Fundamentos de Química Nuclear y Enlaces Químicos: Propiedades y Transformaciones Atómicas

Química Nuclear: Radiación y Transformaciones Atómicas

Los núcleos de algunos átomos inestables, para estabilizarse, emiten radiaciones de energía muy alta. Este proceso se conoce como radioactividad.

Tipos de Radiación

• Radiación Alfa (α): Consiste en la emisión de un núcleo de helio (⁴He), compuesto por 2 protones y 2 neutrones.
• Radiación Beta (β): Implica la emisión de electrones (β^-) o positrones (β⁺) desde el núcleo.
• Radiación Gamma (γ): Es una forma de radiación electromagnética de muy alta energía, sin masa ni carga.

Procesos de Transformación Nuclear

Son procesos en los que los núcleos de los átomos se transforman, liberando o absorbiendo grandes cantidades de energía.

• Fusión Nuclear

  Proceso en el que núcleos de átomos pequeños se unen para formar núcleos mayores. Genera residuos no peligrosos y requiere alcanzar temperaturas extremadamente altas, como las que se dan en el Sol.

• Fisión Nuclear

  Proceso en el que núcleos de átomos muy pesados se rompen para dar núcleos más pequeños, como el uranio (U) o el plutonio (Pu). Produce energía de forma útil y se emplea en centrales nucleares para la generación de electricidad.

Enlaces Químicos y Propiedades de los Compuestos

Los enlaces químicos determinan la forma en que los átomos se unen para formar moléculas y compuestos, influyendo directamente en sus propiedades físicas y químicas.

Tipos de Enlaces Químicos

• Enlace Iónico

  Se forma por la transferencia de electrones entre átomos, generalmente entre un metal y un no metal, resultando en iones con cargas opuestas que se atraen.

  • Propiedades:
  • Altos puntos de fusión y ebullición.
  • Conducen corriente eléctrica cuando están disueltos en agua o fundidos (en estado sólido son aislantes).
  • Presentan aspecto cristalino.
  • Ejemplos: NaCl (cloruro de sodio), KCl (cloruro de potasio), ZnS (sulfuro de zinc).

• Enlace Metálico

  Se forma entre átomos de metales, donde los electrones de valencia se deslocalizan y forman una "nube" o "mar de electrones" que rodea a los iones metálicos positivos.

  • Propiedades:
  • Buenos conductores de calor y electricidad.
  • Se presentan en estado sólido a temperatura ambiente (excepto el mercurio).
  • Son maleables (se pueden deformar en láminas) y dúctiles (se pueden estirar en hilos).
  • Poseen brillo característico.
  • Ejemplos: Au (oro), Ag (plata), Cu (cobre), Ni (níquel), Co (cobalto).

• Enlace Covalente

  Se forma por la compartición de uno o más pares de electrones entre átomos, generalmente entre no metales.

  • Propiedades (dependiendo de la estructura):
  • Moléculas Covalentes:
    • Bajos puntos de fusión y ebullición.
    • Algunos son solubles en agua, otros en solventes orgánicos, o en ambos.
    • Generalmente no conducen electricidad (excepto cuando forman iones en solución, como los ácidos).
    • Ejemplos por estado físico:
      • Gases: O₂ (oxígeno), N₂ (nitrógeno), F₂ (flúor), CO₂ (dióxido de carbono).
      • Líquidos: H₂O (agua), NH₃ (amoniaco), HCl (ácido clorhídrico).
      • Sólidos: C₆H₁₂O₆ (glucosa).
  • Cristales Covalentes (Redes Covalentes):
    • Muy altos puntos de fusión y ebullición (comparados con las moléculas covalentes).
    • Son sólidos muy duros.
    • Ejemplos:
      • No conductores de electricidad: Diamante (C), SiO₂ (dióxido de silicio).
      • Conductores de electricidad: Grafito (una forma alotrópica del carbono).