I.E.P. Leonardo de Vinci Mes: Mayo

I.E.P. Leonardo de Vinci Mes: Mayo

Es la parte de la qumica que estudia los cambios naturales y artificiales que ocurren en el ncleo de los tomos (nclidos) inestables.

RADIACTIVIDAD Fue descubierta experimentalmente por H. Becquerel en 1896. Es el fenmeno de emisin de partculas y/o energa por parte de una sustancia teniendo como origen la desintegracin de los ncleos inestables de algunos tomos llamados radiactivos. Existen dos tipos de desintegracin:

RADIACTIVIDAD NATURAL

Representacin del procesoCaractersticas

Descubierto por Henry Becquerel en 1896 al analizar la fluorescencia de una sal de uranio (Pechblenda). Desintegracin espontnea de ncleos inestables. Los esposos Curie descubrieron el radio y el polonio.

Transmutacin Natural: Es la conversin de un ncleo en otro en forma espontnea sin necesidad de un estimulante generando principalmente 3 tipos de emisiones alfa((), beta(() y gamma(() . Ejemplo:

Se cumple en toda ecuacin nuclear:

(

Obs: Un ncleo natural inestable nunca produce simultneamente los tres tipos de emisin, sino en forma discontinua, es decir emite ( acompaado de de ( luego ( acompaado de (, pero nunca simultneamente las 3

RADIACTIVIDAD ARTIFICIAL

Representacin del procesoCaractersticas

Descubierta por Irene Curie en 1935 al bombardear Al 27 con rayos alfa.

Desintegracin de ncleos atmicos debido al bombardeo de partculas y/o energa

Con esta reaccin se obtuvo el primer radioistopo artificial

Transmutacin artificial: Es la conversin de un ncleo en otro en forma provocada o inducida mediante partculas de bombardeo.

Utilizando su ecuacin nuclear: (En forma simplificada:

: Rutherford (1919)

: Charwick (1932)

CARACTERSTICAS DE LAS RADIACIONESRadiacinAlfa (()Beta (()Gamma (()

Naturaleza

Corpuscular (ncleos de Helio)

Corpuscular (electrones generados en el ncleo)

Ondulatoria (energa)

velocidad20 000 km/s270 000 km/s300 000 km/s

CargaPositivaNegativaNo tiene

Poder ionizanteAltoBajoMuy bajo

Poder penetranteMuy bajobajoMuy alto

En General:

PODER DE PENETRACIN:

Se observa que:

PODER IONIZANTE: En el aire ( > ( > (COMPORTAMIENTO DE LAS EMISIONES FRENTE A UN CAMPO ELECTRICO

Principales partculas implicadas en fenmenos nuclearesPartculaNotacin en ecuaciones nuclearesNotacin simplificada

Alfa

(

Electrn (beta negativo)

(-; (

Positrn (beta positivo)

(+

Neutrn

n

Deutern

d

Tritin

t

Protn

p

Gamma (*)

y

* Son paquetes energticos (no son corpusculares), sin carga y con masa cero.

Ecuaciones Nucleares

Son las expresiones literales que representan una transformacin de los ncleos atmicos, ya sea en forma natural o artificial.

Las caractersticas de las reacciones nucleares son:

a) Los elementos o los istopos de los mismos elementos se interconvierten los unos y los otros.

b) Pueden estar implicados los protones, neutrones, electrones y otras partculas subatmicas.

c) Las reacciones van acompaadas por la absorcin o liberacin de cantidades enormes de energa.

d) Las velocidades de reaccin, por lo general, no se ven afectadas por la temperatura, la presin y los catalizadores.

En toda ecuacin nuclear se debe cumplir:

A +X(B+Y

Ncleo Partcula Ncleo Partcula

Blanco de bombardeoHijoEmitida

Ejemplos: Complete en cada caso e indique su notacin simplificada

-

PROCESOS NUCLEARESFisin Nuclear

Se le llama tambin escisin nuclear, consiste en que un ncleo pesado se rompe por bombardeo de neutrones lentos, generando dos ncleos ligeros radiactivos o inestables, gran cantidad de energa en forma de calor y/o radiacin y neutrones de alta velocidad. Generalmente se emiten 2 o 3 neutrones.

