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Y cmo surgieron los modelos atmicos?

Ncleo

Electrn

William Crookes, llev a cabo estudios en un tubode vidrio al vaco: cuando se conectaban los elec-trodos a la fuente de voltaje mediante cables sepa-rados, un disco adquira carga positiva y el otro car-ga negativa, de modo que ste ltimo comenzabaa emitir luz. A este tubo se le conoce como

. Crookes observ tambin que elrayo se desviaba al colocar un imn cerca del tubo.Concluyendo que este rayo luminoso, que ahora seconoce como estaba formado porpartculas cargadas.

Con el descubrimiento de los rayos catdicos realizado por William Crookes, J.J. Thomsonfundament la existencia de los electrones y Goldstein demostr que era posible formarpartculas positivas. Thomson ofreci entonces una explicacin, conocida como modelodel " " del tomo: Imagin un tomo con cargas negativas (electrones)dispersas entre un nmero igual de cargas positivas (protones). El modelo de Thomsonresult ser incorrecto, (por el descubrimiento de las partculas alfa realizadas porRutherford); pero ofreca una explicacin de los hechos hasta entonces conocidos.

Ernest Rutherford (1871 - 1937), fsico neocelands, investig la radiacin del Uranio,Radio y otros elementos radiactivos.

Cuando haca pasar esta radiacin a travs de un campo magntico intenso, observque los rayos se desviaban en distintas direcciones. Los rayos alfa, , que Rutherforddescubri, tienen carga doblemente positiva, 2+; por ello se desviaban hacia una placacon carga negativa. l encontr que su masa era cuatro veces mayor que la del tomode hidrgeno. Los rayos beta, , resultaron ser idnticos a los rayos catdicos, que soncorrientes de electrones con carga negativa. 1-. Los rayos gamma, , no eran desviadospor el campo magntico; encontr que eran muy parecidos a los rayos x pero an mspenetrantes y se caracterizan por carecer de masa y carga y no se ven afectados por uncampo elctrico externo.

Despus de diferentes experimentos queRutherford realiz, lleg a la conclusin:

w El tomo est formado por un ncleo central,cargado positivamente, rodeado de electrones,girando a su alrededor, a manera de planetas,a grandes distancias.

w El ncleo es muy pequeo con relacin al ta-mao del tomo, pero concentra casi toda lamasa del mismo.

w La masa de las cargas positivas (protones) esaproximadamente igual a la mitad de la masadel tomo.

Este modelo presentaba algunas dificultades comoera la inestabilidad y la indeterminacin del tama-o atmico. Sin embargo la solucin a estas difi-cultades fue propuesta por Niels Bohr en su modelo atmico.

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En 1913 el fsico dans Niels Bohr propuso un modelo atmico que pudiera explicar losespectros discontinuos en algunos elementos, basndose en la teora cuntica. Estateora fue dada a conocer por Max Planck en 1900, y sostiene que la energa se transmiteen forma discontinua, en unidades discretas o "paquetes" llamados "cuantos deenerga".

La interpretacin de Bohr puede resumirse de la siguiente manera:

w Los electrones pueden girar en rbitasdeterminadas sin perder energa.

w En los niveles permitidos o definidos deenerga los electrones no absorben niemiten energa; por ello se les denomi-na "niveles estacionarios".

w Cuando el electrn gira en la rbita mscercana al ncleo, el tomo se encuen-tra en su estado mas estable o "normal"o "estado basal", de energa mnima. Siel tomo recibe un impulso energticoexterno (luz, calor, electricidad), el elec-trn puede "saltar" a otra rbita ms ale-jada, es decir, de mayor energa. El to-mo que contiene el electrn de uno deestos estados recibe le nombre de "to-mo excitado"; es decir, que el tomo absorbe energa cuando el electrn "salta" a unnivel ms cercano al ncleo.

w La diferencia de energa al pasar el electrn de uno a otro nivel es proporcional a lafrecuencia de la radiacin emitida o absorbida. Es decir:

E2 E

1 = constante =

o bien E2 - E

1 =

Siendo: = frecuencia de la radiacin emitida o absorbida

E2 = energa de la rbita ms alejada del ncleo

E1 = energa de la rbita ms cercana al ncleo

La constante de proporcionalidad (

) se denomina . La radiacinemitida o absorbida puede ser asimilada a la emisin o absorcin de un "cuanto" cuyaenerga es h.

Las rbitas o capas del modelo de Bohr son los niveles energticos. El salto de un elec-trn de un nivel superior a otro inferior produce la emisin de luz que, experimentalmente,corresponde al espectro de emisin del hidrgeno.

Los niveles de energa se encuentran definidos por ciertos nmeros cuntico principales,n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, y 7 y el nmero mximo de electrones que puede ocupar cada capaexpresado por la relacin 2n2 donde n es el nmero cuntico principal.

Electrn

Ncleo

Orbita

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Solo es aplicable para tomos con 1 slo electrn.

Las orbitas que describen los electrones son circulares.

Sin embargo este modelo fue modificado:

1 Por Sommerfeld que 1916 logr demostrar que los electrones no solo pueden giraren forma circular, sino tambin en forma elptica.

2 Por la teora atmica moderna, que es un modelo matemtico basado en la mecni-ca cuntica.

Este modelo presenta un tomo no del tipo fsico, es decir que no es una descripcinfsica exacta del tomo, sino mas bien matemtico, en el que el tomo ha sido concebidoen base a clculos matemticos como resultado de las contribuciones de destacadoscientficos, entre ellos Einstein, Planck, De Broglie, Bohr, Schrdinger y Heisenberg.

Louis de Broglie, estudiante francs graduado en Fsica, escribi en 1924 su tesis docto-ral en la que propuso que un rayo de electrones debera presentar caractersticas deonda y comportarse como un haz de luz.

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En 1926, Erwin Schrdinger, uno de losestudiantes graduados de Bohr desa-rroll ecuaciones matemticas detalla-das con base en el trabajo de deBroglie. Estas ecuaciones combinabanlas propiedades ondulatorias y la natu-raleza de la partcula de un electrn conlas restricciones cunticas, en comple-jas ecuaciones de probabilidad.

Con las ecuaciones de Schrdinger, se obtienen valores que corresponden a regionesde alta probabilidad electrnica en torno a un ncleo. Al igual que una nube de electrones,las regiones de alta probabilidad electrnica no son rbitas definidas de tipo planetario,como propone el modelo de Bohr, sino que representan niveles de energa menos defini-dos y regiones llamadas subniveles o subcapas. Cada uno de estos subniveles contieneuno o mas orbitales. Cada orbital es una regin ocupada por un mximo de dos electro-nes con espines opuestos.

