Tipos de desintegración

todo con lo que hemos estado lidiando hasta ahora y nuestro viaje a través de la química ha girado en torno a la estabilidad de los electrones y donde los electrones preferirían estar en capas estables y, como todas las cosas de la vida, si exploramos el átomo un poco más, nos daremos cuenta de que los electrones no son las únicas cosas que están sucediendo en un átomo que el núcleo en sí tiene algunas interacciones o tiene cierta inestabilidad que necesita aliviarse de alguna manera y eso es de lo que hablaremos un poco en este video. de ella o bien fuera del alcance de un curso de química de primer año, pero es bueno al menos saber que ocurre y un día, cuando estudiemos la fuerza nuclear fuerte y la física cuántica y todo eso, podríamos comenzar a hablar exactamente de por qué estos protones y neutrones y sus quarks constituyentes interactúan de la manera en que lo hacen, pero dicho esto, pensemos al menos en los diferentes tipos de formas en que un núcleo puede desintegrarse esencialmente, así que digamos que tengo un montón de protones, dibujaré un par aquí, algunos protones allí y dibujaré algunos neutrones y los dibujaré en a en a color neutro, tal vez déjame ver como un grisáceo sería bueno así que déjame dibujar algunos neutrones aquí cuántos pros tengo 1 2 3 4 5 6 7 8 Haré 1 2 3 4 5 6 7 8 9 neutrones y así digamos que este es el núcleo de nuestro átomo y recuerda y esto fue lo que sabes en el primer video que hice sobre el átomo el núcleo si realmente dibujaras el átomo real y en realidad es muy difícil dibujar un átomo porque no tiene límites bien definidos el electrón realmente podría ser en cualquier momento dado podría estar en cualquier lugar pero si dijeras que está bien, ¿dónde está el noventa por ciento del tiempo? el electrón va a ser y dices que es el radio o el diámetro de nuestro átomo, aprendimos en ese primer video que el núcleo es casi una porción infinitesimal del volumen de esta esfera donde el electrón será el 90% del tiempo y la conclusión clara fue que la mayor parte de lo que vemos en la vida es espacio libre abierto, todo esto es espacio abierto, pero solo quiero repetirlo porque ese pequeño punto infinitesimal del que hablamos antes, donde a pesar de que es una parte muy pequeña de la fracción del volumen de un átomo en realidad es casi todo su masa es lo que estoy alejando a este punto aquí estos no son átomos estos no son electrones esto es como estamos acercándonos al núcleo y resulta que a veces el núcleo es un poco inestable y quiere llegar a una configuración más estable no vamos a entrar en la mecánica de exactamente lo que define un núcleo inestable y todo eso, pero para entrar en un núcleo más inestable a veces emite lo que se llama una partícula alfa o esto se llama desintegración alfa desintegración alfa y emite una partícula alfa que suena muy elegante y es lo que es solo una colección de neutrones y protones, así que una partícula alfa es dos neutrones y dos protones, así que tal vez estos tipos no sintieron que encajaban bien, así que su colección aquí y se emiten, dejan el núcleo, así que pensemos en lo que le sucede a un átomo cuando sucede algo así, digamos que tengo un elemento aleatorio, lo llamaré elemento II, digamos que tiene protones P, en realidad déjame hacerlo en el color de mis protones, tiene protones P y luego tiene su número de masa atómica, es el número de protones más el número de protones. de neutrones y en el neutrones en gris a la derecha así que cuando dice cuando experimenta decaimiento alfa cuando experimenta decaimiento alfa lo que le sucede al elemento bueno, sus protones van a disminuir en 2 por lo que sus protones van a ser P menos 2 y luego sus neutrones también van a disminuir en 2 por lo que su número de masa va a disminuir en 4 por lo que aquí arriba tendrá P menos 2 más nuestros neutrones menos 2 por lo que vamos a tener menos 4 por lo que su masa va a disminuir en 4 y en realidad va a convertirse en un nuevo elemento recuerde que sus elementos fueron definidos por el número de protones en esta descomposición alfa cuando los perdemos a medida que perdemos 2 neutrones y dos protones, pero especialmente los protones te convertirán en un elemento diferente, así que si llamamos a este elemento 1, voy a llamarlo, ahora vamos a estar en un elemento diferente, elemento 2, y si piensas en lo que se genera, emitimos algo que tiene dos protones, dos protones y tiene dos neutrones, así que esa masa va a ser la masa de los dos protones y dos neutrones, así que nuestro readmisión significa algo que tiene una masa de cuatro, así que si nos fijamos en lo que son dos protones y dos neutrones, neutrones en realidad no tengo el periódico la tabla a mi me gustaría olvidó cortar y pegar antes de este video, pero no tomará mucho tiempo en la tabla periódica para encontrar un elemento que tiene dos protones y que el helio tiene una masa atómica de cuatro, así que esto es realmente un núcleo de helio que se presenta emitida con la desintegración alfa, esto en realidad es un núcleo de helio de un núcleo de helio y porque es un núcleo de helio y no tiene ningún electrones rebotan dos protones se llamaría esta esta sería una de iones de helio por lo que en esencia no tiene no tiene electrones tiene dos protones por lo