DIVISION MOLECULAR

1-ESTRUCTURA MOLECULAR

ÁTOMOS

Aunque los primeros atomistas, Leucipo y Demócrito, vivieron en la Grecia clásica hace 2500 años, hay que esperar hasta el inicio del siglo XIX para que la ciencia se dote de un concepto de átomo útil para explicar los fenómenos naturales. Este enorme avance es obra de Dalton. Sin embargo, en poco más de un siglo el átomo cambiará radicalmente de significado.

Durante prácticamente todo el siglo XIX la imagen del átomo era la propuesta por Dalton: una esfera maciza de materia. Podríamos denominarlo el átomo-bola

En 1897, Thomson descubre la primera partícula subatómica: el electrón, y propone un modelo de átomo que es conocido como el átomo-puding. Los electrones están insertos en una matriz de materia cargada positivamente, siendo el conjunto neutro

Las experiencias de Rutherford demostraron que la materia del átomo no estaba repartida sino que estaba concentrada en una región extremadamente pequeña: el núcleo, cargada positivamente. Los electrones se moverían en torno a él. Es el modelo planetario..

Una vez conocidas las partículas que integran los átomos, es posible entender la existencia de isótopos, átomos de un mismo elemento (idéntico número atómico Z) que tienen diferente número másico (A), es decir, que comparten núcleos con el mismo número de protones pero no de neutrones. El siguiente applet, que representa Z frente A, le permite investigar acerca de los isótopos.

Haciendo uso de este recurso:

a) Identifique la zona de isótopos estables. ¿Se mantiene constante la relación N/Z en estos isótopos?

b) Identifique los isótopos emisores alfa y emisores beta

c) Identifique la zona de núcleos fisibles

Desde 1913 hasta 1926 se suceden diversos intentos para incorporar las nuevas ideas cuánticas de la época al modelo atómico.

En 1913 Bohr explica el espectro de emisión del hidrógeno suponiendo que los estados del átomo estaban cuantizados, es decir, la energía y los radios de las órbitas electrónicas sólo podían tomar determinados valores.

En el siguiente enlace podrá acceder a los espectros de emisión y absorción de los elementos químicos

ESPECTROS ATÓMICOS

Oregon University

La limitación del modelo es evidente: sólo sirve para el hidrógeno En 1926 se dispone ya de un modelo de átomo plenamente cuántico (Schrodinger) , donde han desaparecido dos conceptos básicos del modelo anterior:

Los electrones no son considerados como partículas sino como ondas

No existen órbitas electrónicas sino orbitales.

Este modelo mecanocuántico es aplicable a todos los átomos

El concepto de orbital es básico para entender el comportamiento de los átomos. El siguiente enlace le permite ver los diferentes orbitales del átomo de hidrógeno:

ORBITALES DEL HIDRÓGENO

(Paul Falstad)

Un orbital es una función matemática que describe la región en torno al núcleo donde existe mayor probabilidad de encontrar al electrón. Los orbitales se describen con la ayuda de tres números cuánticos: n (principal), l (secundario), m (magnético).

Cada orbital puede ser ocupado como máximo por dos electrones que se diferencian en el número cuántico de espín (s).

Número Cuántico Rango de valores Describe

Principal, n 1, 2, 3, .... Nivel energético

Secundario, l, Desde 0 hasta n-1 Forma del orbital

Magnético, m Desde - l hasta + l Orientación espacial

Espín, s ± 1/2 Espín del electrón

Orbitales del nivel n=3

E

Conocimiento de la distribución de los electrones en los distintos orbitales es muy importante para entender las

Propiedades de los átomos. Esta información se obtiene a partir de los espectros atómicos y se expresa mediante la configuración electrónica.

