PPTCEL001QM11-A10V1 Clase Fenómenos nucleares I: partículas radioactivas.

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1 PPTCEL001QM11-A10V1 Clase Fenómenos nucleares I: partículas radioactivas

2 Aprendizajes esperados Conocer las partículas radioactivas. Conocer el concepto de isótopos. Aplicar el concepto de masa atómica promedio. Interpretar reacciones nucleares.

3 Pregunta oficial PSU En la reacción nuclear: X corresponde a un I) átomo con número atómico 19. II) isótopo del. III) átomo con número másico 38. Es (son) correcta(s) A)solo I. B)solo III. C)solo I y II. D)solo II y III. E)I, II y III. Fuente: DEMRE – U. DE CHILE, Admisión PSU 2011

4 1. Naturaleza de las reacciones nucleares 2. Desintegración nuclear. Radioactividad

5 1. Naturaleza de las reacciones nucleares Algunos núcleos son inestables y espontáneamente emiten partículas y/o radiaciones electromagnéticas. A este fenómeno se le llama radioactividad. La radioactividad es una propiedad de los isótopos que son "inestables", es decir, que se mantienen en un estado excitado en sus capas electrónicas o nucleares, con lo que, para alcanzar su estado fundamental, deben perder energía. Todos los elementos que tienen número atómico mayor a 83 son radioactivos. Las reacciones nucleares pueden ser endotérmicas o exotérmicas.

6 1. Naturaleza de las reacciones nucleares Las reacciones nucleares son muy distintas a las reacciones químicas ordinarias. Reacciones químicasReacciones nucleares Los átomos se reorganizan por la ruptura y formación de enlaces químicos. Los elementos (o los isótopos de los mismos elementos) se convierten entre sí. Solo participan los electrones de los orbitales atómicos o moleculares. Pueden participar protones, neutrones, electrones y otras partículas elementales. Absorción o liberación de cantidades de energía relativamente pequeñas. Absorción o liberación de cantidades enormes de energía. Velocidades de reacción afectadas por T, P, concentración y catalizadores. Velocidades de reacción, por lo general, no afectadas por T, P o catalizadores.

7 1. Naturaleza de las reacciones nucleares El factor principal que determina la estabilidad del núcleo es la relación neutrón/protón (n/p). 1.1 Estabilidad nuclear ESTABILIDAD NUCLEAR Relación Emisión de partículas . RelaciónEmisión de positrones ( ) o captura de electrones. En general son radiactivas las sustancias que no presentan un balance equitativo entre protones y neutrones. (nº/p + ) ≠ 1 Ej. C–14 (8/6) ≠ 1 Isótopo radioactivo

8 1. Naturaleza de las reacciones nucleares 1.1 Estabilidad nuclear

9 1. Naturaleza de las reacciones nucleares 1.2 Tipos de átomos Isótopos → Son núcleos del mismo número atómico pero de distinta masa atómica. Isóbaros → Son núcleos de la misma masa atómica pero de distinto número atómico. Isótonos → Son núcleos que tienen el mismo número de neutrones y distinto número atómico y másico.

10 1. Naturaleza de las reacciones nucleares 1.3 Masa atómica promedio La masa atómica depende de los isótopos constituyentes. Se pondera la masa de los isótopos con su abundancia relativa en la corteza terrestre. Media geométrica

11 2. Desintegración nuclear. Radioactividad Radioactividad natural Corresponde a núcleos que se desintegran espontáneamente, debido a su propia inestabilidad, con emisión de energía en forma de partículas y/o radiaciones. Radioactividad artificial o inducida Ocurre cuando la reacción no es espontánea, sino provocada por bombardeo con otra partícula para formar un núcleo inestable. La radiactividad es una propiedad inherente a ciertos átomos, es decir, es una propiedad atómica.

12 2. Desintegración nuclear. Radioactividad 2.1 Partículas radioactivas Radiación alfa (α) Corresponde a núcleos de helio,. Son partículas de carga +2, y de masa 4 en la escala de masas atómicas. Su emisión se asocia a núcleos pesados. Cuando un núcleo emite una partícula α, su número atómico disminuye en dos unidades, y su masa atómica disminuye en cuatro unidades (Ley de Soddy).

