Todo tiende al equilibrio, cuando se trata de los procesos vitales se alcanza la muerte, cuando se trata de la radiactividad termina en elementos residuales que no tienen capacidad radiactiva.
“Los sistemas biológicos (procesos vitales) tienden al equilibrio, como lo hace cualquier sistema físico o químico. La energía necesaria para mantener la situación metaestable de no equilibrio se obtiene del exterior (alimentos). Cuando no se efectúa esta transferencia de energía de una fuente exterior, los procesos biológicos tienden al equilibrio, y sobreviene la muerte.”
La materia se define como algo que ocupa espacio y posee masa e inercia. La cantidad real de materia en un cuerpo se mide por su masa. La masa es responsable tanto de su peso como de su inercia. El peso de un cuerpo es una fuerza. La fuerza atractiva (gravedad) que la Tierra ejerce sobre dicho cuerpo. Como esta fuerza depende de la distancia del cuerpo al centro de la Tierra , el peso puede variar según el lugar en que se determine, mientras que la masa es constante.
La energía se define como la capacidad para efectuar trabajo. La energía puede ser cinética o potencial. La cinética es la correspondiente a un objeto dotado de movimiento y la potencial es la que posee un cuerpo en virtud de su posición con respecto a otros.
Las leyes de conservación de la materia y la energía son válidas para los cambios y transformaciones ordinarias. En algunos procesos especiales, como las reacciones nucleares , como las que tienen lugar en la explosión de una bomba atómica o en el interior de las estrellas , parte de la materia se puede transformar en energía , así como la energía se puede transformar en materia. E= mc2. Si se lograse transformar 1 g de masa totalmente en energía, algo imposible, sólo es un supuesto teórico para ver las posibilidades que tiene, se producirían 25 millones de kilovatios hora de energía, una energía equivalente a la que se desprendería al quemar 2.500 toneladas de carbón. En la combustión de 1 kg de gasolina se desprenden 8.500 Kcal. y la masa = E/c2 , 8.500/300.000 seg. en cada segundo es tan mínima que permite pensar que sigue válida la ley de conservación de la masa.
Ley de conservación de la energía. La energía, en todas las transformaciones ordinarias, ni se crea ni se destruye, sino que simplemente se transforma o se transfiere de un cuerpo a otro.
Ley de conservación de la materia: en toda reacción química, el peso total de las sustancias que reaccionan es igual al peso total de los productos resultantes. La observación superficial puede inducir a error, durante mucho tiempo se creyó que los metales aumentaban de peso cuando se calentaban. Lavoisier fue el primero en demostrar que el aumento de peso se debe a la adición de oxígeno procedente de la atmósfera, que se combina con el metal, formando un óxido.
El átomo no es la forma más elemental de materia, sino que está constituido por unidades más simples, las denominadas partículas elementales: los electrones, los protones y los neutrones, además del positrón, el neutrino, etc.
El número de cargas positivas o número de protones, recibe el nombre de número atómico del elemento a que corresponde el átomo. Este número de protones es igual al número de cargas negativas o electrones que rodean al núcleo. La suma de electrones y protones recibe el nombre de número másico o masa del átomo. Las propiedades químicas de los átomos dependen exclusivamente del número y ordenación de los electrones que los constituyen. Los átomos con el mismo número atómico, aunque tengan número másico distinto, se denominan isótopos. El neutrón es otra partícula estable cuando está asociada y sin carga eléctrica. Cuando se encuentra aislado se desintegra después de una corta vida, formando un protón y un electrón. Toda especie nuclear, con un número atómico y un número másico específicos, recibe el nombre de núclido.
Desde 1869 un químico ruso, Mendeleiev, logró una ordenación regular de los elementos en función de su peso atómico y en 1871 la dio a conocer. Ha sufrido algunas modificaciones pero en su estructura y sus leyes sigue siendo la misma.
Los átomos son eléctricamente neutros en su estado normal. Rutherford en 1911 fue el primero en determinar el tamaño de los núcleos atómicos, lo que condujo al modelo nuclear del átomo.
Investigó con partículas alfa, núcleos desnudos compuestos de dos protones y dos neutrones, carga eléctrica igual a 2, que eran núcleos de helio. Estas partículas procedían del elemento radiactivo polonio y están dotadas de energía.
El grupo III de la Tabla del sistema periódico que está estructurada en XVIII grupos, es la tabla de residencia del uranio y el plutonio.
Una primera división se hace entre metales y no metales, metales forman cationes e hidróxidos básicos, los no metales forman iones negativos (aniones) y sus hidróxidos son ácidos. Algunos elementos participan de las propiedades metálicas y no metálicas.
El Grupo I está formado por los metales alcalinos.
