¿Qué mantiene unido el núcleo?
Todos los protones de un núcleo son positivos, así que se repelen entre sí. Pero el núcleo no se rompe, porque la fuerza nuclear une los protones y los neutrones. Esta fuerza actúa a distancias muy cortas y es mucho más intensa que la repulsión eléctrica. Los neutrones no tienen carga, así que no añaden repulsión, pero sí añaden fuerza nuclear.
Por eso importa la proporción entre protones y neutrones. En los elementos ligeros, los dos números son parecidos: 6 y 6 en el carbono-12, 7 y 7 en el nitrógeno-14. Los elementos pesados tienen más neutrones: el hierro-56 tiene 26 protones y 30 neutrones.
¿Por qué se desintegran los núcleos?
Un núcleo con una proporción desequilibrada es inestable y se desintegra con el tiempo.
| Desintegración | Qué ocurre en el núcleo | Protones | Neutrones | Número másico |
|---|---|---|---|---|
| β⁻ | Un neutrón se convierte en protón y se emite un electrón | +1 | −1 | No cambia |
| β⁺ | Un protón se convierte en neutrón y se emite un positrón | −1 | +1 | No cambia |
| Emisión de protones | Un protón sale del núcleo | −1 | 0 | −1 |
| Emisión de neutrones | Un neutrón sale del núcleo | 0 | −1 | −1 |
Por ejemplo, el carbono-14 se convierte en nitrógeno-14 por desintegración β⁻. Su periodo de semidesintegración es de 5730 años, por eso se usa para averiguar la edad de madera y huesos antiguos. El oxígeno-15 se convierte en nitrógeno-15 por desintegración β⁺.
Construye tu núcleo en la app Nalukh chem
Añade protones y neutrones y mira en la tabla si el núcleo es estable. Este simulador está incluido en el acceso completo. La descarga es gratis, y 2 unidades y 5 simuladores están abiertos sin cuenta.
¿Cómo se usa el simulador?
- Construye el núcleo con los botones + y − de las filas Protón y Neutrón del panel inferior. El simulador empieza en el carbono-12. Puedes llegar hasta 10 protones y 12 neutrones.
- El lado izquierdo muestra una imagen del núcleo, el nombre del elemento y el número másico. Si hay 0 protones, aparece Sin núcleo.
- Lee la etiqueta que hay bajo la imagen: Estable, Desintegración β⁻, Desintegración β⁺, Emisión de protones o Emisión de neutrones.
- Mira la tabla de nucleidos de la derecha. El eje horizontal N es el número de neutrones, y el eje vertical Z es el número de protones. Las celdas azul oscuro son núcleos estables, y los demás colores indican el tipo de desintegración. El marco naranja señala tu núcleo.
Retos para probar en el simulador
- El simulador no muestra la desintegración por sí solo, así que hazla a mano. Pon 6 protones y 8 neutrones: es el carbono-14, Desintegración β⁻. Quita un neutrón y añade un protón. Obtienes nitrógeno-14, y la etiqueta cambia a Estable.
- Pon 6 protones y 5 neutrones: es el carbono-11, Desintegración β⁺. Quita un protón y añade un neutrón. Obtienes boro-11, y la etiqueta cambia a Estable.
- Cuenta las celdas azul oscuro de la tabla. Los 10 primeros elementos tienen 20 núcleos estables.
- ¿Un núcleo con el mismo número de protones y neutrones es siempre estable? Pon 4 protones y 4 neutrones para comprobarlo. El berilio-8 es inestable.
