isótopo

History

El término 'isótopo' fue propuesto por Frederick Soddy en 1913. Observó que los elementos radiactivos podían ocupar el mismo lugar en la tabla periódica pero tener diferente masa atómica.

How it works

Las propiedades de los isótopos vienen determinadas por el número de neutrones. En la naturaleza, la mayoría de los elementos son mezclas de isótopos estables, pero también los hay radiactivos. Analogía: como en una familia, hijos de la misma estatura pero distinto peso: tienen carácter similar (propiedades químicas), pero parámetros físicos diferentes.

History

El término 'isótopo' fue propuesto por Frederick Soddy en 1913. Observó que los elementos radiactivos podían ocupar el mismo lugar en la tabla periódica pero tener diferente masa atómica.

How it works

Las propiedades de los isótopos vienen determinadas por el número de neutrones. En la naturaleza, la mayoría de los elementos son mezclas de isótopos estables, pero también los hay radiactivos. Analogía: como en una familia, hijos de la misma estatura pero distinto peso: tienen carácter similar (propiedades químicas), pero parámetros físicos diferentes.

History

Tras el descubrimiento de la radiactividad por Becquerel en 1896, Ernest Rutherford y Frederick Soddy demostraron en 1902 que la desintegración radiactiva conlleva la transmutación de los elementos. En 1913, Soddy introdujo el término 'isótopo' para los radioelementos químicamente indistinguibles pero con diferente masa. Ese mismo año, J. J. Thomson descubrió los isótopos del neón de masas 20 y 22. El descubrimiento del neutrón por James Chadwick en 1932 explicó la existencia de los isótopos. Hoy, el estudio de los isótopos es la base de multitud de métodos: desde la datación por carbono-14 hasta la medicina nuclear.

How it works

La diferencia en el número de neutrones conlleva una diferencia en la energía de ligadura del núcleo, lo que determina la estabilidad. Según el modelo de gota líquida y la fórmula de Weizsäcker, la energía de ligadura depende de Z y A. Los isótopos radiactivos se desintegran siguiendo la ley de desintegración radiactiva N(t)=N₀e^{-λt}. La espectrometría de masas permite separar isótopos por su relación masa/carga. Efectos cuánticos como el efecto túnel explican la desintegración α. El principio de Pauli regula el llenado de las capas nucleares, y las resonancias neutrónicas juegan un papel en la captura de neutrones.

Open problems & fun facts

Predicción de los límites de estabilidad de los isótopos superpesados (isla de estabilidad); Medición precisa de las vidas medias de isótopos para la astrofísica; Comprensión de los mecanismos de nucleosíntesis en condiciones astrofísicas extremas; Creación de isótopos con proporciones exóticas de protones y neutrones

💡 El deuterio y el tritio, isótopos del hidrógeno, se utilizan para la fusión termonuclear. Si lográramos dominar la fusión controlada, el agua de los océanos se convertiría en una fuente inagotable de energía, pues contiene mucho deuterio.