTEGRADORA PÁGINA 7

PRODUCTO 1: EVOLUCION DEL MODELOATÓMICO.

EXISTENCIA DE ESPECTRO LUMINOSOS

En 1802, el físico y químico británico William H. Wollaston(1766-1828), al observar el espectro producido por la luz delsol, noto que aparecían delgadas líneas oscuras entre lasfranjas de colores.

Tiempo después, en 1814, Joseph Von Fraunhofer (1787-1826)hizo pasar un haz de luz solar a través de una rendija muydelgada y obtuvo un espectro mucho más fino con centenares delíneas oscuras. Estas líneas son ahora conocidas como líneasde Fraunhofer.

En 1859 el físico alemán Gustav Kirchhoff (1824-1887) explicoque el espectro obtenido a partir de la luz solar debía sercontinuo, pero que nuestra estrella está rodeada de gases dediferentes elementos que absorben determinadas cantidades deluz específicas, lo que origina las líneas oscuras.

Tiempo después, otro físico alemán, Roberth Wilhelm Bunsen(1811-1899) observó el espectro emitido por gases calentadosa baja temperatura. Para su sorpresa, advirtió que solamentetenía delgadas líneas de colores y que además eran distintaspara cada tipo de elemento. A este tipo de espectros se lesllama Espectros de Emisión.

DESCUBRIMIENTO DEL NEUTRÓN.

ACTIVIDAD INTEGRADORA PÁGINA 8

PRODUCTO 1: EVOLUCION DEL MODELOATÓMICO.

Recordemos que Thomson descubrió el electrón y Rutherford, sualumno, el núcleo atómico. Un alumno de Rutherford, JamesChadwick (1891-1974), descubrió el Neutrón. Chadwick realizoun experimento parecido al de Rutherford: Bombardeó unalámina de berilio con partículas alfa y observo que se emitíauna radiación neutra capaz de extraer protones de otrosmateriales, por lo que Chadwick concluyo que se trataba deuna partícula con masa pero eléctricamente neutra.

MODELO ATÓMICO DE SOMMERFELD.

En 1916, Arnold Sommerfeld (1868-1951), con la ayuda de lateoría de la relatividad de Albert Einstein (1879-1955), hizolas siguientes modificaciones al modelo de Bohr:

a) Los electrones se mueven alrededor del núcleo en órbitascirculares o elípticas.

b) A partir del segundo nivel energético existen dos o mássubniveles en el mismo nivel.

c) El electrón es una corriente eléctrica minúscula.Para describir los nuevos subniveles, Sommerfeld introdujo unparámetro llamado número cuántico acimutal, que designo conla letra l (ele).

ACTIVIDAD INTEGRADORA PÁGINA 9

PRODUCTO 1: EVOLUCION DEL MODELOATÓMICO.

MODELO ATÓMICO DE SCHRÖDINGER.

Partiendo de las ideas de Planck y Louis de Broglie (1892-1987) y aplicando las matemáticas de William Rowan Hamilton(1805-1865), Erwin Schrödinger (1887-1961) desarrolló unmodelo matemático en donde aparecen tres parámetros: n, l ym; no fijó trayectorias determinadas para los electrones,sólo la probabilidad de que se hallen en una zona explicaparcialmente los espectros de emisión de todos los elementos.Sin embargo, a lo largo del siglo XX han sido necesariasnuevas mejoras del modelo para explicar otros fenómenosespectrales.

ACTIVIDAD INTEGRADORA PÁGINA 10

PRODUCTO 1: EVOLUCION DEL MODELOATÓMICO.

MODELO ATÓMICO DE DIRAC-JORDAN.

Basándose en la mecánica cuántica ondulatoria, ampliaron losconocimientos anteriores, y en 1928 Paul Dirac (1902-1984)logró una descripción cuántico-relativista del electrón,prediciendo la existencia de la antimateria. En lasecuaciones de Dirac y Pascual Jordan (1902-1980) aparece elcuarto parámetro con característica cuántica, denominado s,además de los ya conocidos n, l y m.

