Estructura del Átomo y Conceptos de Física

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Questions and Answers

¿Qué parte de un átomo contiene protones y neutrones?

  • Cuantos
  • Núcleo (correct)
  • Electrones
  • Iones

¿Qué define mejor el concepto de 'cuanto'?

  • Una forma de radiación electromagnética.
  • Un tipo de átomo excitado.
  • La menor cantidad de energía que puede transmitirse en una longitud de onda. (correct)
  • La unidad más grande de energía que se puede medir.

¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe correctamente los fotones?

  • Son partículas que solo tienen propiedades corpusculares.
  • Solo presentan comportamientos ondulatorios.
  • Son responsables de las manifestaciones del fenómeno electromagnético. (correct)
  • Son una forma de masa negativa.

¿Cómo se define la radiación?

<p>Como la propagación de energía en forma de ondas o partículas. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué es la radiología?

<p>Una especialidad médica y odontológica para generar imágenes del cuerpo. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué tipo de radiación es la que puede atravesar cuerpos opacos?

<p>Rayos X. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué caracteriza a una onda?

<p>Es la propagación de una perturbación de alguna propiedad a través de un medio. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la relación entre energía y materia en física?

<p>La energía es constante y se transmite sin materia. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la cantidad máxima de electrones que puede albergar el subnivel 'p'?

<p>6 electrones (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el número de la capa que está más alejada del núcleo?

<p>n=7 (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué elemento forma parte de la configuración electrónica de la última capa?

<p>Número de electrones en la capa de valencia (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué determina la valencia de un átomo?

<p>El número de electrones en la última capa (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la fórmula que determina el número máximo de electrones en cada periodo?

<p>$2n^2$ (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el número máximo de electrones que puede tener una capa de valencia?

<p>8 electrones (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la propiedad que disminuye a medida que las capas se alejan del núcleo?

<p>La energía de ligadura (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuántos subniveles puede tener el nivel de energía 'n=3'?

<p>3 subniveles (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué ocurre cuando un electrón absorbe energía suficiente?

<p>Se mueve a una órbita más alejada del núcleo. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cómo se llama la radiación que puede provocar ionización en el medio que atraviesa?

<p>Radiación ionizante. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué caracteriza a los electrones de valencia?

<p>Son los electrones en la capa más externa. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cómo se comportan las partículas subatómicas en referencia a la dualidad onda-partícula?

<p>Pueden comportarse como ondas y partículas. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué es la radiación electromagnética?

<p>La propagación de energía sin masa ni carga eléctrica. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué implica un salto de un electrón a un nivel energético inferior?

<p>Emisión de energía en forma de radiación. (B)</p> Signup and view all the answers

En términos de estabilidad atómica, ¿cuál es la configuración preferida de los electrones de valencia?

<p>Capa de valencia completamente llena. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre la radiación no ionizante es correcta?

<p>No provoca ionización en el medio que atraviesa. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué caracteriza a un átomo en estado fundamental?

<p>Sus electrones ocupan las capas más cercanas al núcleo. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué ocurre cuando un electrón regresa a su estado fundamental después de ser excitado?

<p>Libera energía como radiación electromagnética. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la característica principal de las radiaciones ionizantes?

<p>Pueden transformar átomos en iones mediante la expulsión de electrones. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué tipo de radiación se considera no ionizante?

<p>Radiación de radiofrecuencia. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué factores influyen en la interacción de los fotones con la materia?

<p>El tamaño de la materia en relación con la longitud de onda. (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué tipo de radiaciones pueden provocar ionización?

<p>Radiaciones con frecuencias entre $10^{17}$ y $10^{24}$ Hz. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cómo se comporta un fotón de rayos X en comparación con un fotón de luz visible?

<p>Sólo difieren en frecuencia y longitud de onda. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes afirmaciones es incorrecta sobre los estados de energía en los átomos?

<p>Los electrones siempre permanecen en el estado fundamental. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué tipo de radiaciones poseen altas frecuencias y se comportan como partículas?

