Mapa mental
Química nuclear
Contenido del mapa
Química nuclear
Radiactividad
- Descubierta por Becquerel a través del estudio del uranio
- Observa la fosforescencia
- Propiedad que permite a ciertos materiales absorber energía y emitirla luego en forma de radiación
- Los rayos provenientes del mineral difieren de los rayos x, en que las radiaciones del uranio se emitían de manera espontánea
- Matrimonio Curie descubren que el fenómeno era exclusivo del núcleo del átomo
- Descubren dos elementos radiactivos, polonio y radio
- Observa la fosforescencia
- Proceso exergónico donde los núcleos hijos son más estables que el núcleo padre
- Tipos de emisiones
- Radiactividad natural
- Radiactividad artificial
- Ocurre por bombardeo de neutrones de un núcleo estable no radiactivo
- Descubierta por Becquerel a través del estudio del uranio
Isótopos
- Mismos elementos que se diferencian de la cantidad de neutrones
- Mismo número atómico (Z)
- Distinto número másico (A)
- El isótopo más pesado es el más radioactivo (más inestable)
- La masa atómica promedio es el promedio de abundancia isotópica
- Los isótopos de un elemento tienen siempre el mismo comportamiento químico, como el mismo tipo de enlace con otros átomos y formación de los mismos compuestos químicos
Isóbaros
- Distintos elementos de igual masa atómica
- No presentan el mismo comportamiento químico
Isótonos
- Distintos elementos con el mismo número de neutrones
Átomos isoelectrónicos
- Elementos diferentes con el mismo número de electrones, por lo tanto igual configuración electrónica
Descubrimiento de los rayos x
- Descubiertos por Roentgen
- Los rayos catódicos no podían atravesar el tubo de vidrio, pero observó que una radiación invisible atravesaba las paredes e impactaba una pantalla cubierta con una sal fluorescente que destellaba cada vez que conectaba el tubo de descarga. La radiación invisible la denominó rayos x
- Von Laue determinó la naturaleza electromagnética de los ayos x
- Propiedades de los rayos x
- Son radiaciones electromagnéticas
- Se propagan en línea recta a la velocidad de la luz
- Imposible de desviar su trayectoria por un lente o prisma, pero si por una red cristalina
- Son radiaciones ionizantes
- Pueden destruir células vivas
- El grado de penetración depende de su energía y la naturaleza del medio que atraviesa
Radioactividad
- Fenómeno que ocurre cuando un núcleo es inestable y emite partículas y/o radiaciones electromagnéticas de manera espontánea
Transmutación nuclear
- Ocurre cuando se bombardea al núcleo con neutrones, protones y otro núcleo
- Átomo se transforma en otro por el cambio del número de protones, de forma natural o artificial
- Ocurre cuando se bombardea al núcleo con neutrones, protones y otro núcleo
Conceptos
- Núclido o nucleoide
- Caracterización de un núcleo con un número definido de protones y neutrones
- Un radionúclidos es la forma inestable de un núclido que emite radiaciones a medida que se descompone y se vuelve más estable
- Decaimiento radiactivo
- Sucesión de reacciones para que un núcleo inestable modifique su número atómico y se estabilice
- Franja de estabilidad
- Se ubican los elementos que son estables
- Izquierda de la franja
- Núclidos con exceso de neutrones
- Se debe disminuir los neutrones y aumentar a los protones
- Emite radiaciones beta
- Derecha de la franja
- Núclidos con exceso de protones
- Se debe disminuir los protones y aumentar a los neutrones
- Emite un positrón o realiza una captura electrónica
- Nucleones
- Partículas que conforman el núcleo
- Núcleo inestable
- Núcleo que experimenta un proceso de desintegración nuclear
- Núclido o nucleoide
Emisiones radioactivas
- Emisión alfa
- Carga eléctrica +2
- Masa atómica de 4, 2 protones y 2 neutrones
- Idéntico al núcleo de Helio
- Poco poder de penetración
- Gran capacidad ionizante
- Captura electrónica
- Electrón proveniente de las capas más internas del átomo cae dentro del núcleo
- Protón se transforma en neutrón
- Emisión gamma
- Radiación electromagnética de alta energía, sin masa ni carga eléctrica
- Se forman isómeros nucleares
- Radioelemento existe en dos formas distintas, amabas con el mismo número atómico y masa atómica, pero con diferente energía
- Mayor poder de penetración en comparación con emisiones alfa y beta
- Tienen el menor poder ionizante
- Emisión de positrones
- Protón del núcleo se transforma en neutrón
- Aniquilación