De manera aproximada la configuración electrónica de un elemento en su estado fundamental se puede determinar aplicando las siguientes reglas:

Principio de construcción (Aufbau):

En su estado fundamental la distribución electrónica de un elemento se construye a partir del inmediato anterior, adicionándole un electrón de modo que le confiera la máxima estabilidad (menor energía)

Principio de exclusión de Pauli:

En un determinado sistema cuántico (átomo o molécula) no pueden existir dos electrones con los cuatro números cuánticos idénticos

Por tanto, en un orbital sólo caben dos electrones que compartirían tres números cuánticos y se diferenciarían en el número cuántico de spin (s)

Regla de la máxima multiplicidad de Hund:

Cuando una serie de orbitales de igual energía (p, d , f) se están llenando con electrones, éstos permanecerán desapareados mientras sea posible, manteniendo los espines paralelos

Uno de los mayores éxitos del modelo mecano cuántico fue explicar la Tabla Periódica de los elementos, conocida desde 1870.

Shockwave Periodic Table

de American Chemical Society es una tabla periódica interactiva con la que podrá realizar pequeñas investigaciones, por ejemplo:

a) Identifique zonas características: metales, no metales, metales de transición, gases nobles, etc.

b) Identifique la configuración electrónica característica de los elementos de los grupos del C, N, O, halógenos y gases nobles.

c) Identifique la capa de valencia de los elementos del cuarto periodo. ¿Cuántos electrones puede contener como máximo un átomo en su capa de valencia?

c) Identifique algunas propiedades periódicas y otras que no lo son.

2-¿Qué países del mundo actualmente poseen una bomba atómica en su poder?

Actualmente hay ocho países que han detonado satisfactoriamente armas nucleares. Cinco de ellos son considerados "estados nuclearmente armados", un status reconocido internacionalmente otorgado por el Tratado de No Proliferación Nuclear (NPT por Non-Proliferation Treaty, en inglés). En orden de adquisición de armas nucleares, éstos son: los Estados Unidos de América, la Federación Rusa (antigua URSS), el Reino Unido de la Gran Bretaña e Irlanda del Norte, la República Francesa y la Republica Popular de China.

Desde que se firmó el tratado, otros tres países no firmantes del mismo han realizado pruebas nucleares: India, Pakistán y Corea del Norte. Además, hay amplias sospechas de que Israel posee un arsenal de armas nucleares aunque nunca haya sido confirmado ni negado por el propio país. Ha habido informes de que más de 200 armas nucleares podrían formar parte de su armamento. Este status no está formalmente reconocido por organismos internacionales ya que ninguno de estos cuatro países es actualmente un signatario del Tratado de No Proliferación Nuclear.

Bomba atómica

Nube de hongo de la bomba atómica de Hiroshima (Japón), a 18 kilómetros del hipocentro de la explosión, lanzada el 6 de agosto de 1945

Una bomba atómica es un dispositivo que obtiene una gran cantidad de energía de reacciones nucleares. Su funcionamiento se basa en provocar una reacción nuclear en cadena descontrolada. Se encuentra entre las denominadas armas de destrucción masiva y su explosión produce una distintiva nube en forma de hongo. La bomba atómica fue desarrollada por Estados Unidos durante la II Guerra Mundial gracias al Proyecto Manhattan, y es el único país que ha hecho uso de ella en combate (en 1945, contra las ciudades japonesas de Hiroshima y Nagasaki).

Su procedimiento se basa en la fisión de un núcleo pesado en elementos más ligeros mediante el bombardeo de neutrones que, al impactar en dicho material, provocan una reacción nuclear en cadena. Para que esto suceda hace falta usar núcleos fisibles o fisionables como el uranio-235 o el plutonio-239. Según el mecanismo y el material usado se conocen dos métodos distintos para generar una explosión nuclear: el de la bomba de uranio y el de la de plutonio.

En este caso, a una masa de uranio llamada subcrítica se le añade una cantidad del mismo elemento químico para conseguir una masa crítica que comienza a fisionar por sí misma. Al mismo tiempo se le añaden otros elementos que potencian (le dan más fuerza) la creación de neutrones libres que aceleran la reacción en cadena, provocando la destrucción de un área determinada por la onda de choque desencadenada por la liberación de neutrones.

Bomba de plutonio.

