FENÓMENOS NUCLEARES I

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FENÓMENOS NUCLEARES I Unidad Nº 5 de Química Electivo TEMAS 1. Fenómenos Nucleares 2. Partículas o Emisiones Radioactivas 3. Reacciones Nucleares 4. Serie Radioactiva 1. Fenómenos Nucleares Para entender este tipo de fenómenos, en este capítulo nos vamos a referir al núcleo atómico. Como sabemos, el núcleo es la parte central del átomo donde se ubican los protones (p+) o partículas positivas, y los neutrones (nº) o partículas sin carga. Alrededor del núcleo giran los electrones (è) o partículas negativas, describiendo órbitas estacionarias. En general, un átomo se puede caracterizar por sus números atómico y másico. Como recordaremos, el número atómico (Z) corresponde al número de protones contenidos en el núcleo de un elemento. El número másico (A) es la suma del número de protones y de neutrones, por lo tanto, da cuenta de la carga nuclear. Otros términos que debemos recordar son los dados a continuación. Isótopos Átomos cuyos núcleos tienen el mismo número de protones (Z) y diferente número de neutrones (distinto A). Ejemplo 8O16 8O17 8O18 Z 8 8 8 n 8 9 10 A 16 17 18 Isóbaros Los isóbaros se refieren a átomos de distintos elementos cuyos núcleos tienen el mismo número másico (A), pero diferente número atómico (Z) y diferente número de neutrones. Ejemplo 18Ar40 19K40 20Ca40 Z 18 19 20 n 22 21 20 A 40 40 40 Isótonos En este caso, se trata de átomos de elementos diferentes cuyos núcleos tienen el mismo número de neutrones, pero distinto número atómico (Z) y másico (A). Ejemplo 33As78 34Se79 35Br80 Z 33 34 35 n 45 45 45 A 78 79 80 Masa Atómica Promedio Como sabemos, medir la masa de una partícula tan pequeña como un átomo, es imposible dado que no existe el instrumento adecuado para esto. Por lo tanto, para medir dicha masa se utiliza una unidad especial denominada unidad de masa atómica (UMA), la que se define como la doceava parte de la masa del átomo de carbono-12. Ahora bien, dado que en la naturaleza la mayoría de los elementos presentan isótopos, la masa atómica o molecular de cada elemento es el resultado de un promedio de las masas de cada uno de dichos isótopos. Luego, se define Masa Atómica Promedio como la suma de los productos de las masas atómicas de los isótopos multiplicadas por sus correspondientes porcentajes de abundancias relativas. Y su expresión es la siguiente: Masa atómica = (Masa isótopo 1x% abundancia) + (Masa isótopo 2x% abundancia) + ...               100   |Regresar a Temas| 2. Partículas o Emisiones Radioactivas Son aquellas que se emiten espontáneamente al desintegrarse un núcleo atómico inestable, para transformarse en otros núcleos más estables. Partícula alfa. Partícula beta. Rayos gama. Emisión Alfa También denominada rayos o partículas alfa. Corresponden a un flujo de partículas positivas iguales al núcleo de un átomo del elemento helio, pero con carga +2. ? = 2 He 4 Presenta el menor poder de penetración en los cuerpos. Presenta el mayor poder ionizante sobre el aire. 1ª Ley de la radioactividad Cuando un núcleo emite una partícula ?, su número atómico disminuye en dos unidades y su número másico disminuye en cuatro unidades. Emisión Beta Son electrones emitidos, en altísima velocidad, fuera de un núcleo inestable. Presentan carga negativa (-1) y su masa es ínfima. Velocidad cercana a la luz. Presenta mayor poder de penetración en los cuerpos que la partícula alfa. Penetran hasta 1 cm de madera. Presenta menor poder ionizante sobre el aire respecto de la partícula alfa. 2a Ley de la radioactividad Cuando un núcleo emite una partícula ?, su número atómico aumenta en una unidad y su número másico no se altera. Emisión Gamma Estas emisiones no son partículas, sino que corresponden a ondas electromagnéticas semejantes a la luz, que poseen longitudes de onda entre 0,01A y 0,001 A. Por el hecho de ser ondas, no poseen masa ni carga eléctrica, luego, no alteran la masa ni el número atómico al ser emitidas. Por esta razón, no se acostumbra escribir esta emisión en las ecuaciones nucleares. No sufren desviación al atravesar un campo eléctrico o magnético. Presentan mayor poder de penetración en los cuerpos, en comparación con las partículas alfa y beta. De esta forma, se sabe que son capaces de penetrar hasta 20 cm de acero y 5 cm de plomo. Se consideran altamente mutagénicas. Presenta menor poder de ionización que las partículas alfa y beta.  |Regresar a Temas| 3. Reacciones Nucleares Son reacciones que responden a la ley de conservación de masa y energía. Por esta razón, la masa y el número atómico de un átomo padre debe ser equivalente a la suma de masa y cargas de las partículas emitidas y del (los) átomo (s) hijo (s). Para el átomo padre, se tiene: 214 = 0 + A A = 214 Para el átomo hijo, se tiene: 82 = -1 + Z Z = 83 |Regresar a Temas| 4. Serie Radioactiva Al observar la tabla periódica de los elementos químicos, nos damos cuenta de que aproximadamente 80 de estos elementos son estables, es decir, están formados a lo menos por un isótopo no radioactivo, incapaz de experimentar una desintegración nuclear espontánea. Por el contrario, los núcleos radioactivos pueden sufrir varias desintegraciones en sucesivas etapas de su vida, hasta lograr obtener un núcleo estable. Luego, la serie de reacciones nucleares que comienza con un núcleo radioactivo y finaliza con un núcleo estable se denomina Serie radioactiva. En este sentido, una de las series radioactivas más importantes es la del Uranio-238, la que termina con el Plomo-206, luego de haber sufrido 14 desintegraciones sucesivas. Ahora bien, toda serie radioactiva tiene asociada una emisión de energía, ya que, por definición, los procesos de desintegración nuclear son exergónicos y comprenden tantas desintegraciones sucesivas como sean necesarias para alcanzar la estabilidad de un determinado núcleo. Así, la emisión de energía se realiza a través de la emisión de partículas alfa o beta, las que irán acompañadas frecuentemente por radiaciones gamma. |Regresar a Temas|

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Última modificación: viernes, 18 de abril de 2008, 17:35

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