Partículas subatómicas y átomos
BIOLOGÍAFacultad de Ingeniería AmbientalJimena Bohórquez Herrera, PhD
ÁTOMOPartícula más pequeña en que un
elemento químico puede ser dividido sin perder sus propiedades químicas.
Origen de la palabra: INDIVISIBLE
Átomos están formados de partículas aún más pequeñas
Partículas subatómicas
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Electrón: • Partícula elemental estable cargada negativamente. • Constituye uno de los componentes fundamentales del átomo.
Neutrón: • Partícula subatómica contenida en el núcleo atómico. No tiene
carga eléctronica neta.• Esta formado por tres quarks
Protón: • Partícula cargada positivamente que se encuentra en el núcleo
atómico• Número de protones determina el número atómico de un
elemento• Protón tiene carga de +1 –vs– electrón -1• Protón en masa es 1832 veces mayor que el electrón
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Los átomos no se crean ni se destruyen
Durante las reacciones químicas se organizan de manera diferente formando moléculas y otros tipos de materiales
Cada molécula es un cierto número de átomos enlazados de una manera específica
Número atómico (Z): Indica la cantidad de
protones que tiene un átomo = electrones
Número másico (A): Suma de protones y
neutrones que contiene un elemento
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Siglo XIX
Investigadores ya podían definir pesos
atómicos
Thomson (1912)
Experimento con el Neón (Ne+)
Confirmar el peso atómico del Neón: 20,182
Obtuvo 20,0
90,5% de los iones:
20,0
9,2% de los iones: 22,0
0,3% de los iones:
21,0
Tres clases de átomos de idéntica naturaleza química e
iguales espectros ópticos, pero de distinta masa
Neón ordinario (Ne+)
Mezcla de tres neones distintos
Peso atómico: promedio de la mezcla
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Mismo lugar
“Todos los neones de diferente peso atómico ocupan la misma posición en
la tabla de elementos”
Los isótopos son dos átomos con
el mismo número de
protones, pero diferente
número de neutrones
Los isótopos de un mismo elemento,
tienen unas propiedades químicas
y físicas muy parecidas entre sí.
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Espectrómetro de masas
Determinar con gran precisión las masas relativas de los isótopos
• Casi todos los elementos se componen de una mezcla de varios isótopos
• Yodo y oro tienen un solo isótopo (100%)
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Aproximadamente existen 1700 núclidosde los cuales, solo 274 son estables
Núclido: Define el núcleo de un átomo o isótopo específico, caracterizado por un número atómico (Z) y un número másico (A).
A veces se emplea la denominación de isótopo y núclidoindistintamente, realmente se trata de conceptos diferentes
Solamente los núclidos de un mismo elemento son isótopos.
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Isótopos estables: • Núcleo atómico no se desintegra espontáneamente transcurrido
un periodo de tiempo• No presentan actividad radiactiva apreciable (emisión de radiación
ionizante)
Isótopos inestables o radioactivos: • Núcleo atómico se desintegra espontáneamente transcurrido un
periodo de tiempo• Presentan actividad radiactiva apreciable (emisión de radiación
ionizante)Pueden tener un periodo de desintegración elevado(casi estables) Ejemplo:
Uranio-238
• Datación de materiales geológicos antiguos• Periodo de 4468 millones de años
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Uso de isótopos radioactivos en medicina.
Yodo – 131 (tiroides), Fosforo – 32 (policitemia vera), Talio-121 (infarto), Cobalto-60 (cáncer y agricultura), Iridio-192 (cáncer de mama), Fosforo-30 (leucemias crónicas), Fosforo – 32 (enfermedades de huesos y médula ósea), Yodo 125 (braquiterapia), Gadolinio – 153 (osteoporosis).
Otros usos de isótopos radioactivos:
Hidrógeno (combustible en reacciones de fisión nuclear), Carbono-14(antigüedad de restos arqueológicos), Estroncio-90 (fuente de radiación -importante en la investigación geológica), Neon-20 (lámparas, tubos de cátodo frio, tubos de referencia e indicadores de alto voltaje), Hierro-57 (espectroscopia Mossbauer), Niquel-59 (radiométrica de meteoritos), Niquel-60 (origen del sistema solar y su historia)
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Isótopos más utilizados son los correspondientes a los elementos químicos
Elementos muy abundantes en la corteza terrestre y forman parte de numerosos
procesos naturalesRelaciones isotópicas que
más se emplean son:
1H – 2H12C – 13C
14N – 15N16O – 18O32S – 34S
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Patrones internacionales: δ=0
• δ = (+) “Enriquecido” el isótopo pesado con respecto al original
• δ = (-) “Empobrecido” el isótopo pesado con respecto al original
Valores de referencia:
δ13C: Belemnite de la formación de PeeDeeen Carolina del Sur
δ34S: Meteorito caído en el cañón del Diablo(Wyoming)
δ15N: Nitrógeno atmosférico
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