En este grupo En todos

Grupo de Química



Como se mantiene el nucleo de un atomo unido??

Rubén
1º licenciatura en química facultad de...
Escrito por Rubén Zazo Vay
el 11/06/2009 | Nivel Básico

Al ser los protones los que forman el nucleo y tener carga positiva,deberian repelerse. Tengo entendido que se mantienen unidos por algun tipo de interaccion con los neutrones, pero no lo tengo muy claro, agradeceria que alguien me lo pudiera aclarar un poco. Muchas gracias por adelantado por sus respuestas.

Escrito por Eduardo Francisco Hernández Alarcón
el 19/09/2009 | Nivel Básico


“La estabilidad nuclear es el equilibrio entre las fuerzas de repulsión eléctrica de los protones y una fuerza atractiva nuclear de corto alcance, que experimentan los protones y neutrones, llamada fuerza de interacción nuclear fuerte”.

La cita no la recuerdo.


Walter Manrique
Profesor de egb y polimodal en fisica ...
Escrito por Walter Manrique
el 19/09/2009 | Nivel Básico

Hola ruben, entraste en mi campo preferido, en breve te lo explico!

Walter Manrique
Profesor de egb y polimodal en fisica ...
Escrito por Walter Manrique
el 20/09/2009 | Nivel Básico

Paso a comentarles, trataremos ir abordando esto de a poca para que se entienda.

Primero debemos tener en cuenta que esto es un modelo, y el entorno en que se formo el modelo.

Partamos de conciderar que ya se conocia la estructura del atomo y como esta se mantenia unida. Se sabia que el electron poseia un momento algular intrinseco que producia un campo magnetico al que llamamos spin del electron. El paso siguiente era aboradar la estructura del nucleo.

Se sabia que en el nucleo se encontraban los protones de carga positiva y los neutrones sin carga, y que el segundo poseeia una masa ligeramente mayor que el proton. Los protones al poseer carga positiva debian actuar sobre cada uno de ellos una fuerza de repulsion electrostatica predicha por la ley de coulomb por lo que debian separarse. Lo primero que se penso era como dice eduardo, que debia existir una fuerza de atraccion muy fuerte que actuara sobre p-p, p-n y n-n para que esto se mantengan unidos. Pero que esta fuerza debia actuar sobre una region muy pequeña del espacio ya que si no los electrones serian atraidos tambien.

Walter Manrique
Profesor de egb y polimodal en fisica ...
Escrito por Walter Manrique
el 20/09/2009 | Nivel Básico

La distancia a la que esta fuerza era maxima esta en el orden fm (1x10^(-15) m) la razon de esto es que ese es el orden de radio calculado por ruthertford en el cual una particula alfha puede acercarse al nucleo. Dentro de este radio de accion la fuerza fuerte (como se le llamo) es mucho mayor que la fuerza electrostatica.

Tambien podiamos incorporar que el neutron posee alguna caracteristica que brinda estabilidad al nucleo mediando en la fuerza de repulsion entre p-p, ya que en general, los atomos mas estable poseen igual cantidad de neutrones que protones, hasta la altura del hierro y zinc. A partir de ahi la cantidad de neutrones va aumentando y diferenciandose de la cantidad de protones, esta difenerciacion puede plantearse como la necesidad de un mayor de solapar la fuerza electrostatica entre p-ptotal debido al aumento de la carga netas.

Ahora plantearemos cual deberian ser la condiciones que debe poseer los protones y neutrones para que satisfagan las condiciones que observamos.

Podemos plantear que, al igual que el electron, los protones podian considerarse como particulas volumen finito que poseen un momento angular, lo cual podria asignarse un spin (momento magnetico) al proton y plantear un principio de esclusion que redusca la energia necesaria para mantener a los protones muy cerca. Hecho que se comprueba al medir que los protones poseen momento magnetico.

Como el neutron no posee carga el momento magnetico deberia ser nulo. Pero al tratar de verificar esto se observo que el neutron posee un momento magnetico tambien, lo que lleva a pensar que este posee en su interior igual cantidad de cargas positivas y negativas pero distribuidas de distinta forma dentro del volumen.


Walter Manrique
Profesor de egb y polimodal en fisica ...
Escrito por Walter Manrique
el 20/09/2009 | Nivel Básico

Como explicariamos entonces la interaccion p-p, p-n, n-n dentro del nucleo a partir de estos nuevos datos? Vealo en el proximo capitulo " el Nucleo y yo""", los dejo en suspenso para no aburrir!

Ana Garcia
Ciencias quimicas santiago de compostela
Escrito por Ana Garcia
el 28/09/2009 | Nivel Básico

Hola!
Bueno pues en el núcleo existe lo que se denomina la "interaccion nuclear fuerte" que es más fuerte que la repulsion coulombiana de cargas de igual signo y es lo que mantiene unidos a los protones; además, los neutrones dan tambien estabilidad.