El principio de incertidumbre permite entender por qu es posible la naturaleza (onda-partcula) de la radiacin y la materia. Si se trata de determinar experimentalmente, si laradicacin es una onda o una partcula, se encuentra que un experimento que fuerce a laradiacin a revelar su carcter ondulatorio, suprime fuertemente su carcter corpuscular.Si el experimento se modifica para que revele el carcter corpuscular, se suprimen lascaractersticas ondulatorias. En una misma situacin experimental, no es posible con-frontar los aspectos ondulatorio y corpuscular. Tanto la racin como la materia semejanmonedas que pueden desplegar una u otra cara a voluntad, pero nunca ambas simult-neamente. Desde luego que esta es la esencia del principio de complementaridad deBohr; los conceptos de onda y partcula en lugar de contradecirse, se complementan.

El principio de incertidumbre tamibn hace evidente la necesidad de que los sistemascunticos se expresen en trminos de probabilidad. En la mecnica clsica, si se cono-ce exactamente la posicin y el impulso de cada partcula, en algn instante, en un siste-

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G E G L I H C A G J U

ma aislado, entonces se puede predecir el comportamiento exacto de las partculas delsistema, en todo tiempo futuro; sin embargo en mecnica cuntica, el principio de incer-tidumbre muestra que lo anterior es imposible de hacer en sistemas que implican distan-cias e impulsos pequeos, ya que es imposible saber con la precisin requerida, lasposiciones e impulsos instantneos de las partculas. Consecuentemente, slo se po-drn predecir comportamientos de estas partculas.

La mecnica cuntica establece los siguientes nmeros cunticos para describir la dis-tribucin de los electrones en el tomo:

w . El nmero cuntico principal (n), se le asigna unnumero positivo entero 1, 2, 3 comenzando por n = 1 para el primer nivel de energa,el ms cercano al ncleo.

!

w " l indica la "forma" de los orbitales. Los valores de ldependen del valor del nmero cuntico principal. Cada subnivel tiene uno o msorbitales atmicos que poseen una forma tridimensional especfica. Los orbitales sedesignan mediante las letras minsculas # $ % $ & ' ( . Adems, cada orbital puede con-tener un mximo de dos electrones (un par) que debern tener espn opuesto. Estaidea fue una importante contribucin realizada en 1925 por Wolfgang Pauli, y se leconoce como el principio de exclusin de Pauli.

- ) $ los primeros dos electrones de cada nivel deenerga, se encuentra en una regin donde la probabilidad elec-trnica est representada por un orbital " # " con simetra esf-rica. Estos orbitales se designan como 1# , 2# , 3# , etc. El orbital3# , por ejemplo, es ms grande que el orbital 1# . As todos ycada uno de los niveles de energa tienen un subnivel s conun nico orbital s de forma esfrica, que puede contener unpar de electrones con espn opuesto. Los electrones de losorbitales ms alejados del ncleo de un tomo tienen msenerga que los electrones cercanos al ncleo.

- * a partir del segundo nivel energtico, y para todos los nivelessubsecuentes, hay un subnivel s y tambin un subnivel "% ". Cada subnivel p consiste

+ , - . / 0 1 2 3 4

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123456789012

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123456789012

123456789012

z

xy

en tres orbitales p que tienen la misma energa pero distintas orientaciones en elespacio. Por ejemplo si tenemos n = 2 y l = 1. se tendrn por lo tanto tres orbitales2 : 2

x, 2

y y 2

z. La letra del subndice indica el eje a lo largo del cual se encuentra

orientado el orbital. Estos tres orbitales son idnticos en tamao, forma y energa;difieren entre s slo en su orientacin.

- a partir del tercer nivel de energa, hay tambin un subnivel "

" con unconjunto de cinco orbitales capaces de contener un total de cinco pares de electro-nes, para dar un mximo de 10 electrones d en un subnivel d. Las formas que corres-ponden a los orbitales d son ms complejas son ms complejas que la de los orbitales

y . A partir del cuarto nivel energtico, hay un subnivel "

" con un conjunto de sieteorbitales capaces de contener un total de siete pares de electrones, para dar un mxi-mo de 14 electrones

en un subnivel

.

w l l l l l

. Describe la orientacin de los orbitales elec-trnicos en el espacio. Cada subnivel contiene uno o ms orbitales electrnicos. Paracada cierto valor de l hay (2l + 1) valores enteros de ml , como sigue:

-l , (-l + 1),...0,.... (+l - 1) + l

Si l = 0, entonces ml = 0. Si l= 1, entonces hay {(2 x 1) + 1} o sea, tres valores de ml

es decir -1, 0, y 1. Si l = 2, hay {(2 x 2) + 1}, cinco valores de ml, -2, -1, 0, 1, y 2. Elnmero de valores de m

l indica el nmero de orbitales de una subcapa con un valor

especfico de l.

w . Describe los posibles movimientos de giro o rota-cin del electrn sobre su propio eje. Puede tener valores de - o + , uno es ensentido de las manecillas del reloj y el otro en sentido inverso.

lllll

1 s 1 2

2 p 3 6

3 d 5 10

4 f 7 14

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El siguiente diagrama ilustra un mecanismo sencillo para escribir las configuraciones elec-trnicas. Lee este diagrama en la secuencia normal de izquierda a derecha y de arribahacia abajo, en la misma forma que la tabla peridica: 1 , 2 , 2 , 3 , 3 , 4 , 3

, 4 ,...

Bloque s

Bloque p

Metales de transicin(Bloque d)

Elementos de transicin internos(Bloque f)

Una configuracin electrnica permite mostrar de manera concisa el nmero de electro-nes que hay dentro de cada subnivel de un tomo, pero se puede utilizar un diagrama deorbitales para representar le distribucin de los electrones dentro de los orbitales.

Es la manera cmo se ordenan los electrones del tomo de un elemento qumico enforma creciente de energa, segn su ubicacin en la tabla peridica, llenndose primerolos niveles y subniveles de menor energa. Para los tres primeros perodos de elementosde la tabla peridica, los electrones llenan todos los subniveles s y p disponibles en lasecuencia siguiente; 1s, luego 2s 2p, luego 3s y 3p. El argn (nmero atmico 18 con 18electrones) se halla al final del tercer perodo de elementos, y tiene precisamente el n-mero exacto de electrones para llenar todos los subniveles por completo, hasta el subnivel3p y as sucesivamente.

El orden de ocupacin de los subniveles est relacionado con la Tabla peridica. Hay quecomenzar por la parte superior de la Tabla peridica y seguir las flechas al moverse a loancho y hacia debajo de la Tabla, a travs de perodos subsecuentes, desde el perodo 1hasta el 7.

