domingo, 9 de octubre de 2011

espectros continuos y discontinuos

El espectro continuo, también llamado térmico o de cuerpo negro, es emitido por cualquier objeto que irradie calor (es decir, que tenga una temperatura distinta de cero absoluto = -273 grados Celsius). Cuando su luz es dispersada aparece una banda continua con algo de radiación a todas las longitudes de onda. Por ejemplo, cuando la luz del sol pasa através de un prisma, su luz se dispersa en los siete colores del arcoiris (donde cada color es una longitud de onda diferente).


Un espectro continuo en luz visible


El espectro continuo se atribuye a la agitación térmica de los átomos, que en el cuerpo sólido ocupan posiciones bien determinadas de equilibrio, alrededor de las cuales vibran con mayor energía cuanto mayor es la temperatura del cuerpo. En estos espectros no se observan rayas o zonas oscuras o negras. Se producen cuando la fuente luminosa es un sólido o liquido incandescente.
  

ESPECTRO DISCONTINUO

En el siglo XVII, Isaac Newton demostró que la luz blanca visible procedente del sol puede descomponerse en sus diferentes colores mediante un prisma. El espectro que se obtiene es continuo; contiene todas las longitudes de onda desde el rojo al violeta, es decir, entre unos 400 y 700 nm (1 nm -nanómetro- = 10-9 m).
En cambio la luz emitida por un gas incandescente no es blanca sino coloreada y el espectro que se obtiene al hacerla pasar a través de un prisma es bastante diferente. Es un espectro discontinuo que consta de líneas o rayas emitidas a longitudes de onda específicas. Cada elemento (es decir cada tipo de átomos) posee un espectro característico que puede utilizarse para identificarlo. Por ejemplo, en el del sodio, hay dos líneas intensas en la región amarilla a 589 nm y 589,6 nm.
Uno de los espectros atómicos más sencillos, y que más importancia tuvo desde un punto de vista teórico, es el del hidrógeno. Cuando los átomos de gas hidrógeno absorben energía por medio de una descarga de alto voltaje, emiten radiaciones que dan lugar a 5 líneas en la región visible del espectro:
 El modelo atómico de Rutherford no podía explicar estas emisiones discretas de radiación por los átomos. Además presentaba el inconveniente de ser inestable: Según la física clásica una carga en movimiento emite continuamente energía por lo que los electrones radiarían energía continuamente hasta "caer" en el núcleo, con lo que el átomo se destruiría.

espestros de emision del calcio y carbono

Espectro de emisión del calcio

Espectro de emisión del carbono


espectro der emision del sodio

los elementos químicos en estado gaseoso y sometidos a temperaturas elevadas producen espectros discontinuos en los que se aprecia un conjunto de líneas que corresponden a emisiones de sólo algunas longitudes de onda. El siguiente gráfico muestra el espectro de emisión del Na (sodio):
espectro emisión del sodio
El conjunto de líneas espectrales que se obtiene para un elemento concreto es siempre el mismo, incluso si el elemento forma parte de un compuesto complejo, y cada elemento produce su propio espectro diferente al de cualquier otro elemento. Esto significa que cada elemento tiene su propia firma espectral.
Si hacemos pasar la luz blanca por una sustancia antes de atravesar el prisma sólo pasarán aquellas longitudes de onda que no hayan sido absorbidas por dicha sustancia y obtendremos el espectro de absorción de dicha sustancia. El gráfico siguiente muestra el espectro de absorción del sodio:
espectro de absorción del sodio
Observa que el sodio absorbe las mismas longitudes de onda que es capaz de emitir.
La regularidad encontrada en los espectros discontinuos supone un apoyo muy importante para comprender la estructura de los átomos.

DIFERENCIA DEL ELECTRON EN TAMAÑO CON EL PROTON

un proto es 2 millones de veces mas grande que el electron ya que el electron es el que orbita alrededor de el y esto nos da a entender que el proton es el que constituye en mayor masa al nucleo por lo que es logico que sea mas grande.