que tiene una ventaja de dos más dos responsables, para un alfa la partícula es realmente solo un ion de helio a más dos iones de helio de carga que es emitido espontáneamente por un núcleo solo para llegar a un Estado más estable ahora que es un tipo de desintegración exploremos el otro así que déjame dibujar otro núcleo aquí Dibujaré algunos neutrones Dibujaré algunos protones protones así que resulta que a veces un neutrón no se siente cómodo consigo mismo desea ver lo que hacen los protones a diario y dice que por alguna razón cuando miro dentro de mi corazón siento que realmente debería ser un protón si fuera protón el núcleo entero sería un poco más estable y lo que hace es convertirse en un protón, recuerda que un neutrón tiene carga neutra, así que lo que hace es emitir un electrón y sé que estás diciendo, Sal, sabes que es una locura, ni siquiera sabía que los neutrones tenían electrones en ellos y todo eso y estoy de acuerdo contigo, es una locura y un día estudiaremos todo lo que existe dentro del núcleo, pero digamos que puede emitir un electrón y cuando emite un electrón, esto emite un electrón, emite un electrón y significamos que con su aproximadamente su masa es cero sabemos que un electrón realmente no tienen una masa cero, pero estamos hablando de unidades de masa atómica si el protón es uno, un electrón es uno, 1.836 de eso, así que simplemente redondeamos y decimos que tiene una masa de su masa realmente no es cero, su masa y su carga es menos uno, es atómico, se puede decir que su número atómico es menos uno, emite un electrón y emitiendo un electrón en lugar de ser neutro, ahora se convierte en un protón, se convierte en un protón, y esto se llama desintegración beta desintegración beta desintegración beta y una partícula beta es realmente ese electrón emitido, así que volvamos a nuestro pequeño caso de un elemento que tiene algún número de protones y luego tiene algún número de neutrones, así que tienes los protones y los neutrones y obtienes tu número de masa cuando experimenta desintegración beta, lo que sucede bien es que los protones cambiaron, seguro que tenemos un protón más de lo que teníamos antes, porque un neutrón cambió en uno, así que ahora nuestros protones son más uno, nuestro número de masa cambió, bueno, mira esto, los neutrones bajan en uno, pero tus protones suben en uno, así que tu número de masa no cambiará, así que todavía va a ser P más n, así que tu masa permanece igual, a diferencia de la situación con desintegración alfa, pero tu elemento cambia, eres un profesional. número de los protones cambian, así que ahora estás una vez más lidiando con un nuevo elemento en desintegración beta, digamos que tuvimos la otra situación, digamos que tenemos una situación en la que uno de estos protones mira a los neutrones y dice que sabes lo que veo cómo viven y es muy atractivo para mí, creo que encajaría mejor y nuestra comunidad de partículas podría llamarlas nucleares, así que las partículas dentro del núcleo serían más felices si yo dos fuera un neutrón, todos estaríamos en una condición más estable, así que lo que hacen es que el pequeño protón incómodo tiene alguna probabilidad de de emisión y ahora esto es una idea nueva para ustedes un positrón no un protón emite un positrón y lo que es un positrón es algo que tiene exactamente la misma masa que un electrón, por lo que es un 1836 de la masa de un protón, pero escribimos un cero allí porque en las unidades de masa atómica es bastante cercano a cero, pero tiene una carga positiva, es un poco confuso porque todavía escribirán a allí cada vez que vea algo, veo bien, creo que un electrón, pero no, dicen E porque es como el mismo tipo de partícula, pero en lugar de tener una carga negativa, tiene una carga positiva, esto es un positrón positrón y ahora estamos empezando a ser algo exótico con nuestros tipos de partículas y cosas con las que estamos tratando, pero esto sucede y si tienes un protón que emite esta partícula que casi tiene toda su carga positiva, este protón se convierte en un neutrón y eso se llama emisión de positrones, la emisión de positrones suele ser bastante fácil de averiguar qué es porque lo llaman emisión de positrones, así que si empezamos con la misma E, tiene cierto número de protones, cierto número de neutrones, ¿cuál es el nuevo elemento que va para ser lo que va a perder un protón P menos 1 y que va a ser convertido en un neutrón por lo que P va a bajar en 1 y va a subir en 1 para que la masa de todo el elegido de todo el átomo no vaya a cambiar, por lo que va a ser P más n, pero todavía vamos a tener un elemento diferente justo cuando tuvimos desintegración beta aumentamos el número de protones, así que fuimos a la derecha en la tabla periódica o aumentamos nuestro pozo, tienes la idea cuando hacemos emisión de positrones disminuimos nuestro número de protones y en realidad debería escribir que aquí en ambas de estas reacciones así y esto es el emisión de positrones y me sobran un positrón y en nuestra desintegración beta me sobran un electrón están escritos exactamente de la misma manera que conoces a este electrón porque es una carga menos una que notas como un positrón porque tiene una carga más una ahora hay un último tipo de descomposición que deberías saber, pero no cambia