Estructura Atómica PDF

1 ESTRUCTURA ATOMICA CONTENIDOS Contenidos I. Estructura del átomo II. Unidades de masa y energía III. Radiación electromagnética IV. Absorción y emisión de energía...

1 ESTRUCTURA ATOMICA CONTENIDOS Contenidos I. Estructura del átomo II. Unidades de masa y energía III. Radiación electromagnética IV. Absorción y emisión de energía 2 Radiación 3 NATURALEZA Y TIPOS DE RADIACIÓN LA RADIACIÓN IONIZANTE: radiación que deposita energía en el medio provocando ionizaciones en los átomos del medio La radiación ionizante es capaz de arrancar electrones a los átomos. ¡¡IONIZACIÓN!! Proceso mediante el cual el átomo pierde electrones, adquiriendo carga eléctrica. Par iónico 4 FUENTES DE RADIACION 5 FUENTES DE RADIACION 6 FUENTES DE RADIACION 7 Unidades en física atómica 8  Estructura atómica EL ÁTOMO El átomo es la cantidad más pequeña de un elemento que conserva sus propiedades químicas Toda la materia está constituida por átomos 9 Estructura atómica 10 Estructura atómica El átomo se puede considerar ÁTOMO prácticamente vacío CORTEZA NÚCLEO ELECTRÓNICA 10-14 m 10-10 m Neutrones Electrones Protones (-) (+) 4 Corteza Núcleo Estructura atómica 4  Corteza electrónica Los electrones en la corteza se sitúan en órbitas alrededor del núcleo L Fuerzas de atracción eléctricas K Van colocándose en las órbitas más cercanas al núcleo: K, L, M…, también denominadas capas K A cada capa electrónica le corresponde un nivel L energético Energía de ligadura o energía de enlace del electrón se define M como la energía mínima que hay que suministrar a un electrón para desplazarlo de su capa y separarlo del átomo La energía de ligadura de los electrones varía con el radio de la órbita en que se encuentren Representación del átomo en su estado fundamental: estado de mínima energía, estado de reposo EK > EL > EM.... 13 Corteza electrónica 14 Núcleo atómico 15 Núcleo Está formado por partículas más simples denominadas nucleones Neutrones Eléctricamente neutros Protones Carga positiva Su tamaño es de unos 10-14 metros Su masa es tan grande como la del propio átomo Tiene carga eléctrica positiva 16 Nomenclatura nuclear 17  Núcleo Z 18 Isótopos 19 Isótopos 20 Nomenclatura nuclear 21 Absorción y emisión de energía 22 Absorción y emisión de energía Ionización Radiación electromagnética 25 Radiación electromagnética 26  Radiación electromagnética La Energía que transporta la onda es proporcional a su energía   c c =y= Por ejemplo, un fotón de rayos X de λ = 0.1nm tiene una energía de 12,4keV. En cambio, un fotón de luz azul (λ = 400nm) tiene una energía de unos 3eV 27  Fotón Es la “partícula” elemental que compone la radiación electromagnética “Corpúsculo” o partícula de energía sin masa La energía de un fotón es de: E = h · v = h · (c / λ) h es la constante de Planck, h = 6,62 · 10-34 J·s Albert Einstein La energía que transporta la onda es, por tanto, proporcional a la energía del fotón, un “cuanto” de energía Cuanto mayor es la frecuencia de la onda, mayor es la energía de los fotones que componen la radiación 28 Radiación electromagnética Ley del inverso del cuadrado de la distancia donde I1 es la intensidad a la distancia d1 desde la fuente, e I2 es la intensidad a la distancia d2 desde la fuente. 29 Radiación electromagnética 30 Radiaciones ionizantes 31 Radiación ionizante 32  Radiación ✓Radiaciones directamente ionizantes: Partículas cargadas rápidas que transfieren directamente su energía a la materia a través de numerosas y pequeñas interacciones culombianas a lo largo de su recorrido. Ejemplos: electrones, positrones, protones, partículas alfa, iones pesados Radiaciones indirectamente ionizantes: Partículas sin carga eléctrica que transfieren su energía a partículas cargadas del medio que atraviesan. Las partículas cargadas generadas son directamente ionizantes y, por tanto, transfieren su energía al medio como se ha descrito en el punto anterior. Ejemplos: fotones (rayos X, radiación gamma) y neutrones 33 Radiación ionizante 34 Radiaciones ionizantes 35 Absorción y emisión de energía 1. Cuando un átomo recibe energía como resultado de una interacción, éste puede pasar a un estado excitado, con la transición de un electrón a un nivel de mayor energía: EXCITACIÓN 2. El átomo tiende a volver al estado fundamental, de mínima energía: EMISIÓN DE RADIACIÓN CARACTERÍSTICA 3. La emisión de radiación característica es de tipo discreto, es decir, un valor de energía característico que viene dado por la diferencia de energía de las capas electrónicas involucradas 2 1 36  Absorción y emisión de energía La radiación característica es propia de cada átomo, pues depende de la energía de ligadura de cada uno de los electrones del átomo Serie de Lyman (ultrav ioleta) Transiciones energéticas en el átomo de Hidrógeno: La energía de los fotones emitidos es Serie de Balmer diferente de acuerdo a los niveles implicados n=1 n=2 Serie de Paschen (infrarroj o) n=3 n=4 Serie de Brackett n=5 Serie de Pfund -8 0 2 4 6 8x 10 cm 37 38