El núcleo es una masa muy compacta formada por protones y neutrones. El núcleo es unas 10.000 veces más pequeño que el átomo.
El Protón (p+)
Es una partícula elemental con carga eléctrica positiva igual a 1,602·10 -19 Coulomb y su masa es 1840 veces mayor que la del electrón.
La masa del protón = 1,672649·10-27 (kg) = 1,00727 (uma).
Unidad de masa atómica (UMA): Unidad utilizada para medir cantidades de masa muy pequeñas en un átomo. Su valor es 1,6605·10-27 (kg).
El Neutrón (n )
No tienen carga eléctrica y son casi del mismo tamaño que los protones. Los neutrones ayudan a reducir la repulsión eléctrica que existe entre los protones cargados positivamente, estabilizando el núcleo atómico.
Su masa = 1,674954·10-27 (kg)= 1,00867 (uma).
Spin
Corresponde al giro del electrón dentro del orbital.
En un orbital lleno existen dos electrones con spin contrario.
Se designa con +1/2 cuando el electrón gira con sentido contrario a las manecillas del reloj.
Se designa con -1/2 cuando el electrón gira en el sentido de las manecillas del reloj.
Número Atómico (Z)
Corresponde al número de protones presentes en el núcleo atómico. Como los átomos son neutros, este número corresponde también al número de electrones del átomo. Todos los átomos de un mismo elemento químico tienen el mismo número atómico. Los distintos elementos suelen arreglarse en orden de números atómicos crecientes en un cuadro llamado “tabla periódica”.
Número Másico (A)
Corresponde a la cantidad de protones más neutrones presentes en el núcleo. La suma de protones más neutrones se designa con el nombre de nucleones. Es siempre un número entero. Si bien todos los átomos de un mismo elemento químico tienen el mismo número atómico, pueden diferir en el número de masa, o sea, tener un número diferente de neutrones. El número de neutrones presentes en el núcleo, se puede calcular como A – Z.
Son aquellos átomos cuyos núcleos tienen el mismo número de protones y diferente número de neutrones. Es decir, el número atómico (Z) es el mismo, sólo varía el número másico (A). Por ejemplo, para los isótopos de hidrógeno, tenemos:
a) Hidrógeno común: Tiene un protón en el núcleo.
b) Deuterio: Tiene un protón y un neutrón en el núcleo.
c) Tritio: Tiene un protón y dos neutrones en el núcleo.
Es la emisión de radiación desde el núcleo. La radiactividad se relaciona con la estabilidad del núcleo, la que, a su vez, depende de la proporción entre protones y neutrones existentes en él.
Se llaman isótopos radiactivos o radioisótopos a todos los isótopos que emiten radiaciones. Si este proceso ocurre de manera espontánea, se llama radiactividad natural; mientras que si un núcleo estable es transformado artificialmente en radioisótopo, se dice que presenta radiactividad artificial.
Decaimiento Radiactivo: Es el proceso en el cual un núcleo emite radiación hasta alcanzar su estabilidad energética. Para alcanzar una configuración más estable, el núcleo emite partículas a o b, o radiación electromagnética g. Este proceso también se llama desintegración o transmutación.
La vida media de una sustancia radiactiva es el tiempo necesario para que se desintegre la mitad de los núcleos presentes en dicha sustancia. Es decir, si tenemos una masa m de una sustancia y al cabo de 14 días tenemos la mitad de esa sustancia (la otra mitad se ha desintegrado), diremos que su vida media es de 14 días.
La vida media o el período de semidesintegración varía para las distintas sustancias radiactivas. Sin embargo, cualquier sustancia radiactiva evoluciona en el tiempo, ajustándose a una curva, tal como muestra la figura.
En el transcurso de su estudio sobre descargas eléctricas en gases, el físico alemán Roentgen descubrió la existencia de una radiación invisible muy penetrante que era capaz de ionizar el gas y provocar fluorescencia en él. Como desconocía el origen de esta radiación, le dio el nombre de rayos X.
Los rayos x en medicina
La propiedad de los rayos x de atravesar cuerpos opacos depende de la composición de éstos. La madera, la carne, el papel, compuestos por elementos químicos ligeros, no absorben los rayos x. Pero sí lo hacen los materiales como el plomo, el hueso y el acero, formados por elementos químicos pesados. Para sacar radiografías, sólo los rayos x, que llevan la dirección de la carne, impresionan la placa, que aparece negra al revelarse. Por eso, los huesos aparecen blancos sobre un fondo oscuro.
A comienzos del siglo XX se desarrolló una gran cantidad de experimentos con la radiactividad para obtener información acerca de su comportamiento frente a distintas situaciones.
Uno de los experimentos realizados obtuvo resultados muy importantes, ya que permitió separar la radiación. El experimento fue el siguiente:
Cuando un rayo de luz emitido por un elemento radiactivo se hace pasar a través de un campo eléctrico o magnético, la radiación se descompone en rayos ?, rayos ? y rayos d.
Los rayos alfa se acercaron a la placa negativa, es decir, tienen carga positiva.
Los rayos beta se acercaron a la placa positiva, por lo tanto, tienen carga negativa.
Los rayos gamma siguieron derecho, es decir, no tienen carga.
En la siguiente lámina encontrarás las principales características para cada una de estas emisiones.
Características
Emisiones ?
Emisiones ?
Emisiones g
Descubierto por
Rutherford y Soddy
Becquerel
Villard
Naturaleza
Núcleos de helio ( 2 protones y dos neutrones)
Electrones
Radiaciones electromagnéticas muy energeticas
Velocidad
0,1 velocidad de la luz
0,9 velocidad de la luz
Velocidad de la luz
Carga eléctrica
Positiva
Negativa
_____
Masa
7200 veces mayor que la del electrón
Ligera
_____
Poder de ionización
Muy alto
Bajo
Prácticamente nulo
Poder de penetración
Bajo: En el aire es de unos pocos centímetros. Para detenerlas, basta una hoja de papel o la piel humana.
Mediano: Pueden recorrer distancias de hasta 10 metros en el aire y pueden ser detenidas por unos milímetros de acrílico o aluminio.
Muy alto: Es imposible detenerlas. Para reducirlas se necesitan varios centímetros de plomo o 3 metros de hormigón de alta densidad.
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