MODELOS ATÓMICOS ELECTRONES El átomo esta constituido por un núcleo y una parte exterior. En el núcleo se encuentran los protones y neutrones y en la parte exterior los electrones.
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MODELOS ATÓMICOS ELECTRONES
El átomo esta constituido por un núcleo y una parte exterior. En el núcleo se encuentran los protones y neutrones y en la parte exterior los electrones.
PARTÍCULAS NUCLEARES. PROTÓN, NEUTRÓN
El núcleo atómico esta constituido por neutrones y protones.
NUCLEIDOS.
Se da el nombre de nucleidos a cada especie nuclear caracterizada por su número atómico y su número másico. Existen 1800 nucleidos.
NÚMERO ATÓMICO.
Z Es el número de protones del núcleo.
NÚMERO MÁSICO.
A Es el número de nucleones de un átomo. Nucleones son los protones y los neutrones. N numero de neutrones.A = N + Z
NOTACIÓN INTERNACIONAL DEL NÚCLEO. El núcleo se representa mediante el
símbolo del elemento y dos números. El superior es el número másico y el inferior el número atómico.
42X
ISÓTOPOS.
Son átomos que tiene el mismo número de protones y diferente número de neutrones.
ISÓTONOS.
Tiene el mismo número de neutrones y diferente número de protones.
ISÓBAROS.
Tienen el mismo número másico pero distinto número atómico y número de neutrones.
ORDENES DE MAGNITUD
La fuerza nuclear es extremadamente fuerte comparada con la fuerza gravitatoria del orden de 10 40 veces mayor para dos protones separados 2 F (2 10 15m).
INTERACCIÓN FUERTE
Es la fuerza que mantienen unidos a los nucleones para que no se separen por la repulsión electrostática entre los protones.
Las características de la interacción fuerte en el núcleo son:
1. Decrecen muy rápidamente cuando se alejan los nucleones.
2. Son fuerzas atractivas que explican los núcleos muy pequeños de alta densidad.
3. Son fuerzas de intensidad muy grande. Deben vencer la fuerza de repulsión entre protones que son fuertes.
4. Son de corto alcance 1015 m.
5. Solo se aprecian cuando las partículas están muy cerca.
6. Son independiente de la carga eléctrica.
7. Se hacen repulsivas a distancias muy cortas.
8. Los nucleones se distribuyen en un radio
9. Se saturan
EQUIVALENCIA MASA ENERGÍA
La energía y la masa son equivalentes y se relacionan por la ecuación.
2mcE
DEFECTO DE MASA
La masa del núcleo es ligeramente inferior a la suma de la masa de los nucleones que lo componen. La diferencia de masa se llama defecto de masa y se cumple:
2mcE
Si dividimos esa energía por el número de nucleones se obtiene la energía media de enlace por nucleón.
ENERGÍA DE ENLACE POR NUCLEÓN
Es la energía necesaria para separar un núcleo en sus partículas.
A
EE en
CURVAS DE ESTABILIDAD NUCLEAR
Energía de enlace por nucleón
NÚMERO MÁSICO
EL MAXIMO DE LA CURVA ANTERIOR SE ENCUENTRA EN A = 62 (Fe, Co, Ni).
EN LOS NUCLEOS LIGEROS ES MUY PEQUEÑA Y SE ESTABILIZA A PARTIR DE 10.
POR TANTO LOS NÚCLEOS MAS ESTABLES SE ENCUENTRAN PRÓXIMOS A A= 62.
INTERACCIÓN DEBIL. RADIOACTIVIDAD. DESINTEGRACIONES RADIOACTIVAS.
La radioactividad es un mecanismo por el cual los núcleos inestables se transforman en otros más estables mediante la liberación de ciertas partículas.
PROCESOS ALFA BETA Y GAMMA.
Los rayos emitidos en un proceso radioactivo son de tres tipos fundamentales.
Las partículas alfa son núcleos de helio su carga es 2 + y su masa 4.
