isótopo
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Nombre: Vázquez Sánchez Fernando Carrera: QBC
Materia: Química
Isótopos
Se llaman isótopos cada una de las variedades de un átomo de cierto elemento
químico, los cuales varían en el núcleo atómico. El núcleo presenta el mismo
número atómico (Z), constituyendo por lo tanto el mismo elemento, pero presenta
distinto número másico (A).
Los diferentes átomos de un mismo elemento, a pesar de tener el mismo
número de protones y electrones (+ y -), pueden diferenciarse en el número de
neutrones. Puesto que el número atómico es equivalente al número de protones
en el núcleo, y el número másico es la suma total de protones y neutrones en el
núcleo, los isótopos del mismo elemento sólo difieren entre ellos en el número de
neutrones que contienen.
Los elementos, tal como se encuentran en la naturaleza, son una mezcla de
isótopos. La masa atómica que aparece en la tabla periódica es el promedio de
todas las masas isotópicas naturales, de ahí que mayoritariamente no sean
números enteros.
En la notación científica, los isótopos se identifican mediante el nombre del
elemento químico seguido del número de nucleones (protones y neutrones) del
isótopo en cuestión, por ejemplo hierro-57, uranio-238 y helio-3; en la notación
simbólica, el número de nucleones se denota como superíndice prefijo del símbolo
químico, en los casos anteriores: 57Fe, 238U y 3He.
Un átomo no puede tener cualquier cantidad de neutrones. Hay
combinaciones "preferidas" de neutrones y protones, en las cuales las fuerzas que
mantienen la cohesión del núcleo parecen balancearse mejor. Los elementos
ligeros tienden a tener tantos neutrones como protones; los elementos pesados
aparentemente necesitan más neutrones que protones para mantener la cohesión.
Los átomos con algunos neutrones en exceso o no los suficientes, pueden existir
durante algún tiempo, pero son inestables. Los átomos inestables son
radioactivos: sus núcleos cambian o se desintegran emitiendo radiaciones.
Aplicaciones de los isótopos radiactivos
Medicina
En medicina la radiación de alta energía emitida por el radio fue utilizada
durante mucho tiempo en el tratamiento del cáncer. Actualmente se usa el cobalto-
60 para el tratamiento del cáncer porque emite una radiación con más energía que
la que emite el radio y es más barato que este. En medicina se usa el tratamiento
con cobalto-60 para detener ciertos tipos de cáncer con base en la capacidad que
tienen los rayos gamma para destruir tejidos cancerosos. El cobalto-60 se
desintegra emitiendo partículas beta y rayos gamma, y tiene una vida media de
5.27 años. Su proceso de desintegración se representa mediante la ecuación
química nuclear:
2760Co ----> 28
60Ni + -10b + 0
0g . t1/2 = 5.27 años
Ciertos tipos de cáncer se pueden tratar internamente con isótopos radiactivos,
como el cáncer de tiroides, como el yodo se va a la glándula tiroides, se trata con
yoduro de sodio (NaI) que contenga iones de yoduros radiactivos provenientes del
yodo-131 o del yodo-123. Allí la radiación destruye a las células cancerosas sin
afectar al resto del cuerpo.
Para detectar desórdenes circulatorios de la sangre se utiliza una solución de
cloruro sódico (NaCl) que contenga una pequeña cantidad de sodio radiactivo y
midiendo la radiación el médico puede saber si la circulación de la sangre es
anormal.
Para el estudio de los desórdenes cerebrales se utiliza una tomografía de
emisión de protones conocida como PET. Se le administra al paciente una dosis
de glucosa (C6H12O6) que contenga una pequeña cantidad de carbono-11 (11C),
que es radiactivo y emite positrones, luego se hace un barrido del cerebro para
detectar los positrones emitidos por la glucosa radiactiva “marcada”. Se
establecen las diferencias entre la glucosa inyectada y metabolizada por los
cerebros normales y los anormales. Por ejemplo, con la técnica PET se ha
encontrado que el cerebro de un esquizofrénico metaboliza alrededor de un 20 %
de la glucosa que metaboliza un individuo normal.
Química
Una de las primeras aplicaciones de los isótopos radiactivos en química fue en
el estudio de las velocidades de una reacción reversible para establecer las
condiciones de equilibrio. Por ejemplo, para conocer el equilibrio en una solución
saturada de cloruro de plomo II (PbCl2). La ecuación química que representa el
equilibrio de esta solución es: PbCl2(S) ----> Pb2+(ac) + 2 Cl1-
(ac)
Se usa el isótopo radiactivo de plomo-212 para comprobar que los procesos de
disolución y de precipitación se producen a la misma velocidad. Se agrega a una
solución saturada de cloruro de plomo II una pequeña cantidad de nitrato de plomo
II que contenga el isótopo plomo-212. Un tiempo después se precipita plomo, lo
que indica que se está produciendo un intercambio entre el cloruro de plomo
sólido y el ión plomo +2 de la solución.
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. Para el estudio de la
trayectoria de las reacciones químicas en la fotosíntesis se nutre a la planta con
dióxido de carbono (CO2) que contiene carbono-14. Por esto, el químico
norteamericano Melvin Calvin (1911-) obtuvo el Premio Nobel de Química en
1961, aclaró una parte del proceso químico de la fotosíntesis y de los productos
intermedios que se producen (ciclo de Calvin).
Datación
Las mediciones de la radiactividad se usan para determinar la edad de los
minerales y de restos fósiles (datación). Por ejemplo, la existencia de núcleos
radiactivos naturales sobre la superficie de la Tierra sugiere que sus vidas medias
son comparables con las edades de los minerales en los cuales se encuentran, y
estos proporcionan una estimación de la edad de la Tierra.
COMENTARIO:
Los isotopo son los diferentes átomos de un mismo elemento que tienen con
diferencia el número de neutrones en su núcleo.
Existen numerosas aplicaciones que utilizan las diferentes propiedades
entre los isótopos de un mismo elemento Si la relación entre el número de
protones y de neutrones no es la apropiada para obtener la estabilidad nuclear, el
isótopo es radiactivo.
Los isótopos se subdividen en isótopos estables y no estables o isótopos
radiactivos. El concepto de estabilidad no es exacto, ya que existen isótopos casi
estables. Su estabilidad se debe al hecho de que, aunque son radiactivos, tienen
una semivida extremadamente larga comparada con la edad de la Tierra.
Los isotopos tiene muchas aplicaciones como en la medicina, en la química
se usan los isotopos inusuales como marcadores en reacciones químicas, estos
se comportan igual pero se pueden identificar por medio de la espectrofotometría
o detectando la radiactividad.
http://www.sagan-gea.org/hojared_radiacion/paginas/Aplicaciones.html
http://quimica-explicada.blogspot.com/2010/08/los-isotopos.html