Explorando la Estructura Atómica, Radiactividad y Reacciones Nucleares

Estructura Atómica y Números Clave

Z (Número Atómico): Representa el número de protones (p+) en el núcleo de un átomo. Se ubica generalmente en la parte inferior del símbolo del elemento.

A (Número Másico): Es la suma de protones (p+) y neutrones (n) en el núcleo. Se ubica en la parte superior del símbolo del elemento.

Electrones (e-): En un átomo neutro, el número de electrones es igual al número atómico (Z). Sin embargo, esta cantidad puede variar si el átomo tiene carga iónica (+2, -1, etc.).

Isótopos

Los isótopos son átomos del mismo elemento (mismo Z) pero con diferente número másico (A). Ejemplos de isótopos naturales son el protio, deuterio y tritio.

Masa Atómica Promedio: Se calcula como la suma de los productos de la masa de cada isótopo por su abundancia porcentual, dividida entre 100: (A isótopo 1 * % abundancia + A isótopo 2 * % abundancia) / 100

Radiactividad

Descubrimiento: La radiactividad fue descubierta por Becquerel al observar la emisión de radiación por el uranio. Marie y Pierre Curie investigaron elementos como el polonio (Po), uranio (U) y radio (Ra).

Origen: La radiactividad se origina en el núcleo del átomo debido a la relación entre neutrones y protones (n/p). Este proceso puede llevar a la transmutación, donde un núcleo se transforma en otro.

Tipos de Radiactividad

Radiactividad Natural

Es el proceso espontáneo en el que un núcleo se desintegra, liberando emisiones radiactivas y transformándose en un núcleo diferente.

Radiactividad Artificial

Se produce al bombardear un núcleo atómico con partículas alfa de alta energía, generando inestabilidad nuclear y transformando el elemento en otro.

Partículas Radiactivas

Partícula Alfa (α)

Son grupos de partículas con carga positiva, formadas por 2 protones y 2 neutrones, idénticas al núcleo de helio (⁴He₂). Tienen bajo poder de penetración debido a su masa y volumen, pero alto poder ionizante.

Partícula Beta (β)

Son flujos de partículas con carga negativa, idénticas a los electrones. Su símbolo es ⁰β_-1. Tienen un poder de penetración medio y un poder ionizante bajo. También existen positrones (β+), que son partículas beta con carga positiva.

Partícula Gamma (γ)

No tienen masa ni carga eléctrica, por lo que no son afectadas por campos magnéticos. Poseen alta energía y gran poder de penetración, pero bajo poder ionizante.

Fisión y Fusión Nuclear

Fisión Nuclear

Es la división de un núcleo atómico en otros elementos, liberando gran cantidad de energía y radiación.

Fusión Nuclear

Es la unión de dos núcleos ligeros para formar uno más pesado y estable, liberando también gran cantidad de energía. Estas reacciones son termonucleares, ya que requieren altas temperaturas.

Reacción en Cadena

Es un proceso en el que la desintegración de un núcleo inestable impacta a otros núcleos, provocando su desintegración y continuando el proceso.

Series Radiactivas

Son secuencias de reacciones nucleares que comienzan con un núcleo radiactivo y terminan con un núcleo estable.

Datación

Se utiliza para determinar la edad de objetos mediante el análisis de isótopos radiactivos.

Datación con Carbono-14 (C-14)

El carbono-14 es uno de los isótopos más utilizados, pero también se emplean otros como el uranio-238, torio-230 y potasio-40.

Al conocer las desintegraciones nucleares de una muestra y la vida media del carbono-14, se puede calcular cuándo murió un organismo.

Vida Media

Es el tiempo necesario para que la concentración de un reactivo disminuya a la mitad de su concentración inicial.