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?"

En la antigüedad Tierra (sólidos) Agua (Líquidos) Aire (gases ) De 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)

1933 1913 1911 1887 1808 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

Particulas subatomicas…el nucleo 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

Partículas subatomicas…los electrones 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

238 U Isótopo de uranio, uranio 238 ó U-238 92 Nucleones. Protones y neutrones en el núcleo. Isótopos. Átomos del mismo elemento con masas diferentes. 16 O 17 O 18 O 8 8 8 Núclido. Es un isótopo de cualquier átomo. Radionúclidos. Núclidos que emiten espontáneamente radiaciones.

Núcleo atómico Átomo y Núcleo atómico Núcleo atómico Neutrones Protones Átomo y Núcleo atómico

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. X A Z Número atómico. Número de protones

TIPOS DE RADIACTIVIDAD 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. DESINTEGRACIÓN ALFA A, Z A-4, Z-2 Antineutrino DESINTEGRACIÓN BETA MENOS Partícula Beta menos (electrón) A, Z A, Z+1 Neutrino DESINTEGRACIÓN BETA MÁS Partícula Beta más (positrón) A, Z A, Z-1 Rayo Gamma (Fotón) DESINTEGRACIÓN GAMMA A, Z A, Z

Radiactividad Natural. Es una propiedad del núcleo Elementos radiactivos. Desintegración nuclear Declinación o decaimiento radiactivo. Forman otros elementos

Estabilidad 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.)

Radiaciones ionizantes 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.

Vida media de los elementos radiactivos 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 5,3 años Gamma Radón-222 4 días Vida media de los elementos 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.