Domanda:
Il piombo è radioattivo?
user15758
2015-04-23 12:27:55 UTC
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Il piombo (Pb) è radioattivo? Ho sentito che è radioattivo, ma ho anche sentito che viene definito l'elemento stabile più pesante. La radioattività si riferisce al rilascio di raggi alfa, beta, gamma.

I principali isotopi del piombo ** non ** sono radioattivi.
Poiché questa è una domanda popolare con una premessa errata, ho avviato una discussione sulla validità della chiusura di questa domanda in [meta] (http://meta.chemistry.stackexchange.com/questions/1672/is-it-wise -per-chiudere-una-domanda-popolare-ma-presunta-erroneamente). Si prega gentilmente di esprimere la propria opinione su questa domanda.
La domanda "Perché il piombo è radioattivo?" È ambigua, ma non è necessariamente basata su un'idea falsa. Qualsiasi campione di piombo ordinario è effettivamente radioattivo, il che rende valida la domanda "perché?". Forse la domanda potrebbe essere modificata per chiarire il problema.
@Loong Nello spirito del [messaggio dell'OP sul meta post] (http://meta.chemistry.stackexchange.com/a/1677/4945) dovresti andare avanti ed estendere / chiarire la domanda. Credo che non sarebbe in conflitto con l'intento dell'autore - credo che la principale forza trainante della domanda fosse ottenere qualche chiarimento in merito. Un piccolo contesto non può mai far male e l'OP può sempre tornare indietro, se pensa che la modifica sia inappropriata.
@Martin Non voglio semplicemente scrivere una domanda che corrisponda alla mia risposta. Pertanto, ho scritto i miei suggerimenti in [meta] (http://meta.chemistry.stackexchange.com/a/1680/7951).
Dire "I principali isotopi del piombo non sono radioattivi" è una sorta di ragionamento circolare. Gli isotopi maggiori sono gli isotopi maggiori proprio perché non sono radioattivi. Il piombo è l'elemento con il numero atomico più alto che ha isotopi stabili.
Cinque risposte:
#1
+47
Faded Giant
2015-04-23 15:34:06 UTC
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Importanti nuclidi di piombo radioattivi presenti in natura sono:

$ \ ce {^ {214} Pb} $ $ \ left (t_ {1/2} = 26,8 \ \ mathrm {min} \ right ) $ da $ \ ce {^ {238} U} $

$ \ ce {^ {210} Pb} $ $ \ left (t_ {1/2} = 22.3 \ \ mathrm {a} \ right) $ da $ \ ce {^ {238} U} $

$ \ ce {^ {211} Pb} $ $ \ left (t_ {1/2} = 36.1 \ \ mathrm { min} \ right) $ da $ \ ce {^ {235} U} $

$ \ ce {^ {212} Pb} $ $ \ left (t_ {1/2} = 10,64 \ \ mathrm {h} \ right) $ da $ \ ce {^ {232} Th} $

Su una scala temporale geologica, le loro emivite sono molto brevi. Tuttavia, questi nuclidi di piombo sono membri delle serie di decadimento $ \ ce {^ {238} U} $, $ \ ce {^ {235} U} $ e $ \ ce {^ {232} Th} $. Pertanto, sono costantemente riprodotti dal decadimento dei rispettivi nuclidi madri. Pertanto, tutti i campioni ambientali (inclusi suolo, acqua, aria, piante e animali) contengono naturalmente quantità significative di nuclidi di piombo radioattivi. Tuttavia, in vari materiali (ad es. Residui di estrazione mineraria o produzione di petrolio e gas, fertilizzanti, materiali da costruzione), la tecnologia può aumentare notevolmente la concentrazione di nuclidi di piombo naturale.