<p>Rayos X y gamma (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la característica principal de las partículas alfa (α)?

<p>Están formadas por dos protones y dos neutrones (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cómo se generan las partículas beta (β)?

<p>Cuando un neutrón se convierte en un protón y se emite un electrón (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué se entiende por decaimiento gamma?

<p>Emisión de un fotón tras perder energía almacenada (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre los neutrones es correcta?

<p>Pueden ser absorbidos por materiales como el cadmio (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cómo se define la ionización causada por las partículas alfa?

<p>Ocurre a corta distancia y es muy efectiva (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué distingue a la radiación gamma de los rayos X?

<p>La radiación gamma tiene un origen nuclear, mientras que los rayos X no (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la razón de la alta penetración de los neutrones?

<p>No tienen carga eléctrica (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre el sonido es correcta?

<p>El sonido se propaga como una perturbación a través de un medio. (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el rango de frecuencias que define el sonido audible?

<p>20Hz a 20kHz (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué necesita el sonido para existir?

<p>Una fuente de vibración mecánica y un medio elástico. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué es lo que ocurre en un fluido cuando se produce sonido?

<p>Las partículas se comprimen y expanden alternativamente. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes opciones describe mejor las ondas longitudinales?

<p>Las partículas del medio se mueven paralelo a la dirección de propagación. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la velocidad del sonido en el aire?

<p>340 m/s (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué factor influye significativamente en la velocidad de las ondas sonoras?

<p>La compresibilidad y elasticidad del medio. (A)</p> Signup and view all the answers

Los ultrasonidos corresponden a frecuencias que:

<p>Os superiores a 20kHz. (C)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Átomo

La partícula más pequeña de un elemento que conserva sus propiedades químicas.

Cuanto (quantum)

La mínima cantidad de energía que puede transmitirse en una onda.

Física

Estudia la materia, la energía y sus interacciones.

Fotón

Partícula elemental que representa la radiación electromagnética.

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Onda

Propagación de una perturbación que transporta energía, no materia.

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Radiación

Propagación de energía en forma de ondas o partículas subatómicas.

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Radiología

Especialidad médica que usa imágenes para diagnosticar.

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Rayos X

Radiación electromagnética que atraviesa cuerpos opacos a la luz.

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Órbitas electrónicas

Niveles de energía que los electrones pueden ocupar alrededor del núcleo de un átomo.

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Absorción de energía

Proceso en el que un electrón gana energía y pasa a un nivel de mayor energía.

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Emisión de energía

Proceso en el que un electrón pierde energía y pasa a un nivel de menor energía.

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Electrones de valencia

Electrones en la capa más externa de un átomo, responsables de la reactividad química.

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Radiación electromagnética

Propagación de energía en forma de ondas electromagnéticas.

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Radiación ionizante

Radiación con suficiente energía para ionizar átomos o moléculas.

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Radiación no ionizante

Radiación con poca energía para ionizar átomos o moléculas.

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Espectro electromagnético

Organización de diferentes tipos de radiación electromagnética según su longitud de onda y frecuencia.

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Dualidad onda-partícula

Idea de que las partículas pueden tener propiedades de onda y viceversa.

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Niveles de energía electrónicos

Son zonas alrededor del núcleo atómico donde se encuentran los electrones, organizados en capas con un número específico de orbitales.

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Subniveles electrónicos

Dentro de cada nivel de energía, se dividen en subniveles (s, p, d, f) que contienen un número máximo de electrones.

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Número máximo de electrones por subnivel

Cada subnivel tiene un número máximo de electrones que puede albergar: s (2), p (6), d (10), f (14).

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Número cuántico principal (n)

Número entero que indica el nivel de energía de un electrón y su distancia al núcleo. (n=1, 2, 3...)

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Capas K, L, M, N...

Otra forma de nombrar los niveles de energía electrónicos, K=n=1, L=n=2, M=n=3, etc.

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Energía de ligadura

Fuerza de atracción electrostática entre el núcleo y los electrones. Es mayor cuanto más cerca está el electrón del núcleo.

