Radioatividade – Aula de revisão para Química Enem

É a propriedade que os núcleos atômicos instáveis possuem de emitir partículas e radiação eletromagnética, para transformarem em outros núcleos mais estáveis.

Radiação ou emissão α

• 1ª Lei da Radioatividade ou Lei de Soddy

Quando um núcleo emite uma partícula α (átomo de He).

Ex.:

O átomo de U sofre um decaimento α e se transforma em um átomo de tório + um átomo de hélio.

Experimento de Rutherford

A radiação α tem o menor poder de penetração nos corpos, mas a que tem maior “poder ionizante” sobre o ar. Tempo de vida mais curto.

Radiação ou emissão β

Consiste de elétrons projetados em altíssimas velocidades para fora de um núcleo estável.

São menos ionizantes que as partículas α.

Existem duas formas de decaimento β.

No decaimento β⁻, um nêutron é convertido num próton, com emissão de um elétron e de um antineutrino de elétron (a antipartícula do neutrino):

Nêutron → próton + elétron + neutrino

No decaimento β⁺, um próton é convertido num nêutron, com a emissão de um pósitron, e de um neutrino de elétron:

energia + p → n + e+ +

• 2ª Lei da Radioatividade ou Lei de Soddy-Fajans-Russel

Quando um núcleo emite uma partícula β, seu número atômico aumenta de uma unidade e seu número de massa não se altera (forma um átomo isóbaro do átomo emissor da partícula β).

Ex.:

Radiação ou emissão γ

Consiste na emissão de ondas eletromagnéticas semelhantes à luz (com comprimento de onda (λ) em torno de 0,001 a 0,0001 nm).

Não possui massa nem carga elétrica e tem alto poder de penetrar nos corpos (causa sérios danos às células).

A emissão γ não altera o átomo que a emitiu.

Meia-vida ou período de semidesintegração (p)

É o tempo necessário para a desintegração da metade dos átomos radioativos, ou seja, tempo necessário para a concentração das espécies radioativas caírem a metade da concentração inicial.

onde n é o número final de átomos; n0 é o número inicial de átomos e x é o número de meias-vidas.

onde:

Δt é o intervalo de tempo

x é o número de meias-vidas

p é o período de meias-vidas

Matematicamente

A meia-vida ou período de semi desintegração é aproximadamente 70% da vida média do isótopo radioativo.

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Desafios

Questão 1

Rutherford bombardeou uma fina lâmina de ouro com partículas “alfa”, emitidas pelo Polônio (Po) contido no interior de um bloco de chumbo (Pb) envolvendo a lâmina de ouro (Au), foi colocada uma tela protetora revestida de sulfeto de zinco.

A partícula “alfa” equivale a:

a) um átomo de hidrogênio.

b) um próton.

c) um átomo de hélio.

d) um nêutron.

e) um elétron.

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Questão 2

O Urânio é o último elemento químico natural da tabela periódica, com o núcleo mais pesado que existe naturalmente na Terra. Além de ser utilizado na produção de bombas atômicas, o Urânio é o principal elemento envolvido no processo de produção de energia nuclear.

O átomo ₉₂U²³⁸ emite uma partícula alfa, originando um átomo do elemento X; este, por sua vez, emite uma partícula beta, originando um átomo do elemento Y. Pode-se concluir que:

a) Y tem número 91 e 143 nêutrons.

b) Y é isóbaro do urânio inicial.

c) Y tem número atômico 89 e número de massa 234.

d) X tem número atômico 94 e número de massa 242.

e) X e Y são isômeros.

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Questão 3

Um elemento radiativo, altamente nocivo aos seres humanos, tem um isótopo cuja meia-vida é 250 anos. Que percentagem da amostra inicial, deste isótopo, existirá depois de 1000 anos ?

a) 25%.

b) 12,5%.

c) 1,25%.

d) 6,25%.

e) 4%.

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Questão 4

No tratamento de células cancerosas é usado bombardeamento de partículas radioativas emitidas pelo isótopo 60 do cobalto. As reações envolvidas são:

e

As partículas x e y são, respectivamente:
a) alfa e beta.
b) nêutron e beta.
c) beta e gama.
d) beta e beta.
e) nêutron e nêutron.

Questão 5

As radiações nucleares são altamente energéticas e ao mesmo tempo possuem um poder de penetração nos corpos muito grande. Quando falamos na emissão de núcleos de ₂He⁴, elétrons e ondas eletromagnéticas, semelhantes aos raios X, estamos falando, respectivamente, em emissões de:

a) raios alfa, raios beta e raios gama.

b) raios alfa, raios gama e raios beta.

c) raios beta, raios alfa e raios gama.

d) raios beta, raios X e raios alfa.

e) raios alfa, raios gama e raios X.