La Estructura del Atomo

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Algunas partículas 
fundamentales de la 
materia 
Evidencia de la 
existencia de los 
electrones 
La Estructura del Atomo 
Como resultado de una brillante época de la física experi­
mental, la cual se inició a fines del siglo diecinueve y se pro­
longó hasta 1930, ahora sabemos que el átomo está constituido 
por tres partículas subatónúcas fundamentales, el electrón, el 
protón y el neutrón. Las características de estas partículas apa­
recen en la Tabla 3A. 
Tabla 3A Las tres partículas subatómicas principales 
Partícula Masa Carga Símbolo 
Electrón 1/1837 unidad -1 unidad e 
Protón 1 unidad +1 unidad p 
Neutrón 1 unidad sin carga n 
Ahora se sabe • que existen muchas más partículas subató­
micas, por ejemplo, el positrón, el neutrino, el hiperón, etc., 
pero, por lo general, en química sólo es necesario considerar 
las de la Tabla 3A. El descubrimiento de estas partículas y 
la forma en que se determinó la estructura del átomo se dis­
cutirán en las siguientes. páginas de este capítulo: La distri­
bución detallada de los electrones extranucleares es el tema 
del Cap. 4. 
La evidencia de que la carga eléctrica no era continua, sino 
que existía en forma de partículas discretas se obtuvo de los 
trabajos de Faraday sobre la electrólisis ( 1834 ). El descubrió 
que la cantidad de electricidad necesaria para depositar N áto­
mos durante la electr6Íisis ( donde N es el número de electro­
nes de un átomo gramo ( un mol) y se le llama Constante de 
Avogadro o número de Avogadro) de cualquier elemento mo­
novalente es exactamente la núsma, sin importar el tamaño o 
el peso del • átomo involucrado. Se deduce, por tanto, que a ca­
da átomo de un elemento univalente está asociada cierta can­
tidad de electricidad. A pesar de que el hidrógeno, el potasio, 
y la plata difieren notablemente en todas sus propiedades qui­
mjcas, comparten la valencia de uno, estd es, la cantidad bá­
sica de electricidad y es abrumadoramente claro que las dos 
propiedades están relacionadas. Como se encuentra que para 
la deposición de un átomo divalente o trivalente se requieren 
únicamente múltiplos exactos de esta cantidad de eiectricidad, • 
es una buena hipótesis de trabajo suponer que la cantidad de 
electricidad necesaria para depositar un átomo de un elemento 
univalente es fung_amental y que no puede dividirse. El térmi-
Obtención de 
electrones mediante 
descargas eléctricas en 
los gases 
F'IG, 1. Aparato de Thomson 
para la determinación 
de la e/m del electrón 
no "electrón" se asignó a la partícula más pequeña que puede 
sustentar una carga negativa igual en magnitud a la carga 
necesaria para. depositar un átomo de un elemento monova­
lente (Stoney, 1891 ). 
En 1879, Crookes descubrió que cuando se aplicaba un 
alto voltaje sobre un gas a baja presión, un flujo de partícu­
las, las cuales podían comunicar momento, se movían del cá­
todo al ánodo. Parecía no importar qué gas se utilizaba, con 
lo cual era bastante evidente suponer que las partículas eran 
comunes a todos los elementos. A muy alto vacío las partícu­
las no se detectaban. Las propiedades de estos rayos catódicos 
( como entonces se les llamó) son: 
(a) Si dentro de un tubo de descarga, en la trayectoria de los
rayos, se coloca un objeto metálico sólido, aparece en el
extremo del tubo, una sombra profunda, lo que demues­
tra que éstos viajan en línea recta.
(b) Estos pueden ser desviados por campos eléctricos y mag­
néticos, la dirección de la desviación indica que su carga
es negativa.
( c) Una rueda de paletas de movimiento libre colocada en su
trayectoria adquiere movimiento, lo cual comprueba que
poseen momento.
( d) Producen fluorescencia en muchas sustancias, por ejem­
plo, el sulfuro de zinc que recubre el tubo del televisor.
(e) Pueden atravesar hojas metálicas delgadas.
