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Principales compuestos químicos   12.química nuclear - 01 introducción a la química nuclear
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Introducción a la radiactividad

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Principales compuestos químicos   12.química nuclear - 01 introducción a la química nuclear Principales compuestos químicos 12.química nuclear - 01 introducción a la química nuclear Presentation Transcript

  • Lecciones dePrincipales Compuestos InorgánicosIntroducción a la radiactividad6: Química nuclear• aumentar el tamaño de las imágenes pulsando aquí• pasar las diapositivas con la tecla ▶ del tecladoSugerencias:http://triplenlace.com/lecciones-de-quimica-general/
  • Radioactividad naturalQuímica nuclearLa humanidad siempre estuvo sometida apequeñas dosis de radiactividad naturalprocedente de diversas fuentes…triplenlace.com
  • Radioactividad naturalQuímica nuclear• Elementos radioactivos en la naturalezatriplenlace.com
  • Radioactividad naturalQuímica nuclear• Elementos radioactivos en la naturaleza• Rayos gamma procedentes de rayos cósmicostriplenlace.com
  • Radioactividad naturalQuímica nuclear• Elementos radioactivos en la naturaleza• Rayos gamma procedentes de rayos cósmicoshasta que descubrió qué era eso de la radiactividad y produjo mucha mástriplenlace.com
  • Radioactividad naturalQuímica nuclear• Elementos radioactivos en la naturaleza• Rayos gamma procedentes de rayos cósmicosRadioactividad “moderna”triplenlace.com
  • Radioactividad naturalQuímica nuclear• Elementos radioactivos en la naturaleza• Rayos gamma procedentes de rayos cósmicosRadioactividad “moderna”• Minería de elementos radioactivos paratriplenlace.com
  • Radioactividad naturalQuímica nuclear• Elementos radioactivos en la naturaleza• Rayos gamma procedentes de rayos cósmicosRadioactividad “moderna”• Minería de elementos radioactivos para• obtención de energía• uso militar• aplicaciones médicas• investigacióntriplenlace.com
  • Radioactividad naturalQuímica nuclear• Elementos radioactivos en la naturaleza• Rayos gamma procedentes de rayos cósmicosRadioactividad “moderna”• Minería de elementos radioactivos para• obtención de energía• uso militar• aplicaciones médicas• investigaciónReacciones nuclearestriplenlace.com
  • Radioactividad naturalQuímica nuclear• Elementos radioactivos en la naturaleza• Rayos gamma procedentes de rayos cósmicosRadioactividad “moderna”• Minería de elementos radioactivos para• obtención de energía• uso militar• aplicaciones médicas• investigaciónReacciones nucleares• Transmutación o alteraciones de los núcleostriplenlace.com
  • Radioactividad naturalQuímica nuclear• Elementos radioactivos en la naturaleza• Rayos gamma procedentes de rayos cósmicosRadioactividad “moderna”• Minería de elementos radioactivos para• obtención de energía• uso militar• aplicaciones médicas• investigaciónReacciones nucleares• Transmutación o alteraciones de los núcleos• Participan tanto electrones como otras partículas subatómicastriplenlace.com
  • Radioactividad naturalQuímica nuclear• Elementos radioactivos en la naturaleza• Rayos gamma procedentes de rayos cósmicosRadioactividad “moderna”• Minería de elementos radioactivos para• obtención de energía• uso militar• aplicaciones médicas• investigaciónReacciones nucleares• Transmutación o alteraciones de los núcleos• Participan tanto electrones como otras partículas subatómicas• Se absorben o liberan enormes cantidades de energíatriplenlace.com
  • Radioactividad naturalQuímica nuclear• Elementos radioactivos en la naturaleza• Rayos gamma procedentes de rayos cósmicosRadioactividad “moderna”• Minería de elementos radioactivos para• obtención de energía• uso militar• aplicaciones médicas• investigaciónReacciones nucleares• Transmutación o alteraciones de los núcleos• Participan tanto electrones como otras partículas subatómicas• Se absorben o liberan enormes cantidades de energía• La v de reacción no se afecta (e.g.) por T, p, catalizadores…triplenlace.com
  • Química nuclearEscala de radioactividad de los elementos (los azules nolo son; los granates son los más radiactivos)triplenlace.com
  • Química nuclearEstabilidad de isóotopostriplenlace.com
  • Química nuclearEstabilidad de isóotoposNúclido: especie atómica caracterizadapor la constitución de su núcleotriplenlace.com
