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El núcleo atómico

El núcleo atómico es la parte central de un átomo, tiene carga positiva, y concentra más del 99.99% de la masa total del átomo.
• Estructura: Tras el descubrimiento del protón, efectuado por Ernest Rutherford en 1914, se llegó a la conclusión de que el núcleo atómico estaba formado por protones. El desarrollo de precisas técnicas de medida de masas de átomos y denúcleos atómicos puso de manifiesto que la masa de un núcleo es siempre mayor que la masa de un número de protones igual al número de electrones del átomo correspondiente. Este exceso notable de masa indicaba que otras partículas pesadas, junto con los protones, constituían el núcleo atómico.
• Dimensiones: La mayor parte de la masa de un átomo se concentra en el núcleo, formado por los protones y losneutrones, ambos conocidos como nucleones, los cuales son 1836 y 1838 veces más pesados que el electrón respectivamente. El tamaño o volumen exacto de un átomo es difícil de calcular, ya que las nubes de electrones no cuentan con bordes definidos, pero su diámetro puede estimarse razonablemente en 1,0586 × 10–10 m, el doble del radio de Bohr para el átomo de hidrógeno. Si esto se compara con eltamaño de un protón, que es la única partícula que compone el núcleo del hidrógeno, que es aproximadamente 1 × 10–15 se ve que el núcleo de un átomo es cerca de 100.000 veces menor que el átomo mismo, y sin embargo, concentra prácticamente el 100% de su masa. Para efectos de comparación, si un átomo tuviese el tamaño de un estadio, el núcleo sería del tamaño de una canica colocada en el centro, ylos electrones, como partículas de polvo agitadas por el viento alrededor de los asientos.
• Partículas que lo forman: Está formado por protones y neutrones (denominados nucleones) que se mantienen unidos por medio de la interacción nuclear fuerte, la cual permite que el núcleo sea estable, a pesar de que los protones se repelen entre sí (como los polos iguales de dos imanes). La cantidad deprotones en el núcleo determina el elemento químico al que pertenece. Los núcleos atómicos con el mismo número de protones, pero distinto número de neutrones, se denominan isótopos; por esta razón, átomos de un mismo elemento pueden tener masas diferentes.

Características de las partículas atómicas

• Carga: La carga es una magnitud escalar (sólo se puede determinar su cantidad). La más pequeñaque podemos hallar (por ahora) es la del electrón. Cualquier partícula cargada debe ser (según este punto de vista) el producto de un número entero, que representa la cantidad de electrones, por el "cuanto" de electricidad. Este "cuanto" (que quiere decir valor mínimo) es la carga del electrón, la carga fundamental. De allí que q = n e– ; donde n es un número entero y e– representa la carga delelectrón que es de 1,6 x 10 –19 C. (coulombios). Como la carga del electrón es el "cuanto" (quantum) fundamental se le denomina – 1, en el caso del protón que posee igual carga pero de signo opuesto, se lo designa +1.
• Spin: costaría imaginar que algo tan pequeño y aparentemente sin estructura poseyera un movimiento de rotación sobre un eje imaginario, sin embargo lo tiene. Para hallar su momentoangular se tiene una ecuación, ella es: L = J (j + 1). L representa al momento angular, h es la constante de Plan k y J recibe el nombre de Spin o espín y no es más que el momento de rotación interna de la partícula. Sólo puede tomar valores enteros o semi enteros, ½, 1, 3/2, 2, 5/2, 3,... El protón y el electrón poseen espín 1/2; eso quiere decir que si descomponemos el vector sobre unreferencial (ejes) podrá tomar sólo una de dos direcciones. En caso del protón sólo podrá ser hacia arriba o hacia abajo, importante para cuando se vea el spin de las partículas que componen a los componentes del núcleo.
• Isoespín: En un intento de obtener una concepción unificada, los físicos teóricos han establecido una analogía entre las leyes que gobiernan el espín y las propiedades eléctricas de...