El arma de plutonio es más moderna y tiene un diseño más complicado. La masa fisionable se rodea de explosivos convencionales como el RDX, especialmente diseñados para comprimir el plutonio, de forma que una bola de plutonio del tamaño de una pelota de tenis se reduce casi al instante al tamaño de una canica, aumentando increíblemente la densidad del material, que entra instantáneamente en una reacción en cadena de fisión nuclear descontrolada, provocando la explosión y la destrucción total dentro de un perímetro limitado, además de que el perímetro se vuelva altamente radiactivo, dejando secuelas graves en el organismo de cualquier ser vivo.

Bomba de hidrógeno o termonuclear

Explosión de la bomba termonuclear Ivy Mike (1 de noviembre de 1952). Las bombas termonucleares se han convertido en las armas más destructivas de la historia, siendo varias veces más poderosas que las bombas nucleares de Hiroshima y Nagasaki.

Las bombas de hidrógeno lo que realizan es la fusión (no la fisión) de núcleos ligeros (isótopos del hidrógeno) en núcleos más pesados.

La bomba de hidrógeno (bomba H), bomba térmica de fusión o bomba termonuclear se basa en la obtención de la energía desprendida al fusionarse dos núcleos atómicos, en lugar de la fisión de los mismos.

La energía se desprende al fusionarse los núcleos de deuterio (2H) y de tritio (3H), dos isótopos del hidrógeno, para dar un núcleo de helio. La reacción en cadena se propaga por los neutrones de alta energía desprendidos en la reacción.

Para iniciar este tipo de reacción en cadena es necesario un gran aporte de energía, por lo que todas las bombas de fusión contienen un elemento llamado iniciador o primario, que no es sino una bomba de fisión. A los elementos que componen la parte fusionable (deuterio, tritio, litio, etc) se les conoce como secundarios.

La primera bomba de este tipo fue detonada en Eniwetok (atolón de las Islas Marshall) el 1 de noviembre de 1952, durante la prueba Ivy Mike, con marcados efectos en el ecosistema de la región. La temperatura alcanzada en la «zona cero» (lugar de la explosión) fue de más de 15 millones de grados, tan caliente como el núcleo del Sol, por unas fracciones de segundo.

Técnicamente hablando las bombas llamadas termonucleares no son bombas de fusión pura sino fisión/fusión/fisión, la detonación del artefacto primario de fisión inicia la reacción de fusión como la descrita pero el propósito de la misma no es generar energía sino neutrones de alta velocidad que son usados para fisionar grandes cantidades de material fisible (235U, 239Pu o incluso 238U) que forma parte del artefacto secundario.

Bombas de neutrones

Detonación de una bomba atómica el 15 de abril de 1948 en el atolón de Eniwetok, concretamente la prueba X-Ray comprendida en la Operación Sandstone.

La bomba de neutrones, también llamada bomba N, bomba de radiación directa incrementada o bomba de radiación forzada, es un arma nuclear derivada de la bomba H que los Estados Unidos comenzaron a desplegar a finales de los años setenta. En las bombas H normalmente menos del 25% de la energía liberada se obtiene por fusión nuclear y el otro 75% por fisión. En la bomba de neutrones se consigue hacer bajar el porcentaje de energía obtenida por fisión a menos del 50%, e incluso se ha llegado a hacerlo de cerca del 5%.

En consecuencia se obtiene una bomba que para una determinada magnitud de onda expansiva y pulso térmico produce una proporción de radiaciones ionizantes (radiactividad) hasta 7 veces mayor que las de una bomba H, fundamentalmente rayos X y gamma de alta penetración. En segundo lugar, buena parte de esta radiactividad es de mucha menor duración (menos de 48 horas) de la que se puede esperar de una bomba de fisión.

Las consecuencias prácticas son que al detonar una bomba N se produce poca destrucción de estructuras y edificios, pero mucha afectación y muerte de los seres vivos (tanto personas como animales), incluso aunque estos se encuentren dentro de vehículos o instalaciones blindadas o acorazadas. Por esto se ha incluido a estas bombas en la categoría de armas tácticas, pues permite la continuación de operaciones militares en el área por parte de unidades dotadas de protección (ABQ).

