QUÍMICA: Espectros, átomos y núcleos: El núcleo atómico - 2ª parte
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Química

ESPECTROS, ÁTOMOS Y NÚCLEOS

El núcleo atómico - 2ª parte


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La constitución del núcleo (continuación)

a primera estimación del tamaño del núcleo atómico fue efectuada por Rutherford. Según sus cálculos, el núcleo debía tener un diámetro del orden de 10-15 m frente a los 10-10 m del átomo completo, es decir, unas cien mil veces más pequeño. Ello significa que si un átomo creciese hasta alcanzar el tamaño de la Tierra, su núcleo no sobrepasaría el de un balón de balonmano.

Experimentos posteriores han encontrado que el tamaño del núcleo, medido por su radio, es proporcional a la raíz cúbica del número de nucleones, es decir,

con Ro aproximadamente igual a 1,1 · 10-15 m. Conocidos el tamaño y la masa nuclear, es posible estimar su densidad, que alcanza valores extremadamente altos, del orden de 2 · 1017 kg/m3. Un dado de un centímetro de lado formado sólo por núcleos atómicos pesaría del orden de cien millones de toneladas.

Investigaciones recientes han revelado que a su vez los nucleones poseen una estructura interna; son de hecho combinaciones diferentes de ciertas subpartículas llamadas quarks. La unión entre los quarks en el interior de un nucleón se produce gracias a otra partícula que hace el papel de pegamento y que se denomina gluón.

La desintegración radiactiva

Algunos núcleos atómicos son inestables y sufren transformaciones en su interior, transformaciones que van acompañadas de la emisión de uno o más tipos de partículas. Este fenómeno se conoce como desintegración radiactiva o radiactividad. La desintegración radiactiva supone la transformación de núcleos de un tipo en nuevas especies nucleares que pueden a su vez ser inestables, dando lugar así a una sucesión de elementos radiactivos o serie radiactiva. La mayor parte de los isótopos radiactivos presentes en la naturaleza pertenecen a una de las cuatro series conocidas por el nombre del elemento progenitor o cabeza de la serie. Son la serie del torio (90Th232), la serie del neptunio (92Th237), la serie del uranio (92Th238) y la serie del actinio (92Ac235).

Estas transformaciones nucleares van acompañadas de la emisión de partículas a (núcleos de heIio 2He4), de partículas b (electrones -1eo) o de rayos y. En el primer caso, al pasar de un elemento a otro de la serie, el número másico A se reduce en 4 unidades y el número atómico Z en dos; en el segundo el número másico no sufre cambio alguno, pero en virtud de la conservación de la carga eléctrica el número de protones Z aumenta en una unidad; la desintegración b puede considerarse como la conversión de un neutrón en un protón y un electrón, de ahí que A no varíe, pues aunque Z aumenta en una unidad, N disminuye en igual cantidad. La emisión de rayos y, al tratarse de radiación electromagnética, no cambia ni el número másico A ni el número atómico Z del núcleo inicial.


La desintegración radiactiva supone la emisión de radiación a, b y y. En estas reacciones se conserva el número total de nucleones y la carga eléctrica. En el caso de la desintegración a, se bombardea con núcleos de helio 2He4pasando de un elemento a otro de la serie.

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