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NÚCLEOSY RADIACTIVIDAD45CAPÍTULO 45: NÚCLEOS Y RADIACTIVIDAD 359EL NÚCLEO de un átomo es una entidad cargada positivamente en el centro del átomo. Su radio es de alrededor de10 15 m, que es aproximadamente 10 5 tan grande como el radio del átomo. El hidrógeno es el más ligero y el mássencillo de todos los átomos. Su núcleo es un solo protón. Todos los demás núcleos contienen tanto protones comoneutrones. De manera colectiva, a los protones y los neutrones se les llama nucleones. Aunque las cargas positivasde los protones hacen que se repelan unos a otros, una fuerza más intensa de corto alcance, la fuerza nuclear (quees una manifestación de la más fundamental fuerza fuerte) logra que se mantengan juntos en el núcleo. La fuerzaatractiva nuclear entre nucleones decrece rápidamente con la separación de partículas y es esencialmente cero paranucleones separados más de 5 × 10 15 m.CARGA NUCLEAR Y NÚMERO ATÓMICO: Cada protón en el núcleo porta una carga e, mientras que losneutrones no tienen carga electromagnética. Si existen Z protones en el núcleo, entonces la carga en éste es Ze. AZ se le llama el número atómico de dicho núcleo.Como los átomos de modo usual son eléctricamente neutros, un átomo tiene Z electrones fuera del núcleo. EstosZ electrones determinan el comportamiento químico del átomo. Como resultado, todo átomo del mismo elementoquímico tiene el mismo valor Z. Por ejemplo, todos los átomos de hidrógeno tienen Z 1, mientras que todos losátomos de carbono tienen Z 6.UNIDAD DE MASA ATÓMICA (u): Una unidad de masa conveniente que se utiliza en cálculos nucleares es launidad de masa atómica (u). Por definición, 1 u es exactamente 112 de la masa de un átomo de carbono en la formacomún en que se encuentra en la Tierra. Por tanto, es evidente que1 u 1.660 5 × 10 27 kg 931.494 MeVc 2La tabla 45-1 muestra las masas de algunas de las partículas y núcleos más comunes, así como sus cargas,Tabla 45-1Partícula Símbolo Masa, u CargaProtón p; 1 1 H 1.007 276 +eNeutrón n; 1 0 n 1.008 665 0Electrón e , ,01e 0.000 548 6 ePositrón e þ , þ ,0þ1e 0.000 548 6 eDeuterón d; 2 1 H 2.013 55 +ePartícula alfa ; 4 2 He 4.001 5 2eEL NÚMERO DE MASA (A) de un átomo es igual al número de nucleones (neutrones más protones) en el núcleodel átomo. Ya que cada nucleón tiene masa cercana a 1 u, el número de masa A es prácticamente igual a la masanuclear en unidades de masa atómica. Además, debido a que los electrones tienen una masa muy pequeña, A esaproximadamente igual a la masa del átomo en unidades de masa atómica.ISÓTOPOS: El número de neutrones en el núcleo tiene un pequeño efecto en el comportamiento químico de losátomos, excepto de los más pequeños. En la naturaleza, con frecuencia existen átomos del mismo elemento (mismoZ) que tienen distintos números de neutrones en sus núcleos. A esos átomos se les llama isótopos. Por ejemplo, eloxígeno ordinario consiste en tres isótopos que tienen números de masa 16, 17 y 18. Cada uno de los isótopos tienewww.FreeLibros.com359