ESTRUCTURA DEL ÁTOMO (04)

El átomo como un sistema energético en equilibrio, está constituido por una parte central donde prácticamente se concentra toda su masa, llamada núcleo que contiene a los protones y neutrones y una región de espacio exterior que es la nube electrónica donde se hallan los electrones ubicados en regiones de máxima probabilidad; reempes u orbitales.

NÚCLE ATÓMICO El núcleo es la parte central del átomo y contiene partículas con carga positiva, los protones, y partículas que no poseen carga eléctrica, es decir son neutras, los neutrones.
 La masa de un protón es aproximadamente igual a la de un neutrón.
 En el núcleo se encuentra concentrada la carga positiva representada por los protones.

Propiedades del Núcleo

1.- Número Atómico: Es el número de protones libres que hay en el núcleo de cada átomo y se representa por la letra mayúscula “Z”; de donde:

Z = p+
Cuando el átomo es neutro, el número de protones es igual al número de electrones que hay en la zona cortical de cada átomo, en este caso se cumple que:

Z = p+ = e-



Es muy importante saber que cada elemento de la Tabla Periódica tiene su número atómico propio, inconfundible y característico él cual representa:
 El número de protones en el núcleo
 El número de electrones en la envoltura
 El número de orden del elemento en la Tabla Periódica.

2.- NÚMERO MÁSICO O NÚMERO DE MASA.

Es igual a la suma de los protones más los neutrones, que hay en el núcleo, se representa por la letra “A”; si el átomo es neutro también resulta igual a la suma de electrones y neutrones.


Reemplazando p+ por Z en la fórmula anterior, obtenemos la siguiente fórmula importante:

A = no + Z

En la fórmula despejamos no, obtenemos la siguiente fórmula que nos permite calcular el número de neutrones.

3.- Representación del Núcleo.- El núcleo de un átomo se representa por tres datos fundamentales, símbolo, número atómico y el número de masa. La representación general para cualquier núcleo es:

X o ZX
Donde:
A = número de masa
X = Símbolo del elemento
Z = número de protones
Ejemplo: Representa el núcleo del elemento 13 y determina el número de protones, electrones u neutrones. Además su número de masa es 27.
Datos:
p+ = 13 no = A – p+
no= no = 27 – 13
e-= 13
no = 14
Z = 13
A= 27


4.- Los Isótopos son átomos de un mismo elemento que tienen igual número de protones y electrones (igual número atómico) pero diferente número de neutrones (difieren en su masa atómica).
Por ejemplo el Hidrógeno tiene 3 isótopos : el Protio , el deuterio y el tritio.
Protio Deuterio Tritio

1 2 3
H H H
1 1 1
Los 3 isótopos tienen un protón y un electrón, pero el protio no posee neutrones, el deuterio tiene 1 neutrón y el tritio tiene 2 neutrones.
Obviamente el átomo más pesado es el tritio (masa=3 uma), pero también es el más inestable y por tanto el menos abundante.

Por ejemplo
El carbono tiene 3 isótopos diferentes, el C-12, el C-13 y el C-14, de los cuales el C-14 sólo se encuentra en trazas .Prácticamente la masa atómica representada en la tabla periódica se calcula de los isótopos C-12 y C-13.
En la tabla periódica se tiene en la casilla del carbono, un átomo con Z = 6 y M = 12.01115, como se observa a continuación.
12.01115
6C
Carbono


Los isótopos más abundantes del Carbono tienen ambos 6 protones y 6 electrones, pero diferente número de neutrones, 7 y 6 respectivamente:

13 12
C C

6 6

5.- Isótonos
Átomos que presentan distinto número de masa, distinto número atómico, pero tienen igual número de neutrones.
Ejemplo:

Tienen en común el mismo número de neutrones que es 6.
37 40
Cl, Ca
17 20

6.- Isóbaros.-

Son átomos de diferentes elementos químicos, por lo tanto, tienen DIFERENTE n° atómico y n° de neutrones, pero cuentan con el MISMO número de masa. Sus propiedades químicas son diferentes.
Ejemplo: 39 40
K Ca
19 20


7.- Radioactividad.-

Es un fenómeno de desintegración nuclear, que consiste en la emisión espontánea de radiaciones alfa, beta o gamma, y por la que durante un proceso un elemento se transforma en otro.