  • Química nuclearEstabilidad de isóotoposNúclido: especie atómica caracterizadapor la constitución de su núcleo• 339 naturales• > 3000 producidos en reacciones nuclearestriplenlace.com
  • Química nuclearEstabilidad de isóotoposNúclido: especie atómica caracterizadapor la constitución de su núcleo• 339 naturales• > 3000 producidos en reacciones nuclearesIsótopos: conjunto de núclidos de igualnº de protones (es decir, número atómico,es decir, del mismo elemento químico)triplenlace.com
  • Química nuclearEstabilidad de isóotoposNúclido: especie atómica caracterizadapor la constitución de su núcleo• 339 naturales• > 3000 producidos en reacciones nuclearesIsótopos: conjunto de núclidos de igualnº de protones (es decir, número atómico,es decir, del mismo elemento químico)Cada punto representa unnúclido. Los negros son losestables. La línea representapuntos de igualdad de neutronesy protonestriplenlace.com
  • Química nuclearEstabilidad de isóotoposAmpliación de una zona de lagráfica anterior. Los núclidosrosas y azules son inestables.triplenlace.com
  • Química nuclearEstabilidad de isóotopostriplenlace.com
  • Química nuclearEstabilidad de isóotopos• Son especialmente estables:triplenlace.com
  • Química nuclearEstabilidad de isóotopos• Son especialmente estables:• los que contienen “número mágico” de protones o de neutrones(2, 8, 20, 50, 82, 126)triplenlace.com
  • Química nuclearEstabilidad de isóotopos• Son especialmente estables:• los que contienen “número mágico” de protones o de neutrones(2, 8, 20, 50, 82, 126)• los que tienen número par de protones y/o de neutrones:triplenlace.com
  • Química nuclearEstabilidad de isóotopos• Son especialmente estables:• los que contienen “número mágico” de protones o de neutrones(2, 8, 20, 50, 82, 126)• los que tienen número par de protones y/o de neutrones:par-par > par-impar impar-par > impar-impartriplenlace.com
  • Química nuclearEnergía de enlace nucleartriplenlace.com
  • Química nuclearEnergía de enlace nuclearEnergía necesaria para romper un núcleo en sus nucleonestriplenlace.com
  • Química nuclearEnergía de enlace nuclearEnergía necesaria para romper un núcleo en sus nucleonesoEnergía que se desprende cuando se forma un núcleo a partir de sus nucleonestriplenlace.com
  • Química nuclearEnergía de enlace nuclearEnergía necesaria para romper un núcleo en sus nucleonesoEnergía que se desprende cuando se forma un núcleo a partir de sus nucleonesAl unirse los nucleones parte de su masase transforma en energía: E = c2 mtriplenlace.com
  • Química nuclearEnergía de enlace nucleartriplenlace.com
  • Química nuclearEnergía de enlace nuclearEl hierro es el elemento con másenergía de enlace nuclear. Poreso es tan estable y tanabundante en el Universotriplenlace.com
  • Química nuclearSeries radiactivastriplenlace.com
  • Química nuclearSeries radiactivasSe conocenmuchos procesoscompletos dedesintegración.Este es el deluranio-238, queacaba en plomo-206 (estable)triplenlace.com
  • Química nuclearCinética de la desintegración nucleartriplenlace.com
  • Química nuclearCinética de la desintegración nuclear• Unidades de desintegración• 1 Bq (becquerel)= 1 desintegración/segundo• 1 Ci (curie) = 3,7 1010 desintegraciones/segundotriplenlace.com
  • Química nuclearCinética de la desintegración nuclear• Unidades de desintegración• 1 Bq (becquerel)= 1 desintegración/segundo• 1 Ci (curie) = 3,7 1010 desintegraciones/segundo• La velocidad de desintegración es proporcional al número denúcleos que quedan sin desintegrartriplenlace.com
  • Química nuclearCinética de la desintegración nuclear• Unidades de desintegración• 1 Bq (becquerel)= 1 desintegración/segundo• 1 Ci (curie) = 3,7 1010 desintegraciones/segundo• La velocidad de desintegración es proporcional al número denúcleos que quedan sin desintegrar• Se sigue una cinética de primer orden: v = t ( es propio de cada núclido)triplenlace.com
  • Química nuclearCinética de la desintegración nuclear• Unidades de desintegración• 1 Bq (becquerel)= 1 desintegración/segundo• 1 Ci (curie) = 3,7 1010 desintegraciones/segundo• La velocidad de desintegración es proporcional al número denúcleos que quedan sin desintegrar• Se sigue una cinética de primer orden: v = t ( es propio de cada núclido)ln(Nt/N0) = – t Nt = N0e– ttriplenlace.com