J. J. Thomson (1897) amplió estos experimentos y determinó
la velocidad de las partículas y su relación carga/masa de la ma­
nera siguiente. Las partículas del cátodo se hicieron pasar por 
una abertura en el ánodo y nuevamente por una segunda aber­
tura. Luego, éstas pasaron entre dos placas de aluminio espa­
ciadas de manera aproximada 5 cm y finalmente golpearon el 
extremo· del tubo, donde proyectaron una sombra bien definida. 
Se marcó la posición de la sombra y entonces se conectó un 
campo magnético, lo que ocasionó que el haz de electrones se 
moviera en un arco vertical (Fig. 3.1 ). 
46 
Fuente de 
alto 't'Oltaje 
Pantalla 
fl-te 
Ahora se aplicó un campo eléctrico opuesto al campo magne­
tlco y su intensidad se incrementó hasta que la sombra regre­
só a su posición original. Si: 
B - fuerza del campo magnético
e - carga del electrón 
v - velocidad del electrón 
m - masa del electrón 
r - radio del arco en el que se mueven los electrones 
entonces, la fuerza magnética, Bev, que actúa sobre cada elec­
trón lo acelera en la dirección de la fuerza y ocasiona que éste 
se mueva en el arco de un círculo. En consecuencia: 
•
mv2 v 
Bev = -,- o e/m 
= rB (1) 
Cuando se aplica un campo eléctrico (E) en oposición de mo­
do que la fuerza eléctrica de cada electrón equilibre la fuerza 
magnética: 
Ee = Bev o v = j (2) 
La velocidad de los electrones puede calcularse de la Ec .. (2). 
Se encuentra que éstos viajan a aproximadamente 3 x 109 
cm/seg, esto es, alrededor de 1 /10 de la velocidad de la luz. 
Sustituyendo a v en la Ec. ( 1): 
e E
m = rB2 
y como r puede determinarse geométricamentey ya que se co­
nocen las dimensiones del aparato, es posible calcular el valor 
e/m. Su valor, 1.76 X 108 coulombs/g, es completamente in­
dependiente de la naturaleza del gas residual del aparato, lo 
cual sugiere que los electrones son constituyentes de cualquier 
clase de materia. 
Si se supone que la carga del electrón es igual en magni­
tud a la del ion hidrógeno, puede obtenerse la· relación entre 
la masa del electrón y la del ion hidrógeno: 
Para un electrón e/m - 1.76 x 10 8 coulombs/g 
Para un ion hidrógeno e/m -= 96 520/1.008 coulombs/g 
_M_as_a _ d_e _l _el_ec_tr_ón ______ 96_5_2_0 _____ 111837
Masa del ion hidrógeno 1.76 X 10 8 X 1.008 
Los experimentos de Thomson demostraron que los • elec­
trones poseen carga negativa y una masa pequeñisima ( si es 
correcta la suposición de que existen como partículas discre­
tas). Sin embargo, sus resultados experimentales pueden igual­
mente interpretarse si se supone que los electrones son un 
"fluido cargado". La prueba concluyente de la naturaleza de 
los electrones la obtuvo finalmente Millikan. 
47 
FIG. 2 Aparato de MiUika-n 
para la determinaci6n 
de la carga electrónica 
Prueba concluyente 
de que los electrones 
son partículas 
Partículas positivas 
FIG. 3 Aparato para 
producir iones positivos 
/ 
✓---
Rayos X 'f:= - -
Telescopio 
Electrodo 
La evidencia de que los electrones son partículas discretas 
la obtuvo Millikan durante los años 1910-14, cuando empren­
dió una serie de experimentos cuidadosos para determinar la 
carga del electrón; el diagrama de su aparato se muestra en 
la Fig. 3.2. 
Mediante un pulverizador se esparcen finas gotitas de acei­
te dentro de una atmósfera de aire térmicamente controlada, 
entre dos placas paralelas; la observación de la velocidad de 
caída de una de ellas por la influencia de la gravedad permite 
determinar su peso. En seguida, se ioniza el aire con un haz 
de rayos X y con esto las gotitas adquieren carga al chocar con 
las moléculas de aire ionizadas. La aplicación de un potencial 
de varios miles de volts a las placas metálicas paralelas, la 
gotita de aceite puede acelerarse o elevarse dependiendo de 
la dirección del campo eléctrico. Puesto que la velocidad de la 
gotita puede relacionarse con su peso, la magnitud del campo 
eléctrico y la carga que adquiere, puede determinarse el valor 
de su carga. 
Millikan observó que las gotitas de aceite podían adquirir 
diferente caiga, pero que la carga total fue siempre un múlti­
plo entero de .1a carga más pequeña, esto es, la carga del elec­
trón. El valor actualmente aceptado de la cargaelectrónica es 
1.602. x 10-19 coulomb. Cuando este valor se compara con el 
más reciente de e/m, se obtiene una masa del electrón de 9.11 
X 10-2s g. 
Si la conductividad eléctrica de los gases se debe a las mis­
mas partículas que intervienen en la electrólisis, es de esperar­
se que estén involucradas tanto las negativas como las posi-
48 
Electrones 
Gas a muy baja 
presión 
Particula1 positivas 
C6todo perforado 
El descubrimiento de los 
rayos X y de la 
radiactividad 
Partículas a y /3 y rayos Y 
tivas y que además éstas sean atraídas al cátodo. Empleando 
un tubo de descarga equipado con un cátodo perforado, Gold­
stein ( 1886) observó la formación de rayos (los cuales apa­
recen a la derecha del cátodo en la Fig. 3.3 ). J. J. Thomson 
( 191 O) núdió su relación masa/ carga, de la cual pudo deducir 
que las partículas consistían en iones positivos, formados por 
la pérdida de electrones del gas residual del tubo de descarga. 
El protón es la partícula más pequeña con carga positiva que 
puede obtenerse en el tubo de descarga. Este tiene una carga 
positiva de igual magnitud a la del electrón y se forma cuando 
el átomo de hidrógeno pierde un electrón 
H-H+ +e-
Los rayos fueron descubiertos por Rontgen < 1895) cuan­
do notó que los tubos de descarga emitían una radiación muy 
penetrante y que parecía se originaba en el ánodo. La radia­
ción tiene las siguientes características: 
(a) ennegrece las p lacas fotográficas,
(b) ioniza a los gases y. los hace conductores de electricidad,
( c) causa fluorescencia en ciertas sustancias, por ejemplo, el
sulfuro de zinc.
Por otra parte, la radiación no tiene carga, ya que no se 
desvía en los campos eléctricos o magnéticos. La verdadera na­
turaleza de los rayos X no se deterrpinó sino hasta 1912, cuan­
do resultó que sus propiedades podían explicarse suponiéndoles 
un carácter ondulatorio, esto es, semejantes a la luz pero de 
longitud de onda mucho menor. Ahora se sabe que los rayos X 
se producen �uando se interceptan electrones a grandes veloci­
dades mediante un blanco, el exceso de energía aparece prin­
cipalmente en forma de radiación X. 
Un año después que Rontgen descubrió los rayos X, Bec­
querel observó que las sales de uranio emitían una radiación 
con propiedades semejantes a las de los rayos X. Los Curie 
continuaron este trabajo y descubrieron que el mineral pec­
blenda era más radiactivo que el óxido de uranio purificado; 
esto sugirió que algo más intensamente radiactivo que el ura­
nio era el responsable de esta mayor actividad y por último 
lograron aislar dos nuevos elementos, el polonio y el radio, a 
los cuales se debía. 
En 1899, Becquerel :informó que la radiación del elemento 
radio podía ser desviada por un campo magnético y, el mismo 
año, Rutherford notó que la radiación del uranio está consti­
tuida por lo menos de dos diferentes tipos. Posteriormente se 
demostró que la radiación de ambas fuentes contenía tres dis­
tintos componentes. En la Fig. 3.4 se muestra una representa­
ción diagramática del aparato empleado en este descubrimiento. 