*1s2s 2p3s 3p4s 3d 4p5s 4d 5p6s 4f 5d 6p7s 5f 6d 7p

Estimado colega ahora te invito a leer la siguiente lectura:

Un reto importante para el diagnstico mdico es poder ver dentro del cuerpo desde el exterior.

hasta hace poco, esto se lograba principalmente empleando rayos X. Sin embargo, su empleo

tiene varias desventajas. En primer lugar, no producen imgenes bien definidas de estructuras

fisiolgicas que se traslapan. Adems, los tejidos enfermos con frecuencia producen la misma

imagen que los tejidos sanos, en cuyo caso es imposible detectar una enfermedad o lesin. Por

ltimo, son radiacin de alta energa que puede causar daos fisiolgicos, incluso en dosis bajas.

En la dcada de 1980 una nueva tcnica llamada imgenes por resonancia magntica nuclear

(MRI, por sus siglas en ingls) se coloc a la vanguardia de la tecnologa para obtener imgenes

mdicas. El fundamento de MRI es un fenmeno llamado resonancia magntica nuclear (RMN),

que se descubri a mediados de la dcada de 1940. La RMN se basa en la observacin de que, al

igual que los electrones, los ncleos de muchos elementos poseen en espn intrnseco. Al igual

que el espn electrnico, el espn nuclear est cuantizado. Por ejemplo, el ncleo de 1H (un protn)

tiene dos nmeros cunticos de espn nuclear posibles, +1/2 y -1/2 . El ncleo de hidrgeno es el

que ms comnmente se estudia por RMN.

Un ncleo de hidrgeno en rotacin acta como un imn diminuto (Fig. A). En ausencia de efectos

externos (izquierda), los dos estados de espn tiene la misma energa, pero cuando los ncleos se

colocan en un campo magntico externo (derecho) se pueden alinear ya sea paraleos u opuestos

(antiparalelos) al campo, dependienco de su espn. La lineacin paralela tiene menor energa que la

antiparalela en cierta cantidad E. Si los ncleos se irradian con fotones cuya energa es igual aE, el espn de los ncleos puede "invertirse", es decir, excitarse de la alineacin paralela a laantiparalela. La deteccin de la inversin de los ncleos entre los dos estados de espn produce un

espectro RMN. La radiacin empleada en un experimento de RMN est en el intervalo de las

radiofrecuencias, por lo regular entre 100 y 500 MHz.

Puesto que el hidrgeno es un constituyente importante de los fluidos acuosos y los tejidos grasos

del cuerpo, el ncleo de hidrgeno es el ms conveniente para estudiarse por MRI. En MRI el

cuerpo de la persona se coloca en un campo magntico intenso. Mediante la irradiacin del cuerpo

con pulsaciones de radiacin de radiofrencuencia y el empleo de tcnicas de deteccin avanza-

das, se pueden obtener imgenes de los tejidos a profundidades especficas dentro del organis-

mo, produciendo imgenes asombrosamente detalladas (Fig. B). La capacidad para muestrear a

diferentes profundidades permiete a los tcnicos mdicos construir una imagen tridimensional.

La MRI no tiene ninguna de las desventajas de los rayos X. Los tejidos enfermos tiene una aparien-

cia muy diferente de la de los tejidos sanos, es mucho ms fcil distinguir las estructuras que se

traslapan a diferentes profundidades en el cuerpo, y la radiacin de radiofrecuencia no es perjudi-

cial para los seres humanos en las dosis empleadas. La desventaja principal de la MRI es el costo.

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Fuente: Qumica Brown - Lernay - Beraten 1997. Mxico, pg. 207.

Despus de haber ledo la lectura anterior, intenta responder a las siguientes

preguntas:

Por qu son importantes las imgenes por resonancia magntica?

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Piensas que existe relacin entre el espn nuclear y las imgenes por

resonancia magntica? Por qu?

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Qu repercusiones tiene para el organismo el uso de las imgenes por

resonancia magntica?

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Cules son las desventajas del uso de las imgenes por resonancia

magntica?

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Desde 1925 no se han encontrado deficiencias fundamentales en la mecnica cuntica,aunque se ha debatido si la teora debe o no considerarse completa. En la dcada de1930, la aplicacin de la mecnica cuntica y la relatividad especial a la teora del electrnpermiti al fsico britnico Paul Dirac formular una ecuacin que implicaba la existenciadel espn del electrn. Tambin llev a la prediccin de la existencia del positrn, que fuecomprobada experimentalmente por el fsico estadounidense Carl David Anderson.

La aplicacin de la mecnica cuntica al mbito de la radiacin electromagntica consi-gui explicar numerosos fenmenos como la radiacin de frenado (emitida por los elec-trones frenados por la materia) y la produccin de pares (formacin de un positrn y unelectrn cuando la energa electromagntica interacta con la materia). Sin embargo,tambin llev a un grave problema, la denominada dificultad de divergencia: determina-dos parmetros, como las llamadas masa desnuda y carga desnuda de los electrones,parecen ser infinitos en las ecuaciones de Dirac (los trminos masa desnuda y cargadesnuda hacen referencia a electrones hipotticos que no interactan con ninguna ma-teria ni radiacin; en realidad, los electrones interactan con su propio campo elctrico).

Esta dificultad fue parcialmente resuelta en 1947-1949 en el marco de un programa de-nominado renormalizacin, desarrollado por el fsico japons Shinichiro Tomonaga, losfsicos estadounidenses Julian S. Schwinger y Richard Feynman y el fsico estadouni-dense de origen britnico Freeman Dyson. En este programa se toman la masa y cargadesnudas del electrn como infinitas de modo que otras cantidades fsicas infinitas secancelen en las ecuaciones. La renormalizacin aument mucho la precisin en los cl-culos de la estructura de los tomos a partir de los principios fundamentales.

La mecnica cuntica est en la base de los intentos actuales de explicar la interaccinnuclear fuerte y desarrollar una teora unificada para todas las fuerzas fundamentales dela materia. No obstante, por ejemplo, existen grandes contradicciones tericas entre lamecnica cuntica y la teora del caos, que empez a desarrollarse rpidamente en ladcada de 1980. Los fsicos tericos como el britnico Stephen Hawking siguen hacien-do esfuerzos para desarrollar un sistema que englobe tanto la relatividad como la mec-nica cuntica.

