Liceo Miguel de Cervantes y Saavedra Departamento de Química Tópico Generativo: “Radioactividad” Aprendizaje esperado:- Reconocer características de las reacción nucleares. - Identificar tipos de radiaciones generadas en reacciones Nucleares. EMISIONES RADIACTIVAS La química nuclear se encarga de estudiar las reacciones que ocurren en el núcleo del átomo. Para que una reacción nuclear se produzca deben participar los protones y neutrones. Reacciones nucleares versus reacciones químicas Características de las reacciones químicas nucleares: Participan protones, neutrones y otras partículas elementales del átomo. Los isótopos se intercombierten entre sí. Liberan o absorben grandes cantidades de energía. Las velocidades de reacción, en general, no son afectadas por cambios de temperatura, presión o por catalizadores. Características de las reacciones químicas: Participan solo electrones en la ruptura y formación de enlaces. Los átomos se ordenan por la ruptura y formación de enlaces. Liberan o absorben pequeñas cantidades de energía. Las velocidades de reacción son afectadas por cambios de temperatura, presión o por catalizadores. Notación nuclear Para representar los elementos que participan en una reacción nuclear se debe escribir el isótopo que está cambiando o produciéndose. Los isótopos son átomos con el número atómico iguales, pero diferente número de masa. Así, se anota el número másico (A) como superíndice y el número atómico (Z) como subíndice, según la expresión general: Por ejemplo, los isótopos del neón: Se puede escribir como: Cuando se indica un isótopo con un número atómico y másico, se le llama núclido. Familia Curie. Marie Sklodowska (más conocida como Marie Curie) junto a su esposo Pierre Curie recibieron el Nobel de Física pro descubrir la radiactividad. Luego, Marie recibe el Nobel de Química por aislar el radio y el polonio. Irene Curie (hija de ambos), y su marido Frederick Joliot, recibe el Nobel de Química por su trabajo en la síntesis de nuevos elementos radiactivos. REACTIVIDAD Es la emisión de partículas y/o radiaciones electromagnéticas que se generan espontáneamente en los núcleos inestables de un elemento radiactivo. Estos núcleos son llamados isótopos radiactivos. Al descomponer la radicación emitida por un isotopo y producirse una desintegración, se producen tres tipos de emisiones diferentes: alfa, beta y gamma REACCIONES Y ECUACION NUCLEAR Reacciones Nucleares Las reacciones nucleares se producen por un núcleo inestable, llamado núcleo padre, el cual emite espontáneamente radiaciones para transformarse en núcleo más estable, llamado núcleo hijo. El decaimiento radiactivo se representa mediante la ecuación general: El núcleo padre se estabiliza emitiendo partículas α, β– ,β+ Desintegración α Núcleos de gran masa (Z≥83). En este caso, el núcleo padre alcanza la estabilidad emitiendo partículas alfa (42He), transformándose en un núcleo hijo de menor masa, con un Z menor en dos unidades y un A menor a cuatro unidades. La ecuación nuclear general de desintegración es: Desintegración β Núcleos con exceso de neutrones. Cuando un núcleo tiene un exceso de neutrones se estabiliza aumentado la cantidad de protones. Para ello, sustituye neutrones por protones emitiendo radiación beta negativa (0-1e). Según esto, el Z del núcleo hijo es una unidad mayor que el del padre y A no cambia. Núcleos con exceso de protones. Cuando un núcleo tiene un exceso de protones, se estabiliza aumentando los neutrones. Esto lo logra emitiendo ( 0+1e), lo que corresponde a un haz radiación beta positiva( positrones). En la desintegración de β+, el Z del núcleo hijo es menor en una unidad, pero A no varia. El proceso se puede expresar: Al escribir una reacción nuclear se debe verificar si está balanceada para ello se debe cumplir que: 1. La masa debe ser la misma al inicio y término de la desintegración, por lo que el número total de protones y neutrones en los reactantes y productos debe ser igual. 2. Para conservar el número atómico (Z), el núcleo total de cargas nucleares en los productos y reactantes debe ser el mismo. Por ejemplo, para escribir la ecuación de desintegración nuclear del torio-234 emisor de partículas β– se debe: Primero, escribir la ecuación que expresa la emisión de la partículas beta negativa, quedando como incógnita el núcleo hijo (Y). Segundo calcular el valor de Z y A del núcleo hijo: Z= 90+1=91 Z=91, es el elemento paladio, A no varia. Finalmente, expresar la ecuación de desintegración: Trabajo sobre Radiactividad Nuclear. Nombre: ____________________________________ Curso: _____ 1. ¿Qué finalidad presenta la Química nuclear? ( 2ptos) __________________________________________________________ __________________________________________________________ 2. Indique tres diferencias entre las reacciones nucleares y las químicas ( 9ptos) ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ 3. ¿Qué es un isótopo y un isótopo radiactivo? ( 4ptos) ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ 4. ¿En que situaciones un elemento químico va hacer radiactivo? ( 3ptos) ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ 5. Explique con sus propias palabras las emisiones tanto α, β y γ ( 9ptos) ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ 6. ¿Cuáles fueron los aportes de la familia Curie a la química y la física? ( 2ptos) ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ 7. Defina: a. núcleo padre b. núcleo hijo ( 4ptos) ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ 8. Realice las reacciones nucleares para los siguientes elementos radiactivos indicando el núcleo padre e hijo y tipo de radiación liberada. ( 9ptos) 9. a. 6 C14 7 N14 + X ________________________________________________________________ 10. b. X 6 C12 + 1e 0 _____________________________________________________________ 11. 238 92U c. 90Th 234 + X _____________________________________________________________ 12. Realice la reacción nuclear para : ( 9ptos) 13. a. 234 90Th que es un emisor de partículas alfa ________________________________________________________________ 14. b. 19 K40 que es un emisor de positrones ________________________________________________________________ Las respuestas de la guía deben ser entregadas próxima clase. Se descontara puntaje por atraso. la