Núcleos e isótopos
Imagina por un minuto que eres realmente pequeño, tan pequeño que puedes ver en un solo átomo. ¿Qué encontrarías ahí? Durante mucho tiempo, los científicos pensaron que el átomo era la partícula más pequeña que existía, pero estaban equivocados. ¡Dentro de cada átomo hay partículas aún más pequeñas!
En el centro de cada átomo hay una estructura llamada núcleo que contiene dos tipos de partículas, protones y neutrones, que están estrechamente unidos entre sí.
- Los protones siempre están cargados positivamente
- Los neutrones tienen carga neutra
- Juntos se llaman nucleones, porque siempre están en el núcleo.
Fuera del núcleo, hay pequeñas partículas cargadas negativamente llamadas electrones.
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Dos elementos son diferentes entre sí porque tienen un número diferente de protones. Por ejemplo, un átomo de hidrógeno siempre tiene exactamente 1 protón, mientras que un átomo de carbono siempre tiene exactamente 6 protones.
Sin embargo, los átomos del MISMO elemento pueden tener diferentes números de neutrones. A veces, un átomo de carbono tiene 6 protones, ¡pero 8 neutrones! De cualquier manera, sigue siendo carbono. Los átomos del mismo elemento que tienen diferente número de neutrones se llaman isótopos .
Modelo de Comunicación de Roman Jakobson
Aunque parece que un átomo podría tener cualquier número de neutrones, eso no es realmente lo que sucede. Algunos isótopos son mucho más estables que otros y, por lo tanto, es más probable que existan. ¿Por qué pasó esto?
Una científica llamada Maria Goeppert-Mayer también se preguntó eso en la década de 1940, y estaba decidida a averiguar qué estaba pasando. ¡Lo que descubrió cambiaría totalmente la forma en que los científicos entendían los núcleos atómicos!
¿Quién era Maria Goeppert-Mayer?
Maria Goeppert (el nombre Mayer se agregó más tarde) nació en Alemania en 1906. Los miembros de su familia habían sido profesores, académicos y científicos durante seis generaciones antes de que ella naciera, y su padre siempre la alentó a obtener una educación y seguir su carrera. Sueños.
Se graduó de la escuela secundaria un año antes y se inscribió en la Universidad de Göttingen. Aunque originalmente estaba estudiando matemáticas, se enamoró de la física y decidió realizar un doctorado.
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Goeppert obtuvo su Ph.D. en física en 1930 y se casó con un químico estadounidense llamado Joseph Mayer el mismo año (agregando el nombre de Mayer). Pronto fue contratado como profesor en Johns Hopkins, y Goeppert-Mayer lo siguió a América.
¿Qué es un modelo de Comunicación Semántico?
Durante muchos años, fue bastante difícil para ella continuar con su propia investigación. No se le permitió trabajar como profesora en las universidades donde trabajaba su esposo, pero logró continuar de todos modos. Trabajaba gratis o por muy poco dinero y viajaba de regreso a Alemania en los veranos para continuar su investigación en la Universidad de Göttingen.
Con el estallido de la Segunda Guerra Mundial, las cosas cambiaron para Goeppert-Mayer. Fue contratada para trabajar a tiempo parcial en el Proyecto Manhattan, en el que un grupo de científicos de Estados Unidos trabajaba para construir la primera arma atómica del mundo. Después de la guerra, pudo continuar trabajando en el recién inaugurado Laboratorio Nacional Argonne en Chicago. En ese momento, su esposo también trabajaba en la Universidad de Chicago.
El modelo de capa nuclear
Durante su estadía en Chicago a fines de la década de 1940, Goeppert-Mayer comenzó a estudiar isótopos y a tratar de descubrir por qué algunos tenían más probabilidades de ocurrir que otros. Descubrió que había ciertos números especiales de protones y neutrones que siempre eran más estables. Ella tomó todos estos datos y se le ocurrió un nuevo modelo del núcleo atómico que llamamos modelo de capa nuclear .
Antes de que Goeppert-Mayer comenzara a estudiar los núcleos atómicos, los científicos ya sabían que cierto número de electrones también eran más estables. Esto ocurre porque los electrones están ubicados en órbitas específicas, a menudo llamadas capas de energía, que están asociadas con diferentes cantidades de energía.
Cuando hay exactamente suficientes electrones para que un átomo tenga una capa de energía externa que esté completamente llena, entonces el átomo será muy estable y no reactivo. Si la capa de energía no está completamente llena, es más probable que el átomo reaccione con otros átomos para formar compuestos.
Modelo Sistémico: Definición, fortalezas y debilidades
Goeppert-Mayer planteó la hipótesis de que algo similar podría estar sucediendo dentro del núcleo. Descubrió que, al igual que los electrones, los nucleones como los protones y los neutrones también podrían estar en diferentes capas de energía . Cuando una capa de energía estaba completamente llena, el núcleo sería muy estable, pero cuando no estaba lleno, era más probable que el átomo sufriera reacciones nucleares o fuera radiactivo.
Impacto
Esto cambió totalmente la forma en que los científicos pensaban sobre los núcleos atómicos y también trajo el éxito personal de Goeppert-Mayer. En 1963, Goeppert-Mayer se convirtió en la segunda mujer en recibir el Premio Nobel de Física.
También se le ofreció finalmente un puesto de tiempo completo como profesora de física en la Universidad de California, San Diego en 1960. Sin embargo, su salud comenzó a deteriorarse poco después de su llegada, por lo que no pudo continuar trabajando durante el tiempo que fuera. a ella le hubiera gustado. Murió en 1972 a la edad de 66 años.
Hoy en día, es recordada como una de las físicas más importantes del siglo XX. Cada año, la Sociedad Estadounidense de Física otorga un premio en su honor a una joven y prometedora física. El edificio de física de UCSD todavía lleva su nombre, y todos los años se celebra allí un simposio para científicas.
Resumen de la lección
Maria Goeppert-Mayer (1906-1972) fue una científica germano-estadounidense que descubrió que los nucleones ( protones y neutrones ) existían en capas de energía específicas dentro del núcleo de un átomo. Esto es muy similar a cómo se ubican los electrones en diferentes capas de energía fuera del núcleo. Su modelo del núcleo atómico ahora se llama modelo de capa nuclear y explica muchos fenómenos interesantes, incluido por qué algunos isótopos son más estables que otros y por qué algunos átomos tienen más probabilidades de ser radiactivos.
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