Diferencia entre isótopos estables e inestables

Diferencia principal - Estable vs isótopos inestables

Los isótopos son átomos del mismo elemento que tienen diferentes estructuras atómicas. Los isótopos del mismo elemento tienen el mismo número atómico ya que son formas diferentes del mismo elemento. Se diferencian entre sí según el número de neutrones que tienen en sus núcleos. La masa atómica de un elemento está determinada por la suma del número de protones y el número de electrones. Por lo tanto, las masas atómicas de los isótopos son diferentes entre sí. Los isótopos se pueden dividir principalmente en dos grupos como isótopos estables e isótopos inestables. La principal diferencia entre los isótopos estables e inestables es que Los isótopos estables tienen núcleos estables, mientras que los isótopos inestables tienen núcleos inestables..

Áreas clave cubiertas

1. ¿Qué son los isótopos estables?
      - Definición, Propiedades, Aplicaciones
2. ¿Qué son los isótopos inestables?
      - Definición, Propiedades, Aplicaciones
3. ¿Cuál es la diferencia entre isótopos estables e inestables?
      - Comparación de diferencias clave

Términos clave: Decaimiento alfa, Cinturón de estabilidad, Electrones, Helio, Isótopos, Números mágicos, Neutrones, Protones, Radioactividad, Uranio

¿Qué son los isótopos estables?

Los isótopos estables son átomos que tienen núcleos estables. No son radiactivos debido a la estabilidad de sus núcleos. Por lo tanto, los núcleos estables no emiten radiación. Un elemento particular puede tener más de un isótopo estable. Para algunos elementos como el uranio, todos los isótopos son inestables. Los dos hechos principales que determinan la estabilidad de los núcleos son la proporción de protones a neutrones y la suma de protones y neutrones..

El fenómeno de “Números magicos”Es un concepto en química que describe los números atómicos de los isótopos más estables. El número mágico puede ser el número de protones o el número de neutrones. Si un elemento en particular tiene un número mágico de protones o neutrones, son isótopos estables.

Números mágicos: 2, 8, 20, 28, 50, 82

Protones: 114

Neutrones: 126, 184 son números mágicos..

Además, si los números tanto de protones como de neutrones son números pares, lo más probable es que estos isótopos sean estables. Otra forma es calcular la relación protón: neutrón. Hay una gráfica estándar de número de neutrones vs. número de protones. Si la relación protón: neutrón se ajusta a la región para isótopos estables en esa gráfica, entonces esos isótopos son esencialmente estables.

Figura 1: la gráfica del número de neutrones frente al número de protones. La región coloreada se llama cinturón de estabilidad..

Aunque los isótopos estables no son radiactivos, tienen muchas aplicaciones. Por ejemplo, el elemento hidrógeno tiene tres isótopos principales. Son protio, deuterio y tritio. Protium es el isótopo más estable y más abundante entre ellos. El tritio es el isótopo más inestable. El deuterio también es estable pero no es tan abundante en la naturaleza. Sin embargo, el protio es un isótopo que se encuentra en casi todas partes. El deuterio se puede utilizar en forma de agua pesada para aplicaciones de laboratorio..

Algunos elementos tienen un solo isótopo estable. Estos elementos son llamados monoisotópico. Hay 26 elementos monoisotópicos conocidos. Otros elementos tienen más de un isótopo estable. Por ejemplo, Tin (Sn) tiene 10 isótopos estables.

¿Qué son los isótopos inestables?

Los isótopos inestables son átomos que tienen núcleos inestables. Estos son isótopos radiactivos. Por lo tanto, también se les llama isótopos radioactivos. Algunos elementos como el uranio solo tienen isótopos radiactivos. Otros elementos tienen isótopos estables e inestables..

Un elemento inestable puede ser inestable debido a varias razones. La presencia de un alto número de neutrones en comparación con el número de protones es una de esas razones. En este tipo de isótopos, la desintegración radiactiva se produce con el fin de obtener un estado estable. Aquí, los neutrones se convierten en protones y electrones. Esto se puede dar de la siguiente manera.

¹₀n →      ¹₁pag     +       ⁰_-1mi

n es un neutrón, p es un protón y e es un electrón. La masa de la partícula se da en el número de mayúsculas y la carga eléctrica se da en el número de mayúsculas..

Algunos isótopos son inestables debido a la presencia de un gran número de protones. Aquí, un protón se puede convertir en un neutrón y un positrón. Un positrón es similar a un electrón, pero la carga eléctrica es +1..

¹₁p →    ¹₀norte  +   ⁰₁mi

aquí ⁰₁e indica el positrón.

A veces, puede haber demasiados protones y demasiados electrones. Esto indica que la masa atómica es muy alta. Luego, dos protones y dos neutrones se emiten como un átomo de helio. Esto se llama desintegración alfa.

Figura 2: Desintegración alfa del radio-226

Los elementos radiactivos tienen muchas aplicaciones en trabajos de investigación. Por ejemplo, estos se pueden utilizar para determinar la edad de los fósiles, en el análisis de ADN o con fines medicinales, etc..

En los isótopos inestables, el decaimiento radioactivo se puede medir por su vida media. La vida media de una sustancia se define como el tiempo que tarda esa sustancia en convertirse en la mitad de su masa inicial debido a la descomposición..

Diferencia entre isótopos estables e inestables

Definición

Isótopos estables: Los isótopos estables son átomos que tienen núcleos estables..

Isótopos inestables: Los isótopos inestables son átomos que tienen núcleos inestables..

Radioactividad

Isótopos estables: Los isótopos estables no muestran radiactividad..

Isótopos inestables: Los isótopos inestables muestran radioactividad..

Números magicos

Isótopos estables: Los números mágicos indican la cantidad de protones o la cantidad de neutrones presentes en los isótopos más estables.

Isótopos inestables: Los números mágicos no indican los números de protones o electrones en isótopos inestables.

Aplicaciones

Isótopos estables: Los isótopos estables se utilizan para aplicaciones donde la radioactividad no debería estar presente.

Isótopos inestables: Los isótopos inestables se utilizan en aplicaciones donde la radiactividad es importante, como en el análisis de ADN..

Media vida

Isótopos estables: La vida media de un isótopo estable es muy larga o no tiene vida media en absoluto..

Isótopos inestables: La vida media del isótopo inestable es corta y se puede calcular fácilmente.

Conclusión

Todos los elementos en la tierra se pueden dividir en dos grupos como isótopos estables e isótopos inestables. Los isótopos estables son formas naturales de elementos que no son radiactivos. Los isótopos inestables son átomos que tienen núcleos inestables. Por lo tanto, estos elementos experimentan radiactividad. Esta es la principal diferencia entre los isótopos estables e inestables. La radioactividad es útil en muchas aplicaciones, pero no es buena para nuestra salud ya que la radiación puede causar mutaciones en nuestro ADN que pueden conducir a la formación de células cancerosas..

Referencias:

1. "Estabilidad nuclear". EasyChem: las mejores notas de química del HSC, puntos del plan de estudios, documentos anteriores y videos. N.p., n.d. Web. Disponible aquí. 27 de julio de 2017. 
2. Libretextos. "Números de magia nuclear". Química LibreTextos. Libretexts, 05 de junio de 2017. Web. Disponible aquí. 27 de julio de 2017. 

Imagen de cortesía:

1. “Isótopos y vida media” Por BenRG - Trabajo propio (Dominio público) a través de Commons Wikimedia
2. “Decaimiento alfa” por PerOX - (CC0) a través de Commons Wikimedia