LOS ISOTOPOS

EL NUCLEO Y LA QUIMICA
Se ha acumulado un gran volumen de literatura a consecuencia de muchas investigaciones científicas de los átomos. Por ello se sabe mucho acerca de estos núcleos, los diminutos centros donde está concentrada la masa de los átomos. La composición del núcleo atómico se expresa en términos de las clases y el número de nucleones (protones y neutrones) que pose. En todos loscasos, salvo en el isotopo más ligero del hidrogeno, todos los núcleos están compuestos de protones y neutrones. Parecen predominar los núcleos que tienen cierto número de neutrones. Estructuralmente, parece que en el núcleo hay niveles de energía para los nucleones, lo mismo que los hay para los electrones extranucleares que rodean al núcleo atómico en los átomos. Dentro de los niveles de energíanuclear hay también subniveles, que cuando están llenos de nucleones, dotan al núcleo de estabilidad no muy diferente de la estabilidad del “octeto lleno” en la estructura electrónica de los átomos y los iones. Se han dado teorías para explicar la naturaleza de las fuerzas necesarias para mantener en un volumen nuclear tan diminuto partículas relativamente masivas (protones) que llevan la mismacarga. Sin embargo, el estudio de estos temas fascinantes ha de dejarse para clases de física nuclear.
Se puede admitir que el núcleo está compuesto solo de protones y neutrones. Se han descubierto otras partículas subatómicas, aproximadamente unas 30 (mesones, partículas V, etc.). Es posible que algunas de ellas existan en el núcleo, pero, si así es, están en el a expensas de los nucleones. El otrotipo de partícula que se encuentra en el átomo es el electrón. Los electrones ocupan el volumen que rodea al núcleo.
Los átomos se numeran y nombran conforme al número de protones en el núcleo. El número de protones es el llamado número atómico. Los átomos están dispuestos en la tabla periódica en orden creciente del número atómico. La mayoría de los elementos contienen isotopos. Los isotopos sonátomos del mismo nombre con diferentes masas, y, por consiguiente, son átomos que tienen el mismo número de protones, pero poseen diferente número de neutrones. De ordinario, los isotopos estables del mismo elemento difieren solo en uno o dos neutrones. El estaño es una excepción, pues en la naturaleza ocurren 10 isotopos de este elemento.
Entre los átomos más ligeros que ocurren en la naturaleza,el número de protones y de neutrones son aproximadamente iguales. Sin embargo, a medida que aumenta el número de protones, el cociente o la razón (número de neutrones a número de protones) aumenta también.
MASA NUCLEAR Y ENERGIA
Es de gran importancia el hecho de que la masa del núcleo de un átomo no es igual, sino menor, que las masas combinadas de sus nucleones por separado. Por ejemplo, elnúcleo del isotopo común de carbono, 12/6 C, tiene una masa de 12.0038 unidades de masa atómica (u.m.a.), la escala que usan los físicos. Contiene 6 protones, cada uno con una masa de 1.00814 u.m.a. y seis neutrones cada uno de los cuales tiene una masa de 1.00897.
.Evidentemente, no se ha conservado la masa cuando 6 protones y 6 neutrones se combinan para formar un núcleo 12/6 C. En vez de ello, hadesaparecido masa, 0.0989 u.m.a. Se ha convertido en energía. Usando la ecuación de Einstein para la equivalencia entre masa y energía, E= mc2, uno encuentra que cuando los protones y los neutrones se unieron para formar 1 mol de núcleos de carbono 12, hubieron de liberarse 2.14X10/12 calorías. Esto es equivalente a la energía de 2.73X10/5 kilos de carbono. Dividiendo el defecto de masa por 12, yexpresando el valor en términos de una unidad de energía, mev (millón de electronvoltios), se llega a una cantidad llamada energía de enlace por nucleon. Esta es, en realidad, la energía de enlace, pues es la energía que ha de invertir cada uno de los 12 nucleones de carbono 12 para que el átomo se separe en sus partículas. Los átomos de masa total aproximadamente 60 tienen la mayor energía de...