Electrización

Métodos de Electrización

• Electrización por Frotamiento: Cuando se frotan ciertos materiales, se pueden observar dos fenómenos eléctricos: la atracción y la repulsión. Charles François de Cisternay du Fay los estudió.
• Electrización por Contacto: Cuando se pone en contacto un cuerpo no cargado y aislado con otro ya cargado por frotamiento. Se utiliza el péndulo eléctrico, que consiste en una bolita de médula de saúco que cuelga de un soporte por medio de un fino hilo de seda. Los cuerpos que han entrado en contacto con otros cuerpos previamente electrizados también quedan electrizados.
• Electrización por Inducción o Influencia: Para electrizar un cuerpo no es imprescindible que exista contacto entre el cuerpo cargado y el que se quiere electrizar.

Carga Eléctrica

Los fenómenos eléctricos son debidos a una propiedad de la materia denominada carga eléctrica, medida en culombios (C).

Para justificar los fenómenos eléctricos de atracción y repulsión se admite la existencia de cargas eléctricas positivas (ámbar y plástico) y negativas (vidrio). Un cuerpo es eléctricamente neutro cuando el número de cargas positivas es igual al número de cargas negativas.

• Las cargas del mismo signo se repelen; entre ellas se origina una fuerza de repulsión.
• Las cargas de distinto signo se atraen; entre ellas se origina una fuerza de atracción.

Fuerzas entre Cargas Eléctricas. Ley de Coulomb

La fuerza atractiva o repulsiva ejercida entre dos cargas eléctricas puntuales es directamente proporcional al producto de dichas cargas eléctricas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

La fuerza se mide en newtons.

Estructura Atómica

Partículas Subatómicas

• El protón tiene carga positiva y el electrón tiene carga negativa y menos masa que el protón.
• El protón fue descubierto por Goldstein y el electrón por Thomson.
• El átomo contiene partículas materiales subatómicas.
• Algunas de estas partículas tienen carga eléctrica negativa y masa. Cada electrón posee una carga eléctrica elemental.
• El resto del átomo posee la mayor parte de la masa del mismo y tiene carga positiva.
• Como el átomo es eléctricamente neutro, hay que suponer que el número de electrones es igual al número de protones y que el valor absoluto de la carga del electrón y de la del protón es el mismo.

Modelo Atómico de Thomson

La masa del átomo correspondía a la carga positiva que, por tanto, debía ocupar la mayor parte del volumen atómico.

• Un ion es un átomo que ha ganado o perdido uno o más electrones. Según Thomson, el número de protones se mantiene siempre fijo.
• Si un átomo pierde uno o más electrones adquiere carga neta positiva y se convierte en un catión.
• Si un átomo gana uno o más electrones adquiere carga neta negativa y se convierte en un anión.
• El modelo de Thomson y la electrización de la materia: El exceso o deficiencia de electrones que tenga un cuerpo son los responsables de su carga negativa o positiva respectivamente.

Modelo Atómico de Rutherford

Bombardeando una lámina de oro muy fina con partículas positivas a gran velocidad, observó que la mayor parte la atravesaban, algunas se desviaban y algunas rebotaban.

Su teoría fue el modelo atómico nuclear:

• Incluyó los neutrones, que son partículas eléctricamente neutras que tienen una masa un poco mayor que la de los protones y que se encuentran junto con estos en el núcleo.
• El átomo tiene un núcleo central donde está concentrada la mayor parte de la masa formada por protones y neutrones.
• La carga positiva de los protones se compensa con la negativa de los electrones que están fuera del núcleo.
• Hay el mismo número de electrones que de protones.
• Los electrones giran a mucha velocidad y están separados a gran distancia del núcleo.

El modelo atómico de Rutherford no era capaz de explicar la radiación.

Modelo de Bohr. Modificación del Modelo de Rutherford

• El electrón solo se mueve en órbitas circulares permitidas en las que no se emite energía. El electrón tiene en cada órbita una determinada energía que es tanto mayor cuanto más alejada esté la órbita del núcleo.
• La emisión de energía se produce cuando un electrón salta desde un estado inicial de mayor energía hasta otro de menor energía.

Distribución de Electrones

• K – Primera órbita: 2 electrones
• L – Segunda órbita: 8 electrones
• M – Tercera órbita: 18 electrones
• N – Cuarta órbita: 32 electrones

Esta distribución es denominada configuración electrónica.

A los electrones de la última capa se les denomina electrones de valencia, que son los responsables de las propiedades químicas de las sustancias.

Número Atómico y Másico

El número atómico es la identidad de un átomo. Se llama Z y es el número de protones que tiene un átomo. (Subíndice)

El número másico es el número de protones y neutrones. Se llama A. (Superíndice)

El número de neutrones se llama N.

N = A – Z

A = Z + N

Isótopos

Cuando el número de neutrones es diferente al de protones.

Se llama masa atómica relativa a la masa de un átomo medida por comparación con la del átomo del carbono-12.

m1. % + m2. % = Masa atómica relativa

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Radioactividad

Cuando en el núcleo el número de neutrones es muy superior al de protones, a partir del elemento de número atómico 83, los núcleos de estas partículas emiten partículas y radiaciones de forma espontánea, esto recibe el nombre de radioactividad.

• Partículas alfa (α): 2 protones y 2 neutrones, tiene escaso poder de penetración.
• Partículas beta (β): Son electrones a gran velocidad, gran poder de penetración.
• Rayos gamma (γ): Radiaciones de alta energía que se propagan a la velocidad de la luz. Gran poder de penetración, afecta al ser humano.