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Unidad 4
La existencia de protones
En 1914, Rutherford postuló la existencia de
protones
en todos los núcleos atómicos
(las mismas partículas que había sugerido Goldstein años atrás). En 1919, Rutherford,
junto a su discípulo
Frederick Soddy,
descubrió el protón cuando bombardeaba gas
nitrógeno con partículas alfa (la primera desintegración artificial de la historia):
7
14
N
+
2
4
α →
8
17
O
+
1
1
H
(protón)
El valor absoluto de la
carga del protón
era el mismo que el de la carga del electrón
(
1,602
⋅
10
−
19
C
). Al sustituirlo en la mayor de las relaciones carga/masa observadas
en los tubos de Goldstein, se pudo hallar su
masa:
1,673
⋅
10
−
27
kg; es decir,
unas
1840 veces superior a la del electrón.
1.3.
Descubrimiento del neutrón
Pronto se vio que, a excepción del hidrógeno, todos los núcleos atómicos eran más
pesados de lo que indicaba la masa de sus protones. En 1920, Rutherford sugirió la
existencia de un tercer tipo de partícula que, sin carga, tendría una masa parecida a
la del protón y estabilizaría el núcleo, propuso llamarla
neutrón.
En 1932,
James Chadwick
(1891-1974), discípulo de Rutherford, detectó una ra-
diación neutra muy penetrante cuando bombardeaba berilio con partículas
α
, eran
los neutrones (n):
4
9
Be
+
2
4
He
→
6
12
C
+
0
1
n
Los neutrones tienen una masa ligeramente mayor
que la del protón, y se encuentran junto a este en
los núcleos de todos los átomos, con excepción de
la forma común del hidrógeno.
1.4.
Números que identifican a los átomos
¿Tienen los átomos algo parecido a un «código de barras» que les permita diferen-
ciarse unos de otros?
La respuesta es afirmativa: se los puede distinguir por el nú-
mero de partículas subatómicas que contienen. Para ello se adjudican a cada átomo
dos números: el atómico (
Z
) y el másico (
A
).
Número atómico
El
número atómico
es el número de protones que contiene un átomo y es una
propiedad característica del elemento al que pertenece. Se representa por la letra
Z
.
En un átomo neutro, el número de protones coincide con el de electrones. No su-
cede así en los iones positivos (cationes), donde el número de electrones es menor
que el de protones; ni en los iones negativos (aniones) donde es mayor el número
de electrones. Por ejemplo,
Z
Na
=
11 indica que el átomo de sodio tiene 11 protones
y 11 electrones, mientras que su ion Na
+
tendrá 11 protones y 10 electrones.
Número másico
El
númeromásico
expresa el númerodenucleones (sumadeprotones y neutrones)
existentes en el núcleo de un átomo. Se representa por la letra
A
.
A
=
Z
+
neutrones
La composición del núcleo de un átomo se indica de la siguiente forma:
Z
A
X , donde
X es el símbolo del elemento,
Z
el número atómico y
A
el número másico. Así, la re-
presentación
10
20
Ne nos indica que el núcleo atómico del neón contiene 10 protones
y 10 neutrones.
Actividades
1
Calcula el número de pro-
tones, neutrones y electrones
que existen en los siguientes
elementos e iones: Al, Al
3
+
, O y
O
2
−
, sabiendo que sus números
másicos son 27 para el Al y 16
para el O, y sus números ató-
micos, 13 y 8, respectivamente.
El tamaño del átomo
Si imaginamos un átomo con las di-
mensiones de un estadio de fútbol, su
núcleo sería del tamaño de una canica
colocada en el centro.
Partícula
Carga (C)
Carga relativa
Masa (kg)
Masa (u) reposo
Electrón
−
1,602
⋅
10
−
19
−
1
9,107
⋅
10
−
31
0,0005
Protón
+
1,602
⋅
10
−
19
+
1
1,673
⋅
10
−
27
1,0076
Neutrón
0
0
1,675
⋅
10
−
27
1,0090
Tabla 4.1.
Resumen de las características principales de electrones, protones y neutrones.
Diseña y defiende un
Pro-
yecto de Investigación
sobre el
experimento de Millikan de la
«gota de aceite» y sobre la for-
ma en que Chadwick descubrió el
neutrón. Puedes buscar bibliogra-
fía en internet.
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