Isótopo
De Construmatica
cat.: isòtop m., eng.: isotope.
Definición
- m. Los isótopos son diferentes tipos de átomos con las mismas propiedades químicas y el mismo sitio en la Tabla Periódica de los Elementos, diferenciándose por sus pesos atómicos y cuyos núcleos difieren en su número de neutrones.
Descripcion Ampliada
Los átomos que son isótopos entre sí se encuentran en el mismo sitio de la Tabla Periódica pues tienen igual número atómico Z (número de protones en el núcleo) pero diferente número másico A (suma del número de neutrones y el de protones en el núcleo).
La estabilidad de los átomos depende de la relación neutrones / protones de su núcleo, es a ésto que llamamos isótopos, al conjunto de neutrones / protones.
En la ingeniería nuclear se usan los isótopos menos estables (p. ejemplo el Uranio enriquecido empleado para producir reacciones controladas en las Centrales Nucleares) para la producción de energía energía eléctrica, energía cinética, energía térmica, etc.
La mayoría de los elementos químicos poseen más de un isótopo. Solo 21 de los elementos (ejemplos: berilio, sodio) poseen un solo isótopo natural.
Los isótopos se denominan por el nombre del elemento correspondiente seguido por el número másico, separados habitualmente por un guión (carbono-12, carbono-14, uranio-238, etc.).
Los átomos de un isótopo pueden ser: estables o inestables.
Un isótopo estable puede ser natural o artificialmente radiactivo.
Todos los isótopos de los elementos más pesados como el Polonio-84, son radiactivos e inestables; mientras que casi los elementos livianos son estables o no radiactivos hasta el Bismuto-83.
No obstante, algunos elementos más livianos tienen isótopos radiactivos naturales.
El carbono-14 y el potasio-40 son isótopos radiactivos naturales.
Radioisótopos
Son átomos radiactivos hechos por el hombre (pueden usarse en beneficio de la humanidad o para la destrucción).
La radiactividad que emana de los isótopos puede percibirse por medio de un contador Geiger o de otros instrumentos.
La radiación de la radiactividad viene de tres tipos de rayos, que se llaman Rayos Alfa, Beta y Gamma.
- Rayos Alfa : se componen de pequeños paquetes en cada uno de los cuales hay dos neutrones y dos protones.
- Rayos Beta: se componen de electrones.
- Rayos Gamma : no son partículas sino ondas de energía liberadas al desintegrarse un átomo.
Estos rayos se mueven a grandes velocidades.
Los Gamma tienen la misma velocidad que la luz (300,000 Km/seg), y son los más potentes de los tres. Los rayos Beta se mueven casi con la misma rapidez que los Gamma, mientras que los Alfa no tienen esa velocidad, sino tienen una velocidad aproximadamente 19,000 Km/seg.
Tipos de isótopos
Cuando la relación entre el número de protones y de neutrones no es la apropiada para obtener la estabilidad nuclear, el isótopo es radiactivo.
Por ejemplo, en la naturaleza el carbono se presenta como una mezcla de tres isótopos con números de masa 12, 13 y 14: 12C, 13C y 14C. Sus abundancias respecto a la cantidad global de carbono son respectivamente: 98,89%, 1,11% y trazas.
Los isótopos se subdividen en:
- Isótopos estables (existen menos de 300) y
- Isótopos no estables o isótopos radiactivos (existen alrededor de 1.200).
El concepto de estabilidad no es exacto, porque existen isótopos casi estables. Su estabilidad radica en que, aunque son radiactivos, tienen una semivida extremadamente larga comparada con la edad de la Tierra.
Radiactividad
Mediciones de la radiactividad
Roentgens
La radiactividad se mide por el número de pares de iones que producen sus rayos. Esta medición se realiza en Roentegens.
Un Roentegen de radiación equivale a 2,000 millones de pares de iones producidos en 1 cm3 de aire seco.
En la naturaleza se conocen 73 isótopos radiactivos.
Media Vida: es el tiempo que se requiere para la integración de la mitad de los átomos de un isótopo radiactivo. Vida.
En un gramo de radio-226, se desintegran cada segundo unos 37,000 millones de átomos, el radio-226 disminuye muy lentamente, por consiguiente, la media vida del radio-226 es de 1620 años.
Curies
La proporción en que se desintegran los isótopos radiactivos, se miden en Curies, (denominados en honor a María Curie quien descubrió el polonio y el radio).
Un Curie es la cantidad de cualquier isótopo radiactivo que se desintegra en proporción de 37,000 millones de átomos por segundo.
1 Curie de radio equivale a un gramo.
El uranio-238 es mucho más radiactivo que el radio-226. Su media vida es de 4,500 millones de años.
Elementos que pueden convertirse en otros
Los átomos radiactivos pueden convertirse en otros elementos por sí solos.
El torio-234, emite rayos beta. Esto significa que cuando se desintegra uno de sus átomos, un neutrón se convierte en un protón y un electrón, el electrón se va, permaneciendo el protón.
Isóbaro
Luego, el átomo tiene un electrón menos y un protón más en su núcleo, el cual se convierte en protactinio-234.
El torio-234 y el protactinio-234 se llaman Isóbaros, o sea isótopos que tienen el mismo número de masa y el mismo peso atómico, pero que pertenecen a diferentes elementos.
La palabra Isóbaros, significa: Iso: mismo y baros: peso.
El último en la lista de los isótopos es el plomo-206, que es estable, y por consiguiente, no puede tener descendientes isótopos.El plomo-206 y el plomo-207, son isótopos radiogénicos, (génicos de génesis "nacer"). Son estables y no se descomponen.
Los isótopos existen en la naturaleza, y producen radiactividad a nuestro alrededor. Están en la tierra, en el aire y en los alimentos que comemos, y penetran el cuerpo humano. En todo el ser humano ocurren casi 400.000 desintegraciones anatómicas por segundo. En gran parte se originan en el carbono-14, en el potasio-40 y en el tritio.
La radioactividad a nuestro alrededor, se denomina Radiactividad Natural de Fondo.
Isótopos radiactivos usados en la medicina
Algunos de los más importantes son:
- Cobalto-60 usado en terapias para tratamiento de tumores cancerosos.
- Oro-198 aplicado en inyecciones para zonas cancerosas del cuerpo
- Tantalio-182 aplicado en inyecciones para atacar los tumores cancerosos de formas raras.
- Yodo-131 se aplica para el tratamiento de enfermedades de la glándula tiroides.
- Fósforo-32 para el diagnóstico de enfermedades de los huesos o de la médula.
En la medicina, la radiación de alta energía emitida por el radio fue usada durante mucho tiempo para el tratamiento del cáncer. En la actualidad se emplea el cobalto-60 porque emite una radiación con más energía que la que emite el radio y es menos costosa. Los rayos gamma del cobalto-60 destruyen los tejidos cancerosos.
El isótopo radiactivo de plomo-212 se usa para comprobar que los procesos de disolución y precipitación se producen a la misma velocidad.
En estudios de química orgánica se usan los isótopos radiactivos como trazadores o rastreadores (por ejemplo, carbono-14) para conocer los mecanismos de reacciones complejas como las de la fotosíntesis, en la que en varias etapas se van formando moléculas más complejas.
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