Física Nuclear y Teoría Cuántica: Del Átomo a los Orbitales
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Procesos Nucleares Fundamentales
Fusión Nuclear
La fusión nuclear es un proceso natural que ocurre en las estrellas, donde se producen radiaciones nucleares debido a su elevadísima temperatura interior.
Fisión Nuclear
La fisión nuclear es el proceso utilizado actualmente en las centrales nucleares. Ocurre cuando un átomo pesado se divide en dos átomos más ligeros; la suma de las masas de estos, más la de los neutrones desprendidos, es menor que la masa original.
Tipos de Radiación Nuclear
- Rayos alfa: Son partículas que poseen masa y carga positiva, muy parecidas a los núcleos de helio.
- Rayos beta: Son partículas que poseen masa y carga negativa, esencialmente electrones o positrones de alta energía.
- Rayos gamma: Son ondas electromagnéticas de alta energía que no poseen masa ni carga.
Conceptos Clave de la Estructura Atómica
Órbitas Atómicas
Las órbitas son niveles de energía definidos donde los electrones giran alrededor del núcleo del átomo. Se representan con las letras K, L, M, N, O, P, Q o con números.
Isótopos
Los isótopos son átomos de un mismo elemento que tienen el mismo número atómico (igual número de protones), pero diferente masa atómica debido a un distinto número de neutrones.
La Teoría Atómica Moderna
Teoría Cuántica Ondulatoria
Esta teoría describe el comportamiento dual del electrón, que puede actuar tanto como onda como partícula. No se basa en experiencias científicas de observación directa, sino en cálculos de probabilidades (cálculos matemáticos) para determinar la posible ubicación de un electrón.
Principio de Incertidumbre de Heisenberg
Establece que es imposible determinar simultáneamente y con exactitud tanto la posición como la velocidad de un electrón. La determinación de una de estas propiedades solo se logra mediante cálculos matemáticos de probabilidad.
Subniveles de Energía y Orbitales
En esta teoría se descubren los subniveles de energía y los orbitales atómicos. Cada subnivel contiene un número específico de orbitales:
- Subnivel s: 1 orbital (capacidad para 2 electrones).
- Subnivel p: 3 orbitales (capacidad para 6 electrones).
- Subnivel d: 5 orbitales (capacidad para 10 electrones).
- Subnivel f: 7 orbitales (capacidad para 14 electrones).
Definiciones Cuánticas Clave
Orbital Atómico
Un orbital es la zona del espacio alrededor del núcleo donde existe la mayor probabilidad de encontrar al electrón.
Configuración Electrónica (CE)
La configuración electrónica (CE) es la distribución de todos los electrones de un átomo en los diferentes niveles y subniveles de energía.
Configuración Electrónica Externa
La configuración electrónica externa (CEE) se refiere a la cantidad de electrones que posee el átomo en su último nivel de energía u órbita de valencia.