Se logró obtener un haz fino de radiación dejándola pasar 
por un pequeño orificio taladrado en un bloque de plomo. Al 
49 
FIG. 4. Efecto de un campo 
magnético sobre la TadiacicSn 
emitida poT el Tadio 
BloqutÍ 
protector 
de plomo 
GJ 
m 
' 
-
1 --
R---------:� --Campo -
masn4dc:or;-, 
Radio 
� 
articulas u 
-Placa totosrifica 
atravesar esta radiación por un campo magnético potente se 
separó en tres componentes (las partículas a y� y los rayos y 
como actualmente se les llama), los cuales ennegrecían una 
placa fotográfica. A partir de la posición de las zonas enne­
grecidas fue obvio que las partículas a estuvieran cargadas po­
sitivamente y que las {3 tuvieran carga negativa y fueran mu­
cho más ligeras que las primeras. Como los rayos y no fueron 
desviados por el campo, éstos no debían tener carga; en efecto, 
son semejantes a los rayos X pero de menor longitud de onda. 
Rutherford midió la relación carga/masa de las partículas 
a por un método parecido al de J. J. Thomson, pero con cam­
pos magnéticos y eléctricos más intensos. Su valor de la rela­
ción carga/masa fue 4.82 x 104 coulombs/g, casi exactamente 
la mitad de la de un ion hidrógeno. La carga real de las par­
tículas a fue determinada por Rutherford y Geiger y mostró 
ser el doble de la del electrón; mediante cálculos simples se 
demostró que la masa de una partícula a era de 4 unidades, 
la misma que el peso atómico del helio; por tanto, si 
e - carga del ion hidrógeno (la misma que la del electrón) 
m - masa del ion hidrógeno 
q - carga de la partícula a 
w - masa de la partícula a 
entonces 
o 
e 4e w 
-=-0-=4
m w m 
Masa de una partícula a = 4 x Masa de un ion hidrógeno 
La prueba de que las partículas cr eran átomos de helio do­
blemente ionizados, He2+, la obtuvo Rutherford cuando selló 
gas radón puro (una fuente de partículas a) en un tubo de 
vidrio rodeado por otro evacuado. Algunos días después se de­
tectó gas helio en el tubo exterior y, en consecuencia, Ruther­
ford pudo establecer que cada átomo de helio provenía de una 
partícula cr que había atravesado la pared entre los dos tubos. 
Se demostró que las partículas p eran electrones mediante 
la medición de su relación carga/masa. Sus velocidades eran 
variables, algunas alcanzaban la velocidad de la luz. Estas son 
capaces de atravesar láminas delgadas de aluminio. 
50 
FIG. 5 Bombardeo 
de una tira delgada de aluminio 
con partículas fJ 
Bombardeo de la materia 
con partículas a y 
partículas /3 y la teoría 
atómica de Rutherford 
FIG, 6. Rqresentaci6n 
del expe.rimento de Geiger 
Ma.Tsden. En A y B, las partlculu 
a chocan con el núcleo 
de un átomo de oro
Haz paralelo de
particulaa /J 
-----
-----
-Tira delcada 
de aluminio 
Haz divercente de 
partícula■ /J 
Cuando una lámina delgada de un metal, tal como alumi­
nio, se coloca en la trayectoria de las partículas fJ, emerge un 
haz de partículas divergentes (Fig. 3.5 ). Rutherford explicó 
que este efecto se debía a las fuerzas repulsivas que operan 
entre los electrones del metal y los del haz. A partir del án­
gulo de divergencia, él pudo calcular el número de electrones 
de cada átomo metálico y encontró que este número corres­
pondía a la mitad del valor numérico del peso atómico del me­
tal particular, por ejemplo, 13 para el aluminio con un peso 
atómico de 27. Puesto que se sabía que la masa del electrón era 
muy pequeña, él razonó que la masa princip� del átomo debía 
residir en el núcleo positivo. Este punto de vista fue apoyado 
por los experimentos diseñados por Marsden y Geiger, dos de los 
discípulos de Rutherford .. 