Esquema para la fisin nuclear. Un neutrn lento o trmico incide sobre un ncleo fisionable generndose un ncleo inestable; ste se fracciona generando nuevos ncleos ligeros radiactivos, neutrones veloces y energa nuclear.

En este principio se basa la bomba atmica, la cual fue diseada por los cientficos Otto Hahn; Fritz Strassmann y Enrico Fermi, y que estall por primera vez el 16 de julio de 1945 en el desierto Alamo Gordo (Nuevo Mxico).

La reaccin en cadena es iniciada por un neutrn lento y termina en una explosin en el caso de una arma nuclear.

En la bomba atmica de Hiroshima se utiliz como material fisionable al U 235

En la bomba atmica de Nagasaki se utilizo como material fisionable al Pu 239

VentajasDesventajas

Es fcil crear una planta

Proporciona ms energa que los combustibles fsiles

Es controlable

Es el fundamento de la bomba atmica El combustible U 235 es muy escaso por lo tanto es muy costoso

Deja desechos radiactivos que son muy nocivos y toxicos

Se produce una reaccin en cadena , para ello se requiere una masa critica

Las plantas de energa de fisin no son seguras.

Fusin NuclearEs el proceso de unin de dos ncleos livianos para formar un nuevo ncleo pesado y ms estable liberando mayor energa que la fisin este proceso no es contaminante. En forma natural ocurre en el sol y las estrellas.

Para realizar este proceso se requiere de 10 000 C por lo que recibe el nombre de proceso termonuclear. Se considera que el sol es un gran reactor termonuclear.

Utilizando su ecuacin nuclear:

VentajasDesventajas

No deja residuos que contaminan el medio ambiente

El combustible es abundante, por lo tanto es barato

Es menos contaminante que la fisin

Es el fundamento de la bomba de hidrgeno y la bomba atmica Tecnolgicamente es muy difcil ya que no hay materiales que soporten las altas temperaturas.

En la actualidad no es controlable

NIVEL I

1.Se bombardea con cierto proyectil al 92U238este se transmuta en 94Pu241 y simultneamente se genera un neutrn. indicar de que esta constituido dicho proyectil.

A) 2 He 4

B) -1e 0

C) +1 e 0D) 0 n 1

E) 1 H 12.Se produce artificialmente el 94 Pu 241 por accin de las partculas X sobre el 87Fr223, si en dicha transmutacin se liberan dos neutrones, indicar la cantidad de neutrones de la partcula X.

A) 10

B) 7

C) 13

D) 14

E) 15

3. Indique el numero de partculas de , - , + emitidas en la desintegracin total del para transmutarse en Si la emisin positrnica es la mitad de la electrnica.A) 4; 1; 2

B) 6; 6; 3

C) 4; 4; 2

D) 6; 3; 6;

E) 4; 2; 14Que especie se obtiene cuando el neptunio

93Np237 emite una partcula alfa.

A) 92U235 B) 91Pa233 C) 97Bk247

D) 102No258 E) 94Pu2425.Que tipo de emisin debe emitir el plutonio

94Pu 244 para as obtener el americio 95Am 244A) Protn

B) Neutrn

C) Beta

D) Positrn

E) Alfa

6.Cuantas partculas alfa y beta se liberan durante la siguiente transmutacin:

99 Es 252 ( 90 Th 220 +...........

A) 6 y 8

B) 8 y 7

C) 7 y 9

D) 6 y 15

E) 6 y 9

7.Completar las siguientes ecuaciones nucleares:

A) 11 Na 23 + 2He 4 ( 12Mg 26 + ?

B) 29 Cu 64 ( -1e0 + ?

C) 15 P30 ( 14 Si30 + ?

D) 48Cd113 + ? ( 48Cd 114E) 14Si27 ( 13Al27 + ?

8. Se bombardea con cierto proyectil al

92U238 este se transmuta en 94Pu241 y simultneamente se genera un neutrn. Indicar de que esta constituido dicho proyectil.

A) 2He4

B) -1e 0

C) +1e0D) 0n1

E) 1H19.Se produce artificialmente el 94Pu241 por accin de las partculas X sobre el 87Fr223, si en dicha transmutacin se liberan dos neutrones, indicar la cantidad de neutrones de la partcula X.

A) 10

B) 7

C) 13

D) 14

E) 15

10. La naturaleza de las partculas y es ..... y la de las partculas es ......

a) Energtica y corpuscular

b) Corpuscular y neutra

c) Positivo y negativo

d) Corpuscular y energtica

e) N.A.

11. La velocidad de los rayos Gamma es :

a) 20 000 Km/s

b) 270 000 c) 300 000

d) 30 000 e) 27 00012. Quien posee mayor poder de penetracin?

a) Rayos b) Rayos c) Rayos

d) Neutrones e) Rayos X

13.El 94Pu239 se utiliza como material fisionable en algunos reactores nucleares; sin embargo dicho plutonio no existe en la naturaleza por lo que debe ser producido artificialmente en los reactores de cra. Indicar que ecuacin debe corresponder a la produccin del plutonio-239.

A) 94Pu238 (d,p) ?

B) 95Am243 ( p,n) ?

C) 96Cf242 (n, ) ?

D) 92U238 ( , 3n) ?

E) 93Np236(p,) ?

15.Al completar la reaccin nuclear:

, el elemento x es:

A)

B) C)

D) D)

16.En la reaccin nuclear:

, el tomo X es:A)

B) C) D) E) N.A17. Dadas las proposiciones:

()Las partculas alfa estn formadas por dos protones y dos neutrones.()Las partculas beta son electrones positivos que se generan en el ncleo atmico.( )Los rayos gamma son fotones de alta energa, carecen de carga y masa.( )La radiactividad fue descubierta por Becquerel y estudiada por los esposos Curie.( )Cuando un tomo radiactivo emite una partcula alfa, cuando su nmero de masa disminuye en dos unidades.Los valores de verdad respectivos son:

A) VVVVVB) FVFVF C) FFFFF

D) VFVVF E) VFVFV

18.Las partculas que presentan mayor poder de penetracin y destruyen los tejidos son:

A) Alfa

B) Ncleos de Helio

C) Beta D) Positrones E)Gamma

19. Respecto al orden de velocidades para los rayos , , , podemos afirmar :

A) = > B) > > C) > >

D) = = E) > > 20. El orden respecto al poder de ionizacin es:

A) > >

B) = = C) > >

D) > > E) = >

21.A la emisin espontnea de radiaciones muy intensas debido a la desintegracin de nclidos inestables se denomina:

A) Reactividad

B) cambio fsico

C) Radiacin

D) Radiactividad

E) N.A.

NIVEL II22.La fisin es sinnimo de ...... mientras que la fusin es sinnimo de ......... :

a) Unin divisinb) Divisin uninc) Aumento divisin d) Divisin -disminucin e) Aumento unin.23. La radiactividad fue descubierta por :

a) Rutherford b) Thompsonc) Curie

d) Becquerel e) Crookes

24. Cuando el ncleo emite una partcula :

a) La carga nuclear disminuye en 2 unidades.

b) La carga nuclear aumenta en 2 unidades.

c) La carga nuclear disminuye en una unidad.

d) La carga nuclear no varia.

e) a y b.

25.Las partculas que emite el radio durante su desintegracin son paquetes formados por:

a) Un protn y un Neutrnb) Un electrn y un Neutrnc) Dos electrones y dos protonesd) Un electrn y dos protonese) Dos protones y dos neutrones.

26. En la siguiente reaccin nuclear determinar la especie que se obtiene:

......... +

A) B) C)

D)

E)

27. En la siguiente reaccin nuclear determinar la especie que se obtiene:

............ +

A) B) C)

D)

E) N.A.

