Isla de estabilidad para niños
La isla de estabilidad es un concepto de la física nuclear que describe la posibilidad de que existan elementos con un núcleo atómico muy especial. Estos núcleos tendrían una cantidad de protones y neutrones que los haría mucho más estables de lo normal. Imagina que son como rocas muy sólidas en un mar de elementos inestables.
Contenido
¿Qué es la isla de estabilidad?
¿Cómo se originó la idea de la isla de estabilidad?
La idea de la isla de estabilidad fue propuesta por primera vez por el científico Glenn T. Seaborg a finales de los años 1960. Él pensó que el núcleo de un átomo se organiza en "capas", de forma parecida a como los electrones se organizan alrededor del núcleo.
¿Qué son los números mágicos en los núcleos?
En la física nuclear, las "capas" son grupos de niveles de energía cuánticos que están muy cerca unos de otros. Cuando el número de neutrones y protones llena completamente una de estas capas en el núcleo, el átomo se vuelve mucho más estable. Es como si el núcleo estuviera "completo" y muy fuerte.
Estos números especiales de protones y neutrones que hacen que un núcleo sea muy estable se llaman "números mágicos".
¿Cuáles son los números mágicos esperados?
Para los núcleos que tienen forma de esfera, se cree que un número mágico de neutrones es 184. Algunos números mágicos de protones que podrían coincidir son 114, 120 y 126.
Esto significaría que algunos isótopos (variantes de un elemento con diferente número de neutrones) muy estables podrían ser el 298Fl, el 304Ubn y el 310Ubh.
¿Qué significa ser "doblemente mágico"?
Un caso muy interesante es el 310Ubh. Se cree que este isótopo sería "doblemente mágico" porque tanto su número de protones (126) como su número de neutrones (184) son considerados números mágicos. Esto lo haría extremadamente estable y con una vida media muy larga.
¿Los núcleos grandes cambian de forma?
Investigaciones recientes sugieren que los núcleos muy grandes pueden deformarse, es decir, no ser perfectamente esféricos. Esta deformación puede hacer que los números mágicos cambien.
Por ejemplo, se piensa que el 270Hs es un núcleo "doblemente mágico" deformado, con números mágicos de 108 protones y 162 neutrones. Sin embargo, su vida media es de solo 3,6 segundos.
¿Por qué son importantes los elementos de la isla de estabilidad?
Los científicos han logrado crear isótopos con suficientes protones para estar cerca de la isla de estabilidad, pero con muy pocos neutrones para estar realmente en ella.
Si se pudieran producir isótopos con una vida media adecuada, podrían tener usos prácticos. Por ejemplo, podrían servir como objetivos en aceleradores de partículas o como fuentes de neutrones para investigaciones.
¿Cuánto duran los elementos más pesados?
Todos los elementos con un número atómico (número de protones) mayor a 82 (como el plomo) son inestables. Esto significa que se desintegran con el tiempo. Generalmente, cuanto más pesado es un elemento, menos estable es.
La estabilidad disminuye desde el uranio (que es relativamente estable) hasta el Oganesón, que es el elemento más pesado conocido y muy inestable. Sin embargo, se ha observado un ligero aumento en la estabilidad para los elementos entre el 110 y el 113. Esto podría ser el comienzo de la isla de estabilidad.
La siguiente tabla muestra el isótopo más duradero de algunos de los elementos más pesados:
| Número atómico | Nombre | Isótopo con vida más larga | Vida media | Artículo |
|---|---|---|---|---|
| 100 | Fermio | 257Fm | 101 días | Isótopos de fermio |
| 101 | Mendelevio | 258Md | 52 días | Isótopos de mendelevio |
| 102 | Nobelio | 259No | 58 minutos | Isótopos de nobelio |
| 103 | Lawrencio | 266Lr | ~11 horas | Isótopos de lawrencio |
| 104 | Rutherfordio | 267Rf | 1,3 horas | Isótopos de rutherfordio |
| 105 | Dubnio | 268Db | 29 horas | Isótopos de dubnio |
| 106 | Seaborgio | 271Sg | 1,9 minutos | Isótopos de seaborgio |
| 107 | Bohrio | 270Bh | 61 segundos | Isótopos de bohrio |
| 108 | Hassio | 277mHs | ~12 minutos | Isótopos de hassio |
| 109 | Meitnerio | 278Mt | 7,6 segundos | Isótopos de meitnerio |
| 110 | Darmstatio | 281Ds | 11 segundos | Isótopos de darmstatio |
| 111 | Roentgenio | 281Rg | 26 segundos | Isótopos de roentgenio |
| 112 | Copernicio | 285Cn | 29 segundos | Isótopos de copernicio |
| 113 | Nihonio | 286Nh | 19,6 segundos | Isótopos de nihonio |
| 114 | Flerovio | 289Fl | 2,6 segundos | Isótopos de flerovio |
| 115 | Moscovio | 289Mc | 220 milisegundos | Isótopos de moscovio |
| 116 | Livermorio | 293Lv | 61 milisegundos | Isótopos de livermorio |
| 117 | Téneso | 294Ts | 78 milisegundos | Isótopos de téneso |
| 118 | Oganesón | 294Og | 0,89 milisegundos | Isótopos de oganesón |
¿Es difícil crear elementos de la isla de estabilidad?
Sí, es muy difícil producir núcleos que estén en la isla de estabilidad. Esto se debe a que los materiales que se usan para crearlos no tienen la cantidad necesaria de neutrones.
Por ejemplo, para crear el isótopo 298 del flerovio, se necesitaría un isótopo de plutonio y uno de calcio. Juntos, deberían sumar al menos 298 nucleones (protones y neutrones). Sin embargo, isótopos como el calcio-50 y el plutonio-248 no se encuentran en grandes cantidades. Esto hace que sea casi imposible producirlos con los métodos actuales.
El mismo problema ocurre con otras combinaciones de isótopos necesarias para generar elementos en la isla. Los científicos están investigando nuevas formas de lograrlo, como las reacciones de transferencia de muchos nucleones en colisiones de baja energía entre núcleos de actínidos.
Una de estas reacciones podría ser:
¿Podría haber una segunda isla de estabilidad?
Recientemente, ha surgido interés en la posibilidad de que exista una segunda isla de estabilidad. Esta idea fue propuesta por el científico Yuri Oganessian.
Esta nueva isla podría estar centrada alrededor del elemento 164 (unhexcuadio), especialmente el isótopo 482Uhq. Se cree que este isótopo podría tener una estabilidad similar a la del Flerovio.
Véase también
En inglés: Island of stability Facts for Kids