RADIACTIVIDAD¿Qué es?La radiactividad o radioactividad es un fenómeno físico porel cual algunos cuerpos o elementos químicos, llamadosradiactivos, emiten radiaciones que tienen la propiedad de

ACTIVIDAD INTEGRADORA PÁGINA 11

PRODUCTO 1: EVOLUCION DEL MODELOATÓMICO.

impresionar placas fotográficas, ionizar gases, producirfluorescencia, atravesar cuerpos opacos a la luz ordinaria,entre otros. Debido a esa capacidad, se les suele denominarradiaciones ionizantes (en contraste con las no ionizantes).Las radiaciones emitidas pueden ser electromagnéticas, enforma de rayos X o rayos gamma, o bien corpusculares, comopueden ser núcleos de helio, electrones o positrones,protones u otras. En resumen, es un fenómeno que ocurre enlos núcleos de ciertos elementos, inestables, que son capacesde transformarse, o decaer, espontáneamente, en núcleosatómicos de otros elementos más estables.La radiactividad es una propiedad de los isótopos que son"inestables", es decir, que se mantienen en un estadoexcitado en sus capas electrónicas o nucleares, con lo que,para alcanzar su estado fundamental, deben perder energía. Lohacen en emisiones electromagnéticas o en emisiones departículas con una determinada energía cinética. Esto seproduce variando la energía de sus electrones (emitiendorayos X) o de sus nucleones (rayo gamma) o variando elisótopo (al emitir desde el núcleo electrones, positrones,neutrones, protones o partículas más pesadas), y en variospasos sucesivos, con lo que un isótopo pesado puede terminarconvirtiéndose en uno mucho más ligero, como el uranio que,con el transcurrir de los siglos, acaba convirtiéndose enplomo.La radiactividad se aprovecha para la obtención de energíanuclear, se usa en medicina (radioterapia y radiodiagnóstico)y en aplicaciones industriales (medidas de espesores ydensidades, entre otras).

Tipos de Radiactividad:

Natural: Manifestada por los isótopos que se encuentran en lanaturaleza. En 1896 Henri Becquerel descubrió que ciertas sales de uranioemiten radiaciones espontáneamente, al observar que velabanlas placas fotográficas envueltas en papel negro. Hizo

ACTIVIDAD INTEGRADORA PÁGINA 12

PRODUCTO 1: EVOLUCION DEL MODELOATÓMICO.

ensayos con el mineral en caliente, en frío, pulverizado,disuelto en ácidos y la intensidad de la misteriosa radiaciónera siempre la misma. Por tanto, esta nueva propiedad de lamateria, que recibió el nombre de radiactividad, no dependíade la forma física o química en la que se encontraban losátomos del cuerpo radiactivo, sino que era una propiedad queradicaba en el interior mismo del átomo.El estudio del nuevo fenómeno y su desarrollo posterior sedebe casi exclusivamente al matrimonio de Marie y PierreCurie, quienes encontraron otras sustancias radiactivas: eltorio, el polonio y el radio. La intensidad de la radiaciónemitida era proporcional a la cantidad de uranio presente,por lo que Marie Curie dedujo que la radiactividad es unapropiedad atómica. El fenómeno de la radiactividad se originaexclusivamente en el núcleo de los átomos radiactivos. Secree que se origina debido a la interacción neutrón-protón.Al estudiar la radiación emitida por el radio, se comprobóque era compleja, pues al aplicarle un campo magnético partede ella se desviaba de su trayectoria y otra parte no.Pronto se vio que todas estas reacciones provienen del núcleoatómico que describió Ernest Rutherford en 1911, quientambién demostró que las radiaciones emitidas por las salesde uranio pueden ionizar el aire y producir la descarga decuerpos cargados eléctricamente.Con el uso del neutrón, partícula teorizada en 1920 porErnest Rutherford, se consiguió describir la radiación beta.En 1932, James Chadwick descubrió la existencia del neutrónque Rutherford había predicho en 1920, e inmediatamentedespués Enrico Fermi descubrió que ciertas radiacionesemitidas en fenómenos no muy comunes de desintegración son enrealidad neutrones.