- Positrón choca con un electrón, ambos se aniquilan y se emiten dos fotones de radiación gamma
- Emisión beta
- Carga eléctrica -1
- Partículas beta idénticas a los electrones y son más pequeñas que las alfas
- Viajan a una velocidad cercana a la de la luz
- Mucho más penetrantes que las radiaciones alfa
- Provienen del núcleo producto de la desintegración de un neutrón
- Núcleo hijo isóbaro al átomo que lo generó
- Emisión alfa
Estabilidad de radionúclidos
- Núcleos con un número atómico mayor a 84 es inestable, y desintegra de manera espontánea, emitiendo partículas alfa
- Núcleos con número par de protones y neutrones son más estables que los asociados a impares
- La estabilidad puede relacionarse con la cantidad de protones y neutrones
- Entre menor cantidad de isótopos, más estabilidad
- Interacciones de corto alcance
- Permite mantener unidos a los nucleones
Series radiactivas
- Proceso completo que inicia con el núcleo radiactivo que pasará por sucesivas emisiones y transmutaciones, terminando un núcleo más estable
- Serie más estudiada es el de uranio-238 que termina en plomo-206 (átomo totalmente estable)
- Proceso completo que inicia con el núcleo radiactivo que pasará por sucesivas emisiones y transmutaciones, terminando un núcleo más estable
Período de semidesintegración o tiempo de vida media
- Tiempo que demora una muestra radiactiva en tener la mitad de su radiación inicial
- Masa remanente
- Masa que queda
- Si la vida media es larga, su velocidad es lenta o baja
- Si la vida media es pequeña, la velocidad es grande o rápida
- Mide la velocidad de las emisiones
Fenómenos radiactivos
- Fisión
- Núcleo pesado se divide en varios núcleos más pequeños al incidir en él un neutrón
- Libera grandes cantidades de energía
- Se fisionan el uranio-235, uranio-233 y plutonio-239
- Se liberan más neutrones de los que son capturados, estos pueden inducir a nuevas reacciones de fisión
- Masa crítica
- Cantidad mínima de masa necesaria para que los neutrones sean capturados, así se forma una reacción en cadena
- Bomba atómica
- Primera aplicación de la fisión
- Fusión
- Dos o más núcleos livianos se unen formando un solo núcleo hijo de mayor masa
- Se libera una enorme cantidad de energía
- Productos no radiactivos
- Para fusionar dos núcleos se necesita vencer sus fuerzas de repulsión
- Se necesita cerca de 15 millones de grados Celsius (temperatura del núcleo del sol)
- Fisión
Reactor nuclear
- Instalación donde se produce, mantiene y controla una reacción nuclear en cadena
- Funcionan realizando fisión y utilizando el calor liberado de esta reacción para hervir agua
- Las centrales nucleares se encuentran instaladas cerca de una fuente abundante de agua
- La energía calorífica del vapor de agua se convierte en energía mecánica en una turbina, luego la energía mecánica se convierte en energía eléctrica mediante un generador
- Para reutilizar el vapor de agua hay que refrigerarla antes de volverla a introducir en el circuito, para esto entra en un tanque de condensación donde se enfría y se vuelve líquido, y mediante de una bomba vuelve nuevamente al reactor nuclear
- Presenta varillas de carbono o boro que es el sistema de control de la reacción, atrapando neutrones
- Genera contaminación, eliminan a la atmósfera grandes cantidades de materiales radiactivos provenientes de los desechos nucleares
Aplicaciones de la radiactividad
- Agricultura
- Mutaciones en las plantas
- Optimizar el uso de fertilizantes
- Luchar contra las plagas (insecticidas)
- Industria
- Medicina
- Campo de diagnóstico
- Obtención de imágenes
- Estudiar el modo de acción de los medicamentos
- Detectar una anomalía
- Tratamientos de cáncer
- Radiología y radioterapia
- Arqueología
- Utiliza el carbono-14 que se forma en la atmósfera superior por reacción entre átomos de nitrógeno y neutrones
- El carbono-14 se combina con oxígeno para formar dióxido de carbono, que es incorporado por las plantas durante la fotosíntesis, y así entra en las cadenas alimenticias
- Al morir el organismo, la cantidad de carbono-14 disminuye, ya que emite radiaciones del tipo beta negativo
- La vida media del carbono-14 es de 5730 años
- En geología, se utiliza el carbono-14, uranio-238 y potasio-40 para datar edades de rocas
- Agricultura
Información
- Descripción
- Mapa Mental sobre Química nuclear, creado por Javiera Prqz el 15/04/2019.
- Creado por
- Javiera Prqz
- Visitas
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