Radiactividad y Ecuaciones Nucleares

La región más densa de un átomo es el núcleo, que contiene protones y neutrones, denominados colectivamente nucleones. El tipo de átomo definido por un número específico de protones y neutrones se conoce como nucleído. La notación de un nucleído comprende el símbolo de un elemento, un número atómico y un número de masa.

Una de las varias notaciones abreviadas para los nucleídos utiliza el nombre del elemento, un guion y el número de masa. Los nucleídos con el mismo número atómico, pero diferentes números de masa se denominan isótopos entre sí. Por lo tanto, el carbono tiene tres isótopos que se muestran aquí.

Los nucleídos también se caracterizan por su estado energético. Por ejemplo, el isótopo único tecnecio-99 existe en dos estados diferentes:el estado fundamental de menor energía y un estado excitado de larga duración llamado estado metaestable. Estas dos especies, aunque tienen el mismo número de protones y neutrones, son nucleídos diferentes.

Curiosamente, algunos elementos de la tabla periódica tienen nucleídos estables, que permanecen intactos indefinidamente. Por el contrario, algunos elementos solo tienen nucleídos inestables, llamados radionucleídos. Por ejemplo, la desintegración nuclear espontánea del uranio-238 produce torio-234.

El proceso se denomina desintegración radiactiva. El nucleído secundario producido durante la desintegración puede ser estable o radiactivo. El proceso va acompañado de la emisión de pequeños fragmentos o radiación electromagnética.

Las partículas alfa son equivalentes a los núcleos de helio. Su emisión reduce el número atómico en 2 y el número másico en 4. Las partículas beta son equivalentes a los electrones;cuando se emite, el número atómico del nucleído secundario aumenta en 1.

Como tienen una carga negativa, se llama radiación beta menos. La emisión de un positrón, que tiene la misma masa que un electrón pero carga opuesta, reduce el número atómico en 1. A menudo se denomina emisión beta-plus.

Los rayos gamma son radiación electromagnética de alta energía, cuya emisión no cambia ni el número atómico ni el de masa. La emisión de protones disminuye el número de masa y el número atómico en 1 cada uno, mientras que la emisión de neutrones reduce el número de masa en 1. Las ecuaciones nucleares grafican la diferencia entre los nucleídos primarios y secundarios e indican la naturaleza de la desintegración.

La desintegración radiactiva del uranio-238 a torio-234 va acompañada de la emisión de partículas alfa. Las ecuaciones nucleares están equilibradas al igual que las ecuaciones químicas. La suma de los números de masa es la misma en cada lado de la ecuación.

Como esta es la desintegración alfa, también lo es sumar los números atómicos.