Bombas «sucias»

Se las confunde con bombas nucleares cuando en realidad no tienen nada que ver unas con otras. Son las «bombas sucias», consistentes en la expansión mediante un explosivo convencional de material radiactivo sobre una área de terreno con el fin de provocar daños a la salud de las personas e impedir la habitabilidad de un territorio, dejando secuelas de este hecho sobre todo aquel ser humano que habite en ese lugar.

Estas armas son más accesibles que las verdaderas armas nucleares por su diseño mucho más sencillo, aunque con un elevado daño potencial para las víctimas que la sufran. Este tipo de artefacto no se puede calificar, sin embargo, como bomba nuclear ya que no hace uso de reacción nuclear alguna. Lo único que tienen en común las bombas sucias y las nucleares es el uso de elementos radiactivos en su dispositivo.

Los proyectiles de uranio empobrecido usados por los ejércitos actuales no tienen la consideración de bombas sucias, pues no tienen efectos radiactivos. Se trata del aprovechamiento del uranio empobrecido resultante de la fabricación de uranio enriquecido para los usos civiles de la energía nuclear. Una de las ventajas que aporta el uranio empobrecido en los proyectiles es su elevada densidad como material (mayor que la del plomo), lo que facilita su poder de penetración. Otra es su carácter incendiario, ya que al superar los 600 °C arde espontáneamente. Esto provoca que al penetrar en el objetivo tras el impacto, el proyectil arda instantáneamente incendiando todo lo que está a su alrededor (por ejemplo, la tripulación de un carro de combate y toda su carga explosiva).

Por desgracia, el uso de uranio empobrecido procedente de combustible nuclear reprocesado (y no del sobrante del enriquecimiento de uranio) hace que contenga trazas de plutonio, material altamente radiactivo que puede provocar cáncer y enfermedades severas a los humanos que entren en contacto con él. Los ejércitos que han usado en sus arsenales este material (EE. UU. principalmente) han reconocido la presencia de trazas de plutonio en sus proyectiles a la vez que se han comprometido a tomar medidas para evitar la contaminación radiactiva tras su uso.

Denuncia sobre una tercera bomba nuclear (Irak-1991)

En 2008, el exmilitar estadounidense Jim Brown, ingeniero de cuarto grado que combatió en la Operación Tormenta del Desierto de la primera Guerra del Golfo, acusó a la Administración de Estados Unidos de haber lanzado una bomba nuclear de penetración de 5 kilotones de potencia, en una zona situada entre Basora y la frontera con Irán, el 27 de febrero de 1991, último día del conflicto. La cadena pública italiana Rainews24, perteneciente a la RAI, emitió la acusación en un reportaje dirigido por Maurizio Torrealta, tras haber verificado que el Centro Sismológico Internacional registró aquel día, en esa zona, un movimiento sísmico de 4,2 grados en la escala sismológica de Richter, potencia equivalente a 5 kilotones.1

En los dos únicos atentados terroristas atómicos contra civiles de la Historia humana se utilizaron bombas de 16 kilotones (Hiroshima) y 25 kilotones (Nagasaki).1

La investigación incluye datos sobre el aumento de los casos de cáncer y tumores en Basora. Según las declaraciones de Dott Jawad Al Ali (jefe de oncología del hospital local), se ha pasado de 32 casos anuales (en 1989) a más de 600 casos (en 2002). Al Ali opina que la aparición de cánceres muy raros en adultos y sobre todo en niños podría deberse a la utilización irrestricta de proyectiles con uranio empobrecido por parte del ejército estadounidense.1

Explosiones nucleares más importantes en la historia

Explosiones nucleares más importantes en la historia

Lugar País objetivo Probador o lanzador de la bomba Nombre Potencia Año

Alamogordo Estados Unidos

Estados Unidos

Trinity

20 kt

1945

Hiroshima Japón

Estados Unidos

Little Boy

12,5 kt

1945

Nagasaki Japón

Estados Unidos

Fat Man

20 kt

1945

Semipalatinsk Unión Soviética

Unión Soviética

RDS-1

22 kt

1949

Trimouille Australia

Reino Unido

Hurricane

25 kt

1952

Atolón Bikini Estados Unidos

Estados Unidos

Castle Bravo

15 Mt

1954

Nueva Zembla Unión Soviética

Unión Soviética

Bomba Tsar

50 Mt

1961

Lop Nor China

China

596

22 kt

1964

Kwijili Corea del Norte

Corea del Norte

- 1 kt

2006

3-¿Qué diferencia hay entre una bomba atómica y una nuclear?

