Ecco cosa succede quando un protone viene aggiunto alla capsula di un nucleo di germanio:
1. Rapporto protone-neutrone:l'aggiunta di un protone aumenta di uno il numero di protoni nel nucleo. Ciò interrompe l'equilibrio tra protoni e neutroni, che erano uguali nell'atomo di germanio originale.
2. Stabilità nucleare:l'aumento del numero di protoni rende il nucleo meno stabile perché la repulsione elettrostatica tra protoni carichi positivamente diventa più forte. Per ripristinare la stabilità, il nucleo subisce modifiche per ottenere un rapporto protoni-neutroni più favorevole.
3. Decadimento beta:un modo per raggiungere la stabilità è attraverso il decadimento beta. In questo processo, un neutrone nel nucleo viene convertito in un protone, un elettrone (particella beta) e un antineutrino. L'elettrone emesso viene espulso dal nucleo e il protone rimane, aumentando di uno il numero atomico.
4. Formazione dell'arsenico:come risultato del decadimento beta, il nucleo di germanio con l'aggiunta di un protone si trasforma in un nucleo di arsenico. L'arsenico ha numero atomico 33, un protone in più del germanio. L'elettrone emesso durante il decadimento beta viene rilasciato dal nucleo e diventa parte della nuvola elettronica che circonda l'atomo di arsenico.
5. Configurazione elettronica:l'aggiunta di un protone modifica la configurazione elettronica dell'atomo. Il nuovo atomo di arsenico ha un elettrone in più rispetto al germanio, che occupa il livello energetico più esterno. Questo cambiamento nella configurazione elettronica altera le proprietà chimiche dell'atomo, rendendolo più simile ad altri elementi del Gruppo 15 (pnictogeni) della tavola periodica.
In sintesi, quando un protone viene aggiunto al nucleo di un atomo di germanio, subisce un decadimento beta per formare un nucleo di arsenico con un numero atomico maggiore. Questo processo altera il rapporto protone-neutrone, portando all'instabilità nucleare che si risolve attraverso il decadimento beta, trasformando infine l'atomo di germanio in un atomo di arsenico.