Artificial o inducida: Manifestada por los radioisótoposproducidos en transformaciones artificiales. La radiactividadartificial, también llamada radiactividad inducida, seproduce cuando se bombardean ciertos núcleos estables conpartículas apropiadas. Si la energía de estas partículas

ACTIVIDAD INTEGRADORA PÁGINA 13

PRODUCTO 1: EVOLUCION DEL MODELOATÓMICO.

tiene un valor adecuado, penetran el núcleo bombardeado yforman un nuevo núcleo que, en caso de ser inestable, sedesintegra después radiactivamente. Fue descubierta por losesposos Jean Frédéric Joliot-Curie e Irène Joliot-Curie,bombardeando núcleos de boro y de aluminio con partículasalfa. Observaron que las sustancias bombardeadas emitíanradiaciones después de retirar el cuerpo radiactivo emisor delas partículas de bombardeo.En 1934 Fermi se encontraba en un experimento bombardeandonúcleos de uranio con los neutrones recién descubiertos. En1938, en Alemania, Lise Meitner, Otto Hahn y Fritz Strassmannverificaron los experimentos de Fermi. En 1939 demostraronque una parte de los productos que aparecían al llevar a caboestos experimentos era bario. Muy pronto confirmaron que eraresultado de la división de los núcleos de uranio: la primeraobservación experimental de la fisión. En Francia, JeanFrédéric Joliot-Curie descubrió que, además del bario, seemiten neutrones secundarios en esa reacción, lo que hacefactible la reacción en cadena.También en 1932, Mark Oliphant teorizó sobre la fusión denúcleos ligeros (de hidrógeno), y poco después Hans Bethedescribió el funcionamiento de las estrellas con base en estemecanismo.El estudio de la radiactividad permitió un mayor conocimientode la estructura del núcleo atómico y de las partículassubatómicas. Se abrió la posibilidad de convertir unoselementos en otros. Incluso se hizo realidad el ancestralsueño de los alquimistas de crear oro a partir de otroselementos, como por ejemplo átomos de mercurio, aunque entérminos prácticos el proceso de convertir mercurio en oro noresulta rentable debido a que el proceso requiere demasiadaenergía.

ACTIVIDAD INTEGRADORA PÁGINA 14

PRODUCTO 1: EVOLUCION DEL MODELOATÓMICO.

Tres clases diferentes, conocidas como partículas,desintegraciones y radiación:

1. Partícula alfa: Son flujos de partículas cargadaspositivamente compuestas por dos neutrones y dosprotones (núcleos de helio). Son desviadas por camposeléctricos y magnéticos. Son poco penetrantes, aunquemuy ionizantes. Son muy energéticas. Fueron descubiertaspor Rutherford, quien hizo pasar partículas alfa através de un fino cristal y las atrapó en un tubo dedescarga. Este tipo de radiación la emiten núcleos deelementos pesados situados al final de la tablaperiódica (A >100). Estos núcleos tienen muchos protonesy la repulsión eléctrica es muy fuerte, por lo quetienden a obtener N aproximadamente igual a Z, y paraello se emite una partícula alfa. En el proceso sedesprende mucha energía, que se convierte en la energíacinética de la partícula alfa, por lo que estaspartículas salen con velocidades muy altas.

2. Desintegración beta: Son flujos de electrones (betanegativas) o positrones (beta positivas) resultantes dela desintegración de los neutrones o protones del núcleocuando éste se encuentra en un estado excitado. Esdesviada por campos magnéticos. Es más penetrante,aunque su poder de ionización no es tan elevado como elde las partículas alfa. Por lo tanto, cuando un átomoexpulsa una partícula beta, su número atómico aumenta odisminuye una unidad (debido al protón ganado operdido). Existen tres tipos de radiación beta: laradiación beta-, que consiste en la emisión espontáneade electrones por parte de los núcleos; la radiaciónbeta+, en la que un protón del núcleo se desintegra y dalugar a un neutrón, a un positrón o partícula Beta+ y unneutrino, y por último la captura electrónica que se daen núcleos con exceso de protones, en la cual el núcleocaptura un electrón de la corteza electrónica, que seunirá a un protón del núcleo para dar un neutrón.

