Page 709 - Fisica General Burbano
P. 709
728 EL NÚCLEO ATÓMICO
El valor experimental de R depende de la naturaleza del experimento. Así, si se mide el espa-
0
cio ocupado por la carga nuclear se obtiene R =(1,2 ±0,1) ´10 15 m, y si el fenómeno sobre el
0
que se experimenta depende sólo de las fuerzas nucleares, se obtiene R =(1,5 ±0,1) ´10 15 m.
0
Como los radios atómicos son del orden de 10 8 cm la materia, que está prácticamente con-
densada en los núcleos, presenta enormes espacios «vacíos». Así ya no es de extrañar que los neu-
trones que carecen de carga y por lo tanto no son afectados por los electrones, puedan atravesar
espesores muy grandes, de cuerpos materiales, sin ser desviados, hasta que por azar chocan con
un núcleo.
Para el protón R =1,2 ´10 13 cm, como su masa es 1,7 ´10 24 g su densidad será
M , 1 7 ´10 -24 g 10 -24
d = = ; =10 15 g/cm 3
V 4 p(, 12 ´10 -13 3 3 10 -39
) cm
3
que equivale a MIL MILLONES DE TONELADAS CADA CENTÍMETRO CUBICO.
Fácilmente puede calcularse, que una persona de 80 kg de masa tiene menos de una diezmil-
millonésima de cm de «materia nuclear pesante», pues la masa de los electrones es despreciable.
3
XXX 4. Elementos isótopos, isótonos e isobaros
ELEMENTOS ISÓTOPOS son los que tienen el mismo número atómico y distinta masa atómica, de-
bido a un desigual número de neutrones en su núcleo. El carácter químico de estos elementos es
idéntico.
El hidrógeno tiene tres isótopos, cuyos núcleos contienen:
1 protón 1 protón
2 H : 1 protón 2 H 3 H
1 1 1 neutrón 1 2 neutrones
Tales isótopos del hidrógeno se llaman respectivamente: protio, deuterio y tritio; sus núcleos
son: protón, deuterón y tritón.
Los cuerpos de masa atómica fraccionaria están constituidos por mezclas de isótopos; así el Cl
de masa atómica aproximada, 35,5 es una mezcla de dos isótopos de masa 35 y 37 en proporcio-
nes adecuadas.
Se llaman ISÓTONOS a los elementos con el mismo número de neutrones pero distinto número
14
13
atómico, por ejemplo C y N.
6
7
Son ISOBAROS los que tienen el mismo número musico pero distinto número atómico, y, por
14
tanto, distinto número de neutrones; son isobaros el C y el 14 7 N. Los núcleos de isobaros tienen
6
características interesantes, una de las cuales es que se conocen más de 60 parejas en las que la di-
ferencia de Z es de dos unidades, sin embargo, solamente hay dos parejas con diferencia de Z de
una unidad, son: 113 Cd 113 In y 123 Sb 123 Te.
49
52
48
51
XXX 5. Defecto de masa y energía de ligadura MUESTRA PARA EXAMEN. PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN. COPYRIGHT EDITORIAL TÉBAR
DEFECTO DE MASA de un núcleo es la diferencia que existe entre la suma de las masa de los nu-
cleones que lo forman y la masa de tal núcleo.
Llamando M a la masa del núcleo, el defecto de
masa, D m, viene dado por la expresión:
DM =Z m +N m M
m
p
que es siempre positiva.
Esta cantidad representa la pérdida de masa que se
produciría en la formación del núcleo a partir de sus
constituyentes. En realidad, es más correcto hablar de la
masa que se convertirá en energía en tal formación (E =
mc ). Esa misma cantidad de energía será la que haya
2
que aportarle al núcleo para disgregarlo en nucleones ais-
lados, podemos por tanto denominarla ENERGÍA DE ENLACE
o de LIGADURA. Si las masas se expresan en unidades de
masa atómica, la energía de enlace viene dada por:
E =931,5 (Z m +Nm M) MeV
B
n
p
En la práctica no se mide la masa del núcleo sino la
del átomo, por ello en las expresiones anteriores se puede
sustituir m por la masa m , del átomo de hidrógeno, y M
H
p
Fig. XXX-1. La energía de enlace por nucleón alcanza máximos relativos, en la por la masa atómica del elemento; con ello en las fórmu-
izquierda de la gráfica, cuando A es múltiplo de cuatro; el máximo absoluto se las sumamos la masa de los electrones en Zm y la resta-
H
encuentra entre los elementos centrales del sistema periódico. mos con la masa atómica. Se comete así un error al no