Movimientos de la Tierra (02)

La Tierra, como cualquier cuerpo celeste, no se encuentra en reposo sino que está sometida a movimientos de diversa índole. Los principales movimientos de la Tierra son los movimientos de rotación, traslación, precesión y nutación.
Contenido

Movimiento de rotación


Es un movimiento que efectúa la Tierra girando sobre sí misma a lo largo de un eje ideal denominado Eje terrestre que pasa por sus polos. Una vuelta completa, tomando como referencia a las estrellas, dura 23 horas con 56 minutos y 4 segundos y se denomina día sidéreo. Si tomamos como referencia al Sol, el mismo meridiano pasa frente a nuestra estrella cada 24 horas, llamado día solar. Los 3 minutos y 56 segundos de diferencia se deben a que en ese plazo de tiempo la Tierra ha avanzado en su órbita y debe de girar algo más que un día sideral para completar un día solar.
La primera referencia tomada por el hombre fue el Sol, cuyo movimiento aparente, originado en la rotación de la Tierra, determina el día y la noche, dando la impresión que el cielo gira alrededor del planeta. En el uso coloquial del lenguaje se utiliza la palabra día para designar este fenómeno, que en astronomía se refiere como día solar y se corresponde con el tiempo solar.
Como se observa en el gráfico, el eje terrestre forma un ángulo de 23,5º respecto a la normal de la eclíptica, fenómeno denominado oblicuidad de la eclíptica. Esta inclinación produce largos meses de luz y oscuridad en los polos geográficos, además de ser la causa de las estaciones del año, causadas por el cambio del ángulo de incidencia de la radiación solar.

Movimiento de traslación


Esquema (sin escala) de la traslación de la Tierra alrededor del Sol.
Es un movimiento por el cual la Tierra se mueve alrededor del Sol. La causa de este movimiento es la acción de la gravedad, originándose cambios que, al igual que el día, permiten la medición del tiempo. Tomando como referencia el Sol, resulta lo que se denomina año tropical, lapso necesario para que se repitan las estaciones del año. Dura 365 días, 5 horas y 47 minutos. El movimiento que describe es una trayectoria elíptica de 930 millones de kilómetros, a una distancia media del Sol de prácticamente 150 millones de kilómetros ó 1 U.A. (Unidad Astronómica: 149 675 000 km). De esto se deduce que la Tierra se desplaza con una rapidez media de 106 200 km/h (29,5 km/s).
La trayectoria u órbita terrestre es elíptica. El Sol ocupa uno de los focos de la elipse y, debido a la excentricidad de la órbita, la distancia entre el Sol y la Tierra varía a lo largo del año. A primeros días de enero se alcanza la máxima proximidad al Sol, produciéndose el perihelio, donde la distancia es de 147,5 millones de km, 1 mientras que en los primeros días de julio se alcanza la máxima lejanía, denominado afelio, donde la distancia es de 152,6 millones de km.
Véanse también: Año tropical, Perihelio, Afelio y Leyes de Kepler

Movimiento de precesión

Ángulo de Precesión.
El movimiento de precesión de los equinoccios, es debido al movimiento de precesión de la Tierra causado por el momento de fuerza ejercido por el sistema Tierra-Sol en función de la inclinación del eje de rotación terrestre con respecto al Sol (alrededor de 23.43°).
La inclinación del eje terrestre varía con una frecuencia incierta, ya que depende (entre otras causas) de los movimientos telúricos. En febrero del 2010, se registró una variación del eje terrestre de 8 centímetros aproximadamente, por causa del terremoto de 8.8° Richter que afectó a Chile. En tanto que el maremoto y consecuente tsunami que azotó al sudeste asiático en el año 2004, desplazó 17,8 centímetros al eje terrestre. 2
Debido a lo anterior, la duración de una vuelta completa de precesión nunca es exacta; no obstante, los científicos la han estimado en un rango aproximado de entre 25 700 y 25 900 años. A este ciclo se le denomina año platónico.

Movimiento de nutación

La precesión se acompaña de una oscilación del eje de rotación hacia abajo y hacia arriba, que recibe el nombre de nutación.
La precesión es aún más compleja si consideramos un cuarto movimiento: la nutación. Esto sucede con cualquier cuerpo simétrico o esferoide girando sobre su eje; un trompo es un buen ejemplo, pues cuando cae comienza la precesión. Como consecuencia del movimiento de caída, la púa del trompo se apoya en el suelo con más fuerza, de modo que aumenta la fuerza de reacción vertical, que finalmente llegará a ser mayor que el peso. Cuando esto sucede, el centro de masa del trompo comienza a acelerar hacia arriba. El proceso se repite, y el movimiento se compone de una precesión acompañada de una oscilación del eje de rotación hacia abajo y hacia arriba, que recibe el nombre de nutación.
Para el caso de la Tierra, la nutación es la oscilación periódica del polo de la Tierra alrededor de su posición media en la esfera celeste, debido a las fuerzas externas de atracción gravitatoria entre la Luna y el Sol con la Tierra. Esta oscilación es similar al movimiento de una peonza (trompo) cuando pierde fuerza y está a punto de caerse.
La Tierra se desplaza unos nueve segundos de arco cada 18,6 años, lo que supone que en una vuelta completa de precesión, la Tierra habrá realizado 1385 bucles.

SISTEMA PLANETARIO SOLAR # 01

El Sistema Solar está formado por el Sol, nueve planetas y sus satélites, asteroides, cometas y meteoroides, polvo y gas interplanetario. El sistema solar es el único sistema planetario existente conocido, aunque en 1980 se encontraron algunas estrellas relativamente cercanas rodeadas por un envoltorio de material orbitante de un tamaño indeterminado o acompañado por objetos que se suponen que son enanas marrones o enanas pardas. Muchos astrónomos creen probablemente la existencia de numerosos sistemas planetarios de algún tipo en el Universo.

Los cuerpos que forman el Sistema Solar, son:

• Sol, es una estrella, la más cercana a nosotros en todo el Universo y es el centro de nuestro planeta solar. Como todas las estrellas es una masa de gases calientes. Se calcula que la temperatura en el centro del sol es cerca de 25 millones de grados Fahrenheit.
Algunos científicos creen que esta estrella se formó hace 4.6 billones años atrás. Es el elemento más importante en nuestro sistema solar y el objeto más grande que contiene aproximadamente el 98% de la masa total del sistema solar. Mediante la radiación de su energía electromagnética, aporta directa o indirectamente toda la energía que mantiene la vida en la Tierra, porque todo el alimento y el combustible proceden en última instancia de las plantas que utilizan la energía de la luz del Sol.
• Planetas. Divididos en planetas interiores (también llamados terrestres o telúricos) y planetas exteriores o gigantes. Entre estos últimos Júpiter y Saturno se denominan gigantes gaseosos mientras que Urano y Neptuno suelen nombrarse como gigantes helados. Todos los planetas gigantes tienen a su alrededor anillos.

• Planetas enanos. Esta nueva categoría inferior a planeta la creó la Unión Astronómica Internacional en agosto de 2006. Se trata de cuerpos cuya masa les permite tener forma esférica, pero no es la suficiente para haber
atraído o expulsado a todos los cuerpos a su alrededor. Cuerpos como Plutón (hasta 2006 considerado noveno planeta del Sistema Solar), Ceres, Makemake y Eris están dentro de esta categoría.
• Satélites. Cuerpos mayores orbitando los planetas, algunos de gran tamaño, como la Luna, en la Tierra, Ganimedes, en Júpiter o Titán, en Saturno.
• Asteroides. Cuerpos menores o planetoides. Son objetos rocosos y metálicos que orbitan alrededor del Sol pero que son demasiados
• pequeños para ser considerados como planetas. Se conocen como planetas menores, y giran en órbitas elípticas, sobre todo entre las órbitas de Marte y Júpiter. El tamaño de los asteroides varía desde el de Ceres, que tiene un diámetro de unos 1000km, hasta el tamaño de un guijarro. Dieciséis asteroides tienen un diámetro igual o superior a 240 km.
• Cometas. Son cuerpos celestes de forma irregulares, frágiles y pequeños, compuesto por una mezcla de granos no volátiles y gases congelados (tienen un aspecto nebuloso).Tienen órbitas muy elípticas que los lleva muy cerca del Sol y los devuelve al espacio profundo, frecuentemente más allá de la órbita de Plutón. Se caracterizan por una cola larga y luminosa, aunque esto sólo se produce cuando el cometa se encuentra en las cercanías del Sol.