13 2. Desintegración nuclear. Radioactividad 2.1 Partículas radioactivas Por ejemplo, cuando el núcleo emite una partícula α se convierte en el núcleo de radio. La reacción nuclear que ilustra este hecho es:

14 2. Desintegración nuclear. Radioactividad 2.1 Partículas radioactivas Radiación beta (β) Corresponden a electrones,. Son partículas de masa aproximadamente igual a 0 y de carga –1. La emisión de un electrón procede de la conversión de un neutrón en un protón. Su emisión se asocia a núcleos con exceso de neutrones. Un núcleo se transforma en otro núcleo situado un lugar adelante en la Tabla Periódica, sin cambiar su masa atómica (Ley de Fajans).

15 2. Desintegración nuclear. Radioactividad 2.1 Partículas radioactivas Por ejemplo, cuando el núcleo emite un electrón se convierte en.

16 2. Desintegración nuclear. Radioactividad 2.1 Partículas radioactivas Radiación gama (γ) Es una radiación electromagnética. Corresponde a fotones de alta energía. Suele acompañar a la emisión de partículas α y β, estabilizando el núcleo resultante. Esta radiación no implica ningún cambio en el número atómico ni en el número másico.

17 2. Desintegración nuclear. Radioactividad 2.1 Partículas radioactivas Otras radiaciones Captura de electrones Emisión de positrones Ocurre cuando un protón se convierte en neutrón. Captura de un electrón de capa interna. También se denomina a este proceso captura K. Emite un “electrón positivo”. Se aplica para la obtención de núcleos muy pesados.

18 2. Desintegración nuclear. Radioactividad 2.1 Partículas radioactivas Ejemplos de cada uno de los procesos mencionados:

19 2. Desintegración nuclear. Radioactividad 2.2 Características de las partículas radioactivas Nivel de penetración Depende de la velocidad y la masa asociada a las partículas. Los rayos gamma son de alta energía y de longitudes de onda muy cortas. Son las de mayor nivel de penetración. Poder de ionización Depende de la cantidad de energía y carga asociada. α ion > β ion > ɣ ion

20 En la reacción nuclear: X corresponde a un I) átomo con número atómico 19. II) isótopo del. III) átomo con número másico 38. Es (son) correcta(s) A)solo I. B)solo III. C)solo I y II. D)solo II y III. E)I, II y III. Fuente: DEMRE – U. DE CHILE, Admisión PSU 2011 Pregunta oficial PSU ALTERNATIVA CORRECTA E

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24 Tabla de corrección ÍtemAlternativaUnidad TemáticaHabilidad 1DFenómenos nucleares y sus aplicacionesReconocimiento 2EFenómenos nucleares y sus aplicacionesReconocimiento 3EFenómenos nucleares y sus aplicacionesComprensión 4CFenómenos nucleares y sus aplicacionesComprensión 5BFenómenos nucleares y sus aplicacionesAplicación 6CFenómenos nucleares y sus aplicacionesAplicación 7DFenómenos nucleares y sus aplicacionesComprensión 8CFenómenos nucleares y sus aplicacionesASE 9CFenómenos nucleares y sus aplicacionesComprensión 10BFenómenos nucleares y sus aplicacionesAplicación

25 Tabla de corrección ÍtemAlternativaUnidad TemáticaHabilidad 11EFenómenos nucleares y sus aplicacionesComprensión 12DFenómenos nucleares y sus aplicacionesComprensión 13DFenómenos nucleares y sus aplicacionesReconocimiento 14CFenómenos nucleares y sus aplicacionesAplicación 15CFenómenos nucleares y sus aplicacionesComprensión

26 Síntesis de la clase Átomos Alfa Elementos buscan generar estabilidad BetaGamma Emisiones ISÓTOPOS INESTABLES RADIOACTIVIDAD Aumento nivel de penetración Aumento poder de ionización

27 Prepara tu próxima clase En la próxima sesión, estudiaremos Fenómenos nucleares II: fisión y fusión nuclear

28 Propiedad Intelectual Cpech RDA: 186414 ESTE MATERIAL SE ENCUENTRA PROTEGIDO POR EL REGISTRO DE PROPIEDAD INTELECTUAL. Equipo Editorial Área Ciencias: Química