Rubén Zazo Vay
1º licenciatura en química facultad de...
Escrito por Rubén Zazo Vay
el 06/10/2009 | Nivel Básico

Muchas gracias a todos por ayudarme con esta pequeña-gran duda!

Mauricio Barrera
Santiago, Chile
Escrito por Mauricio Barrera
el 08/10/2009 | Nivel Básico

Hola Ruben,
Voy a intentar responder tu pregunta utilizando los conceptos que actualmente han desarrolado los fisicos de particulas a traves de los experimentos de colisionadores de particulas. Lo primero es comprender que los Protones y Neutrones solo existen fuera del nucleo y aparecen solo cuando el nucleo atomico es llevado a un estado excitado producto de haber recibido un exceso de energia a traves de una colision. En el estado basal el nucleo esta compuesto por Quarks, particulas elementales que tienen espin y carga electrica fraccionada y que ademas poseen la caracteristica de existir siempre en grupos y regidas por la interaccion fuerte. Por ejemplo, los protones y neutrones son la union de tres quarks : udd (neutron) y uud (proton). Espero que te haya servido esta explicacion.

Walter Manrique
Profesor de egb y polimodal en fisica ...
Escrito por Walter Manrique
el 11/10/2009 | Nivel Básico

Continuando con la exposicion de "el nucleo y yo". La experiencias con los fenomenos de decaimiento, la fusion y fision nuclear demostraron que en la reacciones nucleares no se cumple la conservacion de la masa como la conocemos en quimica. (es mas en ningun tipo de transformacion fisica o quimica se cumple dicha ley). Si se cumple la ley de conservacion de la cantidad de materia, la conservacion de la energia, la conservacion del momento y la conservacion de la carga..

Vale a clara que la diferencia entre conservacion de la masa y la conservacion de la cantidad materia es que la primera hace referencia a que la masa (kg) antes y despues de la reaccion es la misma (concepto demostrado fisicamente como erroneo) la conservacion de la cantidad de materia hace referencia al numero de particula, llamese a esto moles (numero de atomos o moleculas) cuando hacemos referencia a la quimica, nucleones cuando hacemos referencia a la fisica nuclear.

Este incumplimiento a la ley de conservacion de la masa de lavoisier se debe a que parte de la masa se trasnforma en energia de enlace entre los nucleones.

Para dejar claro este concepto. La masa total de un nucleo formado es menor que la de las suma de la masa de los protones y neutrones que lo conforman.

Juan Luis Molina Molina
Psicologia, electronica,quimica, panad...
Escrito por Juan Luis Molina Molina
el 09/11/2009 | Nivel Básico

Ruben: se que un elemento puro sus atomos irradian determinados colores(V. Gr. El hierro=rojo) no se a que se deba si a la cantidad de isotopos (determinados quarks) que contenga cada atomo, o q´. Lo que yo considero es la diferencia de tamaño de estos interactue.
La materia oscura por el momento la intuyen ( ¿Color negro? ) sera esta la que ejerce esta atraccion magnetica o tal vez union?

Walter Manrique
Profesor de egb y polimodal en fisica ...
Escrito por Walter Manrique
el 21/11/2009 | Nivel Básico
Walter Manrique
Profesor de egb y polimodal en fisica ...
Escrito por Walter Manrique
el 22/11/2009 | Nivel Básico

Estimado juan luis! Los colores que posee un determinado elemento no depende de los quark que conforman los protones y neutrones en el nucleo.

Es mas un efecto causado por proceso de absorcion y emision de fotones que se producen al pasar un electron de una orbital a otro.

Los colores que se le asigna a los sabores de los quark es mas que nada un convencionismo. Para explicarme mejor. Vos sabes que las cargas se definen por su afinidad como positiva-negativa, lo mismo pasa con el magnetismo que se definen como norte-sur. La relacion de cargas/polo de distinto o igual nombre es lo que me permite direccionar el sentido de la fuerza que entre ella se producen.

En el caso de la fuerza nuclear, la fisica de particula a necesitado asignar nuevos nombre a particulas sub atomicas que se interrelacionan entre si por medio de la fuerza fuerte. Estas particulas son los quark.

Para diferenciar a esta particula entre si y asignar una sentido a la direccion de interrelacion se le asigno una serie de nombres que se denominan sabores. Algunos de los sabores posee nombre de colores verde-azul-rojo, otros son top-botton etc.

La relacion entre sabores de distinto nombre es lo que permitiria, al igual que positivo-negativo para las cargas, definir la fuerza de atraccion entre quark.

Respecto a la materia oscura, el termino no tiene que ver con su color ni ningun sentido metafisico.

El concepto de materia oscura surge en el ambito de la astrofisica.