Los ingenios nucleares deben considerarse como armas estratégicas, capaces de bloquear o condicionar las acciones del enemigo, y no como armas taticas empleadas en el campo de batalla para resolver una situación concreta creada durante los enfrentamientos. Nadie pensaría utilizar una bomba nuclear para detener una ofensiva de tanques o un avance de la infantería. Además de lo desproporcionado del invento para estos objetivos, se crearían problemas como la contaminación inmediata y persistente en la zona y una lluvia radioactiva imprevisible que haría imposible el avance de las mismas tropas que hubieran recurrido a tales armas. Por eso, los mortíferos ingenios nucleares se reservan sólo para los objetivos estratégicos (grandes ciudades, centros industriales, arsenales o reservas de armas) que permanecen continuamente bajo control de los misiles nucleares (ICBM). Los principales tipos son cinco:

La Bomba "A" (como la de Hiroshima), de uranio y plutonio, en la que la explosión es producida por fisión de la masa radioactiva. Esta bomba es bastante sucia: produce una gran cantidad de desechos de radioactividad persistente, lo que a la larga contamina el escenario de los hechos.

La Bomba "H", llamada también bomba de hidrógeno, en la explosión se produce por fusión de la masa crítica. Es mucho más potente que la "A" y relativamente más limpia, ya que las escorias son proyectadas hasta los estratos más altos de la atmósfera, donde su radioactividad decae con gran rapidez.

La Bomba de "Fisión-Fusión-Fisión", llamada también super sucia, que consiste en una Bomba "H" (cuya cápsula explosiva está siempre constituida por una Bomba "A") recubierta por una capa de uranio 238 que se fisiona bajo el efecto de de los veloces neutrones emitidos tras la explosión de la Bomba "H". Así además de los efectos de la explosión de la bomba propiamente dicha, aparece una muy fuerte contaminación de la zona.

La Bomba "H" con cápsula explosiva de plutonio, que constituye la casi totalidad de los arsenales nucleares. En ella la materia de fisión de la Bomba "A", que sirve de cápsula explosiva, está constituido por plutonio.

La Bomba de "Cobalto" es una Bomba "H" recubierta de una capa de cobalto que, al romperse en partículas infinitesimales por la explosión, crea una enorme lluvia radioactiva de materiales con gran poder de emisión de rayos gamma, letales al extremo de poder destruir toda forma de vida en una zona muy grande, casi tanto como un hemisferio terrestre.

En 1977 se dio una pequeña revolución con respecto a los arsenales nucleares, a causa de la noticia de que los Estados Unidos eran los únicos poseedores de la primera arma nuclear tática: La Bomba "N". El verdadero nombre de la bomba es W 70 m3 Lance Enhanced Radiation Warhead, es decir, W 70 m3 cabeza nuclear de misil de radiaciones ampliadas para el Lance (nombre del misil destinado a transportarla). L Bomba "N" llamada de neutrones, se basa en los efectos obtenidos tras la exposición del blanco a un fuerte flujo de neutrones. El neutrón es una partícula elemental que constituye el núcleo atómico, dotado, sin embargo, de carga eléctrica neutra. Por eso no tiene dificultades en atravesar, sin causar daño alguno, los objetos inanimados, mientras su elevada velocidad disminuye cuando atraviesa el agua que constituye parte de las células de los organismos vivos. Como consecuencia, una bomba de neutrones que haga explosión sobre una fábrica o una brigada de tanques causarán muy pocos daños materiales, pero exterminará a todos los seres humanos presentes. Dado que la vida del neutrón dura alrededor de 700 segundos, su radiación, después de ejercer su efecto mortífero, desaparece en un corto tiempo y deja el campo prácticamente sin contaminación. Resumiendo, los efectos de la Bomba "N" son los siguientes: destrucción total en un radio de 200 m. alrededor del punto de la explosión, pérdida de las facultades para los seres vivos dentro de los siguientes cinco minutos y muerte a los dos días en un radio de 800 m., pérdida de las facultades y muerte a los seis días en un radio de 1,000 m., disminución de las facultades y muerte ineludible, excepto en el caso de curas especiales (que surten efecto sólo en muy pocos casos), a las pocas semanas en un radio de 1,200 m., el 50% de los casos son mortales de necesidad para los afectados dentro de un radio de 1,400 m.

