¿Es posible que una reacción nuclear ocurra simultáneamente con una reacción química de formación de enlaces?
¿Puede alguien sugerir un ejemplo de esto, por favor?
Respuestas
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Matthew Simoneau
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Se ha hecho, no con bono formación sino más bien con el bono rompiendo y se llama la reacción de Szilard-Chalmers (crédito a Loong por señalar el nombre).
Cuando una mezcla bifásica de yoduro de etilo (con $\ce{^{127}I}$ ) y el agua se irradia con neutrones, toda la radiactividad de $\ce{^{128}I}$ se encuentra como yoduro en la fase acuosa; no hay ninguno en la fase orgánica. Esto se debe a que $\ce{^{128}I}$ se forma inicialmente en un estado excitado que emite un fotón γ, y el retroceso de éste es más que suficiente para romper el enlace C-I.
La energía de un fotón γ es > 10 keV; en comparación, la fuerza de un enlace químico típico es de ~ 1 a 10 eV. La fuerza del enlace C-I es de aproximadamente 2,5 eV.
No se me ocurre ningún ejemplo de una reacción nuclear que lleve a una reacción química con formación de enlaces. Pero me has despertado la curiosidad y he empezado a preguntarme si sería posible el proceso inverso, es decir, que la formación de un enlace químico condujera a una reacción nuclear. No pude pensar en ninguna reacción tradicional de formación de enlaces que entrara en esta categoría. Lo más cerca que he podido llegar es la siguiente reacción.
$$\ce{^{2}_{1}H + ^{3}_{1}H -> ^{5}_{2}He -> ^{4}_{2}He + ^{1}_{0}n + Energy}$$ Una vez formado, el $\ce{^5He}$ se consume por un proceso de desintegración nuclear - ahí está la mitad de lo que buscábamos. Cuando producimos $\ce{^5He}$ de los átomos de deuterio y tritio, los dos electrones que antes orbitaban esos átomos separados ahora orbitan un átomo común - no es un enlace químico tradicional, pero esos dos electrones ahora ocupan el mismo $\ce{1s}$ orbital y obedeciendo el principio de exclusión de Pauli al igual que lo hacen los electrones en los orbitales moleculares; y sus trayectorias, antes independientes, en el espacio se han alterado drásticamente hasta el punto de orbitar un núcleo común.
Chris Stratton
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Para empezar, la fusión puede eliminarse debido a la intensa presión y la alta temperatura necesarias. Los productos químicos no existirían ya que los electrones se han liberado del núcleo.
Cuando un átomo sufre una fisión, la liberación de energía probablemente obligue a los demás átomos cercanos a alejarse. La pechblenda está compuesta principalmente por $\ce{UO2}$ y algunos $\ce{U3O8}$ . $\ce{^238U}$ finalmente decae a $\ce{^226Ra}$ . El óxido formado sería $\ce{RaO}$ . Sin embargo, no sé qué ocurre con los electrones e iones de oxígeno liberados.