El nombre de partculas elementales se aplica al electrn, el protn, el neutrn, el fotn ya todas las partculas descubiertas desde 1932. Sin embargo, el trmino es de hechoincorrecto, ya que se ha comprobado que la mayora de estas partculas tienen una es-tructura interna complicada. En 1932, el fsico estadounidense Carl David Anderson des-cubri el antielectrn o positrn, que Dirac haba predicho en 1928. Anderson comprobque un rayo gamma de alta energa procedente de la radiacin csmica poda desapare-cer en las proximidades de un ncleo pesado y crear un par electrn-positrn exclusiva-mente a partir de su energa. Cuando un positrn choca con un electrn se aniquilanentre s y dan lugar a una lluvia de fotones.

En 1935, el fsico japons Yukawa Hideki desarroll una teora que explicaba cmo semantiene unido un ncleo a pesar de la repulsin mutua entre sus protones. Postul laexistencia de una partcula de masa intermedia entre el electrn y el protn.

En 1936, Anderson y sus colaboradores descubrieron en la radiacin csmica secunda-ria una nueva partcula con una masa 207 veces superior a la del electrn. Al principio secrey que esa partcula, que se denomin mun, era el pegamento nuclear de Yukawa.Los experimentos posteriores del fsico britnico Cecil Frank Powell y otros llevaron aldescubrimiento de una partcula algo ms pesada, con una masa 270 veces mayor quela del electrn. Este mesn pi o pin (tambin hallado en la radiacin csmica secunda-ria) fue finalmente identificado como la pieza que faltaba en la teora de Yukawa.

Desde entonces se han encontrado muchas partculas adicionales en la radiacin cs-mica secundaria y en los aceleradores de partculas de altas energas. Entre ellas figurannumerosas partculas de gran masa, denominadas hadrones (partculas afectadas por lainteraccin nuclear fuerte, que mantiene unidos los ncleos atmicos), que incluyen loshiperones y diversos mesones pesados cuya masa es de 1 a 3 veces la del protn,adems de los llamados bosones vectoriales intermedios, como las partculas W y Z0,los portadores de la interaccin nuclear dbil. Estas partculas pueden ser elctricamenteneutras, positivas o negativas, pero nunca tienen ms de una carga elctrica elemental,e. Tienen un periodo de semidesintegracin que va desde 10-8 hasta 10-14 segundos, y sedesintegran dando lugar a numerosas partculas ms ligeras. Cada partcula tiene suantipartcula correspondiente y posee un determinado momento angular. Todas cumplenuna serie de leyes de conservacin relativas a nmeros cunticos como el nmerobarinico, la llamada extraeza o el espn isotpico.

A finales de la dcada de 1940, una serie de experimentos con rayos csmicos revelnuevos tipos de partculas cuya existencia no se haba pronosticado. Se las denominpartculas extraas, y sus propiedades se estudiaron intensivamente en la dcada de1950. En la dcada de 1960, se encontraron muchas partculas nuevas en experimentoscon grandes aceleradores.

La teora dominante acerca de la estructura interna de las partculas elementales se basaen los quarks, subpartculas (cromodinmica cuntica) de carga fraccionaria; por ejem-plo, un protn est formado por tres quarks. Esta teora fue propuesta por primera vez en1964 por los fsicos estadounidenses Murray Gell-Mann y George Zweig. Los nucleonesestn formados por tros de quarks, mientras que los mesones estn formados por pare-jas de quarks. No se conoce ningn proceso para producir quarks aislados, pero se creeque existieron de forma individual en las condiciones extremas que reinaron al comienzodel Universo. Al principio la teora postulaba tres tipos de quarks, pero los experimentosposteriores exigieron la introduccin de otros tres tipos adicionales.

Electrones(considerados leptones)

Cortezadel neutrn

Quartz

Protones y neutrones(considerados hadrones)Ncleo

! "

#

Hasta ahora, las teoras ms fructferas de las interacciones entre las partculas elemen-tales son las llamadas teoras de gauge. En estas teoras, la interaccin entre dos clasesde partculas se caracteriza por la simetra. Por ejemplo, la simetra entre neutrones yprotones consiste en que si se intercambian las identidades de las partculas no cambianada en lo relativo a la interaccin fuerte.

La primera de las teoras de gauge se aplic a las interacciones electromagnticas entrepartculas cargadas. Aqu, la simetra reside en el hecho de que los cambios en la combina-cin de potenciales elctricos y magnticos no tienen efecto sobre los resultados finales.

Una teora de gauge muy potente, posteriormente verificada, fue propuesta de formaindependiente por el fsico estadounidense Steven Weinberg y el fsico paquistan AbdusSalam en 1967 y 1968. Su modelo vinculaba los bosones vectoriales intermedios con elfotn, con lo que unificaba las interacciones electromagntica y nuclear dbil, aunqueslo en el caso de los leptones (partculas no afectadas por la interaccin nuclear fuerte).Los trabajos posteriores de Sheldon Lee Glashow, J. Iliopolis y L. Maiani demostraron laforma en que el modelo puede aplicarse tambin a los hadrones (partculas afectadaspor la interaccin fuerte).

En principio, la teora de gauge puede aplicarse a cualquier campo de fuerzas, lo quepresenta la posibilidad de que todas las fuerzas o interacciones puedan unirse en unanica teora del campo unificado. Estos intentos implican siempre el concepto de sime-tra. Las simetras generalizadas se extienden tambin a intercambios de partculas quevaran de un punto a otro en el espacio y en el tiempo. El problema para los fsicos es queestas simetras no amplan el conocimiento cientfico de la naturaleza de la materia.

Por eso, muchos fsicos estn explorando las posibilidades de las llamadas teoras desupersimetra, que relacionaran directamente los fermiones y los bosones postulandonuevas parejas de partculas gemelas adems de las conocidas, que slo se diferencia-ran por el espn. Se han expresado algunas reservas en relacin con estos intentos; encambio, otro enfoque conocido como teora de supercuerdas suscita mucho inters. Enesta teora, las partculas fundamentales no se consideran objetos sin dimensiones sinocuerdas que se extienden en una dimensin con longitudes menores de 10-35 metros.Todas estas teoras resuelven muchos de los problemas con que se encuentran losfsicos que trabajan en la teora del campo unificado, pero de momento slo son cons-trucciones bastante especulativas.