  • Química nuclearCinética de la desintegración nuclear• Unidades de desintegración• 1 Bq (becquerel)= 1 desintegración/segundo• 1 Ci (curie) = 3,7 1010 desintegraciones/segundo• La velocidad de desintegración es proporcional al número denúcleos que quedan sin desintegrar• Se sigue una cinética de primer orden: v = t ( es propio de cada núclido)ln(Nt/N0) = – t Nt = N0e– t• Periodo de semidesintegración (semivida): t½ = 0,693 /Tiempo que tarda endesintegrarse la mitad de unamasa m de especie radiactivatriplenlace.com
  • Química nuclearCinética de la desintegración nuclear• Unidades de desintegración• 1 Bq (becquerel)= 1 desintegración/segundo• 1 Ci (curie) = 3,7 1010 desintegraciones/segundo• La velocidad de desintegración es proporcional al número denúcleos que quedan sin desintegrar• Se sigue una cinética de primer orden: v = t ( es propio de cada núclido)ln(Nt/N0) = – t Nt = N0e– t• Periodo de semidesintegración (semivida): t½ = 0,693 /• Vida promedio: = 1 /Tiempo medio que tarda endesintegrarse un núcleo radiactivotriplenlace.com
  • Química nuclearPeriodos de semidesintegraciónPara comparar, daremos algunos valores deperiodos de semidesintegración de algunasespecies radiactivas que se desintegranemitiendo partículas alfa (después veremosqué son estas partículas)triplenlace.com
  • Química nuclearUranio 2357,038 · 108añosUranio 2384,468 · 109añosPotasio 401,28 · 109añosRubidio 874,88 · 1010añosCalcio 411,03 · 105añosCarbono 14 5760 añosRadio 226 1602 años Cesio 137 30,07 años Bismuto 207 31,55 añosEstroncio 90 28,90 años Cobalto 60 5,271 años Cadmio 109 462,6 díasYodo 131 8,02 días Radón 222 3,82 días Oxígeno 15122segundosPeriodos de semidesintegraciónPlutoniotriplenlace.com
  • Química nuclearNomenclaturatriplenlace.com
  • Química nuclearNomenclaturaEZAEn general, cualquier isótopo se puederepresentar así.E es el símbolo del elementoZ es el número de protones (número atómico)A es la suma de protones y neutronestriplenlace.com
  • Química nuclearNomenclaturaEZA(A = Z + N)triplenlace.com
  • Química nuclearNomenclaturaEZA(A = Z + N)E–ATambién se suelenombrar así. Porejemplo: uranio-238triplenlace.com
  • Química nuclearNomenclaturaEZA(A = Z + N)E–Atriplenlace.com
  • Química nuclearNomenclaturaEZA(A = Z + N)E–AC611triplenlace.com
  • Química nuclearNomenclaturaEZA(A = Z + N)E–AC611C–11triplenlace.com
  • Química nuclearRegla general de las reacciones nuclearesE E E EZ1 Z2 Z3 Z4A1 A2 A3 A4+  +A1 A2 A3 A4+  +Z1 Z2 Z3 Z4+  +Teniendo las fórmulas de las siguientes partículas o rayos:420-1010011p 10ntriplenlace.com
  • Química nuclearTipos de radiacionestriplenlace.com
  • Química nuclearTipos de radiaciones• Partículastriplenlace.com
  • Química nuclearTipos de radiaciones• Partículas• Partículas –triplenlace.com
  • Química nuclearTipos de radiaciones• Partículas• Partículas –• Partículas +triplenlace.com
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  • Química nuclearTipos de radiaciones• Partículas• Partículas –• Partículas +• Rayos• Captura electrónicatriplenlace.com
  • Química nuclearTipos de radiaciones• Partículas• Partículas –• Partículas +• Rayos• Captura electrónicaOtras reacciones nuclearestriplenlace.com
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  • Química nuclearTipos de radiaciones• Partículas• Partículas –• Partículas +• Rayos• Captura electrónicaOtras reacciones nucleares• Bombardeo• Fisióntriplenlace.com
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  • Química nuclearDesintegracióntriplenlace.com
  • Química nuclearDesintegración• Partícula : núcleo de helio (He2+, 4He, 42 )triplenlace.com
  • Química nuclearDesintegración• Partícula : núcleo de helio (He2+, 4He, 42 )• Su energía inicial es muy alta (entre 5 y 9 MeV) pero la pierdenrápidamente porque la invierten en ionizar el medio.triplenlace.com
  • Química nuclearDesintegración• Partícula : núcleo de helio (He2+, 4He, 42 )• Su energía inicial es muy alta (entre 5 y 9 MeV) pero la pierdenrápidamente porque la invierten en ionizar el medio.• Penetran cms en el aire y mms en materiales más densostriplenlace.com
  • Química nuclearDesintegración• Partícula : núcleo de helio (He2+, 4He, 42 )• Su energía inicial es muy alta (entre 5 y 9 MeV) pero la pierdenrápidamente porque la invierten en ionizar el medio.• Penetran cms en el aire y mms en materiales más densostriplenlace.com
