FUSION, FISION Y

LA TABLA
PERIODICA
Equipo 2
Fisica Moderna
 HISTORIA
La fisión nuclear fue descubierta el 17 de diciembre
de 1938 por el alemán Otto Hahn y su ayudante Fritz
Strassmann a propuesta de la fisica austro-sueca
Lise Meitner que la explico teoricamente en enero
de 1939 junto con su sobrino Otto Robert Frisch.

Después de bombardear uranio con neutrones,

Hahn y Strassman descubrieron dos elementos de
masa entre los productos de bario y lantano.

Lise y Frish expicaron que el núcleo del uranio se

habia dividido en dos fragmentos casi iguales
despues de absorver un neutrón.
 FISION NUCLEAR
Es una reacción en la cual un núcleo pesado es
bombardeado con neutrones volviéndose inestable
y dividiéndose en otros dos nucleos mas ligeros
conocidos comúnmente como productos de fisión.

Esta reacción se caracterica por liberar una gran

cantidad de energia y ademas emitir de dos a tres
neutrones.

Neutron: Es una de las partículas que forma parte del

átomo. Se caracteriza por no tener carga eléctrica y
encontrarse en el núcleo atómico.
FISION NUCLEAR: DIVIDIR UN NUCLEO PESADO EN
VARIOS NUCLEOS LIGEROS
 REACCION EN CADENA
Es un proceso en el que los
neutrones que son liberados
en una primera fisión nuclear,
producieran una segunda
fisión en otro núcleo.

Este núcleo a su vez va a

producir neutrones y el
proceso se va a repetir
sucesivamente.
LAS REACCIONES EN CADENAS PUEDEN SER DE DOS TIPOS:
Contraladas.
se llevan a cabo en plantas nucleoeléctricas en donde
el objetivo es generar energía eléctrica.

No controladas.
son la base para la detonación de armas nucleares asi
como la bomba atómica.
¿CUÁL ES EL ELEMENTO QUIMICO QUE SE UTILIZA EN UNA
REACCIÓN DE FISIÓN NUCLEAR?
El material utilizado como combustible nuclear tiene
una estructura atómica muy inestable.

Generalmente se utilizan isótopos de uranio y

plutonio. Las características de estos átomos es que
son muy pesados, con una gran cantidad de
protones con carga positiva en el núcleo.

Al tener tantos protones con carga positiva al

núcleo le cuesta mucho mantener los enlaces de
fuerzas para mantenerlos unidos. Por este motivo,
el choque con un único neutrón es suficiente para
desestabilizar toda la estructura y romperse
 EJEMPLOS DE LA FISION NUCLEAR
En una central nuclear para generar electricidad.

En la propulsión de un submarino nuclear.

En la detonación de una bomba atómica.

Obtención de átomos de plutonio artificialmente a

partir de un núcleo de uranio.
 FUSION NUCLEAR
¿Qué es la fusión nuclear?

La fusión nuclear es una reacción nuclear en la que dos núcleos de

átomos ligeros, en general el hidrógeno y sus isótopos (deuterio y
tritio), se unen para formar otro núcleo más pesado, generalmente
liberando partículas en el proceso.
¿Cómo se produce una fusión nuclear?

Para que tenga lugar una reacción de

fusión, es necesario alcanzar altas cotas
de energía que permitan que los núcleos
se aproximen a distancias muy cortas en
las que la fuerza de atracción nuclear
supere las fuerzas de repulsión
electrostática.
¿Es realmente la fusión nuclear una energía limpia?

Es limpia porque no genera residuos radioactivos de media y

larga vida. De hecho, sus residuos nacen como consecuencia de
la activación neutrónica. Por tanto, “no produce gases nocivos y
genera residuos nucleares de muy baja actividad.”
 EJEMPLOS FUSION NUCLEAR

Un ejemplo de reacciones de fusión son las que tienen lugar en el

sol, en las que se produce la fusión de núcleos de hidrógeno para
formar helio, liberando en el proceso una gran cantidad de
energía en forma de radiación electromagnética, que alcanza la
superficie terrestre y que percibimos como luz y calor.
 CENTRAL NUCLEAR.
Es una instalación industrial que genera electricidad
a partir de la energía nuclear
 FUNCIONAMINETO.
1. La fisión del uranio se lleva a cabo
en el reactor nuclear, liberando una
gran cantidad de energía que
calienta el agua hasta evaporarla.
2. Este vapor se transporta al conjunto
turbina–generador mediante un
circuito de vapor.
3. Una vez ahí, las aspas de la turbina
giran por la acción del vapor y
mueven el generador, que trasforma
la energía mecánica en electricidad.
4. Cuando el vapor de agua ha pasado
por la turbina, se envía a un
condensador donde se enfría y se
vuelve líquido.
5. Después, el agua se transporta para
volver a conseguir vapor, cerrando
así el circuito del agua.
MODERADOR. HACE DISMINUIR LA VELOCIDAD DE LOS NEUTRONES RÁPIDOS GENERADOS EN LA FISIÓN,
MANTENIENDO LA REACCIÓN. SE ACOSTUMBRA A UTILIZAR AGUA, AGUA PESADA, HELIO, GRAFITO O
SODIO METÁLICO.