28. Los rayos emitidos por una fuente radiactivo pueden desviarse por un campo elctrico Cul de las siguientes sentencias, es(son) verdadera(s)?

( : Alfa; : Beta; : Gamma)

i. Los rayos se desvan hacia la placa negativa .

ii. Los rayos se desvan hacia la placa positiva .

iii. Los rayos no se desvan.

A) I, II, III B) I, II C) I, III

D) II, III

E) III

29.Al completar los siguientes procesos nucleares, las especies que se obtiene son:

+ + ..........

+ ........ +

A) ; B) ;

C) ; D) ; E) Ninguna30. En las siguientes reacciones nucleares, determinar el nmero de neutrones usados como proyectiles, y el nmero de partculas ( producidas

(

A) 22 y 15B) 30 y 17C) 42 y 17

D) 32 y 15

E) 17 y 32

31. Indicar la proposicin incorrecta:

a) La fisin es exotrmica porque libera energa.

b) La fusin es termonuclear.

c) La fisin produce contaminacin ambiental debido a que genera ncleos radiactivos.

d) La energa liberada por la fisin es menor que la energa liberada por la fusin.

e) Una reaccin de fusin nuclear es necesario para provocar una reaccin de fisin nuclear

32. De:

I. Las radiaciones gamma son ondas electromagnticas de bajo poder de penetracin.

II. La radioactividad se manifiesta en ncleos estables.

III. Las radiaciones alfa y beta son de naturaleza corpuscular.

Son no correctas:

A) Slo I B) Slo II C) Slo III

D) I y III

E) I y II

33.Determine cul es el ncleo inicial que ha efectuado una desintegracin alfa segn el esquema alfa segn el esquema mostrado:

? ( A)

B) C)

D) E)

34.Complete las siguientes ecuaciones nucleares:

A) Neutrn, alfa

B) Alfa, beta

C) Protn, neutrn

D) Alfa, gamma

E) Protn, positrn 35. Halle la suma de a + b

A) 48 B) 45 C) 52

D) 42

E) 6236. Hallar el valor de Q:

Q = a + b + c + d

A) 8 B) 6

C) 10D) 11 E) 737. El nclido de emite 6 partculas ( y 4 partculas (. Cul es el nclido resultante?

A)

B)

C)

D)

E)

38.Completar las reacciones nucleares:

I.

II.

III.

Qu partculas en total completan las reacciones?

A)

B)

C)

D)

E)

Qumica Nuclear

Materiales

radiactivos

Ncleo de Helio

electrn

Ecuacin Nuclear:

EMBED Equation.3

(

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

Ncleo inestable

Emisin

Transmutacin

EMBED Equation.3

Ncleo estable

Sustancia no radiactiva

Sustancia radiactiva

Ncleo final

Ncleo inicial

Partcula emitida

Partcula de bombardeo

(

P

+

+

Masa: ( > ( > (Poder penetrante: ( > ( > (Poder ionizante: ( > ( > (Velocidad: ( < ( < (

( < ( < (

(

(

(

Contenedor de plomo

3mm Al 5mm Al 30cm Pb

Bloque de plomo

(1

(2

Polo negativo

Polo positivo

(

(

Material radiactivo

(1 < (2

Pantalla fluorescente de ZnS

Conservacin del nmero de masa. (Areactantes = (Aproductos

Conservacin de la carga (Zreactantes = (Zproductos

Notacin simplificada : A(x; y) B

Energa nuclear

0n1

235U

235U*

141Ba

92Kr

301n

Energa 2

Energa 1

Actividades

222

Rn

86

218

220

222

Po

Rn

Th

84

86

90

218

218

Bi

85

83

At

211

Pb

82

213

211

At

215

Po

Po

85

84

90

215

Pb

80

1

2

53

n

D

Cr

1

24

1

19

1

H

F

1

9

21

Ne

54

Mn

20

Ca

54

Fe

10

26

10

26

20

55

55

54

Ne

Mn

Ne

Mn

10

25

25

25

Departamento de Publicaciones

Sub rea: Qumica

4 Secundaria

Sub rea: Qumica

4 Secundaria

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