ACTIVIDAD INTEGRADORA PÁGINA 15

PRODUCTO 1: EVOLUCION DEL MODELOATÓMICO.

3. Radiación gamma: Se trata de ondas electromagnéticas. Esel tipo más penetrante de radiación. Al ser ondaselectromagnéticas de longitud de onda corta, tienenmayor penetración y se necesitan capas muy gruesas deplomo u hormigón para detenerlas. En este tipo deradiación el núcleo no pierde su identidad, sino que sedesprende de la energía que le sobra para pasar a otroestado de energía más baja emitiendo los rayos gamma, osea fotones muy energéticos. Este tipo de emisiónacompaña a las radiaciones alfa y beta. Por ser tanpenetrante y tan energética, éste es el tipo máspeligroso de radiación.

RAYOS X¿Qué son?Los rayos X son una radiación electromagnética de la mismanaturaleza que las ondas de radio, las ondas de microondas,los rayos infrarrojos, la luz visible, los rayos ultravioletay los rayos gamma. La diferencia fundamental con los rayosgamma es su origen: los rayos gamma son radiaciones de origennuclear que se producen por la desexcitación de un nucleón deun nivel excitado a otro de menor energía y en ladesintegración de isótopos radiactivos, mientras que losrayos X surgen de fenómenos extranucleares, a nivel de laórbita electrónica, fundamentalmente producidos pordesaceleración de electrones. La energía de los rayos X engeneral se encuentra entre la radiación ultravioleta y losrayos gamma producidos naturalmente. Los rayos X son unaradiación ionizante porque al interactuar con la materia

ACTIVIDAD INTEGRADORA PÁGINA 16

PRODUCTO 1: EVOLUCION DEL MODELOATÓMICO.

produce la ionización de los átomos de la misma, es decir,origina partículas con carga (iones).La denominación rayos X designa a una radiaciónelectromagnética, invisible, capaz de atravesar cuerposopacos y de imprimir las películas fotográficas. Los actualessistemas digitales permiten la obtención y visualización dela imagen radiográfica directamente en una computadora(ordenador) sin necesidad de imprimirla. La longitud de ondaestá entre 10 a 0,1 nanómetros, correspondiendo a frecuenciasen el rango de 30 a 3.000 PHz (de 50 a 5.000 veces lafrecuencia de la luz visible).

Descubrimiento:La historia de los rayos X comienza con los experimentos delcientífico británico William Crookes, que investigó en elsiglo XIX los efectos de ciertos gases al aplicarlesdescargas de energía. Estos experimentos se desarrollaban enun tubo vacío, y electrodos para generar corrientes de altovoltaje. Él lo llamó tubo de Crookes. Pues bien, este tubo,al estar cerca de placas fotográficas, generaba en las mismasalgunas imágenes borrosas. Pese al descubrimiento, Crookes nocontinuó investigando este efecto.Es así como Nikola Tesla, en 1887, comenzó a estudiar esteefecto creado por medio de los tubos de Crookes. Una de lasconsecuencias de su investigación fue advertir a la comunidadcientífica el peligro para los organismos biológicos quesupone la exposición a estas radiaciones.Pero hasta el 8 de noviembre de 1895 no se descubrieron losrayos X; el físico Wilhelm Conrad Roentgen, realizóexperimentos con los tubos de Hittorff-Crookes (o simplementetubo de Crookes) y la bobina de Ruhmkorff. Analizaba losrayos catódicos para evitar la fluorescencia violeta queproducían los rayos catódicos en las paredes de un vidrio deltubo. Para ello, crea un ambiente de oscuridad, y cubre eltubo con una funda de cartón negro. Al conectar su equipo porúltima vez, llegada la noche, se sorprendió al ver un débilresplandor amarillo-verdoso a lo lejos: sobre un banco

ACTIVIDAD INTEGRADORA PÁGINA 17

PRODUCTO 1: EVOLUCION DEL MODELOATÓMICO.

próximo había un pequeño cartón con una solución de cristalesde platino-cianuro de bario, en el que observó unoscurecimiento al apagar el tubo. Al encender de nuevo eltubo, el resplandor se producía nuevamente. Retiró más lejosla solución de cristales y comprobó que la fluorescencia seseguía produciendo, así repitió el experimento y determinóque los rayos creaban una radiación muy penetrante, peroinvisible. Observó que los rayos atravesaban grandes capas depapel e incluso metales menos densos que el plomo.