ELEMENTOS DE CONTROL. PERMITEN CONTROLAR EN TODO MOMENTO LA POBLACIÓN DE NEUTRONES Y

MANTENER ESTABLE EL REACTOR.

REFRIGERANTE. EXTRAE EL CALOR GENERADO POR EL COMBUSTIBLE. GENERALMENTE SE UTILIZAN

REFRIGERANTES LÍQUIDOS COMO EL AGUA LIGERA, EL AGUA PESADA O GASES COMO EL ANHÍDRIDO
CARBÓNICO Y EL HELIO.
 TIPOS DE CENTRALES NUCLEARES.
EL REACTOR DE AGUA A PRESIÓN (PRESSURIZED WATER REACTOR, PWR, POR SUS SIGLAS EN
INGLÉS)EL VAPOR SE GENERA EN EL REACTOR DE VAPOR
EL REACTOR DE AGUA EN EBULLICIÓN (BOILING WATER REACTOR, BWR, POR SU SIGLAS EN INGLÉS) EL
VAPOR SE GENERA EN EL REACTOR
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA FISION Y FUSION
Ventajas

Eficiencia a la hora de producir energía.

La producción de energía es constante y esta disponible
en todo momento.

Una energía limpia y respetuosa con el medio

ambiente.
Se trata de una energia que no desprende a la
atmosfera gases contaminantes(como C02), algo que si
ocurre con otras formas de produccion de energia.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA FISION Y FUSION
Desventajas

Cuestiones de seguridad.
Las regulaciones nacionales e internacionales, los
organismos de supervision y los protocolos de
seguridad son encargados de supervisar y garantizar
que las centrales nucleares cumplen con la normativa y
que sean seguras.

Los residuos radiactivos

sin duda uno de los retos mas importantes a los que se
enfrenta la industra. La gestion y el almacenamiento de
estos materiales pueden localizarse en las propias
centrales o en emplazamientos especializados seguros
y efectivos.
EJERCICIOS DE FISION Y FUSION
PRIMERO, DEBEMOS RECORDAR QUE EL
SÍMBOLO DE CUALQUIER ÁTOMO NEUTRO SE
ESCRIBE DE LA SIGUIENTE MANERA:

DONDE:

Z ES EL NÚMERO ATÓMICO Y REPRESENTA

EL NÚMERO DE PROTONES EN EL NÚCLEO
DE ESTE ÁTOMO.
A ES EL NÚMERO MÁSICO QUE
REPRESENTA EL NÚMERO DE PROTONES Y
NEUTRONES EN EL NÚCLEO.
 AHORA, SI CONSIDERAMOS EL EJEMPLO
LA DIVISIÓN DEL URANIO-235 EN BARIO-139 Y CRIPTÓN-95, PODEMOS
ESCRIBIR UNA ECUACIÓN PARA LA REACCIÓN QUE REPRESENTE EL
EQUILIBRIO DE LOS REACTANTES Y LOS PRODUCTOS; ESTO SE LLAMA
ECUACIÓN NUCLEAR. LA ECUACIÓN PARA EL EJEMPLO DESCRITO TIENE EL
SIGUIENTE ASPECTO: LA MASA Y LOS NÚMEROS ATÓMICOS, EN AMBOS
LADOS DE UNA ECUACIÓN NUCLEAR, DEBEN EQUILIBRARSE PARA QUE SE
PRODUZCA LA REACCIÓN NUCLEAR:
 TABLA PERIÓDICA
La Forma de Ordenar los Elementos

Cuando Dmitri Mendeléiev ordenó los elementos químicos

en 1869 en una tabla, la química cambió para siempre.
La Tabla Periódica es un cuadro que representa todos los
elementos químicos existentes.
Se colocaban según sus propiedades físicas.
Considerado como el descubrimiento más
importante de la química.
Permitió descubrir nuevos elementos.
 Antecedentes

Johann Dobereiner en 1829, clasificó algunos elementos en grupos de tres,

que denominó triadas.
— Los elementos de cada triada tenían propiedades químicas
similares, así como propiedades físicas crecientes.
 John Newlands en 1863 propuso que los elementos se La propuesta de Newland fue ridiculizada por la comunidad
ordenaran en “octavas”. científica. Cuando intentó publicar su trabajo en la Chemical
— Se observó, tras ordenar los elementos Society, se le rechazó, aduciendo que dicha propuesta era tan
según el aumento de la masa atómica, que arbitraria como el haber sugerido un orden alfabético de los
ciertas propiedades se repetían cada ocho elementos (Además a partir del K (potasio) esta regla dejaba de
elementos. cumplirse).
 ¿Cómo Nació?