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Configuración electrónica

Forma en que los electrones se distribuyen en los diferentes niveles y subniveles de energía de un átomo.

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Periodo (Tabla Periódica)

Fila de la tabla periódica que indica el nivel electrónico más externo de los átomos de los elementos.

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Grupo (Tabla Periódica)

Columna de la tabla periódica que indica la cantidad de electrones en el nivel electrónico más externo.

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Número máximo de electrones por capa

La fórmula 2n² determina el número máximo de electrones que cada capa electrónica (n) puede albergar; válido hasta n=4.

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Capa de valencia

Capa electrónica más externa de un átomo que participa en las reacciones químicas.

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Número de valencia

Número de electrones en la capa de valencia de un átomo.

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Radiación Alfa (α)

Son partículas pesadas formadas por 2 protones y 2 neutrones, con alta energía cinética. Interaccionan mucho con la materia, causando muchas ionizaciones en corta distancia, pero tienen poca penetración.

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Radiación Beta (β)

Partículas con carga negativa, de masa pequeña y alta penetración. Se producen cuando un neutrón se convierte en protón y se emite un electrón.

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Neutrones

Partículas sin carga eléctrica, muy penetrantes, ya que no interactúan mucho con la materia. Se absorben con ciertos elementos químicos.

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Radiación Gamma

Radiación electromagnética de alta energía, emitida por núcleos inestables en desexcitación, no producen cambio de nucleido.

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Radiación ionizante

Radiación capaz de ionizar átomos y moléculas al interaccionar con ellos, por ejemplo, alfa, beta y gamma

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Átomos radiactivos

Átomos que tienen un núcleo inestable que tiende a estabilizarse emitiendo partículas o radiaciones electromagnéticas.

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Estado fundamental de un átomo

El estado de mínima energía de un átomo, donde sus electrones ocupan las capas más cercanas al núcleo y no está perturbado externamente.

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Estado excitado de un átomo

El estado de un átomo cuando gana energía adicional, lo que hace que sus electrones salten a niveles de energía más altos.

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Saltos cuánticos

Cambios discretos en la energía de los electrones entre diferentes niveles de energía en un átomo.

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Radiación ionizante

Radiación con suficiente energía para expulsar electrones de los átomos, convirtiéndolos en iones.

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Radiación no ionizante

Radiación con poca energía para expulsar electrones de los átomos.

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Rayos X y Radiación Gamma

Ejemplos de radiación ionizante con alta frecuencia y energía, capaces de penetrar profundamente.

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Interacción de fotones con la materia

Los fotones interactúan con la materia según el tamaño relativo de sus longitudes de onda.

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Longitud de onda

La distancia entre dos crestas o valles sucesivos de una onda.

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Fotón

La partícula elemental de la luz y otras formas de radiación electromagnética.

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Sonido

Propagación de una perturbación o vibración a través de las moléculas de un medio (como aire, agua, o solido).

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Ondas materiales

Ondas que necesitan un medio material para propagarse, como el sonido y los ultrasonidos.

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Sonido audible

Ondas sonoras con frecuencias entre 20Hz y 20kHz que son percibidas por el oído humano.

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Condición de sonido

Requiere una fuente de vibración mecánica y un medio elástico para propagarse.

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Compresión (onda)

Región de una onda donde la densidad de las moléculas es mayor.

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Rarefacción (onda)

Región de una onda donde la densidad de las moléculas es menor.

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Ultrasonidos

Ondas sonoras con frecuencias por encima de 20kHz, inaudibles para el oído humano.

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Velocidad del sonido

Depende de las propiedades del medio (elasticidad y compresibilidad). Viaja más rápido en sólidos que en líquidos o gases.

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Ondas longitudinales

Las partículas del medio vibran paralelas a la dirección de propagación de la onda.

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Ondas transversales

Las partículas del medio vibran perpendicular a la dirección de propagación de la onda.