Cuando se calculo la masa necesaria para que nuestra galaxia o cualquier galaxia posea el movimiento rototraslatorio que posee, surgio que la masa (materia) contenida en las mismas debia ser mayor que la materia observable o luminosa. Esto despues se pudo comprobar por la presencia de lentes gravitacionales

Estos lentes es un fenomeno que se produce cuando la luz de galaxias lejanas atreviesa una zona del espacio en donde se encuentra concentrada mucha masa. De acuerdo a la relatividad de einstein la trayectoria de los fotones se curva. Al igual que lo harian en una lente biconcava hasiendo parecer que la galaxia observada esta mas cerca de lo que parece.

Estas lentes serian producidas por la susodicha materia oscura. Que como dije antes no podemos observar.

Abrazoss!

Javier
Escrito por Javier
el 30/11/2009 | Nivel Básico

Todos han hechos comentarios excelentes que me dejan impresionado y apasionado a la vez. Sin embargo, solo hablan de neutrones, electrones y protones, pero y ¿Donde estan las particulas subatomicas consideradas antimateria? Como los Piones, Muones, positrones, Neutrinos entre otros? Y si existe una fuerza molecular fuerte en el nucleo, ¿Como se comporta esta en los isotopos? Por ejemplo el Protio, Deuterio y Tritio? (isotopos del hidrogeno)

Jesuspaul Madrid Serrano
Administracion hotelera y turistica. 4...
Escrito por Jesuspaul Madrid Serrano
el 02/12/2009 | Nivel Básico

Simplemente es gravedad, al igual que todos los elementos que conforman nuestro planeta y sistema solar estamos gobernados por la ley de la gravedad.

Walter Manrique
Profesor de egb y polimodal en fisica ...
Escrito por Walter Manrique
el 06/12/2009 | Nivel Básico

Este, discrepo con vos jesus, y te explico porque. La gravedad es una fuerza muy pequeña al lado de la fuerza de repulsion electrostatica entre los protones.

Acordate de fisica, cuando un cuerpo esta sujeto a un sistema de fuerza, todas estas actuan como una sola fuerza. (resultantes de fuerza) descripto por la segunda ley de newton.

-G. Mp²/r² + K. P+²/r² = m.a

G= constante gravitacional de newton.
mp= masa del proton.
r= distancia entre nucleones.
K= constante de coulomb
p+ = carga del proton.

En el caso de la fuerza que se ejerce entre dos protones tenes la gravedad que actua en direccion radial y es atrayente, y por otro lado la fuerza electrostatica, tambien radial, que es repulsiva por tener ambos protones cargas iguales.

La resultante entre estas dos fuerza es repulsiva, por lo que tendriamos a los protones alejandose entre si.

El hecho de que no se alejen es que existe una tercera fuerza que es atrayente pero que posee valor maximo dentro de un cierto limite del espacio. Pasado esa distancia la suma de la fuerza gravitatoria y la fuerza nuclear fuerte es menor que la fuerza electrostatica y por ende los protones se separan.


-G. Mp²/r² - Fn(r) + K. P+²/r² = 0
Fn(r)= fuerza nuclear en funcion del radio

Por simetria se podria suponer que la fuerza nuclear debe tener una forma analoga a la fuerza gravitatoria o a la electrostatica es decir que podemos pensar a la fuerza nuclear como una ecuacion de la forma

C. Np²/r^m

Siendo

C=a una constante de la fuerza nuclear

Np= propiedad que define a la fuerza (como la masa para la gravitatoria o la carga para la electrostatica)

M= exponente mayor que 2 que permita limitar la accion de la fuerza en el espacio.

(esta ecuacion esta planteada en termino explicativo. El modelo de particula prevee toda una serie de propiedades que se le asigna a cada quark que serian las causantes de la atraccion en la fuerza fuerte)



Esta es la causa de los procesos de desintegracion nuclear y reaciones de fisión.

Al vibrar el nucleo exitado los protones tienden a alejarse por efecto de la vibracion y alcanzan el limite donde las fuerza atrayentes son despresiables frente a la electrostatica es en ese punto donde el nucleo se parte libreando ya sea particulas alfa, neutrones o fisionandose en dos nucleos semejantes de menor peso atomico.