A mediados del siglo XIX sólo se conocían 63 elementos. Los químicos estaban desacuerdo en cómo nombrar y ordenarlos.
En 1860 se organizó el primer Congreso Internacional de Químicos en la ciudad alemana de Karlsruche.
— Esta reunión fue crucial en la historia de la ciencia; allí se gestó la manera en la que actualmente se organizan
los elementos químicos.
El químicos italiano Stanislao Cannizzaro estableció el concepto de Peso Atómico - Masa Atómica.
— William Odling, Julius Lothar Moyer y Dimitri Ivánovich Mendeléiev se inspiraron de este concepto para crear
las primeras tablas.
De las diferentes propuestas, la de Mendeléiev fue la más rompedora.
— Hacia predicciones y dejaba huecos libres para otros elementos.
La fecha oficial para el aniversario del nacimiento de la tabla periodica es el 1 de marzo de 1869.
— "La experiencia de un sistema de elementos basados en su peso atómico y similar similaridad química".
“Las propiedades de los elementos químicos no son arbitrarias, si no que varían con la masa atómica de manera periódica”.
A pesar de que esta internacional mente aceptado a Dimitrii Mendeléiev como creador de la tabla periodica,
la versión definitiva fue posible gracias a la ley Periódica que presentó el británico Henry Moseley a
comienzos del siglo XX.

Moseley ordenó los elementos de la tabla periódica usando

como criterio de clasificación el número atómico (Z), ya que el
valor es el mismo para todos los átomos de un mismo elemento
tenga o no isotopos.
 ORDEN
La tabla periódica se organiza en grupos y periodos. Los grupos son las 18 columnas verticales y los periodos corresponden a las 7 filas
horizontales.
 Periodo
Indica la cantidad de niveles de energía que presenta.
— Si un elemento presenta número atómico igual a 6, su configuración electrónica sería: 1s2 2s2 2p2 , por lo tanto
debemos ubicarlo en el período 2 (segunda fila), puesto que posee sólo 2 niveles de energía donde ubican estos 6
electrones.

Grupo
Poseen un comportamiento químico similar. Presentarán el mismo tipo de reacción frente a otro elemento y por tanto
enlazarán de manera similar.
— Los grupos se designan con número romano y van del I al VIII.
 Familia de Grupo

La tabla se divide en dos grupos principales Representativos, transición y transición interna.

— Existen su clasificaciones las cuales de denominan familias de grupo.
 — Familia de Grupo
La familia de los elementos representativos presenta una subclasificación, como se muestra en el siguiente cuadro:
 ¿CUÁNTOS ELEMENTOS TIENE?
Actualmente, la tabla periódica se compone de 118 elementos distribuidos en 7 filas horizontales llamadas periodos y 18 columnas
verticales, conocidas como grupos.
— Su descubridor, Mendeléiev, no fue premiado con el Nobel por lo que es una de las contribuciones capitales en la historia
de la química.
— En 1955 recibió el honor de prestar su nombre al mendelevio (Md), el elemento químico de número atómico 101 en la tabla
periódica.
— 94 De los elementos se dan de manera natural en la Tierra.
— Los científicos están intentando sintetizar nuevos elementos artificiales, por lo que no se descarta que esta lista
aumente en el futuro.
— Los grandes laboratorios de Japón, Rusia, Estados Unidos y Alemania compiten por ser los primeros en obtener los
siguientes: el 119 y el 120
 ¿CÓMO SE ORGANIZA?
La tabla periódica de los elementos está organizada de menor a mayor según su número atómico; su número total de protones que
tiene cada átomo de ese elemento.

¿QUÉ SIGNIFICA CADA ELEMENTO?

