el atomo y la radiologia
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Importancia de la descripción de las partes de atomo en distintos principos físicos de la radiologíaTRANSCRIPT
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ESTRUCTURA ATOMICA
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El Átomo y la Radiología• El átomo, como la menor unidad de la materia, es la
base de los principios físicos de la radiación incluyendo fenómenos como:– Formación de los rayos X
– Interacción de los rayos X con la materia
– Radiación característica
– Radiación bremsstrahblung
– Efecto fotoeléctrico
– Efecto compton
– Radioisótopos, radiofármacos, Etc….
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¿Qué son los átomos?
• Son los elementos básicos que constituyen la materia que conforma nuestro cuerpo y los objetos que nos rodean.
• Hay 90 átomos que existen estables y espontáneamente en la naturaleza.
• En los laboratorios los científicos han sido capaces de crear alrededor de 25 más y en las Tablas Periódicas actuales encontraremos unos 116 elementos químicos.
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Estructura del Átomo
• El átomo tiene una estructura interna.
• Es decir, contrariamente a lo que pensaron los griegos, los átomos no son el ladrillo fundamental, no son indivisibles.
• ¿Cuál es la estructura del átomo? En este punto se hace necesario tener un modelo que nos describa cómo está constituido el átomo.
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PARTICULAS FUNDAMENTALES• Los átomos están conformados de tres partículas
básicas:
• Protones: tienen carga eléctrica positiva y están en el núcleo del átomo.
• Neutrones: no tienen carga eléctrica y están constituidos por la unión de un Protón, un Electrón y un Neutrino, ubicándose en el núcleo.
– Protones y Neutrones juntos forman el núcleo, que es la parte central del átomo y dan la masa del mismo.
• Electrones: tienen carga eléctrica negativa y orbitan alrededor del núcleo
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PARTICULAS FUNDAMENTALES
• ELECTRONES• PROTONES• NEUTRONES
Imagen tomada de: http://4.bp.blogspot.com
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Estructura Atómica• El átomo consta de un
núcleo central y de electrones girando alrededor de él en orbitas energéticamente estables.
• En su estado natural, los átomos son eléctricamente neutros; la carga eléctrica del átomo es cero
Imagen tomada de: http://www.icarito.cl/
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El Núcleo Atómico• El núcleo es el centro del átomo. Fue descubierto
en 1911, pero tomó 21 años de experimentación identificar sus partes.
• Es donde se concentra la, prácticamente, totalidad de la masa atómica.
• Está formado por Protones y Neutrones, unidos por medio de la interacción nuclear fuerte.
• La cantidad de Protones 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.
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El Núcleo Atómico
– Contiene protones y neutrones.
– Tamaño pequeño.
– Masa relativamente grande.
– Densidad extremadamente grande.
– Gran cantidad de energía almacenada.
Imagen tomada de: http://weblogs.madrimasd.org/images/weblogs_madrimasd_org/ciencianuclear/486/r_nucleo.jpg
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El Protón (P+)
• Los científicos pensaban originalmente que no existía nada más pequeño que el Protón en el núcleo del átomo.
• Lo descubre E. Golstein en 1886.
• Su masa es 1,67x10-24 g
• Se representa como P+ y tiene una carga eléctrica positiva
• Su masa es 1.837 veces mayor que la del electrón
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El Protón (P+)
Imagen tomada de: http://www.scifun.ed.ac.uk/card/card-left.html
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Quarks
• En 1968 los científicos descubrieron nuevas partículas dentro del Protón. Las llamaron Quarks.
• Hay tres quarks en cada protón y los quarks se mantienen unidos mediante otras partículas llamadas Gluones, que no tienen masa ni carga eléctrica; sólo poseen energía electromagnética.
Imagen tomada de: http://www.desy.de/f/hera/fig/engl/proton-naif.gif
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El Neutrón (n)• El Neutrón fue identificado
por primera vez en 1932 por el físico británico James Chadwick.
• No tiene carga eléctrica• Está conformado por la unión
de un Protón, un Electrón (se anulan sus cargas eléctricas) y un Neutrino
• Poseen una masa prácticamente igual a la del protón
Imagen tomada de: http://www.scifun.ed.ac.uk/card/card-left.html
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Quarks
• En 1968 los científicos descubrieron nuevas partículas dentro del Neutrón. Estas tres partículas también eran quarks, unidas también por energía electromagnética llamadas Gluones
Imagen tomada de: http://www.desy.de/f/hera/fig/engl/proton-naif.gif
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Nube Electrónica– Contiene electrones
– Los electrones son partículas livianas cargadas negativamente
– Gran tamaño
– Baja densidad
– Pequeña cantidad de energía en relación con la del núcleo
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Electrón (e-)• Son extremadamente
pequeños y muy livianos. Es fácil retirar electrones de los átomos y usarlos excitados como fuente de electricidad y en aparatos como televisores, computadores, etc.
• También se pueden usar en su modalidad ionizada como por ejemplo en los Rayos X.
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Electrón (e-)
• Posee una masa de 9,1x10-28 g (es 1.836 veces más liviano que el Protón) y una carga eléctrica relativa de -1
• Fue descubierto por el Físico Británico J.J. Thomson en 1897, quién publica su trabajo en 1905.
• Se considera que es un Leptón ya que no estaría constituido por otras sub-partículas (como los Quarks)
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NUCLEO
NUCLEON
QUARK
ELECTRON
Protones
Neutrones
Dimensiones Atómicas
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RESUMIENDO:
PARTÍCULA LOCALIZACIÓN MASA CARGA
Protón
Neutrón
Electrón
u.m.a. = unidad de masa atómica (masa de un átomo de hidrógeno)
Núcleo
Núcleo
Corteza
1 u.m.a.
1 u.m.a.
1/1840 u.m.a. Negativa
Positiva
No tiene
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Nomenclatura Atómica
XAZ
X = Símbolo químico del elemento.
Z = Número atómico, es el número de protones en el núcleo.
A = Número de masa, es el número de nucleones (protones + neutrones).
Un núcleo representado de esta manera es también llamado un nucleido.
Imagen tomada de: http://web.educastur.princast.es/proyectos/jimena/pj_franciscga/3eso/3esotema4.htm
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Elementos Químicos
• No todos los átomos son iguales.
• Existen diferentes combinaciones de protones, neutrones y electrones que forman diferentes tipos de átomos, y a estos diferentes tipos de átomos se les llama, elementos químicos.
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Imagen tomada de: http://www.ptable.com/Images/tabla%20peri%C3%B3dica.png
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Ionización Ionización
• Proceso por el cual se agregan ó sustraen electrones de átomos ó moléculas, creando iones.
• La radiación ionizante es producida por átomos inestables. Los átomos inestables difieren de los estables porque ellos tienen un exceso de energía ó de masa.
• Si el electrón no es arrancado del átomo se denomina excitación
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EXCITACIÓN
Proceso que le proporciona suficiente energía a un electrón de un átomo o molécula para ocupar un estado de mayor energía.
El electrón permanece ligado al átomo o molécula, no se producen iones y el átomo permanece neutro.