Notaci�n Nuclear

La notaci�n nuclear est�ndar, muestra el s�mbolo qu�mico, el n�mero de masa y el n�mero at�mico del is�topo.

Ejemplo: los is�topos del carbono. El elemento est� determinado por el n�mero at�mico 6. El carbono-12 es el is�topo com�n, con el carbono-13 como otro is�topo estable, que representa sobre el 1%. El carbono-14 es radioactivo y es la base para la dataci�n del carbono.

La masa de un elemento en gramos que es num�ricamente igual a la masa at�mica A, se llama mol y contendr� el n�mero de Avogadro N_A del n�cleo. Si se conoce la densidad ρ de un material, se puede calcular el n�mero de n�cleos por unidad de volumen n, a partir de n =ρN_A/A. Esto es �til en el c�lculo de la secci�n transversal de una dispersi�n nuclear.

Is�topos

Los diferentes is�topos de un elemento dado tienen el mismo n�mero at�mico pero diferentes n�meros de masa, ya que tienen diferentes n�meros de neutrones. Las propiedades qu�micas de los diferentes is�topos de un elemento son id�nticas, pero a menudo tienen grandes diferencias en su estabilidad nuclear. En los is�topos estables de los elementos ligeros, el n�mero de neutrones es casi igual al n�mero de protones, pero un creciente exceso de neutrones es caracter�stico de elementos pesados estables. El elemento esta�o (Sn), tiene los is�topos m�s estables con 10. El promedio es de aproximadamente 2,6 is�topos estables por elemento.

Se puede encontrar informaci�n sobre los is�topos de cada elemento y su abundancia, yendo a la tabla peri�dica y eligiendo un elemento. Luego, se puede tomar el enlace a los datos nucleares.

Los Is�topos son (casi) Qu�micamente Id�nticos

Es significativo apreciar que los tres is�topos del hidr�geno cambian en la masa por un factor de tres, pero sus propiedades qu�micas son pr�cticamente id�nticas. Una peque�a diferencia en las frecuencias espectrales del hidr�geno y del deuterio, proviene de una fuente esencialmente mec�nica, el ligero cambio en la "masa reducida" asociada con el electr�n en �rbita. Pero para fines pr�cticos, el comportamiento qu�mico de los is�topos de cualquier elemento son id�nticos.

El contribuidor dominante a las interacciones entre los �tomos y su entorno es la fuerza electromagn�tica. No deber�a ser sorprendente que un neutr�n extra o dos en un n�cleo, no tiene casi ning�n efecto en la interacci�n con el mundo. El examen de un modelo a escala del �tomo, pone en evidencia que el n�cleo es muy peque�o en comparaci�n con el tama�o del �tomo. El radio nuclear del carbono-12 es 2,7 x 10^-15 m, mientras que el tama�o del �tomo por la tabla peri�dica es sobre 0,9 x 10^-10 m, unas 33.000 veces mas grande!

Fuerzas Nucleares

Dentro del increiblemente peque�o tama�o nuclear, se enfrentan entre s� las dos fuerzas m�s poderosas en la naturaleza. Cuando se rompe el equilibrio, la radioactividad resultante, deviene en part�culas de enormes energ�as.

El electr�n en un �tomo de hidr�geno es atra�do hacia n�cleo de protones con una fuerza tan fuerte, que la fuerza de gravedad y todas las dem�s son insignificantes en comparaci�n. Sin embargo, dos protones toc�ndose entre s�, sentir�an una fuerza de repulsi�n de �m�s de 100 millones de veces m�s fuertes! Entonces, �c�mo pueden permanecer esos protones tan cerca? Esto puede dar una sensaci�n de la enormidad de la fuerza nuclear fuerte que mantiene los n�cleos juntos.

Tama�o Nuclear

El tama�o del n�cleo en comparaci�n con el tama�o del �tomo en el que reside, es tan peque�o que invita a un n�mero de comparaciones interesantes. Por ejemplo, el espacio dentro de un �tomo puede ser comparado con el espacio en el sistema solar en un modelo a escala. El modelo a escala del n�cleo de oro sugiere que el radio at�mico es de unas 18.000 veces el tama�o del n�cleo. Esta gran disparidad en el tama�o, fue descubierta por primera vez, por la dispersi�n de Rutherford de las part�culas alfa, a trav�s de una delgada l�mina de oro. La extremidad de esta comparaci�n de espacios se resalta por el hecho de que, en un �tomo con el mismo n�mero de neutrones y protones, el n�cleo comprende aproximadamente �el 99,97% de la masa del �tomo!.

La evidencia experimental sugiere que la materia nuclear es de casi densidad uniforme, de modo que el tama�o de un n�cleo puede estimarse a partir de su n�mero de masa.