Quando il piombo viene raffinato di recente (purificato chimicamente ), la maggior parte dei nuclidi madri viene rimossa ei nuclidi di piombo di breve durata decadono rapidamente. Tuttavia, il lead contiene ancora quantità significative di $ \ ce {^ {210} Pb} $ $ \ left (t_ {1/2} = 22.3 \ \ mathrm {a} \ right) $. La presenza di $ \ ce {^ {210} Pb} $ è una fonte di fondo principalmente attraverso i raggi X di piombo e bremsstrahlung causati dalla radiazione beta ad alta energia emessa dal suo prodotto di decadimento $ \ ce {^ {210} Bi} $. Questo sfondo è un vero problema quando il piombo viene utilizzato come materiale di schermatura per rivelatori a basso sfondo. Pertanto, alcuni scudi sono realizzati con piombo selezionato con contenuto $ \ ce {^ {210} Pb} $ basso certificato. Preferibilmente, viene utilizzato piombo molto vecchio. Poiché $ \ ce {^ {210} Pb} $ decade con un'emivita di 22,3 anni, i campioni di piombo che hanno molti decenni sono relativamente privi di questa attività. In un esempio estremo, il piombo di 2000 anni è stato recuperato da una nave romana affondata.

cos'è "a" ...?
@Anixx "a" è il simbolo dell'unità per l'unità "anno" secondo ISO. (Tuttavia, "anno" non è un'unità SI.)
@Anixx In particolare, la "a" deriva dal latino "annum", che significa "anno".
"* tutti * i campioni ambientali [...] contengono naturalmente * quantità significative * di nuclidi di piombo radioattivi" sembra essere un'esagerazione estrema, se non addirittura errata. Stai dicendo che c'è una quantità "significativa" di piombo radioattivo in ogni caffè che bevo?
@E.P. Sì, a patto che non usi acqua distillata per il tuo caffè.
@Loong In tal caso, puoi chiarire cosa intendi per "significativo"? Ovviamente stai usando una comprensione non particolarmente standard del termine, credo.
@E.P. "significativo" significa che il risultato della misurazione supera la soglia di decisione [che viene calcolata in modo che la probabilità di errore di prendere la decisione sbagliata non superi una probabilità specificata (tipicamente 5%; cioè la soglia di decisione corrisponde al quantile della distribuzione normale di il tasso di conteggio in background per la probabilità del 95%), vedere ISO 11929]
Sono d'accordo che i bassi livelli di piombo radioattivo dovrebbero essere descritti come "rilevabili" non "significativi".
ecco un collegamento a un articolo sull'uso del piombo delle navi romane affondate per la schermatura. http://www.nature.com/news/2010/100415/full/news.2010.186.html
#2
+14
ringo
2015-04-23 12:48:40 UTC
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Un isotopo radioattivo del piombo è $ \ ce {^ {210} _ {82} Pb} $, che ha un'emivita di 22,20 anni. L'unica reazione che $ \ ce {^ {210} _ {82} Pb} $ subisce è:

$$ \ ce {^ {210} _ {82} Pb -> ^ {210} _ {83} Bi + ^ {0} _ {- 1} e} $$

Il $ \ ce {^ {0} _ {- 1} e} $ rilasciato nella reazione è un'alta velocità elettrone, altrimenti noto come particella $ \ beta ^ - $. Il fatto che una particella $ \ beta ^ - $ venga rilasciata dal nucleo $ \ ce {^ {210} _ {82} Pb} $ suggerirebbe che è un numero eccessivo di neutroni a causare l'instabilità.

#3
+10
Keith
2015-04-24 07:14:51 UTC
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Come notato nei commenti, la premessa è sbagliata.

In realtà: Il piombo è l'elemento stabile più pesante.

Perché gli elementi più pesanti sono instabili?

Il nucleo atomico è costituito da neutroni e protoni.

Senza entrare nei dettagli, questi sono tenuti insieme da forze nucleari a corto raggio.

I protoni si respingono anche l'un l'altro a causa della loro carica positiva.

Come noi aggiungi più protoni, la repulsione della carica continua a crescere. Ogni coppia di protoni genera una forza repulsiva, quindi questa cresce in totale come il quadrato del numero di protoni.

La forza di attrazione a corto raggio non cresce quadraticamente allo stesso modo, come fanno i nucleoni "distanti" non si sente tanto effetto.

