Fundamentos de la Radiactividad y Transformaciones Atómicas
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Introducción a la Estructura Atómica y Radiactividad
Isótopos, Isótonos e Isóbaros
ISÓTOPOS: Átomos de un mismo elemento que poseen el mismo **número atómico (Z)** (número de protones), pero distinto **número de neutrones** y, por lo tanto, distinta **masa atómica**. Solo 22 de los elementos conocidos en la naturaleza no poseen isótopos.
ISÓTONOS: Átomos de distintos elementos que poseen el mismo **número de neutrones (N)**, pero distinto número de protones (Z) y distinto **número másico (A)**.
ISÓBAROS: Átomos de distintos elementos que poseen la misma **masa atómica (A)**, pero distinto número de protones (Z) y distinto número de neutrones (N).
Elementos Radiactivos y el Descubrimiento de la Radiactividad
En el siglo XX, se comprobó que los átomos son divisibles gracias a los experimentos de Rutherford. **Henri Becquerel** observó que ciertos elementos presentan un núcleo inestable y se desintegran, emitiendo partículas y radiaciones. Al suceder esto, los núcleos cambian y se transforman en otros elementos, un proceso que se denomina **radiactividad**.
Tipos de Emisiones Radiactivas
Las emisiones radiactivas pueden ser de tres tipos: **alfa (α)**, **beta (β)** y **gamma (γ)**.
Partículas Alfa (α)
Las partículas alfa tienen carga positiva (+2) y están formadas por 2 protones y 2 neutrones. Son idénticas al núcleo de helio. Su símbolo es
. Son detenidas por una hoja de papel y su recorrido es de solo algunos centímetros. Las partículas alfa tienen un gran **poder ionizante**.
Radiación Beta (β)
La radiación beta también es una partícula, idéntica a los electrones. Se representan así: -1º L. Su carga es -1. Es una partícula 7000 veces más pequeña que la alfa, posee un poder de ionización y **penetración media** que le permite atravesar la malla de núcleos y electrones de algunas clases de materia.
Radiación Gamma (γ)
La radiación gamma es distinta a la alfa y a la beta, porque es una **radiación electromagnética**, parecida a la luz pero con un contenido energético muy superior. Su peligrosidad radica en que son altamente **mutagénicas** para las células vivas y son capaces de atravesar la materia. Se encuentran en las explosiones nucleares y viajan a la velocidad de la luz.
Estabilidad Nuclear y Decaimiento Radiactivo
La liberación de radiación por los isótopos radiactivos se denomina **decaimiento radiactivo**.
Núcleos Estables
Los núcleos estables tienen un número igual o casi igual de protones y neutrones (usualmente hay más neutrones). Además, el número total de protones y neutrones suele ser un **número par**.
Núcleos Inestables
Los núcleos inestables son elementos radiactivos. Presentan una **desproporción** entre el número de protones y neutrones. Experimentan una **desintegración nuclear por etapas** (decaimiento radiactivo). Esto ocurre en todos los átomos cuyo número atómico (Z = número de protones) es...
Reacciones Nucleares
En una reacción nuclear, un **núcleo padre** (X, inestable) se transforma en un **núcleo hijo** (Y, estable) más una **emisión radiactiva**
.
- Si un núcleo tiene un **exceso de neutrones** respecto a los protones, necesita aumentar la cantidad de protones. Para ello, **transforma neutrones en protones** mediante la liberación de electrones (-1ºL), es decir, liberando **radiación beta negativa** (β-). (Al liberar el electrón, queda un protón en el círculo, que queda positivo).
- Los núcleos con **exceso de protones**, para estabilizarse, **transforman protones en neutrones**. Para ello, se desprenden de su carga positiva, llamada **positrón** (+1ºL). Estas partículas tienen la misma masa que los electrones, pero su carga es positiva. Un haz de positrones corresponde a **radiación beta positiva** (β+). (Libera el positrón y el círculo queda vacío como un neutrón).
Ecuaciones Nucleares
- Cuando en una desintegración nuclear se emite una **partícula alfa** (α), se obtiene un núcleo cuyo **número másico (A) es 4 unidades menor** y su **número atómico (Z) es 2 unidades menor**. **Ejemplo**: Ecuación de desintegración nuclear del radio-226, emisor de partículas alfa.
- Cuando un núcleo radiactivo libera una **partícula beta negativa** (β-), se obtiene un núcleo cuyo **número atómico (Z) es 1 unidad mayor** y su **número másico (A) no varía**. **Ejemplo**:
- Cuando hay emisión de un **positrón** (β+), el núcleo hijo mantiene su **número másico (A)** y su **número atómico (Z) es 1 unidad menor**. **Ejemplo**: