~MATERIA: •Demócrito consideraba que la materia estaba formada por pequeñas partículas indivisibles, llamadas átomos. Entre los átomos había vacío. •Aristóteles promulgó la teoría de los cuatro elementos, según la cual toda la materia estaría formada por la combinación de cuatro elementos (aire, tierra, fuego y agua) y de 4 cualidades (seco, húmedo, frío y caliente). La concepción de Aristóteles sobre la materia perduró a lo largo de muchos siglos, quedando la teoría de Demócrito sobre los átomos, olvidadas. A principios del S.XIX (1803) Dalton publica su teoría atómico-molecular en la que queda establecida la idea de átomo como unidad constituyente de la materia. Los postulados de la teoría atómico-molecular de Dalton, son los siguientes: 1.-Los elementos están formados por átomos, que son partículas muy pequeñas e indivisibles. 2.-Los átomos de un mismo elemento son iguales en masa y propiedades. Y los átomos de elementos diferentes son diferentes en masa y propiedades. 3.-Los átomos se unen entre sí, en relaciones numéricas sencillas, para formar moléculas. 4.-Las molécula de un compuesto son todas iguales en masa y propiedades. Y diferentes a las moléculas de otros compuestos.
~ÁTOMO: es la parte más pequeña de cada elemento o sustancia pura simple qué se necesita para una combinación química.
~MOLÉCULA: es la parte más pequeña de cada sustancia pura simple o sustancia pura compuesta que conserva las propiedades.
~MODELOS ATÓMICOS DEL S.XX: En 1897 los experimentos realizados sobre la conducción de la electricidad por los gases dieron como resultado el descubrimiento de una nueva partícula con carga negativa: el electrón
. Los rayos catódicos están formados por electrones que saltan de los átomos del gas que llena el tubo cuando es sometido a descargas eléctricas. Los átomos, por tanto, no eran indivisibles. El descubrimiento de las partículas subatómicas (protones, electrones y neutrones) obligó a la elaboración de modelos atómicos de manera que se pudiesen distribuir dichas partículas en los átomos de tal forma que se pudiese explicar los hechos experimentales conocidos. Dado que el tamaño de los átomos es tan pequeño que es imposible su visión no es posible comprobar los modelos por comparación directa, sino por la comprobación de hechos conocidos sobre el comportamiento atómico que estén de acuerdo con dichos modelos.
~ORBITAL (o nube electrónica): es la regíón del espacio alrededor del núcleo donde la probabilidad de encontrar los electrones es máxima.
1)MODELO DE Thomson (recibíó el Premio Nobel de química en 1904, por su modelo atómico): «Los electrones (pequeñas partículas con carga negativa) se encuentran incrustados en una nube con carga positiva. La carga positiva de la nube compensa exactamente la negativa de los electrones siendo el átomo eléctricamente neutro».
2)MODELO DE Rutherford establecíó su modelo planetario del átomo considerando: •Un núcleo muy pequeño dónde se concentraba toda la masa del átomo y dónde están los protones de carga positiva. •Una corteza en la que giran los electrones a grandes distancias alrededor del núcleo. •Entre el núcleo y la corteza habría mucho espacio vacío. Este modelo fue perfeccionado por el físico inglés J. Chadwick, al descubrir en 1932 unas partículas neutras que formaban parte del núcleo. Tenían una masa semejante a la del protón, y por carecer de carga eléctrica, las llamó NEUTRONES.
3)MODELO DE BOHR basándose en el modelo de Rutherford postuló que no todas las órbitas alrededor del núcleo eran posibles sino solamente aquellas que cumplían una serie de condiciones. Las órbitas son las trayectorias que describe el electrón alrededor del núcleo. •Hay un núcleo de carga positiva donde se concentra la masa del átomo y dónde están los protones, alrededor del núcleo giran los electrones en algunas órbitas circulares (no todas como en el modelo anterior) y pueden saltar de unas órbitas a otras ganando o perdiendo energía. •Cada capa o nivel de energía, tiene un número diferente de electrones. El número de electrones es 2n², dónde n es el número del nivel de energía (para n=1 caben dos electrones como máximo; para n=2 caben como máximo 8 electrones; para n=3 18 electrones y así sucesivamente).
4)MODELO DE SCHRÖDINGER (Recibíó el Premio Nobel de química en 1933 por sus contribuciones a la Teoría Atómica). Postula que: •Los electrones se mueven continuamente y no tienen una posición fija o definida dentro del átomo. •Los electrones forman «una nube de carga negativa» movíéndose alrededor del núcleo en diferentes capas o niveles de energía, en zonas denominadas orbitales. Los orbitales son zonas del espacio exterior es al núcleo en la que existe mucha probabilidad de encontrar al electrón girando. Solo representamos sus bordes exteriores. •Los orbitales atómicos tienen diferentes niveles y subniveles de energía.
5)MODELO ACTUAL: Este modelo atómico se desarrolló en la década de 1930, como resultado del aporte de conocimientos de muchos científicos, entre ellos Broglie, Einstein, Bohr, Schrödinger, Heisenberg… •En los átomos, los electrones están ni ganar energía; solo lo hacen cuando pasan de un nivel a otro. •Cada nivel de energía tiene sus niveles. Un subnivel de energía costa de uno o más orbitales. •Un órbita se caracteriza por contener como máximo dos electrones y por tanto puede estar lleno o ocupado, se me lleno o vacío.
