Regla de los números enteros
En química , la regla de los números enteros establece que las masas de los isótopos son múltiplos enteros de la masa del átomo de hidrógeno . [1] La regla es una versión modificada de la hipótesis de Prout propuesta en 1815, en el sentido de que los pesos atómicos son múltiplos del peso del átomo de hidrógeno. [2] También se conoce como la regla de los números enteros de Aston [3] en honor a Francis W. Aston, quien recibió el Premio Nobel de Química en 1922 "por su descubrimiento, mediante su espectrógrafo de masas , de isótopos, en una gran cantidad de elementos no radiactivos, y por su enunciación de la regla de los números enteros". [4]
Ley de proporciones definidas
La ley de proporciones definidas fue formulada por Joseph Proust alrededor de 1800 [5] y establece que todas las muestras de un compuesto químico tendrán la misma composición elemental en masa. La teoría atómica de John Dalton amplió este concepto y explicó que la materia consiste en átomos discretos con un tipo de átomo para cada elemento combinados en proporciones fijas para formar compuestos. [6]
Hipótesis de Prout
En 1815, William Prout informó sobre su observación de que los pesos atómicos de los elementos eran múltiplos enteros del peso atómico del hidrógeno . [7] [8] Luego planteó la hipótesis de que el átomo de hidrógeno era el objeto fundamental y que los otros elementos eran una combinación de diferentes números de átomos de hidrógeno. [9]
El descubrimiento de los isótopos por Aston
En 1920, Francis W. Aston demostró mediante el uso de un espectrómetro de masas que las desviaciones aparentes de la hipótesis de Prout se deben predominantemente a la existencia de isótopos . [10] Por ejemplo, Aston descubrió que el neón tiene dos isótopos con masas muy cercanas a 20 y 22 según la regla de los números enteros, y propuso que el valor no entero 20,2 para el peso atómico del neón se debe al hecho de que el neón natural es una mezcla de aproximadamente 90% neón-20 y 10% neón-22). Una causa secundaria de las desviaciones es la energía de enlace o el defecto de masa de los isótopos individuales.
Descubrimiento del neutrón
Durante la década de 1920, se pensaba que el núcleo atómico estaba formado por protones y electrones, lo que explicaría la disparidad entre el número atómico de un átomo y su masa atómica . [11] [12] En 1932, James Chadwick descubrió una partícula sin carga de aproximadamente la masa del protón, a la que llamó neutrón . [13] El hecho de que el núcleo atómico esté compuesto de protones y neutrones fue rápidamente aceptado y Chadwick recibió el Premio Nobel de Física en 1935 por su descubrimiento. [14]
La forma moderna de la regla de los números enteros es que la masa atómica de un isótopo elemental dado es aproximadamente el número másico (número de protones más neutrones) multiplicado por una unidad de masa atómica (masa aproximada de un protón, neutrón o átomo de hidrógeno-1). Esta regla predice la masa atómica de los nucleidos e isótopos con un error de como máximo el 1%, y la mayor parte del error se explica por el déficit de masa causado por la energía de enlace nuclear .
Referencias
- ^ Budzikiewicz H, Grigsby RD (2006). "Espectrometría de masas e isótopos: un siglo de investigación y debate". Mass Spectrometry Reviews . 25 (1): 146–57. Bibcode :2006MSRv...25..146B. doi :10.1002/mas.20061. PMID 16134128.
- ^ Prout, William (1815). "Sobre la relación entre las gravedades específicas de los cuerpos en su estado gaseoso y los pesos de sus átomos". Anales de filosofía . 6 : 321–330 . Consultado el 8 de septiembre de 2007 .
- ^ Christopher G. Morris (1992). Diccionario académico de ciencia y tecnología. Gulf Professional Publishing. pp. 169–. ISBN 978-0-12-200400-1.
- ^ "El Premio Nobel de Química 1922". nobelprize.org . The Nobel Foundation . 1922 . Consultado el 13 de agosto de 2014 .
- ^ Proust, J.-L. (1799). Investigaciones sobre el cobre, Ann. chim. , 32 :26-54. Extracto, en Henry M. Leicester y Herbert S. Klickstein, A Source Book in Chemistry, 1400-1900 , Cambridge, MA: Harvard, 1952. Consultado el 8 de mayo de 2008.
- ^ Dalton, J. (1808). Un nuevo sistema de filosofía química, volumen 1 , Manchester. Extracto. Consultado el 8 de mayo de 2008.
- ^ William Prout (1815). Sobre la relación entre las gravedades específicas de los cuerpos en estado gaseoso y los pesos de sus átomos. Annals of Philosophy , 6: 321–330. Reimpresión en línea
- ^ William Prout (1816). Corrección de un error en el ensayo sobre la relación entre las gravedades específicas de los cuerpos en estado gaseoso y los pesos de sus átomos. Annals of Philosophy , 7: 111–13. Reimpresión en línea
- ^ Lederman, Leon (1993). La partícula de Dios . ISBN 9780385312110.
- ^ Aston, Francis W. (1920). "La constitución del neón atmosférico". Revista filosófica . 39 (6): 449–455. doi :10.1080/14786440408636058.
- ^ Brown, Laurie M. (1978). "La idea del neutrino". Physics Today . 31 (9): 23–28. Bibcode :1978PhT....31i..23B. doi :10.1063/1.2995181.
- ^ Friedlander G., Kennedy JW y Miller JM (1964) Nuclear and Radiochemistry (2.ª edición), Wiley, págs. 22-23 y 38-39
- ^ Chadwick, James (1932). "Posible existencia de un neutrón". Nature . 129 (3252): 312. Bibcode :1932Natur.129Q.312C. doi : 10.1038/129312a0 .
- ^ "James Chadwick – Biografía". The Nobel Foundation . Consultado el 21 de abril de 2013 .
Lectura adicional
- Harkins WD (1925). "La separación del cloro en isótopos (elementos isotópicos) y la regla de los números enteros para los pesos atómicos". Proc. Natl. Sci. USA . 11 (10): 624–8. Bibcode :1925PNAS...11..624H. doi : 10.1073/pnas.11.10.624 . PMC 1086175 . PMID 16587053.
Enlaces externos
- Discurso de entrega del Premio Nobel de 1922
