Nombre: Vázquez Sánchez Fernando Carrera: QBC

Materia: Química

Isótopos

Se llaman isótopos cada una de las variedades de un átomo de cierto elemento

químico, los cuales varían en el núcleo atómico. El núcleo presenta el mismo

número atómico (Z), constituyendo por lo tanto el mismo elemento, pero presenta

distinto número másico (A).

Los diferentes átomos de un mismo elemento, a pesar de tener el mismo

número de protones y electrones (+ y -), pueden diferenciarse en el número de

neutrones. Puesto que el número atómico es equivalente al número de protones

en el núcleo, y el número másico es la suma total de protones y neutrones en el

núcleo, los isótopos del mismo elemento sólo difieren entre ellos en el número de

neutrones que contienen.

Los elementos, tal como se encuentran en la naturaleza, son una mezcla de

isótopos. La masa atómica que aparece en la tabla periódica es el promedio de

todas las masas isotópicas naturales, de ahí que mayoritariamente no sean

números enteros.

En la notación científica, los isótopos se identifican mediante el nombre del

elemento químico seguido del número de nucleones (protones y neutrones) del

isótopo en cuestión, por ejemplo hierro-57, uranio-238 y helio-3; en la notación

simbólica, el número de nucleones se denota como superíndice prefijo del símbolo

químico, en los casos anteriores: 57Fe, 238U y 3He.

Un átomo no puede tener cualquier cantidad de neutrones. Hay

combinaciones "preferidas" de neutrones y protones, en las cuales las fuerzas que

mantienen la cohesión del núcleo parecen balancearse mejor. Los elementos

ligeros tienden a tener tantos neutrones como protones; los elementos pesados

aparentemente necesitan más neutrones que protones para mantener la cohesión.

Los átomos con algunos neutrones en exceso o no los suficientes, pueden existir

durante algún tiempo, pero son inestables. Los átomos inestables son

radioactivos: sus núcleos cambian o se desintegran emitiendo radiaciones.

Aplicaciones de los isótopos radiactivos

 Medicina

     En medicina la radiación de alta energía emitida por el radio fue utilizada

durante mucho tiempo en el tratamiento del cáncer. Actualmente se usa el cobalto-

60 para el tratamiento del cáncer porque emite una radiación con más energía que

la que emite el radio y es más barato que este. En medicina se usa el tratamiento

con cobalto-60 para detener ciertos tipos de cáncer con base en la capacidad que

tienen los rayos gamma para destruir tejidos cancerosos. El cobalto-60 se

desintegra emitiendo partículas beta y rayos gamma, y tiene una vida media de

5.27 años. Su proceso de desintegración se representa mediante la ecuación

química nuclear:

 2760Co   ---->    28

60Ni  +  -10b  +   0

0g .          t1/2 = 5.27 años

     Ciertos tipos de cáncer se pueden tratar internamente con isótopos radiactivos,

como el cáncer de tiroides, como el yodo se va a la glándula tiroides, se trata con

yoduro de sodio (NaI) que contenga iones de yoduros radiactivos provenientes del

yodo-131 o del yodo-123. Allí la radiación destruye a las células cancerosas sin

afectar al resto del cuerpo.

     Para detectar desórdenes circulatorios de la sangre se utiliza una solución de

cloruro sódico (NaCl) que contenga una pequeña cantidad de sodio radiactivo y

midiendo la radiación el médico puede saber si la circulación de la sangre es

anormal.

     Para el estudio de los desórdenes cerebrales se utiliza una tomografía de

emisión de protones conocida como PET. Se le administra al paciente una dosis

de glucosa (C6H12O6) que contenga una pequeña cantidad de carbono-11 (11C),

que es radiactivo y emite positrones, luego se hace un barrido del cerebro para

detectar los positrones emitidos por la glucosa radiactiva “marcada”. Se

establecen las diferencias entre la glucosa inyectada y metabolizada por los

cerebros normales y los anormales. Por ejemplo, con la técnica PET se ha

encontrado que el cerebro de un esquizofrénico metaboliza alrededor de un 20 %

de la glucosa que metaboliza un individuo normal.

Química

     Una de las primeras aplicaciones de los isótopos radiactivos en química fue en

el estudio de las velocidades de una reacción reversible para establecer las

condiciones de equilibrio. Por ejemplo, para conocer el equilibrio en una solución

saturada de cloruro de plomo II (PbCl2). La ecuación química que representa el

equilibrio de esta solución es: PbCl2(S)   ---->  Pb2+(ac)  +  2 Cl1-

(ac)

    Se usa el isótopo radiactivo de plomo-212 para comprobar que los procesos de

disolución y de precipitación se producen a la misma velocidad. Se agrega a una

solución saturada de cloruro de plomo II una pequeña cantidad de nitrato de plomo

II que contenga el isótopo plomo-212. Un tiempo después se precipita plomo, lo

que indica que se está produciendo un intercambio entre el cloruro de plomo

sólido y el ión plomo +2 de la solución.

En estudios de química orgánica se usan los isótopos radiactivos como

trazadores o rastreadores (por ejemplo, carbono-14)  para conocer los

mecanismos de reacciones complejas como las de la fotosíntesis, en la que en

varias etapas se van formando moléculas más complejas. Para el estudio de la

trayectoria de las reacciones químicas en la fotosíntesis se nutre a la planta con

dióxido de carbono (CO2) que contiene carbono-14. Por esto, el químico

norteamericano Melvin Calvin (1911-) obtuvo el Premio Nobel de Química en

1961, aclaró una parte del proceso químico de la fotosíntesis y de los productos

intermedios que se producen (ciclo de Calvin).

Datación 

    Las mediciones de la radiactividad se usan para determinar la edad de los

minerales y de restos fósiles (datación). Por ejemplo, la existencia de núcleos

radiactivos naturales sobre la superficie de la Tierra sugiere que sus vidas medias

son comparables con las edades de los minerales en los cuales se encuentran, y

estos proporcionan una estimación de la edad de la Tierra.

COMENTARIO:

Los isotopo son los diferentes átomos de un mismo elemento que tienen con

diferencia el número de neutrones en su núcleo.

Existen numerosas aplicaciones que utilizan las diferentes propiedades

entre los isótopos de un mismo elemento Si la relación entre el número de

protones y de neutrones no es la apropiada para obtener la estabilidad nuclear, el

isótopo es radiactivo.

Los isótopos se subdividen en isótopos estables y no estables o isótopos

radiactivos. El concepto de estabilidad no es exacto, ya que existen isótopos casi

estables. Su estabilidad se debe al hecho de que, aunque son radiactivos, tienen

una semivida extremadamente larga comparada con la edad de la Tierra.

Los isotopos tiene muchas aplicaciones como en la medicina, en la química

se usan los isotopos inusuales como marcadores en reacciones químicas, estos

se comportan igual pero se pueden identificar por medio de la espectrofotometría

o detectando la radiactividad.

http://www.sagan-gea.org/hojared_radiacion/paginas/Aplicaciones.html

http://quimica-explicada.blogspot.com/2010/08/los-isotopos.html