LOS PLANETAS

CARACTERÍSTICAS

MERCURIO Es el planeta más cercano al Sol, tarda 88 días terrestres en dar la vuelta a nuestra estrella. Como no tiene atmósfera la temperatura en su superficie varía mucho: durante el día es muy alta, alcanzando los 332ºF y por la noche baja a un intenso frío de -328ºF.Mercurio posee cráteres como nuestra luna. Se encuentra a una distancia aproximada del Sol de 58 millones de km, tiene un diámetro de 4.875km, su volumen y su masa son semejantes a los de la Tierra. Mercurio orbita alrededor del Sol cada 88 días (año del planeta).



VENUS Venus si tiene atmósfera y muy densa. Esto hace que la temperatura sea muy alta (854ºF) pues el calor no puede escapar. Las espesas capas de nubes que lo cubren impiden ver su superficie. Venus tarda 224.7 días terrestres en dar la vuelta al Sol. Es el objeto más brillante del cielo, después del Sol y la Luna. A este planeta se le llama el lucero del alba cuando aparece por el Este, al amanecer; y el lucero de la tarde cuando está situado al Oeste, al atardecer.

TIERRA
El tercer planeta desde el Sol, es la Tierra y se destaca por el color azul de los océanos y el blanco de las nubes en su atmósfera. En la Tierra u año dura 365.26 días y la temperatura promedio es de 59ºF.



MARTE Desde la Tierra, se le ve como una brillante estrella roja. Este color se debe a que su superficie es rica en hierro. El año en Marte dura 687 días terrestres. Posee una atmósfera muy tenue y la temperatura en Marte es mucho más fría que en la Tierra, de apenas -67ºF.Tiene dos lunas, Fobos y Deimos, es el cuarto planeta desde el Sol y el 7mo. En cuanto a masa. Suele recibir el nombre de Planeta Rojo. Las rocas, suelo y cielo tiene una tonalidad rojiza o rosácea.



JÚPITER Júpiter es el planeta más grande de nuestro sistema solar. Su diámetro es diez veces más grande que el de la Tierra. Es una esfera gigante de líquido y gas, de la que sobresale la Gran Mancha Roja, un inmenso ciclón. Posee 16 lunas y un anillo muy débil. El año dura 4332.6 días terrestres. La temperatura es de -162ºF. Es el quinto planeta desde el Sol, y el mayor del Sistema Solar.



SATURNO Saturno es otro gigante gaseoso, muy conocido por sus hermosos anillos. Saturno se tarda 10,759.2 días terrestres en dar la vuelta al sol. La temperatura en su superficie es de -208ºF. Tiene 18 lunas lo que lo convierte en el planeta con más lunas en el sistema solar. Es el sexto planeta desde el Sol y el segundo más grande del sistema solar con un diámetro ecuatorial de 119.300 km. Hoy se sabe que contienen más de 100.000 pequeños anillos, todos ellos girando en torno al planeta.


URANO Urano fue descubierto en 1781.Su color azul verdoso se debe a que su atmósfera contiene el gas metano. Al igual que Saturno, tiene anillos a su alrededor, aunque estrechos y débiles. En Urano, el año dura 30,685.4ºF días terrestres. La temperatura es de -344ºF.Tiene 15 lunas. Es el séptimo planeta desde el Sol y es el tercero más grande del Sistema Solar. La atmósfera de Urano esta compuesta fundamentalmente de hidrógeno y helio, con algo de metano y pequeñas cantidades de acetileno y otros hidrocarburos.

NEPTUNO Al igual que Urano, a Neptuno se le ve azul debido al metano de su atmósfera. Pero la atmósfera de éste muestra gran actividad, con una gran mancha oscura que es de hecho una enorme tormenta. Neptuno tarda 60,268 días en dar la vuelta al Sol. La temperatura allí es de -365ºF. Tiene 8 lunas y cuatro anillos, es el cuarto planeta en cuanto a tamaño y el octavo en cuanto a distancia al Sol.

PLUTÓN A Plutón ya no se le considera planeta, sino planeta enano. Este distante y pequeño cuerpo celeste se tarda 90,950 días en dar la vuelta al Sol. Es u mundo congelado, la temperatura allí es de -355ºF. Tiene una luna llamada Caronte, que es casi de su mismo tamaño, es el noveno planeta del sistema solar, es el planeta más alejado del Sol que se conoce.