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Study Notes

Estructura del Átomo

  • El átomo es la unidad más pequeña de un elemento químico
  • Está compuesto por un núcleo y uno o más electrones que orbitan a su alrededor
  • El núcleo contiene protones y neutrones
  • Los electrones tienen carga negativa (-1,602 x 10⁻¹⁹ C) y masa (9,10 x 10⁻³¹ kg)
  • Los protones tienen carga positiva (+1,602 x 10⁻¹⁹ C) y masa (1,67 x 10⁻²⁷ kg)
  • Los neutrones no tienen carga y masa (1,67 x 10⁻²⁷ kg)

Cuanto (Quantum)

  • La menor cantidad de energía que puede transmitirse en una determinada longitud de onda.

Física

  • Estudia la energía y la materia, así como sus relaciones con el tiempo y el espacio.

Fotón

  • Partícula elemental responsable de las manifestaciones del fenómeno electromagnético.
  • Transporta todas las formas de radiación electromagnética.
  • Posee propiedades corpusculares y ondulatorias.

Onda

  • Propagación de una perturbación de alguna propiedad de un medio.
  • Implica transporte de energía sin transporte de materia.
  • Puede ser electromagnética o de partículas subatómicas.

Radiación

  • Propagación de energía en forma de ondas electromagnéticas o partículas subatómicas.
  • Puede atravesar el vacío o un medio material.

Radiología

  • Especialidad médica que genera imágenes del interior del cuerpo mediante agentes físicos.
  • Emplea las imágenes para el diagnóstico.

Rayos X

  • Radiación electromagnética ionizante de alta energía.
  • Atraviesa cuerpos opacos a la luz ordinaria.
  • Su capacidad de penetración depende de la estructura del material.

Introducción a la Física Radiológica

  • La física estudia la estructura de la materia, y especialmente el átomo
  • La física estudia el comportamiento y las propiedades de las radiaciones.

Estructura Física de la Materia

  • El átomo es la unidad fundamental más pequeña de la materia.
  • Los átomos forman elementos y compuestos.
  • El núcleo del átomo está compuesto por protones y neutrones.
  • Los electrones se encuentran alrededor del núcleo.

Modelos Atómicos

  • Modelo de Schrödinger (1926): No predice trayectorias exactas para los electrones, sino regiones de probabilidad (orbitales).
  • Cálculo de probabilidad de encontrar electrones en una zona determinada alrededor del núcleo.

Energía en el Átomo

  • Energía potencial: Energía que un objeto posee debido a su posición en relación al equilibrio.
  • Energía cinética: Energía que un objeto posee debido a su movimiento.
  • Energía de enlace: Fuerza que mantiene los electrones cerca del núcleo.

Configuración Electrónica

  • La forma en que los electrones se disponen en los electrones en los átomos.
  • Principio de energía mínima: Los electrones se colocan en los orbitales disponibles de menor nivel energético.
  • Principio de exclusión de Pauli: Cada orbital puede tener como máximo 2 electrones con espines opuestos.
  • Principio de máxima multiplicidad (Hund): Los electrones de un mismo subnivel se distribuyen ocupando individualmente cada orbital antes de emparejarse.

Espectro Electromagnético

  • Distribución de las ondas electromagnéticas en función de su longitud de onda y frecuencia.
  • Las ondas difieren en longitud de onda y frecuencia, pero tienen la misma naturaleza ondulatoria.
  • Las ondas electromagnéticas tienen energía.

Radiación Electromagnética y de Partículas

  • La radiación electromagnética transporta energía en forma de ondas, sin masa ni carga.
  • Las radiaciones ionizantes tienen suficiente energía para ionizar los átomos del medio que atraviesan.

Ondas Materiales

  • Las ondas materiales (sonido y ultrasonidos) son perturbaciones o vibraciones a través de moléculas de un medio.
  • Necesitan un medio de propagación (sólido, líquido o gas)
  • Se describen por su longitud de onda, frecuencia y velocidad.

Interacciones de la Radiación con la Materia

  • Las radiaciones interactúan con la materia dependiendo de su tipo y energía.
  • La longitud de onda de la radiación influye en la interacción con la materia.
  • La ionización es una interacción común de la radiación con la materia.

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