• Un haz fino paralelo de partículas (l se hizo incidir sobre
una tira delgada de oro y luego se determinó la trayectoria de 
las partículas. _Algunas partículas se desviaron de su ruta ori­
ginal y dtvergie:ron, pero la mayoría atravesó dtrectamente la 
tira de oro con una ligera desviación o sin desviarse. El im­
portante hecho que se observó es que sólo un pequeñísimo nú­
mero de partículas a ( alrededor de 1 en 20 000) se desviaban 
a ángulos mayores· de 90° (Fig. 3.6). Al incrementar el espe­
sor de la tira de oro. Cada vez se desviaban más partículas. 
Rutherford razonaba que el gran ángulo de dispersión de 
las parúculas a se debía a su colisión o a una ligera interac­
ción con el núcleo increíblemente pequeño, el cual sustentaba 
una carga positiva .. con un valor numérico aproximadamente 
igual a la mitad del peso atómico del átomo. En consecuencia, 
virtualmente toda la masa residía en este núcleo. El átomo se 
visualizó como un sistema constituido por un pequeño núcleo 
positivo donde, de hecho, residía toda la masa y el mismo com­
puesto de un determinado número de partículas positivas ( más 
tarde llamadas protones) junto con un cierto número de elec­
trones. Alrededor de este núcleo más bien existe una región 
Haz paralelo 
de particula• "-----===--=--i--.-=-:-=-c-----------=�
51 
Descubrimientodel neutrón 
 
Determinación de las 
cargas nucleares 
-experimentos
de Moseley
difusa que contiene suficientes electrones para mantener la 
neutralidad eléctrica. Se ha estimado que el núcleo de los áto­
mos tiene un radio del orden de 10-12 a 10-13 cm y que las 
nubes electrónicas más externas se hallan a 10-s cm del cen­
tro del núcleo; un átomo aumentado a aproximadamente 60 
cm de diámetro contendría un núcleo no mayor de 0.003 cm 
de diámetro, el tamaño aproximado de un grano muy fino de 
arena. Sobre esta base se ha calculado que menos de 10-12 del 
volumen del átoi:no está ocupado por partículas materiales. 
El neutrón demostró ser una partícula difícil de rastrear y 
su existencia, prevista por Rutherford en 1920, fue notada por 
primera vez por Chadwick en 1932. Chadwick bombardeó con 
partículas a al elemento berilio y advirtió que esta partícula 
con gran poder de penetración no era afectada por campos eléc­
tricos y magnéticos. Se encontró que tiene aproximadamente 
la masa del protón ( ion hidrógeno). La reacción se representa 
como: 
- :ee + jHe- 1¡c + ¿n
donde el índice superior representa a la masa atómica, y el 
subíndice representa el número atómico ( el número de proto­
nes del núcleo). Nótese que en esta reacción se produce un 
nuevo elemento, el carbono. 
Con el descubrimiento del electrón no se necesitó suponer 
más la presencia de electrones en el núcleo atómico; induda­
blemente, es más sencillo considerar al núcleo constituido por 
protones y sufidentes neutrones para explicar el peso atómico 
observado. Para explicar la emisión de partículas f3 (electrones) 
del núcleo durante la desintegración radiactiva, se supuso que 
un neutrón puede dividirse y producir un protón y un electrón, 
por tanto: 
Neutrón - Protón + Partícula (3 (electrón) 
El peso atómico de un átomo es igual a la suma de las masas 
de los protones y .neu tron_es ( una unidad de masa cada µno), 
el _ número de electrones extranucleares es el mismo que el de 
protones para asegurar la neutralidad eléctrica del átomo. 
Cuando un haz electrónico de alta velocidad golpea un 
blanco sólido, se producen rayos X de longitud de onda carac­
terística de los elementos presentes en el sólido. Utilizando una 
serie de elementos sólidos como blancos, Moseley ( 1913) pudo 
analizar y fotografiar sus espectros de rayos X. Las lineas es­
pectrales aparecen en series de grupos, actualmente denomina­
das series K, L, M, N, O, P, y cada una de ellas puede resolverse 
en un número de líneas muy próximas. El número de series 
Y· su complejidad se acrecienta con el peso atómico, pero para 
los elementos más ligeros sólo aparece la serie K. 