  • Química nuclearDesintegración• Partícula : núcleo de helio (He2+, 4He, 42 )• Su energía inicial es muy alta (entre 5 y 9 MeV) pero la pierdenrápidamente porque la invierten en ionizar el medio.• Penetran cms en el aire y mms en materiales más densos24195Am  23793Np + 42triplenlace.com
  • Química nuclearDesintegración• Partícula : núcleo de helio (He2+, 4He, 42 )• Su energía inicial es muy alta (entre 5 y 9 MeV) pero la pierdenrápidamente porque la invierten en ionizar el medio.• Penetran cms en el aire y mms en materiales más densos24195Am  23793Np + 42Una regla general de las reacciones nucleares es:Areactivos = AproductosZreactivos = ZproductosEn este caso:241 = 237 + 495 = 93 + 2triplenlace.com
  • Química nuclearDesintegración –triplenlace.com
  • Química nuclearDesintegración –• Partícula – (negatón, 0-1 ): electrón muy energético (10-2 y 1 MeV)triplenlace.com
  • Química nuclearDesintegración –• Partícula – (negatón, 0-1 ): electrón muy energético (10-2 y 1 MeV)• Núcleos con exceso de neutrones pueden emitir un electrón nuclearpara convertir un neutrón en un protón: 10n  11p + 0-1triplenlace.com
  • Química nuclearDesintegración –• Partícula – (negatón, 0-1 ): electrón muy energético (10-2 y 1 MeV)• Núcleos con exceso de neutrones pueden emitir un electrón nuclearpara convertir un neutrón en un protón: 10n  11p + 0-1• Mucho más penetrantes que las partículastriplenlace.com
  • Química nuclearDesintegración –• Partícula – (negatón, 0-1 ): electrón muy energético (10-2 y 1 MeV)• Núcleos con exceso de neutrones pueden emitir un electrón nuclearpara convertir un neutrón en un protón: 10n  11p + 0-1• Mucho más penetrantes que las partículas• C-14 es un emisor de partículas –triplenlace.com
  • Química nuclearDesintegración –• Partícula – (negatón, 0-1 ): electrón muy energético (10-2 y 1 MeV)• Núcleos con exceso de neutrones pueden emitir un electrón nuclearpara convertir un neutrón en un protón: 10n  11p + 0-1• Mucho más penetrantes que las partículas• C-14 es un emisor de partículas –triplenlace.com
  • Química nuclearDesintegración –• Partícula – (negatón, 0-1 ): electrón muy energético (10-2 y 1 MeV)• Núcleos con exceso de neutrones pueden emitir un electrón nuclearpara convertir un neutrón en un protón: 10n  11p + 0-1• Mucho más penetrantes que las partículas• C-14 es un emisor de partículas –31H  32He + 0-1triplenlace.com
  • Química nuclearEmisión de positrones +triplenlace.com
  • Química nuclearEmisión de positrones +• Son “electrones positivos”triplenlace.com
  • Química nuclearEmisión de positrones +• Son “electrones positivos”• Núcleos con exceso de protones pueden convertir un protón en unneutrón: 11p  10n + 01triplenlace.com
  • Química nuclearEmisión de positrones +• Son “electrones positivos”• Núcleos con exceso de protones pueden convertir un protón en unneutrón: 11p  10n + 01• El 22Na y el 65Zn son emisores de positronestriplenlace.com
  • Química nuclearEmisión de positrones +• Son “electrones positivos”• Núcleos con exceso de protones pueden convertir un protón en unneutrón: 11p  10n + 01• El 22Na y el 65Zn son emisores de positronestriplenlace.com
  • Química nuclearEmisión de positrones +• Son “electrones positivos”• Núcleos con exceso de protones pueden convertir un protón en unneutrón: 11p  10n + 01• El 22Na y el 65Zn son emisores de positrones116C  115B + 01triplenlace.com
  • Química nuclearCaptura electrónicatriplenlace.com
  • Química nuclearCaptura electrónica• Núcleos con exceso de protones pueden capturar un electrón propio(K): 11p + 0-1  10ntriplenlace.com
  • Química nuclearCaptura electrónica• Núcleos con exceso de protones pueden capturar un electrón propio(K): 11p + 0-1  10ntriplenlace.com
  • Química nuclearCaptura electrónica• Núcleos con exceso de protones pueden capturar un electrón propio(K): 11p + 0-1  10n74Be + 0-1  73Litriplenlace.com
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  • Química nuclearRadiación• Rayos : mucho más penetrantes que las partículas -• Los núcleos que se descomponen produciendo rayos suelen emitirtambién partículas –y• Ej.: 198Au  198Hg* (+ -)  198Hg + 0033He*  33He + 00Helio-3activadotriplenlace.com
  • Química nuclearCapacidad de penetracióntriplenlace.com
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