Fuente: Enciclopedia Microsoft (Encarta) 1993-1997.

pi

pi

! " #

$

Estimado colega ahora te sugiero responder a las siguientes preguntas:

Escriba la letra que corresponda en el parntesis en cada una de las

siguientes afirmaciones:

1. Descubri el electrn ( ) a. Dalton

2. Descubri el ncleo atmico ( ) b. Bohr

3. Nmeros cunticos ( ) c. Thompson

4. Niveles de energa ( ) d. Rutherford

5. Discontinuidad de la materia ( ) e. n, l, ml, ms

Marque la letra V o F, segn corresponda:

1. La ley de las proporciones mltiples fue establecida por Dalton. ( )

2. Demcrito y Leucipo plantearon la discontinuidad de la materia. ( )

3. La configuracin electrnica de un tomo se establece gracias al

orden creciente de acuerdo a la tabla peridica. ( )

4. Dirac formul una ecuacin que implicaba la existencia del espn del

electrn. ( )

5. Existen otras partculas diferentes a los protones, neutrones

y electrones. ( )

El tomo de un elemento X tiene 17 protones, en base a esta informacin

determine:

a. La distribucin electrnica completa y el diagrama de orbitales

b. El nmero de electrones en cada capa y el nmero de subniveles

c. La distribucin electrnica en orbitales

d. El perodo al cual pertenece en la tabla peridica

e. El grupo al cual pertenece en la tabla peridica

f. Qu clase de elemento es? Metal, no metal, gas noble, elemento de

transicin o transicin interna.

Cul crees que son las ventajas y desventajas que nos ofrece el uso de la

energa nuclear?

----------------------------------------------------------------------------------------------------------

----------------------------------------------------------------------------------------------------------

La Energa Nuclear, es la energa liberada durante la fisin o fusin de ncleos atmicos.Las cantidades de energa que pueden obtenerse mediante procesos nucleares superancon mucho a las que pueden lograrse mediante procesos qumicos, que slo implicanlas regiones externas del tomo.

La energa nuclear se puede usar para destruir ciudades y quiz hasta civilizaciones, laenerga nuclear controlada es capaz de proveer la energa necesaria para el funciona-miento de nuestras ciudades y la conservacin de nuestra salud. Incluso aqu se presen-ta otra paradoja el empleo controlado y pacfico de la energa nuclear no deja de presentarsus propios peligros potenciales.

La , es la desintegracin espontnea de ncleos atmicos mediante laemisin de partculas subatmicas llamadas partculas alfa y partculas beta, y de radia-ciones electromagnticas denominadas rayos X y rayos gamma.

El fenmeno fue descubierto en 1896 por el fsico francs Antoine Henri Becquerel alobservar que las sales de uranio podan ennegrecer una placa fotogrfica aunque estu-vieran separadas de la misma por una lmina de vidrio o un papel negro. Tambin com-prob que los rayos que producan el oscurecimiento podan descargar un electroscopio,lo que indicaba que posean carga elctrica.

En 1898, los qumicos franceses Marie y Pierre Curie dedujeron que la radiactividad esun fenmeno asociado a los tomos e independiente de su estado fsico o qumico.

Rayo alfa

Rayo beta

Rayo gamma

Papel Aluminio Plomo

Ncleo

PartculaalfaNcleo con dos

protones y dosneutronesmenos

Ciertos ncleos son inestables en su estado natural. Esto se debe a diferencias en lasatracciones y repulsiones en el interior del ncleo. De los istopos naturales que emitende manera espontnea partculas alfa, beta o rayos gamma de alta energa, se dicen queposeen una radiactividad natural. De los aproximadamente 350 istopos presentes en lanaturaleza, alrededor de 80 de ellos son radiactivos.

Existen diferentes formas de radiacin, entre las que tenemos:

Una partcula alfa est formada por dos protones y dos neutrones que actan como unanica partcula. Son ncleos de tomos de helio. Cuando un ncleo radiactivo inestableemite una partcula alfa, ste se convierte en un ncleo de un elemento distinto.

Los tomos de radio con nmero de masa 226 se descompone de manera espontnea,desprendiendo partculas alfa. El proceso se conoce como desintegracin alfa. Las par-tculas alfa son idnticas a los ncleos de helio y se simbolizan (de preferencia) como He o con la letra griega alfa, . La ecuacin corresponde a la desintegracin alfa delradio se escribe:

Ra He + Rn

Como se puede apreciar, cada tomo deradio con un nmero de masa de 226(el superndice) expulsa una partcula alfay se transforma en un nuevo tipo de to-mo con dos protones menos. El nuevotomo, con nmero atmico 86 (elsubndice), es el radn, Rn.

Durante cualquier emisin de partculas alfa tiene lugar una ; es decir, unelemento se transforma en otro. A diferencia de las reacciones qumicas, todas las reac-ciones nucleares producen istopos distintos.

Una partcula beta es un electrn en rpido movimiento y se representa (de preferencia)como e o con la letra griega beta, . Esta partcula se produce como resultado de unproceso de desintegracin "desintegracin beta".

22688

22286

42

42

0-1

Ncleo con un

ms

Partcula

beta(positrn)

Neutrino

Ncleo con un

protn ms

Partcula

beta(electrn)

Antineutrino

NcleoNcleo

Ncleo con un neutrnmenos y un protn ms

Ncleo con un protnmenos y un neutrn ms

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Otro tipo de radiactividad se llama desintegracingamma, y tienen lugar cuando ciertos istopos ines-tables emiten radiacin de alta energa. Los rayosgamma se simbolizan por la letra griega , care-cen de masa y de carga. Este tipo de emisin acom-paa con frecuencia a la radiacin alfa o beta. Laemisin de una partcula alfa o beta puede dejar alncleo en un estados de alta energa, y cuando esto ocurre, las transiciones entre losniveles de energa dentro del ncleo dan como resultado la emisin subsecuente derayos gamma, cuando el ncleo regresa a un estado mas estable.

Tanto los rayos gamma como los rayos X son tipos de radiacin de alta energa, pero losrayos X tienen menos energa que los rayos gamma.

El perodo de vida media de una sustancia radiactiva es el tiempo necesario para que lamitad de una determinada masa de la sustancia se desintegre.

Cul es el significado de Datacin por el Carbono?

----------------------------------------------------------------------------------------------------------

Todos los seres vivos contienen cierta cantidad de Carbono 14 (carbono radiactivo). Lasplantas lo absorven en forma de CO

2 radiactivo y se desprende en la respiracin.

Cuando un ser vivo muere, el intercambio cesa y el Carbono-14 presente en el organis-mo comienza a desintegrarse.

La vida media de este carbono es de 5600 aos. Despus de este perodo, pues, uncuerpo muerto haba liberado exactamente la mitad de la radiacin que contena cuandoestaba vivo.

La desintegracin prosigue a un ritmo constante, lo cual permite calcular cunto tiempohace que un determinado cuerpo est muerto. La tcnica del Carbono-14 se ha usadopara datar por ejemplo las momias del antiguo Egipto.

Hay muchas maneras de medir la radiacin. La tasa de incidencia de las desintegracionesnucleares en una muestra en particular (la actividad nuclear) se mide en desintegracionespor segundo.

w La unidad de actividad es el bautizado en honor de Marie Curie, la descubri-dora del Radio. Un curie es igual al nmero de desintegraciones por segundo queproduce 1 g de Radio.