el número de protones o neutrones y un núcleo, pero solo se libera una tonelada de energía o, a veces, sabes, un fotón de alta energía y eso se llama desintegración gamma y desintegración gamma significa que estos tipos simplemente se reconfiguran a sí mismos tal vez acércate un poco más y al hacer eso, liberan energía en forma de una longitud de onda muy alta, una onda electromagnética que es esencialmente una gamma, puedes llamarlo una partícula gamma o un rayo gamma y hay rayos gamma de muy alta energía o algo que no quieres estar cerca, es muy probable que tal vez te maten, así que vamos a todo lo que hicimos, he establecido un poco teórico, hagamos algunos problemas reales y averigüemos con qué tipo de desintegración estamos tratando, así que aquí tengo siete berilio, donde siete es su masa atómica y no he sido convertido a siete litio, así que, ¿qué está pasando aquí, mi berilio, mi mi la masa nuclear se mantiene igual, pero voy de cuatro protones, voy de cuatro protones a tres protones, así que estoy reduciendo mi número de protones, mi masa general no ha cambiado, así que no es definitivamente no es desintegración alfa desintegración alfa, sabes, estás liberando todo un helio del núcleo, así que qué soy, qué estoy liberando, estoy liberando una carga positiva o estoy liberando un positrón y lo conduzco aquí en esta ecuación, este es un positrón positrón, así que este tipo de desintegración de siete berilio a siete litio es una emisión de positrones justa. basta, veamos el próximo que tenemos. uranio 238 decayendo a torio 234 vemos que la masa atómica está disminuyendo en 4-4 y ves que tu número atómico está disminuyendo o tus protones están disminuyendo en 2, así que debes estar liberando esencialmente algo que tiene una masa atómica de 4 y un número atómico de 2 o un helio, así que esto es desintegración alfa, así que esto de aquí es una partícula alfa, partícula alfa y esto es un ejemplo de desintegración alfa ahora probablemente estés diciendo hey Sal, espera, algo raro está sucediendo aquí porque si paso de 92 protones a 90 protones todavía tengo mis 92 electrones fuera aquí no tendría ahora un menos carga 2 y aún mejor yo que es este helio Estoy liberando este helio no tiene electrones con él es solo un núcleo de helio, por lo que no tiene una carga más de 2 y si dices que estarías absolutamente en lo correcto, pero la realidad es que justo cuando ocurre esta desintegración este torio no tiene razón para aferrarse a esos dos electrones, por lo que esos dos electrones desaparecen y el torio se vuelve neutral de nuevo y este helio también es muy rápido, realmente quiere que dos electrones se estabilicen, por lo que es muy rápido agarrar dos electrones fuera de donde sea que choca y eso se convierte en estable para que puedas escribirlo de cualquier manera ahora vamos a hacer otro así que aquí tengo liberación de yodo veamos qué está pasando mi masa no está cambiando así que debo tener sólo debo tener protones convirtiéndose en neutrones o neutrones convirtiéndose en protones y veo aquí que tengo 53 protones y ahora tengo 54 protones así que debo tener un neutrón debe haberse convertido en un protón un neutrón debe haber ido a un protón y la forma en que un neutrón va a un protón es liberando un electrón y vemos que en esta reacción aquí un electrón tiene ha sido lanzado y así que esto es un decaimiento beta esto es una beta partícula beta esto es decaimiento beta y esa misma lógica se mantiene como hey espera, acabo de pasar de 53 a 54 protones, no tengo, sabes qué, ahora que tengo este protón extra, no tengo una carga positiva aquí, bien, pero muy rápidamente, esto podría llegar, tal vez lo conseguirá, probablemente no obtendrá estos electrones exactos, hay tantos electrones corriendo, pero agarraría algunos electrones, algunos de algún lugar para estabilizarse y luego volverá a ser estable, pero tienes toda la razón y piensas, hey, ¿no sería un ion por una pequeña cantidad de tiempo ahora vamos a hacer uno más, así que tenemos dos veinte-dos radones. tiene un número atómico de ochenta y seis yendo a dos dieciocho polonio con un número atómico de ochenta y cuatro y esto en realidad es un interesante polonio aparte que lleva el nombre de Polonia porque Marie Curie, ella, en el momento en que Polonia, esto fue a principios del siglo pasado alrededor de 1800, Polonia no existía como un país separado, estaba dividido entre Prusia, Rusia y Austria y realmente querían que la gente supiera que, bueno, ya sabes, pensamos que somos una sola gente, así que descubrieron que cuando sabes que el radón se descompuso, formó el asentamiento, lo llamaron así por su patria, por Polonia, sólo un pozo, son los privilegios de descubrir nuevos elementos, pero de todos modos, volviendo al problema, así que lo que pasó, nuestra masa atómica se redujo en cuatro, nuestro número atómico se redujo en dos, una vez más, debemos haber liberado una partícula de helio, algo, un núcleo de helio, algo que tiene una masa atómica de cuatro y a y un número atómico de dos, y así, ahí estamos, esto es desintegración alfa, desintegración alfa, y esto es, podríamos escribir esto como un núcleo de helio, para que no tenga electrones, e incluso podríamos decir de inmediato que esto tendría una carga negativa, pero luego pierde