Consideraciones Generales-Radiactividad

8/17/2019 Consideraciones Generales-Radiactividad

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QUIMICA INORGANICAQU 214-A

Ing. Wilman Benites Mitma

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y TEXTIL

2016-1

Capitulo I : Introducción - Conc!to" #Con"idr$cion" Gnr$%"


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CAPITULO I : CONCE&TOS YCONSIDERACIONES GENERALES

- Intro!""i#n- Con"e$tos% N!"leones& Is#to$os& N'"lios- (sta)ilia n!"lear

- (nerg*a e enla"e n!"lear - Raia"ti+ia , mtoos e esintegra"i#n- elo"ia e esintegra"i#n , +ia meia- (str!"t!ra at#mi"a ese el $!nto e +ista e lame"/ni"a "!/nti"a , moelo +e"torial el Atomo

- (stereo!*mi"a e la mol"!la aislaa. imetr*a

mole"!lar


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e en"arga el est!io integrao e la 3orma"i#n&

"om$osi"i#n& estr!"t!ra , rea""iones !*mi"as e loselementos , "om$!estos inorg/ni"os $or eem$lo& /"ios!l3'ri"o o "ar)onato "/l"i"o5 es e"ir& los !e no $oseenenla"es "ar)ono-7ir#geno& $or!e stos $ertene"en al"am$o e la !*mi"a org/ni"a.8i"7a se$ara"i#n no es siem$re "lara& "omo $or eem$loen la !*mi"a organomet/li"a !e es !na s!$er$osi"i#n eam)as.

Química inorgánica

Antig!amente se e3in*a "omo la !*mi"a e la materiainorg/ni"a& $ero !e# o)soleta al ese"7arsela 7i$#tesis e la 3!er9a +ital& "ara"ter*sti"a !e se s!$on*a$ro$ia e la materia +i+a !e no $o*a ser "reaa ,$ermit*a la "rea"i#n e las mol"!las org/ni"as.


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e s!ele "lasi3i"ar los "om$!estos inorg/ni"os seg'n s!3!n"i#n en /"ios& )ases& #:ios , sales& , los #:ios seles s!ele i+iir en #:ios met/li"os #:ios )/si"os oan7*rios )/si"os5 , #:ios no met/li"os #:ios /"ios oan7*rios /"ios5.

(l nom)re tiene s! origen en la $o"a en la !e toos los"om$!estos el "ar)ono se o)ten*an e seres +i+os ea7* la !*mi"a el "ar)ono se enomina !*mi"a org/ni"a.;a !*mi"a e "om$!estos sin "ar)ono& 3!e& $or ene&

llamaa 'u()ic$ inor*+nic$. A"t!almente& se o)tienen "om$!estos org/ni"os en ella)oratorio& e 3orma !e la se$ara"i#n es arti3i"ial.

Campo de trabajo


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Alg!nas e las s!stan"ias "on "ar)ono !e entran en el"am$o e la !*mi"a inorg/ni"a in"l!,en%< gra3ito& iamante 3!llereno , nanot!)os se "onsieran

m/s )ien org/ni"os5< "ar)onatos , )i"ar)onatos= Car)!ro>a)la e elementos !*mi"os

In"l!,en%;a ta)la $eri#i"a e los elementos%(lementos re$resentati+os

Metales e transi"i#nQ!*mi"a e las tierras rarasQ!*mi"a e "oorina"i#nQ!*mi"a e los "om$!estos "on enla"e metal-metal

Apartados de interés de la química inorgánica


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?reas e sola$amiento "on otros "am$os el "ono"imiento

in"l!,en%Cien"ia e materialesGeo!*mi"aMagneto!*mi"a

Mineralog*aQ!*mi"a anal*ti"aQ!*mi"a )ioinorg/ni"aQ!*mi"a el estao s#lioQ!*mi"a 3*si"aQ!*mi"a meioam)ientalQ!*mi"a organomet/li"a

Áreas relacionadas


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QUIMICA INORGANICA

= (s !na is"i$lina "ient*3i"a !e tiene "omo o)etoel est!io e las es$e"ies !*mi"as inorg/ni"aselementos , "om$!estos% no met/li"os ,met/li"os5& e:isten"ia , "om$osi"i#n nat!ral&$ro$ieaes 3*si"as , !*mi"as& mtoos eo)ten"i#n , trans3orma"i#n !*mi"a& , s!sa$li"a"iones. No se in"l!,e& el est!io el"ar)ono , s!s "om)ina"iones.

= ;a teor*a se "om$lementa en $aralelo "ont"ni"as e:$erimentales en el la)oratorio!*mi"o.


