Fundamentos de la Química: Enlaces, Radiactividad y Reacciones Nucleares
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Naturaleza de la Materia
Niveles: 1K - 2L - 3M - 4N - 5O - 6P - 7Q. Subniveles: s2 - p6 - d10 - f14 (números = electrones)
Enlace Químico
Es la interacción que existe entre los átomos que forman una molécula. Se produce por la interacción de los electrones más alejados del núcleo de dos átomos diferentes. Estos electrones se encuentran en un nivel de energía definido que se llama capa de valencia.
Reglas del Dueto y del Octeto
Regla del dueto: Algunos átomos tienden a estabilizarse al completar 2 electrones en su última capa electrónica y así obtienen una configuración electrónica similar a la del gas noble helio.
Regla del octeto: Similar a la regla del dueto, pero con 8 electrones, parecido a los gases nobles neón, kriptón, radón, argón y xenón.
Tipos de Enlaces Químicos
- Covalente: Fuerza que une 2 o más átomos por medio del compartimiento de electrones. Los átomos comprometidos en un enlace covalente adquieren la configuración electrónica de un gas noble.
- Simple: Cuando comparten un par de electrones.
- Doble: Cuando comparten dos pares.
- Triple: Cuando comparten tres pares.
- Iónico: Fuerza de atracción electrostática que mantiene unidos a los iones de carga opuesta, formado por la transferencia de electrones de un átomo a otro. Ocurre cuando uno de los átomos pierde electrones y el otro los gana.
Radiactividad
Es la emisión de radiación que se genera de forma espontánea en los núcleos inestables de los elementos radiactivos.
La desintegración de un núcleo emite radiaciones y cambia su naturaleza.
Fue descubierta por Henri Becquerel. Accidentalmente descubrió que los compuestos de Uranio (Z=92) producían emisiones radiactivas tipo Alfa, Beta, Gamma.
Los esposos Curie fueron pioneros en la investigación de la radiactividad; ellos lograron descubrir el Polonio (Z=84) y el Radio (Z=88).
Las reacciones nucleares ocurren como consecuencia de la inestabilidad de la composición nuclear y se originan debido a que se altera el número de protones.
Características de las Reacciones Nucleares vs. Reacciones Químicas
| Reacciones Nucleares | Reacciones Químicas |
|---|---|
| Son producidas por partículas nucleares | Son producidas por interacciones electrónicas |
| Causan la conversión de un elemento en otro | Los átomos de los elementos no cambian |
| Ocurren independientemente de las condiciones ambientales | Ocurren dependiendo de las condiciones ambientales |
| Los isótopos de un mismo elemento tienen diferentes propiedades nucleares | Los isótopos tienen iguales propiedades químicas |
| La radiactividad nuclear de un elemento ocurre independientemente de cómo este se halle: libre o combinado. | Las propiedades químicas de un elemento cambian al combinarse y formar un compuesto. |
Tipos de Radiación
- Alfa α: Partículas formadas por 2 protones y 2 neutrones (núcleos del helio), por lo que tienen una carga + = 2 veces la carga de un protón. Debido a que la masa y el volumen de las partículas alfa son relativamente elevados, viajan a una velocidad menor que las demás radiaciones, y tienen un poder de penetración bajo; atraviesan la epidermis y la dermis de la piel hasta unos 0.05mm y son detenidas por una hoja de papel.
- Beta β: Formadas por electrones. Su carga es - y su masa es la misma que la del electrón. Viajan a una velocidad cercana a la de la luz. Tienen mayor poder de penetración que las partículas alfa (0.06mm a 4mm) y las detiene una placa de madera.
- Gamma γ: Radiación neutra del mismo tipo que la luz, tiene gran poder de penetración; para detenerla hace falta una placa de hormigón o plomo.
Radiactividad Natural y Artificial
Radiactividad natural: Es la radiactividad que existe en la naturaleza sin intervención humana. Su descubridor fue Henri Becquerel, en 1896.
Radiactividad artificial: Se produce la radiactividad inducida cuando se bombardean ciertos núcleos estables con partículas apropiadas.
Ventajas y Desventajas de la Radiactividad
Desventajas: Se usa en armas de guerra.
Ventajas: Se utiliza en medicina, energía eléctrica.
Fisión y Fusión Nuclear
Fisión nuclear: La fisión es la división de un núcleo atómico pesado (Uranio, plutonio, etc.) en dos o más fragmentos causado por el bombardeo de neutrones, con liberación de una enorme cantidad de energía y varios neutrones.
Fusión nuclear: La fusión de determinados núcleos de elementos ligeros es uno de los dos orígenes de energía nuclear, siendo la otra, la antes citada.