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Sistemas aquosos; Água.
“A água é a substância mais abundante nos seres vivos, constituindo mais de 70% do peso da maioria dos organismos.”
Estrutura química da água
 A água é composta por dois elementos químicos: o hidrogênio e o oxigênio. Para formar uma molécula dessa substância são necessários dois átomos de hidrogênio e apenas um de oxigênio, que se ligam por ligações covalentes (H-O-H). Nesse tipo de ligação, os elétrons dos átomos são compartilhados.
Polaridade da água
 A ligação covalente da água forma um ângulo de 104,5° que promove a polarização da molécula. Observa-se que, ao interagirem, o átomo de oxigênio atrai de maneira mais intensa os elétrons do que o hidrogênio, o que gera uma carga parcial positiva no hidrogênio e uma negativa no oxigênio. É a polaridade que garante algumas importantes propriedades da água, tais como seu ponto de fusão e ebulição, bem como a capacidade de dissolver substâncias.
Propriedades Físico-químicas da Água
Solubilidade: A água é um excelente solvente porque é capaz de dissolver enorme quantidade de substâncias. As substâncias que se dissolvem são chamadas solutos e ao ser misturada com o solvente forma uma solução. Essa propriedade é muito importante para os seres vivos porque absorvem nutrientes (como o cálcio, o magnésio, etc.) dissolvidos na água que bebem.
 Exemplo: quando o sal é adicionado na água e misturado forma uma solução.
Tensão Superficial: Força que existe na superfície de líquidos em repouso, determinada pela coesão entre as moléculas do líquido.
Coesão: Coesão é a capacidade que uma substância tem de permanecer unida, resistindo à separação. A agua é capaz de fazer até quatro ligações com outras moléculas de água através das pontes de hidrogênio (interação entre o oxigênio de uma molécula e o hidrogênio de outra molécula.). Podemos observar essa coesão em uma gota de água sobre uma superfície, formando uma espécie de película resistente, pois as moléculas estão fortemente aderidas umas às outras.
Adesão: Além das forças de coesão, a água também pode se aderir a outras moléculas. Isso pode ocorrer graças à sua polaridade. A água tende a atrair e ser atraída por outras moléculas polares. Essa atração entre as moléculas de água e outras moléculas polares é chamada de adesão.
 “As moléculas de água não se ligam com moléculas apolares, ou seja, não há adesão. Por isso ela não se distribui igualmente sobre uma superfície encerada, e forma gotículas separadas sobre elas, pois a cera é apolar.”
Capilaridade: A capilaridade é um fenômeno físico resultante das interações entre as forças de adesão e coesão da molécula de água. Um líquido, ao entrar em contato com uma superfície sólida, é submetido a duas forças contrárias entre si: a coesão e a adesão. Sendo assim, quando estão dentro do tubo, as moléculas do líquido conseguem se aderir às paredes internas do tubo por adesão e arrastam as demais moléculas por coesão, e resulta no fenômeno da capilaridade.
 “Nas plantas, a capilaridade atua no deslocamento da seiva bruta, desde as raízes, onde ela é absorvida do solo, até o topo das árvores. É também possível observar o fenômeno da capilaridade nas gotas de água da chuva que molham o para-brisa de um veículo parado e não escorrem, ou na absorção da água por um guardanapo, por exemplo.”
Pressão osmótica: Osmose é a passagem de um solvente puro ou diluído através de uma membrana semipermeável para uma solução mais concentrada. Para obter o equilíbrio entre as concentrações dos meios, alguns dos componentes da solução mais concentrada atravessam a membrana passando ao meio de menor concentração, desse modo, a diferença entre as concentrações nos dois lados da membrana faz com que somente o liquido passe do lado mais diluído para o mais concentrado.
Calor Específico: Quantidade de calor necessária para elevar em 1°C a temperatura de 1g de uma determinada substância.
Propriedade solvente
“Capacidade de dissolver substâncias polares ou iônicas para formar soluções aquosas.”
 A água é um dos melhores solventes na natureza, capaz de dissolver uma infinidade de substâncias, como sais, gases, açúcares, proteínas, etc. Essa alta capacidade de dissolver substâncias proporcionou á água a característica de solvente universal. As moléculas de água (solvente) penetram entre as partículas do soluto, que pode ser um sal, açúcar, etc. Quando penetram na partícula, as moléculas de água promovem a separação das partículas, dissolvendo-as. A mistura formada é chamada de solução.