Como se Producen:Los rayos X se pueden observar cuando un haz de electronesmuy energéticos (del orden de 1 keV) se desaceleran al chocarcon un blanco metálico. Según la mecánica clásica, una cargaacelerada emite radiación electromagnética, de este modo, elchoque produce un espectro continuo de rayos X a partir decierta longitud de onda mínima dependiente de la energía delos electrones. Este tipo de radiación se denominaBremsstrahlung, o ‘radiación de frenado’. Además, los átomosdel material metálico emiten también rayos X monocromáticos,lo que se conoce como línea de emisión característica delmaterial. Otra fuente de rayos X es la radiación sincrotrónemitida en aceleradores de partículas.Para la producción de rayos X en laboratorios, hospitales,etc. se usan los tubos de rayos X, que pueden ser de dosclases: tubos con filamento o tubos con gas.El tubo con filamento es un tubo de vidrio al vacío en elcual se encuentran dos electrodos en sus extremos. El cátodoes un filamento caliente de tungsteno y el ánodo es un bloquede cobre en el cual está inmerso el blanco. El ánodo esrefrigerado continuamente mediante la circulación de agua,pues la energía de los electrones al ser golpeados con elblanco, es transformada en energía térmica en un granporcentaje. Los electrones generados en el cátodo sonenfocados hacia un punto en el blanco (que por lo generalposee una inclinación de 45°) y producto de la colisión losrayos X son generados. Finalmente el tubo de rayos X posee

ACTIVIDAD INTEGRADORA PÁGINA 18

PRODUCTO 1: EVOLUCION DEL MODELOATÓMICO.

una ventana la cual es transparente a este tipo de radiaciónelaborada en berilio, aluminio o mica.El tubo con gas se encuentra a una presión de aproximadamente0.01 mmHg y es controlada mediante una válvula; posee uncátodo de aluminio cóncavo, el cual permite enfocar loselectrones y un ánodo. Las partículas ionizadas de nitrógenoy oxígeno, presentes en el tubo, son atraídas hacia el cátodoy ánodo. Los iones positivos son atraídos hacia el cátodo einyectan electrones a este. Posteriormente los electrones sonacelerados hacia el ánodo (que contiene al blanco) a altasenergías para luego producir rayos X. El mecanismo derefrigeración y la ventana son los mismos que se encuentranen el tubo con filamento.

Riesgos:La manera en la que la radiación afecta a la salud dependedel tamaño de la dosis de esta. La exposición a las dosisbajas de rayos X a las que el ser humano se exponediariamente no son perjudiciales. En cambio, sí se sabe quela exposición a cantidades masivas puede producir dañosgraves. Por lo tanto, es aconsejable no exponerse a másradiación ionizante que la necesaria.La exposición a cantidades altas de rayos X puede producirefectos tales como quemaduras en la piel, caída del cabello,defectos de nacimiento, cáncer, retraso mental y la muerte.La dosis determina si un efecto se manifiesta y con quéseveridad. La manifestación de efectos como quemaduras de lapiel, caída del cabello, esterilidad, náuseas y cataratas,requiere que se exponga a una dosis mínima (la dosis umbral).Si se aumenta la dosis por encima de la dosis umbral elefecto es más grave. En grupos de personas expuestas a dosisbajas de radiación se ha observado un aumento de la presiónpsicológica. También se ha documentado alteración de lasfacultades mentales (síndrome del sistema nervioso central)en personas expuestas a miles de rads de radiación ionizante.

Aplicaciones:

ACTIVIDAD INTEGRADORA PÁGINA 19

PRODUCTO 1: EVOLUCION DEL MODELOATÓMICO.

