El núcleo atómico

El núcleo atómico
A. H. Becquerel en
radiactividad en el uranio.
1896
descubre
la
P. y M. Curie en 1898 descubren el radio y el
polonio (más radiactivos que el uranio).
E. Rutherford en 1911 propone el modelo
nuclear del átomo.
J. Chadwick en 1932 descubre el neutrón.
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El núcleo atómico
Formado por
Nucleones
Protones
Neutrones
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El núcleo atómico
Z: número atómico (nº de protones)
N: número de neutrones
A = Z + N: número másico
Dados dos átomos
A1
Z1
X
A2
Z2
Y
A
Z
X
Nucleido
o núclido
Z1=Z2 (A1≠A2)
Isótopos
N1=N2 (A1≠A2)
Isótonos
A1=A2 (Z1≠Z2)
Isóbaros
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El núcleo atómico
Ejemplos
Isótopos:
1
1
Isótonos:
48
20
Isóbaros:
15
6
2
1
H
Ca
51
23
C
15
7
1
1
p
H
3
1
V
54
26
Fe
N
15
8
O
0
−1
e
1
0
H
n
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El núcleo atómico
Las dimensiones del núcleo dependen del
número másico A según:
r = r 0 A 1/ 3
r es el radio del núcleo
r0 = 1,2·10-15 m = 1,2 fermi
Volumen del átomo 1000 billones de veces el volumen
del núcleo.
Masa nuclear es directamente proporcional a A.
La densidad nuclear (m/V) es casi constante, cien
billones de veces la densidad “ordinaria”: ¡materia
vacía!
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El núcleo atómico
Masas atómicas
Unidad de masa atómica
(u) o (uma)
protó n
electró n
neutró n
m asa (u)
1,007277
0,000549
1,008665
m asa (kg)
1,67∙10 ­2 7
9,11∙10 ­3 1
1,67∙10 ­2 7
1
12
=
m  6 C
12
carga (e)
+1
­1
0
C arga (C )
+ 1,6∙10 ­1 9
­1,6∙10 ­1 9
0
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El núcleo
atómico
Banda de
estabilidad
nuclear
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El núcleo atómico
Energía de enlace. Defecto de masa
Energía necesaria para separar todos los
nucleones que forman un núcleo: energía de
enlace (o ligadura): DEe.
La masa en reposo del núcleo es menor que la
suma de las masas en reposo de los nucleones
que lo componen.
La teoría de la relatividad de Einstein explica
esto por el desprendimiento de la energía de
enlace al formarse el núcleo.
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El núcleo atómico
Energía de enlace. Defecto de masa
E 0 =m0 c
 m 0=
 Ee
c
2
2
Energía en reposo
de una partícula
Disminución de masa
al formarse el núcleo
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El núcleo atómico
Energía de enlace. Defecto de masa
Si un núcleo de masa M está formado por Z protones
de masa mp y de (A−Z) neutrones de masa mn,
 m 0 =Z m p  A−Z  m n − M
Dm0 recibe el nombre de defecto de masa o
másico y es una medida de la energía de enlace
 E e= m0⋅c 2=[ Z m p  A− Z  mn − M ]⋅c2
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El núcleo atómico
Energía de enlace por nucleón
La energía de enlace nuclear depende del número
de nucleones, creciendo linealmente con el
número másico. Así, la energía específica de
enlace por nucleón se puede expresar:
 Ee
A
Y es una medida de la estabilidad de los núcleos,
pues más energía será necesaria para separar un
nucleón.
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Energía de enlace por nucleón
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El núcleo atómico
Interacción nuclear
La fuerza de atracción entre los nucleones en el
núcleo se denomina interacción fuerte.
Es de atracción y su origen no es electromagnético.
Es de corto alcance (2,2 fermi).
Es independiente de la carga.
No es una fuerza central.
Presenta la propiedad de la saturación.
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Radiactividad
Natural
(Becquerel, P. y M.Curie)
Artificial
Reacciones nucleares
(Rutherford)
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