Isotopos

Actualidad

30:17

Isótopos estables: Fundamento y aplicaciones
Ricardo Guerrero y Mercedes Berlanga Departamento de Microbiología, Universidad de Barcelona, Av. Diagonal, 645, 08028 Barcelona. Email: guerrero@retemail.es partir de los átomos formados en los primeros tiempos de nuestro actual universo, hace unos 15.000 millones de años, se constituyeron las galaxias. Dentro de las galaxias,fueron formándose y desapareciendo estrellas. Y al formarse las estrellas se originan planetas, que también desaparecerán con ellas. Así ocurrió con nuestra estrella, el Sol, y con nuestro planeta, la Tierra, que se formaron hace unos 4.550 millones de años. A partir de los átomos del universo atrapados en nuestro planeta se organizaron y evolucionaron los sistemas vivientes, hace unos 3.850millones de años. Todos los átomos de nuestro cuerpo proceden de la Tierra y eran parte de nuestra galaxia. Por tanto, somos de carne y hueso, pero también "polvo de estrellas". Las diferentes especies atómicas se formaron durante períodos de expansión muy primitivos, cuando toda la materia del universo se hallaba aún comprimida, con densidades muy elevadas, y sometida a temperaturas altísimas, lo queofrecía unas condiciones favorables para toda clase de transformaciones nucleares. Geofísicos y astrofísicos han calculado la abundancia relativa de los elementos a partir del análisis químico de la corteza terrestre y del estudio de los meteoritos, del análisis espectral del Sol, de las estrellas y de la materia difusa esparcida en el abismo sideral. El resultado de este estudio indica que laconstitución química del espacio interestelar es sorprendentemente uniforme: el 55 % de toda la materia cósmica es hidrógeno, el 44 % está constituido por helio (parejas siamesas de hidrógeno) y sólo el restante 1 % corresponde a todos los demás elementos. Sin embargo, la composición química de la Tierra representa una notable excepción a dicha uniformidad. En nuestro planeta, el helio y el hidrógenoson muy escasos. El principal depósito de hidrógeno lo constituye el agua, en forma de gas, líquida o en estado sólido. Pero esta cantidad es despreciable si la comparamos con las rocas graníticas y basálticas que constituyen la corteza de la Tierra, o con el resto de la parte sólida de nuestro planeta. La escasez de hidrógeno y helio es consecuencia de los procesos que ocurrieron durante elnacimiento de la Tierra. La formación de los planetas menores (Mercurio, Venus, la Tierra o Marte) empezó por un proceso de agregación de polvo del disco que dio origen al sistema solar, que formó pequeñas partículas sólidas lla-

A

madas planetésimos. Sin embargo, estas agregaciones de planetésimos no crecieron lo suficiente para que su gravedad pudiera capturar aquellos gases. En cambio,Júpiter, Saturno y otros planetas mayores sí fueron capaces de rodearse de pesadas atmósferas de hidrógeno y helio. Cada elemento químico se caracteriza por poseer un número determinado de protones, que se denomina número atómico y se representa por la letra Z. Como los átomos son entidades eléctricamente neutras, el número atómico también indica el número de normal de electrones. El número másico (A) esla suma de protones y neutrones del núcleo del átomo. Para representar esquemáticamente un núcleo, se escribe el símbolo del elemento y se añaden dos índices en el lado izquierdo, uno en la parte superior (A) y otro en la parte inferior (Z). La representación sería: AZX. Por ejemplo, 11H, 42He, 126C, 147N, 168O, 3216S. Fraccionamiento isotópico

U

n mismo elemento (definido por su númeroatómico) puede tener diferente número de neutrones, y por tanto diferente peso atómico. Los átomos con el mismo número atómico pero con diferente peso atómico se denominan isótopos ("igual lugar"). Los átomos de carbono tienen generalmente 6 protones y 6 neutrones, y por tanto un peso atómico de 12. Pero hay átomos de carbono con peso atómico 13, isótopo estable y pesado, o con peso atómico 14,...