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ulo 21Química Nuclear
La química nuclear es el estudio de la reacciones nucleares, las cuales son reacciones que ocurren en el núcleo de los átomos, el uso que se le dan en el campo de la química y además como afectan en nuestra vida. La química nuclear es muy utilizada en nuestros tiempos, por ejemplo en el tratamiento del cáncer o en la producción de electricidad.
21.1 Radiactividad
Cuandolos núcleos cambian espontáneamente y emiten radiación, se dice que son radiactivos. Los átomos de un mismo elemento que tienen el mismo número atómico, pero diferente número másico se les llama isótopos. Los isótopos son representados con el símbolo del elemento, con el número másico de superíndice y con el número atómico de subíndice, como por ejemplo los isótopos del uranio, representados deesta forma: Uranio-233 92233U, Uranio-235 92235U y Uranio-238 92238U. Los isótopos de un mismo elemento tienen diferente abundancia en el planeta. Los núcleos que son radiactivos si les llama radionúclidos y a los átomos que tienen estos núcleos se les llaman radioisótopos.
Ecuaciones nucleares
La emisión de radiación es una de las maneras en las que un radionúclido se vuelve un núcleo másestable con menos energía y la radiación emitida es la portadora del exceso de energía. La partículas de helio-4 (24He) se les conoce como partículas alfa y una corriente de estas partículas se les conoce como radiación alfa. Un ejemplo es cuando el isótopo uranio-238 pierde una partícula alfa, se vuelve el isótopo de torio-234, el fenómeno que ocurre en esta reacción se le llama desintegración alfa.92238U → 90234Th + 24He
Las propiedades radiactivas son totalmente independientes del estado en el que se encuentre el átomo
Tipos de desintegración radiactiva
Existen tres tipos principales de desintegración radiactiva, las cuales son la radiación alfa (α), radiación beta (β) y la radiación gama (γ). La radiación alfa se da cuando una corriente de núcleos de helio-4 (partículas alfa), laradiación beta se compone de partículas beta, las cuales son electrones de alta velocidad emitidos por núcleos inestables. Las partículas beta son representadas con el símbolo -10e o a veces -10β, el superíndice indica que la masa es cero, y el subíndice nos informa que la carga es de -1. Un ejemplo de una desintegración beta es:
53131I → 54131Xe + -10β
Un electrón comienza a existir cuando elnúcleo sufre una reacción nuclear.
La radiación gamma (o rayos gamma) se compone de fotones de alta energía, que es lo mismo que radiación electromagnética de longitud de onda muy corta. Este tipo de radiación no altera ni el número atómico ni el número másico de un núcleo, el símbolo de la radiación gamma es 00γ o también γ. La mayoría de veces la radiación gamma se ve acompañada por otra emisiónradiactiva porque solo representa la energía que se pierde cuando los nucleones se reorganizan en arreglos más estables.
Otros tipos de desintegración radiactiva existe son la emisión de positrones y captura de protones. Un positrón es un partícula que tiene masa 0 pero tiene carga +1 en lo opuesto de los electrones y se representan con el símbolo 10e. Un ejemplo de emisión de positrones es:
611C →511B + 10e
La captura de electrones ocurre cuando un núcleo atrapa un electrón en una de las capa internas de la nube electrónica. Un ejemplo de la captura de electrones es:
3781Rb+ -10e → 3681Kr
21.2 Patrones de estabilidad nuclear
Proporción de neutrones a protones
En un núcleo de un átomo existen dos tipos de partículas, los neutrones y los protones, a pesar de que en las cargasiguales se repelen, los protones pueden convivir en el núcleo, esto se debe a una propiedad de los neutrones que hace que los protones se mantengan en el mismo ambiente aunque se encuentren en gran cantidad. En núcleos donde la cantidad de protones no es mayor a 20, la cantidad de neutrones muy parecida o muchas veces la misma, pero en núcleos con más de 20 protones, se encuentran mucha más cantidad...