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IN>RO8UCCION= Antes e los @000 aos a.".& el "o)re se o)t!+o $or

re!""i#n el "ar)onato en el "om$!esto C!CO@5

O52 en "ar)#n al 3!ego.

= ;a lata& Antimonio , lomo

3!eron "ono"ios en los @000 aos a.". = (l ierro& se !s# $or los griegos , en el meiterr/neo

en los 1D00 aos a.".

= 8!rante ese $er*oo 3!eron 3!nios , "onser+aos en

s#lios el +irio "oloreao& los esmaltes& los"om$!estos e s*li"e !e es el ma,or "om$onente e

la arena5 , los #:ios met/li"os.


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= (l "on"e$to e /tomo , mol"!las& se $re"isa en 16E sieno en ese ao !e

se i+!lga la >a)la e Meneleie+. = A $artir e 1F0 se e:$ane , esta)le"e la in!stria !*mi"a& "omo 3/)ri"as $ara

$!ri3i"a"i#n e sales& 3!ni"i#n , re3ina"i#n emetales.= Be"!erel en 1E6 es"!)re la raia"ti+ia.

= e $ro3!ni9a los est!ios e $art*"!lass!)at#mi"as& es$e"tros& ele"tri"ia& magnetismo.

= Niels Bo7r en 1E1@ ela)ora la teor*a at#mi"a.


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= (n 1ED0& >CC es"ri)e el enla"e e iones met/li"osroeao e iones "argaos negati+amente5& s!

e:tensi#n se !sa en la >OM.= ;a >C;& e:$li"a los "om$!estos e "oorina"i#n los iones met/li"os

est/n roeaos e iones o mol"!las !e onan $ares ele"tr#ni"os. = Hiegler , Natta& en 1EDD& es"!)ren "om$!estos

#rgano met/li"os !e $!een "atali9ar la$olimeri9a"i#n el etileno a )aas tem$erat!ras ,$resi#n& en meores "oni"iones !e el mtooin!strial e ese tiem$o.


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(l raio n!"lear 7a sio "al"!lao en !n oren e 10-1D m.& ,

res!ltano ser $ro$or"ional al n'mero m/si"o A%

R K r o.A1L@

r o% "onstante $ara toos los n'"leos& ig!al a 1&@:10-1Dm.

;os n!"leos tienen a$ro:imaamentre !na misma ensiae 2&44 : 1014 gL"m@

EL NUCLEO DEL ATOMO


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Un /tomo se enotan "omo

8one H es el n!mero at#mi"o , A el $eso at#mi"o

(l n!mero e ne!trones N es% N KA-H

Tabla de Núclidos N vs


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Nu)roAtó)ico

, .

N/)ro dM$"$ , A .

Nu)ronutron"

, N .

I"óto!o" I*u$% Di0rnt Di0rnt

I"ó1$ro" Di0rnt I*u$% Di0rntI"ótono" Di0rnt Di0rnt I*u$%

I"ó)ro" I*u$% I*u$% I*u$%


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N'"lios e Isoto$os

Se denomina Núclidos a la especie natural o artificial conun Número específico de Z y de N.

n núcleo radiacti!o se llama "#adionúclido$% y el átomo

que contiene este núcleo% se denomina "radiois&topo$.

's&topos% son núclidos de un mismo elemento con igual

Número at&mico Z% pero con diferente A

.

(onoisot&picos) Nuclidos de abundancia ≥ **+

,j. Al-/% 0-12% (n-33


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(sta)ilia N!"lear

(s el e!ili)rio entre las 3!er9as e re$!lsi#nel"tri"a e los $rotones , la 3!er9a atra"ti+an!"lear e "orto al"an"e

= ara los n'"leos ligeros N es a$ro:imaamente

ig!al a H NKH5= ara los n'"leos $esaos la esta)ilia se

"onsig!e "on ma,or n'mero e ne!trones , larela"i#n entre N , H $!ee llegar a ser e 7asta1.D6 N L HK1.D65


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DEFECTO DE MASA ,∆).