 “A propriedade de dissolver substâncias faz com que a água exerça um importante papel na regulação do funcionamento do corpo humano. Ela é capaz de dissolver minerais, vitaminas, aminoácidos, entre outras moléculas, deixando-as disponíveis para a célula. Ao dissolver as substâncias, a água também proporciona um meio ideal para que as reações químicas aconteçam. Além disso, produtos que devem ser descartados são dissolvidos em água e eliminados.”
 “Nos vegetais, a capacidade da água de dissolver substâncias também é bastante importante. Os sais minerais absorvidos pela raiz são levados, dissolvidos em água, para toda a planta por meio dos vasos condutores. O açúcar produzido pelo vegetal por intermédio da fotossíntese também se move pelo corpo da planta em virtude dessa mesma capacidade da água de dissolver substâncias.”
Substâncias hidrofóbicas
 As substâncias hidrofóbicas (do grego, hidro = água, phobos = medo) possuem aversão à água. Elas são insolúveis em água. As moléculas hidrofóbicas normalmente não são polarizadas, portanto não há atração entre elas e as moléculas de água, dessa forma não interagem.
Substâncias hidrofílicas
 As substâncias hidrofílicas (do grego, hidro = água, philos = amigo) possuem afinidade com a molécula de água e são solúveis nela. Isso ocorre porque as moléculas hidrofílicas são polarizadas. Como a água é uma molécula dipolar, ou seja, possui carga positiva e negativa, pode se ligar tanto a moléculas de carga positiva como de carga negativa. Água também dispersa ou solubiliza, em forma de micelas, compostos anfipáticos.
 Compostos anfipáticos contêm regiões polares (ou carregadas) e regiões apolares. Quando um composto anfipático é misturado com a água, a região polar hidrofílica interage favoravelmente com a água e tende a se dissolver, mas a região apolar hidrofóbica tende a evitar o contato com a água. As regiões apolares das moléculas se aglomeram para apresentar a menor área hidrofóbica possível ao solvente aquoso, e as regiões polares são arranjadas de forma a maximizar suas interações com o solvente. Essas estruturas estáveis de compostos anfipáticos em água são chamadas de micelas e podem conter centenas ou milhares de moléculas.
 “Proteínas, pigmentos, algumas vitaminas, esteróis e fosfolipídios são anfipáticos.”
Pontes de hidrogênio 
 Este tipo de ligação ocorre quando a molécula possui um átomo de hidrogênio ligado ao Flúor, nitrogênio ou oxigênio, elementos muito eletronegativos. Como esta força é muito forte, origina dipolos muito acentuados; e é necessária uma energia muito alta para romper as moléculas. 
 As moléculas de H2O são polares, pois os hidrogênios possuem carga parcial positiva (δ+), e o oxigênio possui carga parcial negativa (δ–). Assim, o hidrogênio de uma molécula é atraído pelo oxigênio de outra molécula.
 Nessa ligação, o átomo de hidrogênio, cuja carga é positiva (+) de uma molécula de água interage com o átomo de oxigênio, cuja carga é negativa (-) de outra molécula de água, ocorrendo, portanto, a ligação de hidrogênio.
 
Propriedades coligativas da água
 As propriedades coligativas são as propriedades do solvente que se modificam na presença de um soluto não volátil e que dependem apenas do número de partículas do soluto. As propriedades coligativas são aquelas que percebemos quando é adicionado um soluto não volátil a um solvente.
TONOSCOPIA: Redução da pressão de vapor de um líquido quando se adiciona a ele um soluto não volátil.Essa alteração é resultado da intensificação da força de atração entre as moléculas do solvente com as moléculas do soluto.
CRIOSCOPIA: redução do ponto de congelamento (ponto de fusão) de um líquido, quando se adiciona a ele um soluto não volátil. O ponto de solidificação do solvente puro é sempre maior do que a solução (solvente + soluto). Quanto maior o número de moléculas do soluto na solução, menor será o seu ponto de congelamento (ponto de fusão).
EBULIOSCOPIA: aumento do ponto de ebulição de um líquido quando se adiciona a ele um soluto não volátil. O solvente (água) só entrará em ebulição quando receber energia suficiente para que a pressão de vapor (interna) torne-se igual a pressão atmosférica (externa). Quanto maior o número de moléculas do soluto na solução, maior será o seu ponto de ebulição. 
OSMOMETRIA: osmose é a passagem espontânea de um solvente em um meio diluído para um meio mais concentrado. A pressão osmótica é a força resultante do deslocamento de um solvente por unidade de área de superfície de uma membrana semipermeável.