Cada casilla de la tabla periódica corresponde a un elemento químico con unas propiedades determinadas. En dicha casilla se
especifica su nombre, el símbolo químico del elemento, su número atómico (cantidad de protones), su masa atómica, la energía de
ionización, la electronegatividad, sus estados de oxidación y la configuración electrónica.
— Gracias a los símbolos químicos se pueden abreviar los elementos de ciertas materias.
CLASIFICACIÓN DE LOS ELEMENTOS:

Grupo 1: metales alcalinos

Grupo 10: familia del níquel
Grupo 2: metales alcalinotérreos
Grupo 11: familia del cobre
Grupo 3: familia del escandio (tierras
Grupo 12: familia del zinc
raras y actínidos)
Grupo 13: térreos
Grupo 4: familia del titanio
Grupo 14: carbonoideos
Grupo 5: familia del vanadio
Grupo 15: nitrogenoideos
Grupo 6: familia del cromo
Grupo 16: calcógenos o anfígenos
Grupo 7: familia del manganeso
Grupo 17: halógenos
Grupo 8: familia del hierro
Grupo 18: gases nobles
Grupo 9: familia del cobalto
 ÚLTIMOS ELEMENTOS AÑADIDOS:
Tras la incorporación del flerovio y livermonio (114 y 116), en 2016 se incorporaron cuatro
nuevos elementos a la tabla periódica: nihonio, moscovio, téneso y oganesón, cuyos números
atómicos son, respectivamente el 113, 115, 117 y 118.
Flerovio: número atómico 113
Livermonio: número atómico 114
Nihonio: número atómico 115
Moscovio: número atómico 116
Téneso: número atómico 117
Oganesón: número atómico 118
 ELEMENTOS METALE
Uno de los grupos más importantes de la tabla periódica es de los metales, es decir, aquellos situados en el centro y la
parte izquierda de la tabla periódica. De manera más exacta lo conforman los elementos de los grupos 1 al 12 (exceptuando
el hidrógeno) y algunos de los elementos de los grupos 13, 14, 15 y 16.
— Presentan todas o gran parte de las siguientes propiedades físicas: se mantienen en estado sólido a temperatura
ambiente (con excepción del mercurio).
— Son opacos, son buenos conductores eléctricos y térmicos.
— Tienen una estructura cristalina en estado sólido y adquieren brillo cuando se pulen.
Aluminio Oro Paladio Torio
Bario Iridio Platino Estaño
Berilio Hierro Potasio Titanio
Bismuto Plomo Radio Volframio
Cadmio Litio Rodio Uranio
Calcio Magnesio Plata Vanadio
Cerio Manganeso Sodio Cinc
Cromo Mercurio Tantalio
Cobalto Molibdeno Talio
Cobre Níquel
Osmio
 ELEMENTOS NO METALE

En general, los elementos no metales tienen unas características antagónicas a los metales, es decir, son malos
conductores del calor y la electricidad.
— Comprenden una de las tres categorías de elementos químicos si clasificamos los mismos en función de sus
propiedades de enlace e ionización.
— Al tener una alta electronegatividad es más sencillo que ganen electrones a que los pierdan.
— En la tabla periódica se encuentran en la zona superior derecha, salvo el hidrógeno y son vitales para la vida, pues
muchos de ellos se encuentran en todos los seres vivos.
Carbono
Nitrógeno
Oxígeno
Fósforo
Azufre
Selenio
 ELEMENTOS HALÓGENO
Los elementos halógenos son aquellos que ocupan el grupo 17 de la tabla periódica.
— Únicamente son seis, pero son altamente reactivos por su conformación química.
— Sus átomos tienen siete electrones en el último nivel, lo que les hace tener una alta electronegatividad.
La palabra "halógeno" proviene del griego 'hals', que significa 'sal' y genes, que significa 'origen', de modo que la traducción literal
etimológica sería: 'que origina sal'.
— Este nombre se debe a que los halógenos tienen una alta capacidad de formar sales con el sodio, como por ejemplo, el
cloruro de sodio (la sal común).
Flúor
Cloro
Bromo
Yodo
Astato
 GASES NOBLES
Los gases nobles son aquellos que se encuentran en el extremo derecho de la tabla periódica, en el grupo VIIIA.
ases incoloros, inodoros, insípidos y no inflamables en condiciones normales y que además presentan una reactividad
química muy baja debido a que su última capa de electrones está completa.

Helio
Neón
Argón
Kriptón
Xenón
Radón
¿QUÉ ES LA FISIÓN NUCLEAR?
EJEMPLO DE FISIÓN NUCLEAR
¿QUÉ SE LIBERA EN LA FISIÓN NUCLEAR?
¿QUÉ LIBERA MÁS ENERGÍA: LA FISIÓN O LA FUSIÓN?
¿DÓNDE SE PRODUCE LA FISIÓN NUCLEAR?