L'Àtom, Models Atòmics i Radioactivitat: Guia Bàsica
L'àtom és la partícula més petita d'un element químic. Cada element té àtoms diferents en massa i propietats. Els àtoms poden formar enllaços entre ells.
Models Atòmics
Dalton (1803)
L'àtom: una esfera sense nucli, massiva i neutra.Thomson (1904)
L'àtom: una esfera sense nucli, massiva, compacta i neutra. Les partícules són els electrons, que poden ser arrencats; per tant, no és indivisible.Rutherford (1911)
Una esfera neutra, buida. La massa del nucli ocupa molt poc espai. Electrons sense trajectòria definida.Bohr (1913)
Els electrons es mouen ordenadament en òrbites o nivells d'energia.Model Actual
Nucli (+) amb p+ i n°. Escorça amb els e-. 4 tipus d'orbitals.
Característiques de l'Àtom
El nombre de protons que té un àtom al seu nucli s'anomena nombre atòmic (Z). Per tant, Z = P+.
El nombre màssic (A) és la suma de P+ + n° que té l'àtom al nucli.
El símbol de l'element s'escriu així: AEZ
Massa Atòmica i Isòtops
La massa d'un àtom és la suma de les masses de tots els protons, neutrons i electrons. Si l'escrivim en kg, s'utilitza la Unitat de Massa Atòmica (UMA).
1 UMA ≈ 1.66054 x 10-27 kg (aproximadament la massa d'un protó o neutró).
Un element a la natura sol tenir isòtops (àtoms amb el mateix Z però diferent A, és a dir, diferent nombre de neutrons). La massa atòmica mitjana d'un element es calcula segons les masses de cada isòtop i el seu percentatge d'abundància (mitjana ponderada).
Ions
Els ions són àtoms amb càrrega elèctrica. És un àtom que ha guanyat o perdut electrons.
- Un catió és un ió que ha perdut un o més electrons (càrrega positiva).
- Un anió és un ió que ha guanyat un o més electrons (càrrega negativa).
Tipus d'Elements
- Metalls: Són els elements que perden fàcilment electrons i es transformen en cations.
- No Metalls: Són els elements que guanyen fàcilment electrons i es transformen en anions.
- Gasos Nobles: Són els únics elements que tenen els seus àtoms aïllats (sense unir-se a cap altre àtom) en condicions normals.
Enllaços Químics (Breu Introducció)
- Compartir electrons: Es forma típicament entre dos elements no metàl·lics (enllaç covalent). Els gasos nobles són molt estables pel fet de tenir 8 electrons a l'últim nivell energètic (capa de valència). Altres àtoms necessiten compartir o transferir electrons per assolir aquesta estabilitat.
- Enllaços Metàl·lics: Els metalls estan formats per una xarxa de cations immersos en un "mar" d'electrons lliures.
Radioactivitat
En alguns nuclis pesants, no hi ha estabilitat. S'anomenen nuclis inestables o radioactius. Aquests isòtops tendeixen a estabilitzar-se emetent partícules en forma de radiació.
Tipus de Radiació
Radiació α (Alfa)
La partícula, quan es mou per l'aire, recorre entre dos i tres centímetres i pot ser detinguda per un full de paper. Són molt ionitzants. Només causarien danys a l'interior del cos si s'inhalen o s'ingereix alguna font d'emissor, ja que ionitzarien les cèl·lules produint la mort cel·lular.Radiació β (Beta)
Les partícules beta recorren l'aire aproximadament 1 m, travessen els fulls de paper i la pell, i són detingudes per una placa de fusta. Són més penetrants que les alfa, però menys ionitzants.Radiació β+ (Positró)
El nucli radioactiu transforma un p+ en un n°. Penetrabilitat i danys cel·lulars semblants als de la partícula β-.Radiació γ (Gamma)
Quan un isòtop pesant és inestable degut a un excés d'energia (isòtop excitat), pot estabilitzar-se emetent aquest excés d'energia en forma de radiació d'alta freqüència. Tenen alta penetrabilitat a la pell i òrgans interns.
Usos i Aplicacions de la Radioactivitat
- Obtenció d'energia (centrals nuclears).
- Usos mèdics (radioteràpia, diagnòstic d'inflamacions - gammagrafia).
- Datació de restes fossil·litzades.
- Esterilització d'aliments.