Acrato Deutopía
Siendo no ser, para ser cadiz
Escrito por Acrato Deutopía
el 07/12/2009 | Nivel Básico

Parece ser que un átomo esta compuesto de un montón de particulas, si bien , la existencias de algunas esta todavía por demostrar por lo que he leido.
Analizando lo que se dice que tiene un átomo parece como se se tratase de un microscópico sitema solar con un sól , el núcleo, y una serie de partículas que se mueven por el espacio alrededor del núcleo. Me gustaría a vosotros que pareceis doctos en el tema, si podríais contestarme de forma simple a las siguientes preguntas, si bien , puede que alguna de ellas o todas estén mal formuladas por mi ignorancia:

- Dicen que los atomos que componen la materia se sustituyen constantemente renovando por completo la misma. ¿A donde van esos átomos y de donde vienen los otros?
- ¿Puede existir en un mundo cuántico reproducciones del macrocosmos como el agujero de gusano o los agujeros negros?
-No tengo claro el uso que pretenden conseguir con el famoso acelerador de partículas que está pendiente de que comienze a funcionar ¿Cual es el objetivo de dicho acelerador?
Un saludo y espero respuestas a estas preguntas

Juan Luis Molina Molina
Psicologia, electronica,quimica, panad...
Escrito por Juan Luis Molina Molina
el 21/12/2009 | Nivel Básico

Haber amigo Deutopia tu primera pregunta de que un átomo este compuesto de de un montón de partículas esta mal afirmada pues debes de decir: Una molécula la componen muchos átomos

átomo: corpúsculo que forma parte de la molécula en los elementos químicos.

Todas las cosas tiene un principio. Siempre debemos comenzar por lo mas elemental y es po ello que te recomiendo empezar a poner en claro todos los conceptos basicos de fisica y quimica para que puedas analizar conceptos mas complejos como la desintegracion del atomo. Experimento que se realiza con el acelerador de particulas.

Walter Manrique
Profesor de egb y polimodal en fisica ...
Escrito por Walter Manrique
el 22/12/2009 | Nivel Básico

Hola acrato. Para responder las preguntas debemos aclarar antes.


la definicion de que "la materia esta compuesta por particulas indivisibles llamada atomos", fue expresada por dalton y el mismo aclara que "los atomos se agrupan formando moleculas."

Posteriormente desde la fisica clasica se descubre que el atomo esta constituido por particulas subatomicas llamadas proton, neutron, y electron. La fisica cuantica nos brinda otro modelo donde las particulas sub atomicas estan constituida por bosones y leptones, y estos por quark.

Para responder a tu PRIMERA PREGUNTA la respuesta es: la materia esta formada por moleculas. Estas moleculas se encuntran en un equilibrio dinamico entre dos o mas estados. Es asi que cuando tenemos un solido,( dependiendo de la temperatura) la moleculas de la superficie estan constantemenste pasando del estado solido a liquido o solido a gaseoso, o liquido a gaseoso segun correspondan. En este pasaje no se observa una transferencia neta persibible de masa entre un estado y otro debido a que la dinamica de cambio de estado es en ambos sentidos.

Los atomos que salen quedan en el aire, creando lo que se denomina presion de vapor de la sustancia. Cuando el valor de la presion de vapor es menor que la que corresponde para esa temperatura, las ,moleculas migran de la superficie a la atmosfera, en caso contrario las moleculas de la atmosfera migran de la misma a la superficie de liquido o solido. Por eso decimos que se estan renovando constantemente.


Walter Manrique
Profesor de egb y polimodal en fisica ...
Escrito por Walter Manrique
el 22/12/2009 | Nivel Básico

SEGUNDA PREGUNTA : cuando te referis a un mundo cuantico queres decir en el microcosmo?

Si es asi la respuesta es si, existen micro agujeros negros (los agujeros de gusano son construccion teorica, no se ha encontrado ninguno) estos agujeros al posee tan poca masa se derrumban sobre si mismo estallando en emision de rayos gama. Este fenomeno fue predicho por stephens hasking, por eso a la radiaciones de rayos gama que se producen en el espacio supuestamente vacio y no tienen explicacion debido a qe no exitia cuerpo celeste previo al fenomeno se les denomina radiaccion de hasking.

TERCERA PREGUNTA Los aceleradores de particula nos pemiten poner a prueba los modelos teoricos, es muy dificil poder observar fenomenos a nivel subatomicos debido a que hablamos de objetos fisicos que poseen una dualidad onda-particula y a su vez poseen frecuencias y masa muy pequeñas. Para poder aumentar la masa y la frecuencia a valores que puedan ser medidos, debemos aumentar la energia que porta. La masa = E/c² y la frecuencia f= E/h, como ves en las ecuanciones mayor energia mayor masa o frecuencia a detectar.

Por otra parte cuando las particulas subatomicas solo se pone en evidencia cuando podemos suministra energia suficiente para romper las fuerzas de atraccion entre particulas.

Esto se logra aumentando la energia cinetica de las particula que colisiona. Por eso necesitamos aceleradores que nos permitan alcanzar dichas velocidades (Ec=1/2 M(v). V²)

Cual es el fin entonces: lo que te dije al principio. Verificar modelos teoricos. Estos modelos teoricos no solo predicen que fenomenos ocurre, si no tambien los que no ocurren. Si se cumplen ambas condiciones el modelo se legitima y hallamos nuevas formas de comprender al universo.

Saludos!