La Bomba "N" puede lanzarse mediante un misil de corto alcance o enviarse contra el blanco como si fuese un proyectil de artillería, por ejemplo, con un cañón de 155 mm o un obús de 203 mm. Como se puede apreciar, la utilización de esta arma supone una gran supremacía; por su estructura, el ingenio es un derivado de la "H", lo que permite reducir el tamaño y hacer "maniobrables" los efectos de las radiaciones nucleares.

O TAMBIEN

BOMBA ATOMICA: Una bomba atómica es una bomba que obtiene su energía de reacciones nucleares. Arma tristemente célebre por haber marcado el final de la Segunda Guerra Mundial, al haber sido utilizada contra Japón, en las ciudades de Hiroshima y Nagasaki. Además de la destrucción y pérdida masiva de vidas humanas, determinó la aparición de numerosos casos de cáncer y secuelas genéticas durante las siguientes décadas, en los territorios colindantes, afectados por la radiactividad.

BOMBA NUCLEAR: Una bomba atómica es una bomba que obtiene su energia de reacciones nucleares. Arma tristemente célebre por haber marcado el final de la Segunda Guerra Mundial, al haber sido utilizada contra Japón, en las ciudades de Hiroshima y Nagasaki. Además de la destrucción y pérdida masiva de vidas humanas, determinó la aparición de numerosos casos de cáncer y secuelas genéticas durante las siguientes décadas, en los territorios colindantes, afectados por la radiactividad

¿Qué es más peligroso la bomba nuclear o la atómica?

Realmente la Bomba Nuclear y Atómica se refiere a lo mismo, pero una bomba divide al Núcleo Atómico y la otra lo fusiona causando una reacción mucho más poderosa que Fisionar o Dividir Núcleos de Uranio 235 o Plutonio 239, a las bombas que dividen el átomo se le llama bombas de Fisión que son las únicas que se han lanzado contra una población civil en Japón Hiroshima y Nagasaki que tan solo tenían una potencia de 16 Kilotones es decir 16,000 Toneladas de TNT esto es en cuanto las Bombas de Fisión.

Las Bombas de Fusión son por mucho las armas más poderosas que ha creado el ser Humano, esta clase de Bombas Fusionan Isotopos de Hidrógeno generalmente esos Isotopos son Deuterio (2H) y Tritio (3H) cuando estos Isotopos entran en contacto físico instantáneamente crean Átomos de Helio, a estas Bombas se les conoce como Bombas H o Termonucleares porque al momento de Fusionar los Isotopos de Hidrógeno para crear Átomos de un Elemento más pesado en este caso Helio generan temperaturas de 15,000,000 de Grados Celsius o más, probablemente en un futuro no muy lejano en lugar de Fusionar Tritio con Deuterio opten por la opción de Fusión más poderosa y sin radiación es decir opten por la Fusión de Deuterio con Helio 3 para generar mucho más Calor y Energía a niveles nunca antes vistos pero eso sin duda sería el fin de muchas vidas.

En Conclusión como ya lo había mencionado las Bombas de Fusión son las más poderosas puesto que la Bomba más poderosa de Fusión Nuclear fue diseñada para alcanzar una potencia de 100 Megatones es decir 100,000,000 de Toneladas de TNT mientras las Bombas de Fisión alcanzan una potencia de 1 a 5 Megatones.

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