∀∆)@ n %o" n/c%o" $tó)ico" " %$ di0rnci$ ntr "u )$"$ )did$!ri)nt$%)nt # %$ indic$d$ !or "u n/)ro )+"ico A:

$"(:

M$"$ ,A@. B M$"$ E!ri)nt$% D0cto d M$"$

D0cto d M$"$ ,∆). B M$"$ ,A@. - M$"$ E!ri)nt$%

∆) d unid$d" n u)$@ "t+ r%$cion$d$ con %$ nr*($ d En%$c,%i*$dur$. d% n/c%o )di$nt

L$ )$"$ !ri)nt$% " %$ )$"$ d% i"óto!o

u)$ " i*u$% $ 9>58 MV

http://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAcleo_at%C3%B3micohttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_m%C3%A1sicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Umahttp://es.wikipedia.org/wiki/MeVhttp://es.wikipedia.org/wiki/MeVhttp://es.wikipedia.org/wiki/Umahttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_m%C3%A1sicohttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAcleo_at%C3%B3mico


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Energia Nuclear de Enlace )or Nucle*nvs N3 de Nucleones


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E 4 EEN $ A 4 5 ' 6 m) 7 ' A 8 2 6 mn + M2 $ A 9 6 c,

E " Energía de enlace )or nucle*n

EEN " Energía de enlace nuclear

A " Número de masa a!*mica

" Número de )ro!ones en el núcleo

N 4 A 8 " Número de neu!rones en el núcleoM " Masa iso!*)ica& o masa e()erimen!al del is*!o)o

m) " Masa del )ro!*n " /&-:,-/ ( /0+,: ;g 4 /&00:,< uma

mn " Masa del neu!r*n " /&-:1=, ( /0+,: ;g 4 /&00


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Bigure 6 # !roducto" d X-5?< # Sr-9> @ con >nutron" $%%$r %$ Enr*($ %i1r$d$ R"! 595@ MV

EENHA ,U->6@ X-5?. B ;@6 7@? 7@; MV


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RADIACTIVIDAD

El en*meno de la radioac!ividad ue descubier!o )or

Henri Becquerel en /


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RADIOISOTO&OS

ti)!o89Co 89Co

ti)!o6


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DESINTEGRACION RADIACTIVAFor)$ *nr$% E3)!%o

α +−−

→ P4 A 2H

O AH

α +→ o21GG4

Rn222G6

ν β +−

++

→ P A 1HO AH−

+→ β Ba1@FD6Cs1@FDD

−

β

ν β +++−

→ P A 1H

O AH

++→ β Ne22

10Na22

11

ν +→+ P A 1-H

O AH

-eCE .D12@ -eCr D1

24 →+

γ ZAX

γ 7 ZAX + h ν Th-232 Th-231 + n-1 + h ν


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ESQUEMAS DE DESINTEGRACION

57 JV

>5

β

-

>

5@6 $Ko"

5@>9 MV

-β

?<


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LEYES DE DESINTEGRACION RADIACTIVA

-dN = N dt N(t) = N 0 e- t

N dt

dN λ =

−

N A λ =

λ

Ln .

.72 =>

Demostrar 'ue Período desemidesintegración,

semiperiodo, o vida media es

- ∆N B λ N ∆t

−∆

N : N d +to)o" u " d"int*r$n N : N d +to)o" $ctio" !r"nt" n %$ "u"t$nci$ o 0unt ∆ t : Intr$%o d ti)!o )u# !uKo λ

: Con"t$nt d S)id"int*r$ción r$di$cti$


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8e"aimientoRaia"ti+o

= eg'n la e"!a"i#n anterior&se tenr*a

= 8e ig!al 3orma $ara la

A"ti+ia

8.e9p:.8: ; t N t N λ −=

8e9p:8: t At A o λ −=


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8esintegra"i#n Raia"ti+a

= E% !riodo d ")id"int*r$ción@ T5H:@ " %ti)!o 'u t$rd$ un$ )u"tr$ r$di$cti$ nrducir" $ %$ )it$d &$r$ $rio" ")i!riodo" %dc$i)into tind $ cro

La unidad en la ue se mide laAc!ividad es el .ecuerelio '.2&

/ . 4 / dK)Ks 'desin!egraci*n )orsegundo2

λ 78.ln:72 =T

Otro conc!to " %$ Vid$ Mdi$ !ro)dioE'ui$%nt $% ti)!o !ro)dio u inLo" +to)o" d un$ 0unt T) B 5 H λ

Unid$d d ti)!o@ t


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RADIACTIVIDAD ARTIFICIAL Un$ r$cción nuc%$r $rti0ici$% con"i"t n %$d"int*r$ción d un n/c%o "t$1% !or 1o)1$rdocon !$rt(cu%$"@ !$r$ o1tnr otro n/c%o di"tinto@!roducindo" %$ )i"ión d otr$" !$rt(cu%$"

;N5?

