Taller colectivo de aprendizaje Los Isótopos en la Naturaleza.

IED SAN JOSÉ DE CASTILLA.
“UN CAMINO PARA LA CONVIVENCIA Y LA COMUNICACIÓN EN RED CON EL MUNDO”
AREA CIENCIAS NATURALES Y EDUCACION AMBIENTAL J. M Docente Stella Vásquez Ávila
Taller colectivo de aprendizaje
Los Isótopos en la Naturaleza.
Recordemos que los átomos están formados por un núcleo y una corteza ó periferia. En el núcleo
se ubican los protones y neutrones, de tamaño reducido y protones
cargados positivamente. La corteza, es una nube de electrones que rodea
al núcleo del átomo. El numero de protones que existe en el núcleo, es igual
al número de electrones que se encuentra en la corteza. Este número es un
entero, que recibe el nombre de Número atómico y se designa con la letra
“Z”. La suma correspondiente al número de protones y de neutrones en el
núcleo se denomina número másico del átomo y se designa por la letra “A”.
Se denominan “Isótopos” a cada una de las variedades de un átomo de
cierto elemento químico, que presenta diferenciaciones en el núcleo atómico. Es decir, su núcleo
presenta el mismo número atómico (Z), constituyendo el mismo elemento, pero presenta distinto
número másico (A). Por lo tanto, los isótopos de un mismo elemento solo difieren en el número
de neutrones que poseen.
La palabra “isótopo” proviene del vocablo “iso” que significa “igual” y de “topo” que significa
“suelo, tierra”. La etimología hace alusión a que los isótopos poseen el mismo (“iso”) número
atómico (Z) o cantidad de protones, que es la “base” o “piso” (suelo) para que el elemento químico
sea el mismo y no varíe en cuanto a su principal cualidad que es el núcleo.
Por ejemplo:
El carbono tiene dos isótopos: uno con A (número másico) =12, con 6 neutrones y otro con número
másico 13 (7 neutrones), que se representan como:
El carbono con número másico 12 es el más común (~99% de todo el carbono). Al otro isótopo se
le denomina carbono-13.
El hidrógeno presenta tres isótopos, y en este caso particular cada uno tiene un nombre diferente.
La forma más común es el hidrógeno, que es el único átomo que no tiene neutrones en su núcleo.
Hidrógeno
Deuterio
Tritio
El hidrógeno es el único elemento que tiene nombres y símbolos diferentes para cada uno de los
isótopos, como se explicita en la tabla adjunta:
Etimología
nº de
neutrones
Descubierto
A
Z
primero
0
1766
1
1
D o 2H1 deuterio
segundo
1
1932
2
1
T o 3H1
tercero
2
1934
3
1
Símbolo Nombre
H o 1H1
protio
tritio
En la lámina se ilustran los distintos isótopos del hidrógeno:
En general las propiedades químicas de un elemento están
determinadas fundamentalmente por los protones y
electrones de sus átomos y en condiciones normales los
neutrones no participan en los cambios químicos. Por ello
los isótopos de un elemento tendrán un comportamiento químico similar, formarán el mismo tipo de
compuestos y reaccionarán de manera semejante.
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Los elementos, en la naturaleza son una mezcla de isótopos. La masa atómica que se registra en
la tabla periódica es el promedio de todas las masas isotópicas naturales, de ahí que en la
mayoría no aparezcan números enteros.
Veamos unos ejercicios:
La Plata natural está constituida por una mezcla de dos isótopos de números másicos 107 y 109.
Sabiendo que abundancia isotópica es la siguiente: 107Ag =56% y 109Ag =44%. Deducir el peso
atómico de la plata natural.
Respuesta
.
Donde:
A = masa atómica del elemento natural
Ai = masa atómica de cada isótopo
xi = porcentaje de cada isótopo en la mezcla
Las siguientes son varias de las aplicaciones de diferentes isótopos en diversas áreas, como la
medicina:
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Cobalto-60. Para el tratamiento del cáncer porque emite una radiación con más energía
que la que emite el radio y es más barato que este.
Arsénico-73. Se usa como trazador para estimar la cantidad de arsénico absorbido por el
organismo y el arsénico-74 en la localización de tumores cerebrales.
Bromo-82. Útil para hacer estudios en hidrología tales como determinación de caudales de
agua, direcciones de flujo de agua y tiempos de residencia en aguas superficiales y
subterráneas, determinación de la dinámica de lagos y fugas en embalses.
Oro-198. De gran aplicación en la industria del petróleo: perforación de pozos para
búsqueda de petróleo, estudios de recuperación secundaria de petróleo, que se adelantan
en la determinación de producción incremental e industria petroquímica en general.
Fósforo-32. Es un isótopo que emite rayos beta y se usa para diagnosticar y tratar
enfermedades relacionadas con los huesos y con la médula ósea.
Escandio-46. Aplicable en estudios de sedimentología y análisis de suelos.
Lantano-140. Usado en el estudio del comportamiento de calderas y hornos utilizados en el
sector industrial.
Mercurio-147. De aplicación en celdas electrolíticas.
Nitrógeno-15. Se emplea a menudo en investigación médica y en agricultura. También se
emplea habitualmente en espectroscopia de resonancia magnética nuclear (NMR).
Yodo-131. Es uno de los radio nucleídos involucrados en las pruebas nucleares
atmosféricas, que comenzaron en 1945. Aumenta el riesgo de cáncer y posiblemente otras
enfermedades del tiroides y aquellas causadas por deficiencias hormonales tiroideas.
Radio-226. En tratamientos para curar el cáncer de la piel.
Bibliografía:
RESTREPO MERIÑO, FABIO. Química Básica Volumen 1 Susaeta ediciones. 1977 pág. 51
RESTREPO MERIÑO, FABIO. Química Básica Volumen 2. Susaeta ediciones.1978 pág.444 – 445
MORTIER, CHARLES. Química, México D.F. Ediciones Iberoamericanas.1983 pág. 80-81, 671’675,678.