Chimica inorganica - isotopi e radioattività

Isotopi

Gli atomi con diverso numero di massa A sono detti isotopi quando un nuclide di uno stesso elemento ha diverso (uguale Z), numero di massa A. Gli isotopi di uno stesso elemento hanno proprietà chimiche simili.

Isotopi e percentuale di nuclidi in natura

Andamento del rapporto neutroni/protoni

Andamento del rapporto numero di neutroni/numero di protoni nei 288 nuclidi più stabili. Il rapporto 1:1 è rappresentato dalla linea continua.

Radioattività e isotopi

La maggior parte dei nuclei sopravvive indefinitamente, ma in alcuni le repulsioni che tengono insieme i nucleoni hanno il sopravvento. Questo comporta l’emissione di particelle e di energia annessa, cioè la radioattività, e la trasformazione del nucleo instabile in nuclei con numero atomico diverso e di maggior stabilità.

Decadimento radioattivo

• Emissione particella alfa (α): la particella alfa (α) ha Z = 2, A = 4.
  • ²³⁸U → ²³⁴Th + ⁴He
• Emissione particella beta (β-): neutrone → protone + elettrone.
  • ¹⁴C → ¹⁴N + β-
• Emissione particella beta (β+): protone → neutrone + positrone.
  • ¹¹C → ¹¹B + β+
• Cattura elettronica (β-): protone + elettrone → neutrone.
  • ⁸¹Rb + e- → ⁸¹Kr

Ogni decadimento è accompagnato da emissione di radiazione gamma (γ).

Emissione di particelle alfa (α)

Sono particelle di Z = 2, A = 4 e carica 2+, sono nuclei di elio con A = 4.

• ²³⁸U → ²³⁴Th + ⁴He
• ²⁴¹Am → ²³⁷Np + ⁴He

Z diminuisce di 2 e A di 4 unità nel nuclide finale. L’emissione della particella è accompagnata da emissione di radiazione γ.

Emissione di particella beta (β-)

Sono particelle di Z = 0, A = 0 e carica 1-, sono elettroni.

Emissione di particella beta (β+)

Sono particelle di Z = 0, A = 0 e carica 1+, sono positroni. L’emissione della particella è accompagnata da emissione di radiazione γ.