#8H. Iones Positivos -- HistoriaLos iones en químicaLa noción de ion surgió por vez primera en química. En el siglo XIX era bien conocido que el agua en donde se disolvían sales (o ácidos, o bases) conducía la electricidad y que una corriente eléctrica podía separar las sustancias disueltas en sus componentes. Faraday formuló las leyes de este proceso. Pero, ¿cómo? y ¿por qué?
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La respuesta la dio en 1884 Svante Arrhenius (1859-1927), un sueco
de mucho talento que recibió el premio Nobel de química en
1903 y que (entre sus muchos logros) fue el primero que sugirió
el "efecto
invernadero". Arrhenius propuso que cuando se disuelve en agua un compuesto
como la sal común NaCl (cloruro sódico), se divide en sus
"iones" (en griego "los que se mueven") cargados eléctricamente
Na+ y Cl-. Las fuerzas eléctricas hacen que el ion Na+ se mueva
en una dirección y el ion Cl- en la opuesta y que es así
como se transporta la corriente eléctrica. |
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Aunque al principio pareció una idea extraña, hoy se entiende perfectamente. Se forman muchas moléculas cuando los átomos comparten electrones, pero las moléculas como las del NaCl son diferentes. Allí, el átomo de sodio (Na) cede un al cloro (Cl), creando iones Na+ y Cl-, que en la sal sólida están unidos por su atracción eléctrica. El agua, sin embargo, debilita grandemente esa atracción (a escala microscópica), permitiendo a los iones moverse libremente en el momento en que la sal se disuelve en el agua y permiten que el agua se haga conductora de la electricidad. Iones en el plasmaEn las descargas de plasma en un gas enrarecido (como el de los tubos fluorescentes), los iones también se producen iones. J.J. Thomson, que descubrió el electrón, posteriormente (1907-11) produjo haces estrechos de protones en el casi-vacío y estudió su reacción a las fuerzas eléctrica y magnética.Hoy en día, por supuesto, se producen y aceleran rutinariamente haces de protones hasta muy altas energías, en enormes aparatos como el "Tevatron" al sur de Chicago y los aceleradores del CERN (Centro de investigación nuclear de Europa) cerca de Ginebra. Algunos de ellos se hacen chocar contra objetivos, para el estudio de la estructura de la materia y se producen variedad de "nuevas" partículas. Otra forma "limpia" de estudiarlos es producir una colisión frontal entre un haz de protones y otro de antiprotones, partículas de "antimateria" parecidas a los protones pero con carga negativa. La colisión protón-antiprotón es limpia por que solo implica dos partículas relativamente simples, pero antes es necesario producir los antiprotones mediante otras colisiones de alta energía, ya que no existen de forma natural. Iones emitidos por la radiactividad |
Se descubrió la radiactividad en 1895, cuando se encontró
que los elementos pesados como el uranio emitían "rayos" que podían
ionizar el aire y velar las películas fotográficas. En 1898
Ernest Rutherford advirtió que la radiación parecía
contener dos componentes cargados eléctricamente con signo contrario,
dirigidos por un imán en direcciones opuestas, la positiva "los
rayos alfa" y la negativa los "rayos beta". |
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Finalmente los rayos beta fueron identificados como electrones y las
"partículas alfa" como núcleo de helio completamente ionizados;
un tercer componente, los "rayos gamma" no afectados por el imán,
resultaron estar relacionados con la luz y con los rayos X. Rutherford
fue premiado en 1908 con el premio Nobel por estos trabajos.
Partículas AlfaPosteriormente se halló que los núcleos pesados como el uranio eran inestables debido al gran número de protones que contenían (siendo todos positivos, los protones se repelían entre sí). Estos núcleos expulsaban algunos de sus protones extra en forma de partículas alfa, las cuales (como se ha dicho) forman una configuración muy estable. Las partículas alfa liberadas por las rocas subterráneas encuentran posteriormente electrones y permanecen como átomos de helio común dispersados por la corteza terrestre. Algo de este helio se encuentran en el gas natural y se puede extraer de este gas para multitud de usos. De esta manera, prácticamente todo el gas helio usado en los globos de los niños comenzó siendo radiación alfa. | |
Lectura adicional:
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Próxima Etapa: #9. Radiación Atrapada
Author and Curator: Dr. David P. Stern Ultima actualización 10 de Noviembre de 2004, traducir 21 December 2000
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