Taula de nucleids
Una taula de nucleids o taula de radionucleids és un gràfic bidimensional d'isòtops dels elements, en el que un eix representa el número de neutrons (símbol N) i l'atre representa el número de protós (número atòmic, símbol Z) en el núcleu atòmic. Per tant, cada punt traçat en el gràfic representa un nucleid d'un element químic conegut o hipotètic. Este sistema d'ordenació de nucleids pot oferir una major comprensió de les característiques dels isòtops que la més coneguda taula periòdica, que mostra sol elements i no els seus isòtops. La carta dels nucleids també es coneix com la carta de Segrè, en honor al físic italià Emilio Segrè.[1]
Descripció i utilitat
Una taula de nucleids mapea el comportament nuclear o radiactiu dels nucleids, ya que distinguix els isòtops d'un element. Contrasta en una taula periòdica, que solament mapea el seu comportament químic, ya que els isòtops (nucleids que són variants del mateix element) no diferixen químicament en un grau significatiu, en l'excepció del hidrogen. Les taules de nucleids organisen nucleids a lo llarc de l'eix X pel seu número de neutrons ya lo llarc de l'eix I pel seu número de protons, fins als llímits de les llínees de goteig de neutrons i protons. Esta representació va ser publicada per primera volta per Kurt Guggenheimer en 1934[2] i ampliada per Giorgio Lleja en 1935,[3] Emilio Segrè en 1945 o Glenn Seaborg. En 1958, Walter Seelmann-Eggebert i Gerda Pfennig varen publicar la primera edició de la taula de nucleids de Karlsruhe. La seua sèptima edició va estar disponible en 2006. En l'actualitat, existixen vàries cartes de nucleids, quatre de les quals tenen una àmplia distribució: la carta de nucleids de Karlsruhe, la carta de nucleids universals d'Estrasburc, la carta de nucleids de l'Agència Japonesa d'Energia Atòmica (JAEA) i el gràfic de nucleids del Laboratori d'Energia Atòmica de Knolls en els EE. UU.[4] s'ha convertit en una ferramenta bàsica de la comunitat nuclear.
Tendències en el gràfic de nucleids
Els isòtops són nucleids en el mateix número de protons pero diferent número de neutrons; és dir, tenen el mateix número atòmic i, per tant, són el mateix element químic . Els isòtops es veïns entre sí verticalment. Els eixemples inclouen carbono-12, carbono-13 i carbono-14 en la taula anterior. Els isótonos són nucleids en el mateix número de neutrons pero diferent número de protons. Els isotonos s'aproximen horisontalment. Els eixemples inclouen carbono-14, nitrogen-15 i oxigen-16 en la taula anterior. Els isóbaros són nucleids en el mateix número de nucleons (és dir, número) pero diferent número de protons i neutrons. Els isobaros són veïns entre sí en diagonal des de la part inferior esquerra a la superior dreta. Eixemples són carbono-14, nitrogen-14 i oxigen-14 en la taula anterior.
Els isodiaferos són nucleids en la mateixa diferència entre el seu número de neutrons i protons ( N - Z ). Com els isobaros, seguixen llínees diagonals, pero en àngul recte en les llínees de isobaros (de dalt a l'esquerra a avall a la dreta). Els eixemples inclouen bor-10, carbono-12 i nitrogen-14 (com a N - Z = 0 per a cada parell), o bor-12, carbono-14 i nitrogen-16 (com a N - Z = 2 per a cada parell). Més allà de la llínea del llímit d'inestabilitat de neutrons a lo llarc de la part inferior esquerra, els nucleids es desintegren per emissió de neutrons. Més allà de la llínea del llímit d'inestabilitat de protons a lo llarc del cantó superior dret, els nucleids es desintegren per emissió de protós. Solament s'han establit llínees de llímit d'inestabilitat per a alguns elements. L'illa d'estabilitat és una regió hipotètica en el grup de nucleids superior dret que conté isòtops molt més estables que uns atres elements transurànics. No hi ha nucleids estables que tinguen un número igual de protons i neutrons en els seus núcleus en un número atòmic superior a 20 (és dir, calcio) com es pot observar fàcilment en la taula. Els núcleus de major número atòmic requerixen un excés de neutrons per a la seua estabilitat. Els únics nucleids estables que tenen un número impar de protons i un número impar de neutrons són hidrogen-2 , liti-6 , bor-10 , nitrogen-14 i (observacionalmente) tantalio-180. Açò es deu a que la massa-energia de tals àtoms sol ser més alta que la dels seus veïns en la mateixa cadena isobàrica, per lo que la majoria d'ells són inestables a la desintegració beta. No hi ha nucleids estables en número 5 o 8. Hi ha nucleids estables en tots els demés número fins a 208, en les excepcions de 147 i 151. ( Es va descobrir que el bismut-209 era radiactiu en 2003, pero en una vida mija d'1,9 × 10 19 anys.) En la possible excepció del parell telur-123 i antimoni-123, els número impars mai estan representats per més d'un nucleid estable. Açò es deu a que la massa-energia és una funció convexa de el número atòmic, per lo que tots els nucleids en una cadena isobàrica impar, llevat un, tenen un veí de menor energia al que poden desintegrar-se per desintegració beta. No hi ha nucleids estables que tinguen un número atòmic major que Z = 82 (plom),[5] encara que el bismut ( Z = 83) és estable per a tots els propòsits pràctics. Els elements en número atòmic de l'1 al 82 tenen isòtops estables, en les excepcions del tecneci ( Z = 43) i el prometi ( Z = 61).
Referències
- ↑ J. Byrne (2011). Neutrons, Nuclei and Matter: An Exploration of the Physics of Slow Neutrons, Mineola, New York: Dover Publications. ISBN 978-0486482385.
- ↑ Kurt Guggenheimer. Journal de Physique et li Radium 5 (1934) 253
- ↑ Giorgio Lleja. Il Nuovo Cimente 2 (1935) 368
- ↑ «What We Do: The Chart of Nuclides». Knolls Atomic Power Laboratory. Archivat des de l'original, el 2016-10-18. Consultat el 14 May 2009.
- ↑ Holden,CRC Handbook of Chemistry and Physics, 90th Edition §11
- Este artícul conté una traducció derivada de «Tabla de nucleidos» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.