Midiendo las longitudes de onda de las líneas de alguna 
serie particular de rayos X, correspondiente a diferentes ele-
52 
FIG. 7. Gráfica que muestra 
la relación lineal entre 
los números atómicos y la raíz 
cuadrada de la frecuencía 
de las líneas espectrales K.,, 
Existencia de los isótopos 
-el espectrómetro 
de masas 
X 
x-x
36 I 70 X 
I 
x-x 
32 / 60 
o 
/X'X 
" (a)
x
..,x ¡ 28 .., 50 :f X g 
e 24 / .. " 
/
ºX 
40 te ¡;· 
� 20 
I 
)fo-X 30 ° 
x--
x' 
� 
16 20 
12 10 
V Frecuencia 
( a) Gráfica del peso atómico contra \/Frecuencia
( b) Gráfica del número atómico contra \/Frecuencia
mentos, Moseley fue capaz de demostrar que las raíces cuadra­
das de las frecuencias de esos rayos X eran directamente pro­
porcionales a números enteros, los cuales pudo asignar a los 
diferentes elementos (ahora se Uaman números atómicos) (Fig. 
3.7). 
El número atómico, una propiedad fundamental del átomo, 
se identificó como el número de protones del núcleo atómico, 
o sea, es numéricamente igual a la carga atómica nuclear:
Su descubrimiento permitió corregir ciertas anomalías de la
Tabla Periódica, por ejemplo, las posiciones del argón y del
potasio y las del telurio y el yodo ( Pág. 63); además se esta­
bleció finalmente el número de lantánidos ( Pág. 52 7) como
14 en base a un examen de sus líneas espectrales de la serie
L de rayos X. La Fig. 3. 7 también muestra que el peso atómico
no es una propiedad fundamental del elemento.
En 1913, Thomson produjo iones positivos del neón en un 
tubo de descarga y los sometió a campos magnéticos y eléctri­
cos simultáneamente. El efecto fue que los iones de la misma 
relación carga/masa siguieron una trayectoria parabólica sobre 
una placa fotográfica ( el efecto se debe a que los iones de la 
misma relación carga/masa tienen distintas velocidades). Thom­
son observó que además del, trazo parabólico, el cual corres­
ponde a la ionización simple del neón de masa atómica 20, 
también existía un trazo mucho más tenue debido a una 
sustancia monoionizada de masa atómica 22 o a una doble­
merite ionizada de masa 44. Primero se pensó que este trazo 
tenue se debía al dióxido de carbono doblemente ionizado, co.2·. 
Sin embargo, en 1919, Aston examinó de nuevo el problema 
con un, aparato mucho mejor (los iones de la misma relación 
carga/masa produjeron, sobre la placa fotográfica, una línea 
en lugar de una parábola). Usando neón extremadamente puro, 
53 
Fic. 8. Espectro de masas 
del tetraclorometano 
30 40 
Aston observó que el trazo tenue aún persistía y concluyó que 
el neón existe en dos formas químicamente idénticas, una de 
masa 20 y la otra de masa 22. A estas dos especies se· les llama 
isótopos del neón y la diferencia entre ambas es el número 
de neutrones del núcleo, una tiene 10 en tanto que la otra, 12. 
Neón ( masa atómica 20) 1 O protones + 1 O neutrones + 1 O 
electrones. 
Neón (masa atómica 22) 10 protones + 12 neutrones + 10 
electrones. 
Mediante el espectrógrafo de masas, Aston descubrió los isóto­
pos de muchos otros elementos; así, para el cloro con un peso 
atómico aproximado de 35.5 se encontró que contiene alrededor 
del 75% de cloro de masa atómica 35 ( 17 protones, 18 neu­
trones) y 25% de cloro de masa atómica 37 ( 17 protones, 
20 neutrones). Las especies isotópicas del mismo átomo contie­
nen el mismo número de protones y electrones, pero diferente 
número de neutrones. 
Los refinamientos de los espectrógrafos de masas permiten 
la sustitución de placas fotográficas por instrumentos que mi­
den corrientes iónicas y esto acrecienta grandemente su sensi­
bilidad. Los instrumentos modernos que emplean este accesorio 
de detección se llaman espectrómetros de masas. 
60 80 
54 
70 
ce,; 
1 
80 90 
Núme,oo de maaa 
100 110 
cc1+
1 8 
120 130 
Determinación de los pesos 
atómicos físicos 
Cuestionario 
del capítulo
El espectrómetro de masas además de ser un instrumento 
valioso para la detección de isótopos, resulta también de incalcu­
lable valor en la determinación de pesos atómicos con un alto 
grado de exactitud. Por ejemplo, el peso atómico del flúor puede 
determinarse a partir del compuesto tetrafluorometano, CF •. 
El tetrafluorometano produce varios iones en el espectróme­
tro de masas. No se observa el pico correspondiente al ion CF 4 + 
( el ion molecular), p_ero se produce gran cantidad del CF 3 + por 
la pérdida de un átomo de flúor y un electrón. La masa del 
CF s + que se encuentra en el experimento es de 68.995 2, de 
donde se puede calcular el peso atómico del flúor: 
Masa del CF8+ (utilizando el isótopo 12C) en escala 12C - 12 - 68.995 2 
Masa de los tres átomos de flúor - 68.995 2 - 12..000 O - 56.995 2 
Masa de un átomo de flúor - 56.995 2/3 - 18.998 4 
El peso atómico del flúor en base a la escala del oxigeno natu­
ral = 16 es 19.000, de manera que la diferencia entre la masa 
isotópica del flúor y el peso atómico determinado químicamente 
es de manera pequeña insignificante en cualquier determinación 
que involucre pesos. 
Se presentan mayores dificultades, si el elemento que se 
combina con el carbono tiene más de un isótopo ( por ejemplo, 
el cloro). La Fig. 3.8 muestra el espectro del tetraclorometano. 
El espectro se ha representado como un "dia,rama de barras" 
al ion más abundante ( el "pico base") se le asigna una altura 
de 100 unidades. En estecaso tampoco se observa el ion mo­
lecular, CCl4+ , El cloro tiene dos isótopos, existe más de un 
pico para cada ion; por ejemplo, aparecen tres picos para el 
CCk ,C86Cl35Cl+( 82), C85Clª7Cl+(84) y Cª1Clª1Cl+( 86). Midiendo 
las alturas en el diagrama de barras es posible calcular la rela­
tiva abundancia de los isótopos y, por consiguiente, el peso 
atómico del cloro. 
1 ¿Cuáles son los tres constituyentes fundamentales de la materia? 
Diga cuáles son sus masas relativas y la carga que poseen; dé su 
posición en el átomo. 
z "Todos los átomos contienen electrones". ¿Qu� evidencias apoyan este 
enunciado? 
3 Diga cuáles son las contribuciones que, para explicar la estructura 
del átomo, hicieron los siguientes cientiftcos: 
(a) Crookes, (b) J. J. Thomson, (c) Millikan, (d) Becquerel, (e)
Rutherford, (f) Chadwtck, (¡) Moseley, (h) Aston. 
, ¿Cómo explica usted la emisión de partículas p (electrones) del núcleo 
atómico? Un átomo emite una partícula p, ¿Qué cambio ocurre en el 
número atómico? Si otro átomo emite una partícula a ¿qué cambio 
resulta en el número atómico? 
5 Haga una lista de las tres pa-rticulas fundamentales de 'loa átomos. 
Proporcione sus cargas y sus masas relativas. 
En forma semejante, nombre y diferencie las radiaciones que 
emiten los elementos radiactivos naturales. 
55 
Complete las siguientes ecuaciones para las reacciones nucleares y 
emplee la Tabla Periódica para identüicar los elementos X, Y, Z, A y B 
y adicione los números atómicos y de masa donde se requieran 
2g¡Pb-- -+saX + -�e
BAI + An- -+ 24Y + jZ 
(JMB) 
8 La irradiación neutrónica del aluminio produce un isótopo X; durante 
el proceso, cada átomo de aluminio ¡JAJ, absorbe un neutrón y emi­
te una partícula a. Por emisión /3, el isótoPo X se transforma en otro 
elemento Y. Deduzca los números de masa de X y Y. (C) 
56