1 Ci = 3,7 x 1010 des/s

Una fuente que se emplea en el tratamiento del cncer por aplicacin externa deradiacin de cobalto podra recibir una calificacin de 3000 Ci. Para muestras menosactivas se utilizan prefijos mtricos.

Rayos gamma

Ncleo

1 milicurie (mCi) = 0,001 Ci = 3,7 x 107 des/s

1 microcurie (Ci) = 0,000001 Ci = 3,7 x 104 des/s

w La unidad de exposicin a los rayos gamma o a los rayos x es el , R. Elroentgen es una medida de la energa del haz de rayos, que indica en qu grado unafuente especfica de rayos x o rayos gamma perturbara (ionizara) una muestra deaire. Esta unidad no tiene en realidad una relacin directa con los seres humanos,pues la ionizacin en los tejidos no es igual que en el aire.

w La unidad en el SI para la radiacin ionizante es el Gray, en honor a un cientfico Britni-co Harold Gray. En Estados Unidos se emplea una unidad ms pequea, el rad.

1 Gray (gy) = 100 rads

es el acrnimo de la expresin en ingls radiation absorbed dose (dosis de radia-cin absorbida). Una exposicin de 1 rad significa que cada gramo de tejido absorben-te ha absorbido 100 ergios de energa de radiacin.

En trminos de la cantidad de energa calorfica absorbida, el rad es una unidad extre-madamente pequea (1 000 000 rads = 2,39 cal). Una bebida de cola "diettica" pro-porciona tal vez mil veces ms energa al organismo. Pero no es el calor lo que repre-senta unh peligro. Es la formacin de iones y otros fragmentos, moleculares de altareactividad (de ah la expresin radiacin ionizante) dentro de una clula lo que hace ala radiacin peligrosa para los seres humanos y otros seres vivos. De hecho se calcu-la que alrededor de 500 rads matara casi a cualquier persona. Una dosis nica de1000 rads matara prcticamente cualquier mamfero. Como comparacin , la dosismedia anual que absorbe un individuo debido a radiografas mdicas y dentales es deaproximadamente 1 rad.

w Otra unidad es el , que es una medida del dao biolgico producido por una dosisde radiacin en particular. El rem es una unidad que no slo toma en cuenta la canti-dad de radiacin absorbida, sino adems la clase de radiacin.

Sabas que...

Todas las personas en todo momento estn expuestas a radiaciones que proviene de fuentes

naturales y nadie se puede escapar de ella y alrededor del 82 % de la radiacin ambiental

proviene de cuatro fuentes naturales que son el radn gaseoso, los rayos csmicos, la radiacin

del interior de los organismos y la que viene de las rocas y el sol.

Es aquella desintegracin que se produce a nivel del ncleo atmico de manera artificial.Esto se logra bombardeando nucleos estables con partculas alfa y beta y otros ionespositivos, suministrando una cantidad suficiente de energa para producir la reaccin,dando como consecuencia la transformacin de un tomo en otro. A este proceso tam-bin se le llama transmutacin artificial.

En la actualidad se conocen ms de 400 elementos radiactivos artificiales, esta se a vistofavorecida por el desarrollo de aceleradores de partculas que comunican velocidades enor-mes a las partculas empleadas en el bombardeo, con lo que en muchos casos aumenta laprobabilidad de que sean capturadas por los ncleos utilizados como objetivo.

El estudio de las reacciones nucleares y la bsqueda de nuevos istopos radiactivosartificiales, sobre todo entre los elementos ms pesados, llev al descubrimiento de la

Neutrn

Ncleoatmico deluranio-235

Energaliberada

Neutrones

Es la ruptura de un ncleo pesado (nmerode masa >200) para dar dos o ms ncleoslivianos. Este proceso libera una gran canti-dad de energa.

En primer lugar, la energa liberada por la fi-sin es muy grande. La fisin de 1 kg de Ura-nio 235 libera 18,7 millones de kilovatios horaen forma de calor. En segundo lugar, el pro-ceso de fisin iniciado por la absorcin deun neutrn en el Uranio 235 libera un prome-dio de 2,5 neutrones en los ncleosfisionados. Estos neutrones provocan rpi-damente la fisin de varios ncleos ms, conlo que liberan otros cuatro o ms neutrones

fisin nuclear y al posterior desarrollo de la bomba atmica. Tambin se descubrieronvarios elementos nuevos que no existen en la naturaleza. El desarrollo de reactores nu-cleares hizo posible la produccin a gran escala de istopos radiactivos de casi todos loselementos de la tabla peridica, y la disponibilidad de estos istopos supone una ayudaincalculable para la investigacin qumica y biomdica. Entre los istopos radiactivosproducidos artificialmente tiene gran importancia el carbono 14, con un periodo desemidesintegracin de 5.600 40 aos. La disponibilidad de esta sustancia ha permitidoinvestigar con mayor profundidad numerosos aspectos de procesos vitales, como lafotosntesis.

Los radioistopos actualmente se utilizan en diversos campos:

! "

#

51Cr Cromo 51 27,8d

57Co Cobalto 57 270 d

60Co Cobalto 60 , 5,3 a

153Gd Gadolinio 153 242 d

131I Yodo 131 , 8,0 d

59Fe Hierro 59 , 45 d

32P Fsforo 32 14,3 d

226Ra Radio 226 , 1590 a

24Na Sodio 24 , 15,0 h

99m Tc Tecnecio 99m 6,0 h

3H Tritio 12,0 a

Determinacin del volumen de glbu-los rojos y volumen total de sangre.

Determinacin de incorporacin de lavitamina B

12.

Tratamiento de cncer por radiacin.

Determinacin de la densidad sea.

Deteccin de disfuncin de tiroides;tratamiento de cncer de tiroides;medicin de actividad del hgado.

Medicin de la tasa de formacin ytiempo de vida de glbulos rojos de lasangre.

Deteccin de cncer en la piel.

Terapia por radiacin para el cncer.

Deteccin de constricciones y obs-trucciones en el sistema circulatorio

Formacin de imgenes de cerebro,tiroides, hgado, rin, pulmn y sis-tema cardiovascular.

Determinacin de agua corporal total.

adicionales e inician una serie de fisiones nucleares auto mantenidas, una reaccin encadena que lleva a la liberacin continuada de energa nuclear. Una reaccin representa-tiva es:

rresponde al istopo no fisionable uranio 238. Una masa de Uranio natural, por muy gran-de que sea, no puede mantener una reaccin en cadena, porque slo el Uranio 235 esfcil de fisionar. Es muy improbable que un neutrn producido por fisin, con una energainicial elevada de aproximadamente 1 MeV, inicie otra fisin, pero esta probabilidad puedeaumentarse cientos de veces si se frena el neutrn a travs de una serie de colisioneselsticas con ncleos ligeros como Hidrgeno, Deuterio o Carbono. En ello se basa eldiseo de los reactores de fisin empleados para producir energa.

235

92

1

090

38

143

54

1

0U + n Sr + Xe + 3 n

Cmo funciona un reactor nuclear y para qu sirve?

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----------------------------------------------------------------------------------------------------------

----------------------------------------------------------------------------------------------------------

----------------------------------------------------------------------------------------------------------

Un rector nuclear produce calor a partir de la fisin nuclear, en la que los ncleos atmi-cos se dividen liberando grandes cantidades de energa. En la parte central del reactor seproduce una reaccin nuclear autosostenida, una serie de barras de control se suben obajan para absorber neutrones y controlar as la reaccin y el calor producido. Existenvarios tipos de reactores nucleares: los reactores de agua pesada, los reactores de cray el reactor nuclear mas empleado en todo el mundo es el reactor de agua a presin. Seconoce como sistema de circuito doble, porque emplea 2 circuitos de agua, el circuitoprimario bombea el agua calentada en el reactor a travs del serpentn de un intercambiadorde calor, donde cede calor al circuito secundario, el agua del circuito primario sigue lqui-da incluso a 300C porque est a una presin de 150 atmsferas. En el circuito secunda-rio el agua se vaporiza en el intercambiador de calor y el vapor a presin se emplea paraimpulsar unos generadores de turbina, el vapor se enfra con tomada de un gran depsitoun ro o el mar; el vapor vuelve a condensarse y se bombea de nuevo al intercambiadorde calor con lo que se cierra el ciclo. La electricidad producida por los generadores pasaprimero a un transformador para elevar la tensin y de ah a una red de distribucin. En la

La fusin nuclear consiste en la unin de dos o ms tomos livianos para dar origen aelementos ms pesados con gran desprendimiento de energa.

La fusin nuclear no es un fenmeno nuevo. Casi toda la energa disponible en la tierra sederiva de manera directa o indirecta de las reacciones de fusin termonuclear que tienenlugar en el sol. A la temperatura tan elevada que hay en el centro del sol, los ncleos sufusionan y liberan cantidades tremendas de energa. Se piensa que la reaccin neta prin-cipal es la fusin de cuatro ncleos de hidrgeno para producir un ncleo de helio.

Para hacerte una idea de cunta energa se libera, reflexiona esta comparacin: al fusio-narse, 1 gramo de hidrgeno libera una cantidad de energa equivalente a la que se pro-duce al quemar 17 000 kg de hulla.

Reactores nucleares

1

14 H

4

2

0

+1He + O e + energa

Ncleos de hidrgeno

Fusin dencleos dehidrgeno

Formacin deun nuevo ncleo

Neutrn expelido

Energaliberada

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*

+

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*

23

2.9 APLICACIONES DE LA ENERGA NUCLEARExiste una gran preocupacin en torno a la aceptabilidad o no de la energa nuclear y estose debe al elevado nivel de radiactividad (los materiales radiactivos emiten radiacinionizante penetrante que pueden daar los tejidos vivos) que existe en las diferentes fasedel ciclo nuclear, incluida la eliminacin de residuos y los materiales como el Uranio 235y el plutonio 239 con que se fabrican las armas nucleares. Sin embargo pese a esta grancontroversia las aplicaciones de la energa nuclear con fines pacficos son mltiples;para la produccin de energa elctrica; como radioistopos en diferentes campos:

w Como marcadores en sistemas fsicos, qumicos y biolgicos, en este caso, losistopos se detectan con facilidad para estudiar sistemas complicados. Para seguirlas rutas metablicas de vegetales, animales y seres humanos.

w Para irradiar los alimentos, destruyendo la produccin de microorganismos que pro-vocan su descomposicin.

w Como radiotrazadores en procesos industriales. Se utiliza para medicin deparmetros de flujo de proceso, investigacin de procesos industriales, operacionesde mezcla deteccin de niveles e interfases y la inspeccin de columnas dedestilacin.

w En medicina: como terapia y diagnstico.

Nuestro pas cuenta con un Centro Nuclear "Oscar Miro Quesada de la Guerra Racso" yest a cargo del Instituto Peruano de Energa Nuclear (IPEN) que se encuentra ubicadoen el distrito de Carabayllo a 42 km al norte de la ciudad de Lima.

Este cuenta con las siguientes instalaciones:

a. Reactor Nuclear (RP-10) de investigacin

Opera para producir radioistopos, realizar experiencias en fsica de reactores y parabrindar servicios de irradiacin dentro del ncleo para anlisis por activacin neutrnica yfuera del ncleo mediante los conductos de irradiacin y columna trmica.

b. Planta de produccin de Radioistopos (PPR)

Esta constituida por un conjunto de laboratorios con los ms modernos equipos e instru-mentos nucleares y convencionales para la produccin de radioistopos. Radio frmacosy molculas marcadas.

Se produce Tecnecio - 99 m (Tc-99m), Yodo-131 (I-131), Samario - 153 (Sm-153) y Kitspara Tc-99m, con la finalidad de abastecer al mercado nacional.

Por ejemplo:

Radiofrmacos

* Iodo-131 Ioduro de Sodio libre de portador

- Centellografa de tiroides

- Imagen de funcin tiroidea

- Terapia de cncer tiroides

- Adenoma txico

- Hipertiroides y enfermedad de Basedow

* Samario - 153 EDTMP

24

Tratamiento del dolor producido por metstasis sea en el cncer de huesos.

Radioistopos

* Iodo - 131 Ioduro de Sodio libre de portador.

Gammagrafa de tiroides

Imagen de la funcin tiroidea

Terapias de cncer tiroides, adenoma txico, hipertiroides y enfermedad de Basedow

Kits para Tecnecio 99 m

* MAA - Magro Agregado de Albmina

Indicaciones y uso:

Tromboembolia pulmonar: diagnstico, estudio evolutivo y control de tratamiento;hipertensin arterial pulmonar; obtruccin bronquial total o parcial, presuncin de cncerbroncopulmonar; espacio muerto pulmonar patolgico y alteracin anatmica delparenquima pulmonar.

c. Planta de gestin de residuos radiactivos

Esta planta brinda servicios de gestin de residuos radiactivos a diferentes sectores delpas, como salud, industria, agricultura, energa y minas, etc. Las actividades industrialesque utilizan mayormente fuentes radioactivas son la minera y la petrolera.

d. Laboratorios de seguridad radiolgica

El objetivo de los laboratorios de seguridad radiolgica es proveer los servicios deradioproteccin y evaluar los riesgos presentes en las actividades relacionadas al usopacfico de la energa nuclear en el Per, con el fin de cumplir con todas las normas yregulaciones en el campo de la seguridad radiolgica y de este modo proteger a lostrabajadores, pacientes, pblico y al ambiente de la exposicin a radiaciones ionizantes.

e. Laboratorios de investigacin aplicada

Tiene por objeto desarrollar tcnicas nucleares y brindar los servicios tcnicos nuclearesy brindar los servicios tecnolgicos requeridos en reas tales como: industria, agricultu-ra, hidrologa, arqueologa, minera y ambiente.

