¿Puede un elemento ligero con núcleo excitado sufrir una conversión interna?

La conversión interna ocurre cuando un núcleo excitado expulsa un electrón de bajo nivel de las 2 primeras capas de baja energía, como un k -electrón de capa en lugar de emitir gamma cuando regresa al estado fundamental. Normalmente, esto se asocia con elementos pesados, ya que es más probable que la función de onda de electrones de bajo nivel quede bajo la influencia del núcleo.

¿Puede ocurrir esto también con elementos ligeros como el litio, el berilio, el boro, etc.? Particularmente si están en un estado adecuadamente excitado.

Si es así, ¿puede un electrón de valencia de la segunda capa emitirse directamente por conversión interna?

Si es así, ¿qué pasaría si ese electrón de valencia se usa en un enlace molecular o cristalino?

A) ¿se inhibiría la conversión interna?

B) ¿Se emitiría el electrón de valencia?

C) ¿Se distribuiría la energía cinética entre los diferentes átomos en el enlace y haría que el enlace vibre o se rompa?

Tenga en cuenta que para elementos más pesados ​​donde el electrón afectado por la conversión interna no es directamente el electrón de valencia, supongo que el electrón de valencia se expulsaría normalmente. Entonces habría diferentes efectos indirectos a medida que los electrones se reorganizan al nivel de energía más bajo, posiblemente con la emisión de fotones de barrena. Esto también afectaría indirectamente al electrón de valencia. También tengo curiosidad sobre lo que sucedería con los átomos pesados ​​debido a la pérdida de electrones de valencia de esta manera, pero me interesa principalmente lo que sucede con los átomos livianos con electrones de valencia directamente afectados por la conversión interna.

Respuestas (1)

Bueno, tu razonamiento está completamente justificado y es válido. Te voy a dar algunos elementos para que respondas más lo que quieres saber, pero la respuesta exacta dependería del caso en estudio, y verás por qué.

La conversión interna ocurre principalmente en núcleos pesados ​​porque tienen electrones profundamente unidos y sus energías de ionización son más altas, lo cual es importante porque normalmente la gamma nuclear es más energética que el espectro atómico. También sucede que los núcleos más pesados ​​también tienen un espectro energético más complejo, donde los niveles vibratorios y rotacionales son más amplios y por lo tanto su espectro es más denso o "continuo". También tienen un nivel de energía bajo, lo que permite que el espectro de emisión del núcleo pueda superponerse con el espectro de absorción de la nube electrónica.

Lo contrario sucede con los núcleos más ligeros, donde los niveles de energía bajos son escasos y normalmente no están presentes, lo que significa que su emisión de nivel más bajo ya es demasiado energética para ser capturada por sus propios electrones. También porque sus electrones más bajos (el límite más fuerte) no están tan bajos como en los núcleos más pesados ​​y necesitarían energías de fotones más pequeñas para salir. Así que estos dos efectos influyen en la reducción de las posibilidades de que los núcleos ligeros sufran conversión interna.

Como puede ver, la pauta es verificar la parte más baja del espectro nuclear y la parte más alta del espectro atómico y ver si se superponen, lo que dirá mucho de las posibilidades de que ocurra una conversión interna. Aún más, con esta información, sería necesario dar cuenta de la dependencia del momento angular de la interacción de los fotones con los electrones, lo cual no es simple.

Finalmente, se tabula el conocimiento del espectro, pero ninguna regla general suficientemente fiable reproducirá los datos tabulados. Por lo tanto, tendría que emparejarlos para cualquier caso específico y verificar su superposición.

En cuanto a los niveles moleculares, necesitaría hacer lo mismo, pero los electrones en una nube molecular deberían estar débilmente enlazados, especialmente aquellos involucrados en los enlaces moleculares. Entonces, al final, todo se reduce a los electrones bajos, que prácticamente no cambian cuando son núcleos en moléculas.