Propiedades Fundamentales de los Átomos, Isótopos y Aplicaciones Radiactivas

Características de los átomos

La masa del átomo se concentra en dos partículas: neutrones y protones, ambos situados en el núcleo. La masa del electrón es insignificante (2000 veces menor). La masa del neutrón es prácticamente igual a la del protón.

• Electrón: Carga negativa de -1,6x10^-19 C.
• Protón: Carga positiva de +1,6x10^-19 C.
• Neutrón: Sin carga eléctrica.

Solo el electrón se considera una partícula elemental; los neutrones y protones están formados por partículas más pequeñas llamadas quarks.

Masa de las partículas

• Protón: 1,673x10^-27 kg
• Neutrón: 1,675x10^-27 kg
• Electrón: 9,109x10^-31 kg

Parámetros atómicos

• Número atómico (Z): Número de protones.
• Número másico (A): Número de nucleones (protones + neutrones).
• Cálculo de neutrones (N): A = Z + N; por tanto, N = A - Z.
• Unidad de masa atómica (u): Se corresponde a la doceava parte del isótopo de carbono-12. 1 u = 1,661x10^-27 kg.

Concepto de isótopo

Se llama isótopo a los átomos de un mismo elemento químico que tienen distinto número de neutrones. Tienen igual valor de Z pero distinto valor de A.

Etimología: Iso (mismo) y topo (lugar).

Isótopos radiactivos y sus aplicaciones

Medicina

Se utilizan para diagnóstico clínico y en el tratamiento de tumores malignos, debido a la capacidad de la radiación emitida para destruir células cancerosas. El inconveniente es que también puede dañar células sanas.

Datación de restos arqueológicos

Permite determinar la edad de restos arqueológicos. El método más conocido es el del carbono-14. Sus limitaciones son:

• Solo se aplica a restos que hayan formado parte de seres vivos.
• No es efectivo para muestras con más de 50.000 años de antigüedad.

Gestión de residuos radiactivos

El uso de isótopos en medicina, industria o centrales nucleares genera materiales de desecho radiactivos. Son altamente peligrosos debido a la emisión de radiación letal.

Capas y niveles energéticos

Los electrones se distribuyen desde los niveles de menor energía (más estables) cerca del núcleo. La última capa se denomina capa de valencia y los electrones situados en ella se llaman electrones de valencia.

Formación de iones

Un ión es un átomo con carga que se forma cuando gana o pierde electrones de la capa de valencia:

• Anión: Gana electrones (carga negativa).
• Catión: Pierde electrones (carga positiva).

Resumen: Electrón (e^-) → ión; Neutrón (n) → isótopo; Protón (p⁺) → no varía.