Desde su origen, la física nuclear ha llevado a cabo investigaciones y ha puesto en practica diversos métodos que puedan explicar el comportamiento y las propiedades de esa parte central del átomo que conocemos como núcleo atómico.
Este centro fue descubierto en el año 1911 por el físico Ernest Rutherford luego de realizar un experimento en el que disparó partículas alfa en una lamina metálica de oro.
Si quieres aprender mas sobre este tema, sigue leyendo la información que recopilamos para ti.
Qué es el núcleo atómico
El núcleo atómico se encuentra situado en el centro del átomo, posee una carga eléctrica positiva y es allí donde se encuentra al menos el 99% del volumen absoluto del átomo.
Esta parte central se constituye de protones y neutrones que permanecen unidos gracias a la interacción nuclear fuerte que posibilita que el núcleo se mantenga equilibrado aun cuando los protones se
repelen entre si.
Cómo es el núcleo atómico
La visión del pequeño núcleo que se creó en el año 1911 por Rutherford, ha ido cambiando conforme pasa el tiempo. Al inicio se consideró constituido por protones (descubierto en 1919 por Rutherford) las cuales son pequeñas unidades de carga positiva y con un volumen de 1.800 veces mayor que la de un electrón, que había sido descubierto por J.J Thomson en 1897.
El número de protones en el núcleo (denominado número atómico y representado mediante la letra Z) permite identificar a cada elemento. La suma de las cargas de los protones da como resultado la carga nuclear del átomo.
Para el año 1932, James Chadwick descubrió la existencia de los neutrones, partículas sin carga y con masa parecida a la de los protones. La carencia de carga y la poca existencia como una partículas libre, hicieron que se descubriera tiempo después que el proton.
Tamaño del núcleo atómico
Para que nos hagamos una noción del tamaño del núcleo debemos primeramente establecer el tamaño del átomo, para lo que se hace uso de unidades de medidas bastante pequeñas.
Lo mismo pasa con la masa de ambos. Si suponemos que el átomo tiene una apariencia esférica, el radio de este seria 1×10 -8 cm (0, 000 000 01 cm). Por lo tanto, el núcleo que es 10.000 veces mas pequeño, tendría un radio de 1×10 -12 cm (0, 000 000 000 001 cm).
Estabilidad del núcleo atómico
El núcleo del átomo adopta una conducta como si se tratase de partículas compuestas a energías perfectamente bajas.
De esta manera, la mayor parte de los núcleos atómicos menores a un determinado peso atómico y que cuentan con una nivelación en el numero de neutrones y protones, son estables.
A pesar de esto, debemos tomar en cuenta que los neutrones aislados (neutrón libre) y un núcleo con una cantidad excesiva de neutrones y protones, puede traer como consecuencia inestabilidad o radiactividad.
El por qué de esta estabilidad radica en la presencia de piones. De esta manera los neutrones que se encuentran aislados tienden a sufrir una desintegración por la fuerza nuclear débil. Sin embargo, en el interior del núcleo la proximidad entre neutrones y protones hace que sean rápidas las reacciones por la fuerza nuclear fuerte.
Es por esto que constantemente los neutrones que se encuentran ubicados en el núcleo se transforman en protones, y viceversa, lo que aclara que los neutrones en el interior del núcleo son mas estables que los neutrones aislados.
De tal modo que si se llegase a desigualar el numero de protones y neutrones existe la opción de que a cada instante haya mas neutrones y sea sencilla ocurrencia de la reacción.
Propiedades del núcleo
El núcleo atómico se puede definir a través de propiedades y características importantes como estas que ahora te describimos.
Masa nuclear
Una de las características mas relevantes que presenta el núcleo atómico es la masa, pues es aquí donde se encuentra la mayor cantidad de masa del átomo.
Algunos estudios realizados pusieron al descubierto que la masa de todos lo átomos se aproximaba a un múltiplo entero de la masa del átomo de hidrógeno.
Con el pasar del tiempo y el mejoramiento de los métodos para cuantificar la masa del átomo y moléculas, podemos obtener cifras con mayor exactitud y así mismo del numero de isotopos para diferentes
elementos.. A raíz de este suceso se estableció que la masa atómica de un elemento es el promedio de la masa de los isotopos estables
Tamaño del núcleo
Para establecer su tamaño podemos recurrir a un método utilizado por Rutherford, el cual consiste en bombardear una lamina de oro con un surtidor de partículas alfa.
Rutherford mostró que la masa se aglomeraba en la parte central del átomo, el núcleo, posee una carga positiva en donde órbita un numero de electrones con la misma cantidad de carga central.
La difusión de las partículas alfa y otros métodos empleados, constituyó que la magnitud del núcleo es proporcional a la cantidad de nucleones que contiene.
Espín nuclear
Esta propiedad se encuentra intrínseca en algunas partículas como: electrones, neutrones y protones. Algunas de las características que presenta son:
- Su número cuántico del espín I depende del número másico del núcleo
- Si el numero másico es par el espín puede tomar valores de 1/2, 3/2, 5/2(…)
- Cuando el espín es igual a 0 (I=0) el núcleo no tienen espín