EL NÚCLEO ATÓMICO

Es una pequeña región central del átomo donde se encuentran distribuidos los neutrones y protones, partículas fundamentales del núcleo, que reciben el nombre de nucleones.

La estabilidad del núcleo no puede explicarse por su acción eléctrica. Al contrario, la repulsión existente entre los protones produciría su desintegración. El hecho de que en el núcleo existan protones y neutrones es un indicador de que debe existir otra interacción más fuerte que la electromagnética que no está directamente relacionada con cargas eléctricas y que es mucho más intensa. Esta interacción se llama interacción nuclear fuerte y es la que predomina en el núcleo.

Para explicar la naturaleza de las fuerzas nucleares que mantienen unidas a las partículas dentro de los núcleos, es necesario analizar sus propiedades. En general, un núcleo tiene masa y está cargado eléctricamente. Además, tiene un tamaño que se puede medir por su radio. Los nucleones se mueven bajo la acción de sus interacciones mutuas y la intensidad de sus interacciones se puede medir por su energía de enlace o energía de ligadura nuclear.

A) NÚMERO MÁSICO. CLASIFICACIÓN DE LOS NUCLEIDOS O NÚCLIDOS

Igual que todos los átomos que tienen el mismo número atómico, pertenecen al mismo elemento químico, todos los núcleos que tienen igual número de protones e igual número de neutrones, pertenecen al mismo nucleido o núclido.

Un núcleo está constituido por un número de neutrones y un número de protones cuya suma recibe el nombre de número másico y se representa por A.

A = N + Z

Notación:      ^A_zX

A = número másico

N = número de neutrones

Z = número de protones

Los distintos núclidos del mismo elemento químico se llaman isótopos.

·        Isótopos:  son núcleos con igual número de protones, pero distinto número de neutrones, y por tanto distinto número másico.

Para referirse a un determinado isótopo, se escribe así: ^A_ZX. Aquí X es el símbolo químico del elemento, Z es el número atómico, y A es el número de neutrones + protones, llamado  número másico. Por ejemplo, el hidrógeno ordinario se escribe ¹₁H, el deuterio es ²₁H, y el tritio es ³₁H.

        

protio (es un protón) 11H	deuterio 21H	tritio 31H

ESTABILIDAD NUCLEAR

Un núcleo se considera estable si no se transmuta espontáneamente en 10²¹años, si bien puede transmutarse en otros núcleos bajo ciertas condiciones.

Hay 115 elementos químicos conocidos, de los cuales, 92 existen en la naturaleza y el resto han sido obtenido artificialmente. Se conocen hoy en día unos 2000 núclidos, de los cuales son estables 274. Unos 340 existen en la Naturaleza y el resto se han producido en el laboratorio. Por tanto, la mayoría de los núclidos son radiactivos.

Los núclidos radiactivos son inestables y se transforman espontáneamente con el tiempo formando otros núclidos.

B) CARGA Y TAMAÑO DEL NÚCLEO

La carga del núcleo determina su posición en el sistema periódico. Rutherford demostró que la mayor parte de la masa del átomo y su carga positiva están localizados en una pequeña región central del átomo que llamó núcleo, cuyo radio estimó del orden de 10^-14m a través del estudio de dispersión de partículas alfa al incidir en núcleos de átomos metálicos. 

El radio nuclear ha sido calculado posteriormente, siendo del orden de 10^-15m., y resultando ser proporcional al número másico A:

R = r_o.A^1/3

r_oes un valor constante para todos los núcleos y es igual a 1'3.10^-15m.

Por tanto, el volumen de un núcleo si se considera su forma esférica, es proporcional al número A de nucleones, y la densidad nuclear es un valor constante, 10¹⁵ veces mayor que la densidad de la materia macroscópica, lo que da una idea de la gran compacidad de los nucleones dentro de un núcleo. Así mismo, demuestra que la materia macroscópica está esencialmente vacía, ya que la mayor parte de la masa está concentrada en los núcleos.

Los primeros conocimientos sobre el núcleo atómico se los debemos a Ernest Rutherford que propuso el primer modelo atómico nuclear en 1911.

Experimento de Rutherford:

El experimento consistía en bombardear una fina lámina de oro con partículas alfa. Para observar el resultado de dicho bombardeo, alrededor de la lámina de oro colocó una pantalla fluorescente.

 Y lo explica del siguiente modo: