Por Chris Deziel, actualizado el 24 de marzo de 2022
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Los iones son eléctricamente inestables y rápidamente forman enlaces químicos. Los átomos con núcleos desequilibrados emiten radiación hasta alcanzar la estabilidad.
Un átomo estable tiene una carga eléctrica neutra (sus protones están equilibrados por la misma cantidad de electrones) y un núcleo equilibrado donde los protones y neutrones están en equilibrio. Si bien estos átomos no son inertes, su capacidad para formar compuestos químicos depende de sus electrones de valencia, los electrones más externos disponibles para unirse.
Ganar o perder un electrón transforma un átomo en un ion. Una ganancia produce un catión, una pérdida produce un anión. Este proceso es fundamental para la mayoría de las reacciones químicas, donde los átomos comparten electrones para lograr una capa exterior de ocho electrones, la configuración estable de "octeto". Por ejemplo, en el agua, los átomos de hidrógeno donan su único electrón y quedan cargados positivamente, mientras que el oxígeno acepta dos electrones y queda cargado negativamente. La molécula dipolo-polar resultante es muy estable.
Los iones libres existen en las soluciones, lo que convierte a la solución en un electrolito capaz de conducir electricidad. Debido a su carga, los iones tienen una mayor propensión a combinarse que los átomos neutros, lo que acelera la formación de compuestos.
Cuando un núcleo tiene un exceso de protones o neutrones, busca el equilibrio emitiendo partículas, un proceso conocido como desintegración radiactiva. La alta energía de enlace dentro del núcleo significa que las partículas emitidas (partículas alfa (dos protones y dos neutrones), partículas beta (electrones o positrones) y rayos gamma (fotones de alta energía) son muy energéticas.
Durante la desintegración, la pérdida de un neutrón normalmente da como resultado un isótopo diferente del mismo elemento, mientras que la pérdida de un protón transforma el átomo en un elemento completamente diferente. El núcleo continúa emitiendo radiación hasta que se estabiliza la relación neutrón-protón. El tiempo característico que tarda la mitad de una muestra en desintegrarse se denomina vida media del isótopo y varía desde fracciones de segundo (p. ej., polonio-215) hasta miles de millones de años (p. ej., uranio-238).