AÑO EN QUE SE DESCUBRIERON LOS NEUTRONES


Ernest Rutherford  propuso por primera vez la existencia del neutrón en 1920 , para tratar de explicar que los núcleos no se desintegrasen por la repulsión electromagnética de los protones.
En el año 1909, en Alemania , Walther Bothe  descubrieron que si las partículas alfa del polonio , dotadas de una gran energía, caían sobre materiales livianos, específicamente berilio, boro  o litio , se producía una radiación particularmente penetrante. En un primer momento se pensó que eran rayos gamma, aunque éstos eran más penetrantes que todos los rayos gammas hasta ese entonces conocidos, y los detalles de los resultados experimentales eran difíciles de interpretar sobre estas bases.
En 1924, fue presentado la existencia de un elemento neutro, trabajo del físico Santiago Antúnez de Mayolo por el físico Louis de Broglie, en la Academia de Ciencias de París.
En 1930, Viktor Ambartsumian y Dmitri Ivanenko en la URSS encontró que, contrariamente a la opinión dominante de la época, el núcleo no puede consistir en protones y electrones. Se comprobó que algunas partículas neutras deben estar presentes además de los protones.
En 1932, en París, Irène Joliot-Curie y Frédéric Joliot mostraron que esta radiación desconocida, al golpear parafina u otros compuestos que contenían hidrógeno, producía protones a una alta energía. Eso no era inconsistente con la suposición de que eran rayos gammas de la radiación, pero un detallado análisis cuantitativo de los datos hizo difícil conciliar la ya mencionada hipótesis.
Finalmente (a finales de 1932) el físico inglés James Chadwick, en Inglaterra, realizó una serie de experimentos de los que obtuvo unos resultados que no concordaban con los que predecían las fórmulas físicas: la energía producida por la radiación era muy superior y en los choques no se conservaba el momento. Para explicar tales resultados, era necesario optar por una de las siguientes hipótesis: o bien se aceptaba la no conservación del momento en las colisiones o se afirmaba la naturaleza corpuscular de la radiación. Como la primera hipótesis contradecía las leyes de la física, se prefirió la segunda. Con ésta, los resultados obtenidos quedaban explicados pero era necesario aceptar que las partículas que formaban la radiación no tenían carga eléctrica. Tales partículas tenían una masa muy semejante a la del protón, pero sin carga eléctrica, por lo que se pensó que eran el resultado de la unión de un protón y un electrón formando una especie de dipolo eléctrico. Posteriores experimentos descartaron la idea del dipolo y se conoció la naturaleza de los neutrones.



Ernest Rutherford (descubrimiento del electron)

¿que es un isotopo?

Son  los átomos de un mismo elemento, cuyos núcleos tienen cantidad diferente de neutrones, y por lo tanto, difieren en masa. La mayoría de los elementos químicos poseen más de un isótopo. Solamente 21 elementos, poseen un solo isótopo natural; en contraste, el estaño es el elemento con más isótopos estables.
Otros elementos tienen isótopos naturales, pero inestables, como el uranio, cuyos isótopos están constantemente en decaimiento, lo que los hace radiactivos. Los isótopos inestables son útiles para estimar la edad de variedad de muestras naturales, como rocas y materia organica. Esto es posible, siempre y cuando, se conozca el ritmo promedio de desintegración de determinado isótopo, en relación a los que ya han decaído. Gracias a este método de datación, conocemos la edad de la tierra. Los rayos cosmicos hacen inestables a isótopos estables de Carbono que posteriormente se adhieren a material biologico, permitiendo así estimar la edad aproximada de huesos, telas, maderas, cabello, etc. Se obtiene la edad de la muestra, no la del propio isótopo, ya que se tienen en cuenta también los isótopos que ya han desintegrado en la misma muestra. Se sabe el número de isótopos desintegrados con bastante precisión, ya que no pudieron haber sido parte del sistema biológico a menos que hubieran sido aún estables cuando fueron absorbidos.


Dentro de esta informacion podemos mencionar algunos de los isotopos mas importantea lo cuales son los del:

HIDROGENO:
  • Protio: tiene un solo proton y ningun neutron, tambien es conocido como hidrogeno comun el cual posee una abundancia de 99.9%.
  • Deuterio: posee un neutron y una abundancia del 0.015%.
  • Tritio: es radiactivo y posee dos neutrones con una abundancia de 10^-15%.

OXIGENO:

  • El oxigeno tiene 3 isotopos estables y diez radiactivos, todos sus isotopos radiactivos tienen un periodo de desintegracion de menos de 3 minutos.
ESTABLES:                    
  • O16
  • O17
  • O18
INESTABLES:
  • O12
  • O14
  • O15
  • O19
  • O20
  • O21
  • O22
  • O23
  • O24
  • O25
  • O26
  • O27
  • O28
CROMO:
  • tiene 4 isotopos estable que son:
  • Cr50
  • Cr51
  • Cr52
  • Cr53
  • Cr54