Las partículas beta son electrones se consideran con carga negativa y masa de 1/1850 del hidrogeno.
Las partículas gamma son fotones con mayor poder de penetración que los rayos x.
LEYES DE LAS REACCIONES
La emisión de una partícula alfa por parte de un núcleo origina un nuevo núcleo de un elemento con un número atómico inferior en dos unidades y un número másico inferior en cuatro unidades.
La emisión de una partícula beta ( ) electrón produce un nuevo núcleo de un elemento con un numero atómico superior en una unidad pero el proceso no varia sensiblemente su masa.
LEY DE DECAIMIENTO
Una ley de decaimiento expresa la disminución de una magnitud física.
La actividad de una sustancia radioactiva disminuye exponencialmente con el tiempo y consiste en la emisión de partículas como las alfa, beta, gamma, neutrones…
La emisión de partículas alfa beta….. es un fenómeno espontáneo y cada sustancia radioactiva tiene su propio ritmo de emisión de partículas radioactivas. Ello hace que exista una constante física llamada constante de desintegración que es característica de cada sustancia.
PERIODO DE SEMIDESINTEGRACIÓN T
Es el tiempo t que debe transcurrir durante un proceso radioactivo para que el número de átomos iniciales se reduzca a la mitad.
693,02ln
T
VIDA MEDIA τ
Es el valor medio de duración de los átomos de una sustancia radioactiva.
La vida media es el inverso del periodo de semidesintegración.
693,0
1 T
BALANCES ENERGÉTICOS EN LAS REACCIONES NUCLEARES
En una reacción nuclear se conserva la carga eléctricanumero total de nucleonesla masa la energía el momento.
FISIÓN
La fisión nuclear es la ruptura de un núcleo pesado en otros más ligeros.
Los neutrones son proyectiles para producir reacciones nucleares, pues como no tienen carga eléctrica no están sujetas a fuerzas de repulsión electrostática.
Penetran mejor en los núcleos que las otras partículas.
No necesitan energías grandes para producir la reacción.
La reacción más importante de fisión es la del Uranio.
EnergianYXnU 311
23592 Los núcleos X e Y dependen del proceso así se
pueden dar:
EnergianBaSbnU 314456
13551
11
23592
EnergianKrBanU 38936
14456
11
23592
Las características de la reacción de fisión son:
1.Se libera una gran cantidad de energía del orden de 150 Mev por cada núcleo fisionado.
1 Mev =1,602 10-13 Julios
2. Los nuevos neutrones producidos pueden originar nuevas reacciones de fisión.
FUSIÓN
Es la unión de núcleos ligeros de baja energía de enlace produciendo un núcleo mas pesado de mayor energía de enlace por nucleón.
La reacción de fusión mas importante es la del hidrogeno.
MevnHeHH 27,310
21
21
21
Una consecuencia es la fisión nuclear en la que un núcleo de A grande se divide en dos de A intermedia debido a que los núcleos con A intermedia son mas estables que los de A grande.
En la fusión nuclear dos o mas núcleos con A muy pequeña se combinan para dar un núcleo mas grande que tendría una energía de enlace por nucleón mayor ya que su valor de A estará mas cerca de A = 60 para el cual existe un máximo.
UTILIZACIÓN DE LOS RADIOISÓTOPOS Y REACCIONES NUCLEARES
Medicina: diagnostico tratamientoIndustria trazadores: radiografías mediciónInvestigación datación trazadores
Energía de enlace por nucleón
20 40 60 80 100 120 140
Numero atómico
EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA RADIACIÓN
Las radiaciones actúan sobre el organismo ionizando y excitando sus constituyentes afectando la composición química de la materia que atraviesan. En los tejidos vivos producen una pérdida de las funciones celulares.
Los efectos biológicos son de tres tipos Efector funcionales nauseas vómitos hemorragias quemaduras y muerteEfectos a largo plazo por aparición de cáncer.Efecto genéticos debido a efectos sobre los cromosomas.
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