L'effetto complessivo è che sopra il piombo la repulsione è abbastanza forte che l'energia complessiva di un numero inferiore e della particella irradiata è inferiore a quella del nucleo pesante.

La differenza nell'energia totale determina il decadimento radioattivo.

Man mano che gli elementi diventano più pesanti, questa differenza di energia aumenta con conseguente decadimento più rapido. Ciò è in qualche modo complicato dalla struttura nucleare (lo stesso concetto della struttura elettronica) in quanto i proiettili nucleari completati creano stabilità.

#4
+5
Eka
2015-04-23 12:51:36 UTC
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Prima di spiegare perché il piombo è radioattivo, vorrei spiegare brevemente cos'è la radioattività.

Secondo Wikipedia:

Decadimento radioattivo , noto anche come decadimento nucleare o radioattività, è il processo mediante il quale un nucleo di un atomo instabile perde energia emettendo radiazioni ionizzanti. Un materiale che emette spontaneamente questo tipo di radiazione - che include l'emissione di particelle alfa, beta, raggi gamma ed elettroni di conversione - è considerato radioattivo.

Cioè, il decadimento radioattivo si verifica perché un un atomo instabile "preferisce" rilasciare energia extra per diventare più stabile. Se consideri il piombo, ha isotopi diversi. Un'ampia percentuale (> 98%) del piombo normalmente presente in natura è di isotopi stabili mentre il resto dei suoi isotopi sono instabili. Sono gli isotopi instabili del piombo che sono radioattivi.

Un altro esempio è il carbonio.

Il carbonio-12 con sei neutroni è un isotopo stabile del carbonio che non ha radioattività e il carbonio-14 con otto neutroni non è stabile e mostra radioattività.

"Che significa": non vedo come la frase precedente possa in alcun modo essere utilizzata per inferire una percentuale. E se intendi la tabella collegata, penso che tutti gli isotopi siano contrassegnati come "osservazionalmente stabili" (e le loro frazioni molari si sommano a 1) o abbiano una frazione molare contrassegnata come "traccia" nella migliore delle ipotesi, quindi il 98,6% sembra solo un errore da parte tua; semmai sarebbe al 100%
@MarcvanLeeuwen grazie per aver mostrato l'errore avrei corretto quell'errore.
#5
+3
lyn barruga
2016-08-24 14:55:00 UTC
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Tutti gli isotopi del piombo sono metastabili e radioattivi (sebbene nessuno, per quanto ne so, abbia inventato un rivelatore sufficientemente sensibile per confermare questa incertezza meccanica quantistica certa).

Il decadimento delle particelle alfa del piombo produce isotopi stabili del mercurio. Quindi la risposta piuttosto improbabile alla domanda "Qual è l'elemento / nucleo stabile più pesante?" è, tra tutte le cose tallio. Non è quello che ho imparato a scuola. L'articolo Elementi a malapena radioattivi ti conduce, molto gentilmente e umilmente, così mi è sembrato, al numero di anni di Avogadro.

In realtà, prendendo in considerazione gli isotopi che sono teoricamente instabili ma sperimentalmente estremamente longevi, [ogni nucleo oltre $ \ ce {^ 92_40Zr} $ è radioattivo] (http://chemistry.stackexchange.com/questions/42922/why-do -all-decadimento-radioattivo-serie-terminate-a-lead / 42937 # 42937)
Non aggiungere variazioni o permutazioni di "per favore Google * X *" alle tue risposte. Piuttosto, riassumi e cita le tue fonti e, cosa più importante, ** citale **. Questo * è * un sito scientifico, dopotutto, e devo ancora leggere un articolo che dice "come il lettore potrebbe confermare cercando su Google / SciFinder ...";)
Touche, Jan! Nessun reato inteso. Non sono né un chimico né un fisico, né (mi fido) un intruso sgradito, semplicemente un medico specialista che cerca di rimanere eclettico nella mia tana invernale nella Darkest Australia. Oh, e non stavo pretendendo di produrre un "documento". In una mozione d'ordine, perché una "fonte di un sito scientifico" è meno di una fonte solo perché (se ho capito bene) vi può accedere non solo gli cognoscenti?


Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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