Química nuclear
El Núcleo atómico.
El hombre se ha preguntado desde hace
mucho tiempo,
”¿De qué está hecho el mundo?"
y
”¿Qué lo mantiene unido?"
EnDela
antigüedad
Grecia heredamos el anelo de explicar
racionalmente el mundo. Apuesto a la
aproximación animista o sobrenatural.
En la Grecia antigüa, algunos pensaban que
todas las cosas del mundo estaban compuestas
por cuatro elementos:
Tierra (sólidos)
Agua (Líquidos)
Aire (gases )
Fuego (?)
Eter
(Cuerpos Celestes)
193
1913
191
3
188
1
180 7
8
- - ++
Línea del tiempo
-
-
-
-
-
+
300 A.C
-
-
-- -
-
+
Hoy sabemos que el mundo está
hecho de Atomos
Democritus (400 AC)
Dalton (1800), Avogadro (1810), etc.
Sin embargo los átomos no son
elementales sino que son dividibles
Atomos - Nucleos - Nucleones - Quarks
El átomo está compuesto de protones,
neutrones y electrones.
 El Núcleo aglutina casi toda la masa del
átomo y contiene los protones y
neutrones,
 El protón tiene una masa de 1.673 x10-24
g, y una carga unitaria de 1.602 x 10-19 C.
 El neutrón el ligeramente más pesado que
el protón con una masa de 1.675 X10-24 g,
pero no tiene carga.

Particulas subatomicas…el
nucleo
El electrón tiene una masa relativamente
pequeña de 9.79 X 10-28 g. (1/1836 veces
la del protón) y una carga de
–1.602 X 10-19 C. (igual en carga pero de
signo opuesto a la del protón).
 La nube de carga electrónica constituye
casi todo el volumen del átomo, pero, sólo
representa un pequeña parte de su masa.

Partículas subatomicas…los
electrones
Isótopo de uranio,
uranio 238 ó U-238
Nucleones. Protones y neutrones en el núcleo.
Isótopos. Átomos del mismo elemento con
masas diferentes.
Núclido. Es un isótopo de cualquier átomo.
Radionúclidos.
Núclidos
espontáneamente radiaciones.
que
emiten
Núcleo atómico
Átomo
atómico
y
Núcleo atómico
Neutrones
Protones
Núcleo
RADIACTIVIDAD
¿Qué es?

Emisión espontánea de partículas y (o)
rayos por el núcleo de un átomo. A los
elementos que contienen esta propiedad
se les llama radiactivos.
Número de masa. Cantidad de
protones y neutrones en el
núcleo.
Número atómico. Número de
protones
Partícula Alfa
La radiactividad consiste en
la emisión de partículas y
radiaciones de parte de los
átomos
de
algunos
elementos. Son radiactivos
aquellos
elementos
que
tienen un número muy
elevado de protones y
neutrones. se transforman,
por emisión de partículas
alfa (núcleos de Helio), beta
(electrones),
gamma
(fotones),
en
otros
elementos
nuevos,
que
pueden ser o no, a su vez,
radiactivos.
A, Z
A-4, Z-2
Antineutrino
Partícula Beta menos
(electrón)
A, Z
A, Z+1
Neutrino
Partícula Beta más
(positrón)
A, Z
A, Z-1
Rayo Gamma
(Fotón)
A, Z
A, Z
Radiactividad Natural.
Es una propiedad del núcleo
Elementos
radiactivos.
Declinación
o
decaimiento radiactivo.
Forman otros
elementos
Desintegración
nuclear
Todos sabemos que todos los núcleos atómicos (a
excepción del H11) tienen protones y neutrones.
Cuando la cantidad de estas partículas es alta el
núcleo
se vuelve inestable y emite partículas o radiación
espontáneamente, conocido como fenómeno de
radiación.
La radiación también puede ser artificialmente por el
bombardeo de neutrones u otras partículas
produciendo
cambios en el núcleo, conocido como transmutación
nuclear.
Estabilidad nuclear
Existen tres tipos de radiación:
(ionizantes)

Alfa: es la emisión de
una partícula
compuesta por un
núcleo de helio. Las
partículas α son lentas
y tienen bajo poder de
penetración.

Son las transformaciones dentro del núcleo,
tienen un poder de penetración medio (6 mm ) y
viajan a 1/10 de la velocidad de la luz.
Emisión beta

Beta -: el núcleo
se transforma de
neutrón a protón
por la liberación
de un electrón

Beta +: se
transforma de
protón a neutrón
liberando un
positrón (un
electrón con
carga +) solo en
forma artificial
Emisiones gamma
. Gamma: se libera una onda
electromagnética al
cambiar un
electrón de nivel. Los rayos γ
viajan a la velocidad de la
luz,
son energía pura y son
extremadamente
peligrosos. Estos
pueden ser detenidos por
murallas de concreto (82
cms
aprox.) o paredes de plomo
de un gran grosor (47 cms
aprox.)
Se dice que una radiación es ionizante cuando posee la energía
necesaria para arrancar uno o varios electrones a los átomos o a las
moléculas del medio irradiado. Es el caso de las radiaciones a y b y
también de las radiaciones electromagnéticas como son los rayos g, los
rayos X y determinados rayos ultravioletas. No son en cambio ionizantes
en la práctica la luz visible, la infrarroja, las microondas ni las ondas
radio.
Radiaciones ionizantes
Serie radiactiva


Los núcleos
radiactivos pueden
sufrir varias
desintegraciones en
sucesivas etapas,
hasta lograr un núcleo
estable.
Los procesos de
desintegración nuclear
son exergónicos.



Velocidad en que ocurren las desintegraciones nucleares.
Los núcleos radiactivos se desintegran en forma
exponencial.
Vida media de un elemento es el tiempo que necesita la
mitad de los átomos de una determinada muestra en sufrir
una desintegración nuclear.
Isótopo
Vida media
Desintegración
Uranio-238 4.500 millones de años Alfa
Carbono-14 5.570 años
Beta
Cobalto-60
Gamma
Vida
media5,3
deaños
los elementos
Radón-222 4 días
Beta
radiactivos
Energía nuclear
La energía nuclear es el tipo de energía mas poderosa
conocido hasta ahora por el hombre. Esta energía se puede
obtener por FUSIÓN O FISIÓN nuclear. Todo comenzó con
Einstein cuando descubrió su fórmula E=mC² y según esta
fórmula cuando se pierde masa, ésta se transforma en
energía.
La primera aplicación de práctica fue la bomba atómica, en la
cual se liberó cerca de 12 kilotones ( 12 ton. De TNT).
Actualmente existen cerca de 450 reactores nucleares que
generan el 16% de la energía mundial. La energía nuclear,
genera un tercio de la energía eléctrica que se produce en la
Unión Europea, evitando así, la emisión de 700 millones de
toneladas de CO2 por año a la atmósfera.
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