Médicas:Desde que Röntgen descubrió que los rayos X permiten captarestructuras óseas, se ha desarrollado la tecnología necesariapara su uso en medicina. La radiología es la especialidadmédica que emplea la radiografía como ayuda en el diagnósticomédico, en la práctica, el uso más extendido de los rayos X.Los rayos X son especialmente útiles en la detección deenfermedades del esqueleto, aunque también se utilizan paradiagnosticar enfermedades de los tejidos blandos, como laneumonía, cáncer de pulmón, edema pulmonar, abscesos.En otros casos, el uso de rayos X tiene más limitaciones,como por ejemplo en la observación del cerebro o losmúsculos. Las alternativas en estos casos incluyen latomografía axial computarizada, la resonancia magnéticanuclear o los ultrasonidos.Los rayos X también se usan en procedimientos en tiempo real,tales como la angiografía, o en estudios de contraste.

Otras:Los rayos X pueden ser utilizados para explorar la estructurade la materia cristalina mediante experimentos de difracciónde rayos X por ser su longitud de onda similar a la distanciaentre los átomos de la red cristalina. La difracción de rayosX es una de las herramientas más útiles en el campo de lacristalografía.También puede utilizarse para determinar defectos encomponentes técnicos, como tuberías, turbinas, motores,paredes, vigas, y en general casi cualquier elementoestructural. Aprovechando la característica deabsorción/transmisión de los Rayos X, si aplicamos una fuentede Rayos X a uno de estos elementos, y este es completamenteperfecto, el patrón de absorción/transmisión, será el mismo alo largo de todo el componente, pero si tenemos defectos,tales como poros, pérdidas de espesor, fisuras (no suelen serfácilmente detectables), inclusiones de material tendremos unpatrón desigual.

ACTIVIDAD INTEGRADORA PÁGINA 20

PRODUCTO 1: EVOLUCION DEL MODELOATÓMICO.

TECNILOGIA Y RELACION CON LA EVOLUCION DEL MODELO ATÓMICO.

Tubo de rayos catódicos:¿Qué es?El tubo de rayos catódicos (CRT del inglés Cathode Ray Tube)es una tecnología que permite visualizar imágenes mediante unhaz de luz constante a una pantalla de vidrio recubierta defósforo y plomo. El fósforo permite reproducir la imagenproveniente del haz de luz, mientras que el plomo bloquea losrayos X para proteger al usuario de sus radiaciones.Desarrollado por William Crookes en 1875. Se empleaprincipalmente en monitores, televisores y osciloscopios,aunque en la actualidad se están sustituyendo paulatinamentepor tecnologías como plasma, LCD, LED o DLP.

Relacion con co la evolucion del modelo atomico:Descubrimiento del electron:Gracias que el Cientifico Thomson, que se dedico a relizar muchos estudios, y traz realizar un experimento el cual, era a traves del tubo de rayos catodicos se dio cuenta de que el tubo emitia unas particulas a las cuales llamo “Electrones”, gracias a este experimento se conocieron por primera vez los electrones.

ACTIVIDAD INTEGRADORA PÁGINA 21

PRODUCTO 1: EVOLUCION DEL MODELOATÓMICO.

FUENTES

INTERNET LIBROS

Radiactividad: Consultado en :http://es.wikipedia.org/wiki/Radi

actividadEl 27-Febrero-2012.

“Quimica I”.Año: 2006.Autores:

*M.C. Gómez.*E.C. Monroy.

*M.C. Martínez.*M. L. Carballo.*R. M. Mercado.

*Eugenia Rivera Villagrán2ª. Reimpresión. México.SEP.

Editorial: IEPSA.“Ciencias 2. Física”

ACTIVIDAD INTEGRADORA PÁGINA 22

PRODUCTO 1: EVOLUCION DEL MODELOATÓMICO.

Rayos X: Cosultado en:http://es.wikipedia.org/wiki/R

ayos_XEl 27- Febrero-2012.

Año: 2009.Autores:

*I. Gutiérrez.*G. Pérez.*G. Osorio.*E. Piñón.

*I. Herrera.2ª. Reimpresión. México. SEP.

Editorial: CASTILLO.Tubo de Rayos

Catodicos:Consultado en:http://es.wikipedia.org/wiki/Tubo

_de_rayos_cat%C3%B3dicosEl 27- Febrero-2012.

ACTIVIDAD INTEGRADORA PÁGINA 23