~PARTÍCULAS ATÓMICAS: Tamaño del núcleo respecto del tamaño de un átomo. El diámetro de un átomo es del orden de la diezmilésima parte de un milímetro. Esto es lo mismo que decir que en 1mm caben aprox 10.000.000 átomos, puestos en fila uno a uno. Los átomos no son macizos. La realidad es que la masa de un átomo está en el núcleo y el resto corresponde a los electrones que están distribuidos por la corteza. La masa del electrón es prácticamente despreciable comparada con la masa del núcleo. En la escala del mundo atómico podemos decir que el «contacto» entre dos átomos, es el contacto entre orbitales electrones. En el núcleo se concentra la masa y la carga positiva del átomo (los protones), además de los neutrones. En la corteza los electrones están en continuo movimiento. Los electrones se encuentra muy separado del núcleo atómico, causando que prácticamente la totalidad del átomo sea espacio vacío. El átomo entero (núcleo y corteza), es unos 1000 billones de veces más grande que solamente el núcleo. Los átomos son indivisibles ya que se pueden obtener partículas más pequeñas. Estas partícula se llaman partículas subatómicas y las más importantes son: •Protón (p+): carga (+1) y masa (1 u.M.A) •Neutrón (n): carga (0) y masa (1 u.M.A). •Electrón (e-): carga (+1) y masa (despreciable comparada con la de p+ y n. Los protones y neutrones determinan la masa de los electrones son los responsables de las propiedades químicas de los átomos, es decir, el comportamiento químico de un átomo depende de los electrones que tenga y en ese comportamiento no influye el núcleo.
~NÚCLEO: zona central del átomo dónde se encuentran protones y neutrones.
~CORTEZA: zona que envuelve el núcleo dónde se encuentran movíéndose los electrones.
~NÚMERO ATÓMICO (Z) al número de protones que tiene un átomo. Coincide con el número de electrones y el átomo está o neutro. Todos los átomos de un mismo elemento tienen el mismo número de protones, por lo tanto, tienen el mismo número atómico.
~NÚMERO MÁSICO (A) es la suma de los protones y los neutrones que tiene un átomo (A=Z+N).
~ISÓTOPOS: átomos de un mismo elemento (=Z) qué se diferencian en el número de neutrones (N). Tienen por tanto el mismo número atómico (Z) pero diferente número másico (A).
~CONFIGURACIÓN ELÉCTRICA: En un átomo, los electrones están girando alrededor del núcleo formando capas. En cada una de ellas la energía que posee el electrón es distinta. En las copas muy próximas al núcleo, la fuerza de atracción entre este y los electrones es muy fuerte, por lo que estarán fuertemente ligados. Ocurre lo contrario en las capas alejadas, en las que los electrones se encuentran débilmente ligados, por lo que resultará más fácil realizar intercambios electrónicos en las últimas capas. El hecho de que los electrones de un átomo tengan diferentes niveles de energía no lleva clasificarlos por el nivel energético en el que se encuentra cada uno de ellos.
~PROCESOS NUCLEARES: Los procesos nucleares son diferentes a los procesos químicos y físicos: ahora son los propios átomos los que cambian y se originan otros nuevos. Se modifican las magnitudes nucleares, Z (número atómico) y A (número másico). La radiactividad es un fenómeno en el cual los núcleos de átomos que no son estables (suelen ser aquellos que tienen un número de neutrones muy superior al de protones), emiten partículas y radiaciones de forma espontánea hasta que consiguen estabilizarse. Esto hace que los núcleos de un elemento se transforman en núcleos de otro elemento diferente. Estos núcleo de isótopos radiactivos se denominan radioisótopos. Los procesos nucleares más importantes son: 1.-La radiactividad natural o radiación natural: emisión espontánea (=sin intervención externa de nadie de nada) de partículas y radiaciones procedentes del núcleo de los átomos. Las partículas y radiaciones que puede ser emitidas son: •Partículas alfa (a): formada por dos protones y dos neutrones (núcleo de helio). Su carga de positiva y son emitidas a gran velocidad. Tienen poco poder de penetración. •Partículas beta (B): son electrones que se desplazan a gran velocidad. Tienen mayor poder de penetración que las partículas alfa. •Rayos gamma (Y): son radiaciones de alta energía, que se propagan a la velocidad de la luz. Son muy penetrantes, solo son detenidos por gruesas capas de plomo o hormigón. 2.– Fisión nuclear: ruptura de un núcleo para transformarse núcleos más ligeros. 3.- Fusión nuclear: uníón de dos o más núcleos para dar lugar a un núcleo más pesado. *Las fuentes «naturales» de la radiación son: los rayos cósmicos que atraviesan la atmósfera, fuentes terrestres (tierra o rocas), el radón en la atmósfera y algunos de los alimentos que ingerimos. Incluso nuestro propio cuerpo contiene potasio 40 y carbono 14 que son radiactivos y producen unas 7550 desintegraciones por segundo.
~RESIDUOS RADIACTIVOS: Son todos aquellos materiales que contienen núcleos radiactivos. Se pueden clasificar en función de su estado físico (gases, líquidos o sólidos); según el tipo de radiación que emiten (alfa, gamma o beta) o según su actividad (alta, baja o media). Su almacenamiento plantea problemas graves ya que puede mantener la actividad radiactiva durante miles de años. Actualmente se está investigando cómo eliminar estos residuos. De momento, las alternativas con más posibilidades pasan por la formación de vidrios, cerámicas o rocas sintéticas, las cuales se colocan en el recipiente muy resistentes y se entierran a gran profundidad, en lo denominado cementerios nucleares. En España, la gestión de los residuos radiactivos, tanto los provenientes de las centrales nucleares como los generados por otros instalaciones radiactivas como hospitales y centros de investigación, está encomendada a la Empresa Nacional de residuos radiactivos (ENRESA) y definida en el Plan General de Residuos aprobado por el Parlamento. La forma de tratar estos residuos de diferentes según sea su nivel de actividad radiactiva.