?---P7O5;5

5;N

5? α@!7O5;

Nucleo )adre Nucleo io#ar!ícula inciden!e #ar!icula emi!ida

?=9

?---P6C5A%;

?---P58&>


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(er"i"ios1. ;a transi"i#n ) Bi tiene !na "onstante e

semiesintegra"i#n λ5 es ig!al a E&FF (-0@ s-1. Al"a)o e "ierto tiem$o el n'mero e n!"leios en !nam!estra 7a ismin!io al 10 el +alor original.Cal"!lar el tiem$o , los $erioos !e "orres$one.

Res$.% t K 2@D&6 s $erioos% @&@

2. Una ro"a "ontiene 0&2DE mg e )-206 $or "aa

mg e U-2@ a )-206 es 4&D1 (0E aos Q!ea tiene la ro"aSRes$.% 1&F0@@E (0E aos


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@. Al meir la a"ti+ia e !na 3!ente raia"ti+a !nete"tor registra 1000 "!entasLmin!to , se sa)e !ela e3i"ien"ia e la mei"i#n es el 10. e esea

"ono"er la a"ti+ia a)sol!ta e la 3!ente.Res$.% AK 166&66 B

4. Una m!estra "ontiene os s!stan"ias raia"ti+as

ine$enientes "!,as "onstantes e esintegra"i#nson λ1 K 10-6 s-1 , λ2 K1(-0 s-1& sieno lasa"ti+iaes in"iales A1&0 K @F MB , A2&0 K F4 MB.Cal"!lar la a"ti+ia total al "a)o e 10 *as ,"om$ararla "on la original.

Res$.% At&o & A"ti+ia total ini"ial% 111 MB A10 & A"ti+ia a 10 *as% & GB.


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EJTUCTUA ATOM%CA DEJDE EL #UNTODE >%JTA DE LA MECAN%CA CUANT%CA

En 596@ Erin Scrdin*r 0or)u%$ %$ cu$ciónd ond$, 'u d"cri1 % co)!ort$)into d%%ctrón d% +to)o@ n r%$ción d "u !o"ición@)$"$@ nr*($ !otnci$% # tot$% For)u%$ %$

!r"ión:

Ψ 4 E K Ψ

" O)erador amil!onianoΨ " Bunci*n de OndaE " Energía del elec!r*n


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NWMEROS CUNTICOS


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Scrdin*r@ !r"$ %$ di"tri1ución !ro1$1% !$r$ un%ctrón con cirto ni% d nr*($@ con %o" n/)ro"cu+ntico" n, l, ml

Qu " d0in "*/n %o" $%or" # ro%" "i*uint":

n Principal ',!,(&&&& Determina la ma$or parte de la )nergíal *omento angular +,',!&&&&&n' Describe la la dependencia

angular $ contribu$e a la )

ml

*omento *agn-tico +. / '. / !. &&&& / l Describe laorientación en el

espacio

Para completar la descripción la mec0nica cu0ntica

inclu$e el

ms *omento del spin / Describe la orientación del electrón

NWMEROS CUNTICOS


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A )$#or nZ )+" %3o" " ncuntr$ d% n/c%o %$

r*ión d )$#or dn"id$d %ctrónic$

A )$#or nZ % %ctrón tin )$#or nr*($ # "ncuntr$ )no" $t$doZ $% n/c%o

E% $%or d %Z,Mo)nto $n*u%$r.@ " r!r"nt$ !orun$ %tr$ n [ d "u $%or nu)rico@ 'u !$r$ L Mo)nto or1it$% $n*u%$r tot$%

L 4 0 / , @ 1 KK J # D B I Alabe!o

&$r$ cirto $%or L: $# ,L 5. $%or" d ML

RE&RESENTACION DEL MOMENTO ANGULAR


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EJTADOJ EJ#ECTOJCO#%COJ

LOJ EJTADOJ EJ#ECTOJCO#%COJ #UEDEJ%M.OL%AJE CON LOJ LLAMADOJ TEM%NOJEP#OJC#%COJ& COMO"

,J7/

L Donde"

,J 7 / " Mul!i)licidad ue revela el Número de

orien!aciones ue el s)in 'J2 )uede !omar L " Momen!o orbi!al angular resul!an!e F aduiere

según sea 0& /& ,KKKKKKK las le!ras J& #& DKKKKKKK " Número de niveles 'L7J2 ue ado)!a un

!ermino& Es el momen!o angular !o!al del elec!r*n


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#ara ob!ener el TRrmino Es)ec!rosc*)ico del a!omo& se !iene"

J 4 Σ ms 4 J& J+/& J+,& +JL 4 Σml 4 L& L+/& L+,& 0 K 8 L 4 L 7 J & L 7 J 8 /& L 7 J 8 , SL + JS

Jí J 4 /$, !iene como valores a VL 7 W} F V 4 L 8 W}&con la e(ce)ci*n de L 4 0& donde 4 W& ue son idRn!icos )ues se !ra!a del valor absolu!oK

