Radioactivitat, Reaccions Nuclears i Taula Periòdica: Conceptes Clau

2) Què és la radioactivitat?

La radioactivitat és el procés pel qual alguns nuclis atòmics inestables es desintegren espontàniament, emetent radiació en forma de partícules alfa ($\alpha$), beta ($\beta$) o radiació gamma ($\gamma$). Aquest procés pot transformar un element en un altre i allibera energia.

3) Aplicacions dels isòtops radioactius

• Medicina: Diagnòstic i radioteràpia.
• Indústria: Radiografies industrials.
• Investigació: Rastrejadors de substàncies, datació.
• Agricultura: Conservació d’aliments, control de plagues.
• Seguretat: Detectors de fum.
• Font d’energia: Piles de llarga durada, centrals nuclears.

Les reaccions nuclears

Les reaccions nuclears són processos en què els nuclis dels àtoms es transformen. Hi ha dos tipus principals:

Fissió nuclear

• És un procés artificial utilitzat per obtenir energia.
• Es produeix quan un nucli pesant (com l’urani o el plutoni) es trenca en nuclis més petits en ser bombardejat amb neutrons.
• Aquesta reacció pot generar una reacció en cadena, alliberant grans quantitats d’energia nuclear, usada en centrals nuclears.

Fusió nuclear

• Té lloc de manera natural al Sol i altres estrelles.
• Es produeix quan dos nuclis lleugers (com l’hidrogen) s’uneixen per formar un nucli més gran (heli).
• Genera molta energia, però requereix temperatures molt altes per produir-se.
• És més segura que la fissió, ja que els seus residus no són perillosos.

Actualment, la tecnologia no permet utilitzar la fusió nuclear en centrals elèctriques, però seria una millor opció energètica en el futur.

La taula periòdica de Mendeléiev

L’any 1870, Dmitri Mendeléiev va publicar la primera versió de la taula periòdica, ordenant els elements segons la seva massa atòmica i agrupant-los segons propietats similars. Va organitzar-los en columnes i va deixar espais buits per elements encara desconeguts, predint correctament les seves propietats.

Més tard, altres científics van proposar criteris diferents:

• Julius Lothar Meyer va ordenar els elements segons els volums atòmics.
• Henry Moseley va establir l’ordre actual de la taula basant-se en el nombre de protons (nombre atòmic), que és el sistema utilitzat avui dia.

Conceptes de cristalls

Un cristall és una agrupació d’àtoms o ions amb una estructura ordenada a l’espai. Són sòlids a temperatura ambient i tenen punts de fusió elevats.

Tipus de cristalls:

1. Cristall iònic: Format per un metall i un no-metall, amb ions positius (cations) i negatius (anions).
2. Cristall covalent: Format per no-metalls que comparteixen electrons.
3. Cristall metàl·lic: Format per cations metàl·lics en un núvol d’electrons.

Classificació de substàncies:

• (a) Nitrogen ($\text{N}_2$): Molècula, perquè els àtoms de nitrogen es troben en forma de $\text{N}_2$ amb enllaços covalents.
• (b) Carboni ($ ext{C}$): Cristall covalent, ja que el diamant i el grafit són xarxes covalents.
• (c) Ferro ($ ext{Fe}$): Cristall metàl·lic, perquè els àtoms estan units per enllaços metàl·lics.
• (d) Clorur de sodi ($ ext{NaCl}$): Cristall iònic, ja que està format per ions units per enllaç iònic.
• (e) Neó ($ ext{Ne}$): Àtoms aïllats, perquè és un gas noble i no forma molècules en condicions normals.