Por otro lado existe tambin:

Un centro de Medicina Nuclear, dentro del permetro del Instituto de EnfermedadesNeoplsicas que se inaugur en 1983 en el cual existe un convenio de cooperacin con elIPEN cuyas actividades son de tipo asistencial y de investigacin.

Los servicios asistenciales son:

- Diagnstico por imgenes (grammagrafa) en la evaluacin de afecciones y funcio-nes de diversos rganos y estructuras (tiroides, pulmones, sistema digestivo, rionesy vas urinarias, sistema cardiovascular, huesos y articulaciones, etc).

- Tratamiento primario o complementario de afecciones de la glndula tiroides.

- Tratamiento paliativo del dolor seo por cncer con frmacos de reciente produccin(Samario - 153) y otros.

25

Una Planta de Irradiacin Multiusos (PIMU)

La planta fue construida por el IPEN en una zona aledaa al mercado mayorista de SantaAnita. El equipamiento se obtuvo mediante la ejecucin de un proyecto de cooperacintcnica auspiciado por el Organismo Internacional de Energa Atmica (OIEA).

La Fpor accin de plagas y agentes patgenos.

La tecnologa de irradiacin de alimentos que se sustenta en los efectos bioqumicos delos rayos gamma emitidos por una fuente de Cobalto - 60, soluciona estos problemaseliminando los microorganismos contaminantes y manteniendo los alimentos frescos ensu estado crudo por ms tiempo.

Desde 1996, el IPEN opera esta planta en Asociacin con la empresa privada INMUNE,brindando actualmente servicios de irradiacin a escala semiindusrial en beneficio de lasalud, alimentacin y la industria.

Los servicios que se brindan son:

- Inhibicin de brotes: se inhibe el brote sin prdida de peso ni alteracin en su podernutritivo.

- Desinfeccin: se destruye todo tipo de salmonillas y otras bacterias patgenas.

- Desinfestacin: se controla la presencia de insectos y parsitos que infestan los ali-mentos.

- Pasteurizacin: se mantiene la condicin de frescura por perodos bastante largos.

- Esterilizacin: se estirilizan productos mdicos y cosmticos.

Preguntas para la reflexin:

Cules seran los efectos biolgicos de una lluvia radiactiva?

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----------------------------------------------------------------------------------------------------------

Trata de elaborar un proyecto de aprendizaje sobre la energa nuclear y su

aplicacin en la medicina

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----------------------------------------------------------------------------------------------------------

26

AUTOEVALUACIN N 2

Estimado colega ahora te sugiero responder a las siguientes preguntas:

Escriba la letra que corresponda en el parntesis en cada una de las

siguientes afirmaciones:

1. Descubri el Ra y Po ( ) a. Fotn

2. Descubri los rayos x ( ) b. 3 x 108 m/s

3. Un cuanto ( ) c. Fsforo 32

4. Tecnecio 99 ( ) d. 14C y 12C

5. Detecta el cncer en la piel ( ) e.

H

6. Velocidad de la luz ( ) f. Radioistopo

7. Acelerador de partculas ( ) g.

He

8. Rayos alfa ( ) h. Marie Curie

9. Istopos ( ) i. Ciclotrn

10. Protn ( ) j. Becquerel

Contesta las siguientes preguntas:

1. En qu se parecen los rayos gamma y los rayos X? En qu se distinguen?

2. En nuestro pas qu aplicaciones tiene el reactor nuclear?

3. Qu partculas subatmicas son responsables de llevar adelante la cadena

de reacciones que son caractersticas de la fisin nuclear?

4. Cul debera ser la actitud frente al uso de la energa nuclear?

1 1

4 2

27

GLOSARIO

Aceleradores de partculas, dispositivos empleados para acelerar partculas elemen-tales e iones hasta altas energas. Son los instrumentos de mayor tamao y ms costo-sos utilizados en fsica.

Cromodinmica cuntica, es una teora fsica que trata de explicar el comportamientode las partculas elementales llamadas quarks y gluones, que forman las partculas co-nocidas como hadrones. Matemticamente, la cromodinmica cuntica es bastante si-milar a la electrodinmica cuntica, la teora de las interacciones electromagnticas, ytrata de proporcionar una explicacin equivalente para la fuerza nuclear fuerte, que unelas partculas para formar ncleos atmicos. El prefijo "cromo" se refiere al "color", unapropiedad matemtica que se asigna a los quarks.

Electrodo, componente de un circuito elctrico que conecta el cableado convencionaldel circuito a un medio conductor como un electrlito o un gas.

Mecnica cuntica, Teora de la estructura atmica que se basa en las propiedadesondulatorias de la materia y en la probabilidad de encontrar electrones en niveles ysubniveles de energa especfico.

Quark, una de las seis partculas que, segn se cree, son los constituyentes bsicos delas partculas elementales llamadas hadrones, como el protn, el neutrn o el pin.

Radioistopo o Radiotrazadores, trmino que se aplica comnmente a cualquier isto-po radiactivo utilizado para seguir el curso de sustancias no radiactivas.

Teora del caos, teora matemtica que se ocupa de los sistemas que presentan uncomportamiento impredecible y aparentemente aleatorio aunque sus componentes es-tn regidos por leyes estrictamente deterministas. Desde sus comienzos en la dcadade 1970, la teora del caos se ha convertido en uno de los campos de investigacinmatemtica con mayor crecimiento. Hasta ahora, la fsica, incluso si se consideran lasramificaciones avanzadas de la teora cuntica, se ha ocupado principalmente de siste-mas en principio predecibles, al menos a gran escala; sin embargo, el mundo naturalmuestra tendencia al comportamiento catico. Por ejemplo, los sistemas meteorolgi-cos de gran tamao tienden a desarrollar fenmenos aleatorios al interaccionar con sis-temas locales ms complejos. Otros ejemplos son la turbulencia en una columna dehumo que asciende o el latido del corazn humano.

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