El Número )osible de valores de & cuando L X J& es igual a ,J7/&llamada MULT%#L%C%DAD de un es!ado es)ec!rosc*)ico

Cada nivel de energia& según la mecánica cuán!ica& concluFe

describiRndose como una combinacion de ML F MJ& llamados

O.TENC%ON DE TEM%NOJ EJ#ECTOJCO#%COJ


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< = 2> S = 2> ? =

?=;

Un eem)lo deMul!i)licidad @'Tri)le!e2Je re)resen!a como@#

Cuando un es!ado a!*micoes carac!eri?ado )or L F J&se denomina" egla deusell+Jaunders oAco)lamien!o LJ

EP#EJ%ON >ECTO%AL DEL TEM%NO

?=2

S=2>


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EILAJ DE UND1K El es!ado mas es!able de dieren!es niveles de Energia& es el de menor

energia& ue corres)onde al de maFor mul!i)licidadK Carbono '-C2"n),& el mas es!able es @#o

a maFor ,J 7/ X Es!abilidad

YK #ara dos o mas !erminos con igual valor de mul!i)licidad" i2 El es!ado mas es!able 'basal2 es auel con el valor de

mas bao de un nivel llenado menor de la mi!ad"C" ,), @#0K ii2 El es!ado basal 'menor energia2 es auel con el maFor

valor de & )ara un nivel lleno a mas de la mi!ad"O" ,)1 @#,

iii2 #ara un !Rrmino con el mismo ,J7/& el es!adobasal 'más es!able2 es el ue !iene el menor valor de " EK" 1B " 1B=$,

1B:$,1BY$,

1B@$,-K Ji varios !Rminos )oseen la misma mul!i)licidad& el ue !iene maFor

valor de L es el de mas baa energíaKEK" nd, , / 0 +/ +, L4@ J4/ 4 1&@&,

REGLAS &ARA DEFINIR LOS


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REGLAS &ARA DEFINIR LOSTERMINOS ES&ECTROSCO&ICOS

5. Todo" %o" *ru!o" d - 'u " ocu!$n co)!%t$)nt cu$%'uir

con3unto d or1it$%" "@ !@ d@ 0 contri1u# con un $%or d < $%o" tr)ino" L # S:

E3 D$do un !6: c%d$" con do" - $!$r$do" n c$d$ c%d$:

L B < S B < B < BP 5S<

5 < -5. &or c$d$ c$!$ !$rci$%)nt %%n$ i"t )+" d un$ )$nr$ d

$"i*n$r %o" $%or" )" # )%@ $ %o" di"tinto" -

L B 5 < B 5 S B B 5

B 5 5 B 5 5 \ 5 B 5 5 \ 5 B <

>. L$ )u%ti!%icid$d M" B S 5 "t+ r%$cion$do con %o" -d"$!$r$do" A"(@ %$ )u%ti!%icid$d " i*u$% n/)ro d%ctron" d"$!$r$do" 5

S5 B n 5

Borma de Diagrama de celdas" #ara el C " , ), con 'n l m s2


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p ) 2 ; -2

Borma de Diagrama de celdas" #ara el C " , ) con 'n&l&ml&s2

= :% 2% @2% @8 < =B Σ (


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/K De!erminar los !Rrminos es)ec!rosc*)icos )ara las

coniguraciones en su es!ado basal" a2 n)/ b2 n), c2n)@ d2 %ndicar cuales son los !Rrminos más es!ables

en cada caso

Joluci*n"

a2 ZZ ZZ ZZ L 4 / J 4 W 4 @$, & W / 0 +/ TRrmino ,#/$,

b2 ZZ ZZ ZZ 'resuel!o2

c2 ZZ ZZ ZZZ L 4 0 J 4 @$, 4 @$, & W

EEC%C%OJ"


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D)o"tr$r %$ r$cid$d ,V. o 0$%"d$d ,F. d %o"

tr)ino" "!ctro"có!ico" d )nor nr*($ !$r$%$" "!ci" d$d$":

A. ?H: , .C. :?Cr ] :S5H: , . D. :5Sc:C ] :&>H: , .

r : r ?d: 8": Sc : Ar >d5 ?": ScC: : Ar >d5 ?"<Cr : Ar >d8 ?"5

> Cu$% " % tr)ino !$r$ un d>@ d $%to "!inR"!: ?F

Consideraciones Generales-Radiactividad

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