El Grupo II por los metales alcalino-térreos
Del Grupo III al XI se encuentran los elementos de transición, pueden variar sus estados de oxidación cuando se combinan con otros, y son de pequeño volumen atómico. En el grupo III además del Escandio, Ytrio, Lantano y actinio, (no paramagnéticos, se conoce su estado de oxidación, poco solubles e incoloros) tiene 14 elementos lantánidos y 14 elementos actínidos. Los lantánidos y los actínidos forman las dos series de transición interna. Los lantánidos, a excepción de uno, todos se encuentran en la naturaleza.
Tanto los lantánidos como los actínidos al aumentar el número atómico, carga nuclear, existe una mayor atracción por los electrones y disminuye el volumen atómico. Son elementos reductores que se oxidan en el aire húmedo.
La serie de actínidos la forman: torio, protactinio, uranio, neptunio, plutonio, americio, curio, berkelio, einstenio, mendelevio, etc. Sólo existen en la naturaleza tres de ellos, además del actinio, que son el torio, protactinio y uranio.
El resto son elementos artificiales obtenidos por procesos de bombardeo con partículas aceleradas. Todos ellos son radiactivos.
El principal uso del uranio es como combustible nuclear. El uranio expuesto al aire se recubre de una capa de óxido: finamente pulverizado arde espontáneamente en el aire.
Cuando se oxida, dióxido de uranio, dan sales de uranio. Son muy conocidos el nitrato de uranilo y el acetato. El diuranato sódico es de color amarillo y se usa en cerámica como colorante.
El plutonio cuando se oxida es de color azul a violeta (+3), naranja a pardo (+4) púrpura (+5) y amarillo a carmín (+6).
El punto de fusión del plutonio es de 639,5 º centígrados y el potencial reductor es negativo -2, 03.
Los núcleos atómicos son sistemas perfectamente estables, y para desintegrarlos se precisan energías considerables. Las transformaciones que tienen lugar en los átomos radioactivos son espontáneas, y no depende de agentes externos, sino que consiste en la emisión de determinados tipos de radiación: alfa (helio), beta (electrones) o gama (electromagnética). Cuando un átomo emite una partícula se convierte en otro distinto. La velocidad de desintegración radiactiva varía de un elemento a otro.
Las familias radiactivas naturales son cadenas formadas por una docena aproximadamente de miembros. Una de ellas comienza por el Uranio y después de una serie de desintegraciones alfa y beta termina en el plomo. Otra familia parte del Torio, un isótopo del Uranio, y termina también en isótopos del plomo. El paso de uno a otro, con medios naturales, puede tardar desde millones de años a minutos.
Los fenómenos radiactivos son como una reacción nuclear espontánea. Y se pueden realizar diferentes tipos de reacciones nucleares por medios artificiales.
En los reactores nucleares se producen haces de neutrones de la energía deseada.
El rendimiento en las reacciones nucleares es muy pequeño, debido a que las colisiones “eficaces” entre la partícula proyectil y los núcleos son muy escasas a causa de la poca magnitud de ambos.
En las reacciones nucleares puede ocurrir que el nuevo núclido obtenido como resultado de la reacción no existiese previamente en la naturaleza, por eso se llama radiactividad artificial o inducida. Los esposos Joliot-Curie fueron los primeros que en 1934 observaron una reacción de este tipo.
En 1939 se descubre un nuevo tipo de reacción nuclear, la escisión nuclear, bombardeando uranio con neutrones lentos. El núcleo de uranio, al capturar un neutrón, adquiere una energía de excitación equivalente, en cada caso, para que se produzca la escisión. Para explicar este fenómeno se recurre al “modelo de la gota líquida”.
Los núcleos más pesados tenderán a romperse (escisión) para formar núcleos con número atómicos menores y los núcleos ligeros tenderán a fundirse (fusión) para formar núcleos de mayor defecto másico. Estas reacciones necesitan condiciones muy especiales, y si falta alguna cesan de realizarse.
La aplicación de los radionúclidos depende del hecho de que si se mezcla uno de ellos con sus isótopos estables, la concentración recíproca no variará, cualesquiera que sean las operaciones a que se someta la mezcla. Se dice entonces que se ha marcado el elemento en cuestión y mediante el artificio correspondiente, contados Geiger u otro adecuado, se pueden seguir variaciones de concentración.
La química, la agricultura, la metalurgia, la medicina, etc., utilizan hoy día la técnica de los isótopos radiactivos en múltiples aplicaciones, como, por ejemplo, averiguar mecanismos de reacciones, determinaciones analíticas, seguir procesos de difusión, etc. Pero es en la biología donde ese método se ha mostrado extremadamente fructífero, ya que permite al investigador estudiar la distribución en un organismo, in vivo, de sustancias diversas, así como revelar la absorción selectiva por diferentes órganos y observar mecanismos de los diversos alimentos, así como el comportamiento de las glándulas internas, y también pueden revelarse estados patológicos y, en ocasiones, combatirlos.
Bióloga-Psicoanalista,
amiga del Psicoanalista Jubilado Emparte
amiga del Psicoanalista Jubilado Emparte