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Radiobiologia
 “A Radiobiologia tem como objeto de estudo os efeitos biológicos causados pelas radiações. A Radiobiologia é subdividida em Radiobiologia das radiações ionizantes e Radiobiologia das radiações não ionizantes.”
Estrutura do átomo
O átomo é formado por pequenas partículas, denominadas partículas subatômicas: elétrons, prótons e nêutrons.
A maior parte da massa do átomo concentra-se no núcleo. Enquanto o seu maior volume encontra-se na eletrosfera, onde estão os elétrons.
Elétrons: O elétron possui carga elétrica negativa e quase não possui massa. A sua massa é cerca de 1840 vezes menor que a massa do núcleo.
Eles são minúsculas partículas que giram ao redor do núcleo central do átomo.
Além disso, movem-se muito rapidamente ao redor do núcleo atômico, gerando campos eletromagnéticos. A massa do elétron equivale a 9,11x10-31.
Prótons: O próton tem carga elétrica positiva de mesmo valor absoluto que a carga dos elétrons, dessa forma, um próton e um elétron tende a se atrair eletricamente.
Eles constituem uma massa unitária e junto com os nêutrons formam o núcleo atômico. A massa do próton equivale a 1,226 x 10-27.
Nêutrons: O nêutron não tem carga nenhuma, ou seja, apresenta carga neutra. Juntamente com os prótons, ele forma o núcleo atômico, que carrega toda a massa (99,9%) do átomo. O nêutron proporciona estabilidade ao núcleo atômico, já que a força nuclear faz com que seja atraído por elétrons e prótons. A massa do nêutron equivale a 1,675 x 10-27
Camadas eletrônicas: O átomo apresenta níveis energéticos, existem sete camadas em torno de um núcleo e nelas estão os elétrons que orbitam ao redor do núcleo. As camadas são denominadas de K, L, M, N, O, P e Q.
Isótopos
 Conceitualmente, isótopos são átomos que possuem o mesmo número de prótons, ou seja, são espécies distintas do mesmo elemento, diferindo apenas no número de massa e de nêutrons. Dentro dos estudos sobre radiações, a variação no número atômico (Z) indicará se a amostra é radioativa ou não. O numero atômico do chumbo (Pb = 82) é tomado como referencia para indicar se um determinado elemento é radioativo ou não.
Estabilidade: todo elemento com um numero atômico menor ou igual a 82 estará estável, ou seja, o núcleo não estará sofrendo transformações em busca de estabilidade.
Instabilidade: todo elemento com um número atômico maior que 82 estará instável, ou seja, o núcleo estará sofrendo transformações em busca de estabilidade; a estabilidade ocorrerá quando o elemento atingir um número atômico igual ou menor que 82. Em quanto instável, a probabilidade desse elemento emitir radiação, em decorrência das transformações ocorridas no núcleo, é muito grande. 
 
Radiação
 Em física, radiação é energia liberada do núcleo de um átomo em busca de estabilidade. Podendo ser classificada como energia em trânsito, e podendo ocorrer através de uma onda eletromagnética ou partícula. As radiações podem ser emitidas tanto artificialmente em procedimentos médicos ou atividades industriais, quanto naturalmente, como à luz solar, por exemplo. Independente do tipo, elas interagem com os corpos, até mesmo com o ser humano, e depositam neles energia. Essa interação depende do tipo da energia de radiação e do meio em que está se propagando.
Radioatividade
 Radioatividade é um fenômeno nuclear que resulta da emissão de energia por átomos, provocada em decorrência de uma instabilidade, de elementos químicos. Desta forma, um átomo pode se transformar em outro átomo e quando isso acontece, significa que ele é radioativo.
Classificação das radiações
As radiações podem ser classificadas: pelo elemento condutor de energia ou pelos seus efeitos.
Pelo elemento condutor
Radiação eletromagnética - Ela é caracterizada pelo seu comprimento de onda ou por sua frequência e pelas diversas faixas que constituem o espectro eletromagnético. Podem-se citar, como exemplo de radiação eletromagnética, os raios gama, raios x e a luz do sol, dentre outros.
Radiação corpuscular - A energia se propaga através de partículas subatômicas, como elétrons, prótons e outras formadas através de fissão nuclear, como os nêutrons. Assim, ela é caracterizada pela sua carga, massa e velocidade, podendo ser carregada ou neutra, leve ou pesada e lenta ou rápida.
Pelos seus efeitos
 Radiação ionizante - É capaz de arrancar qualquer elétron de um átomo se tiver energia maior que a da ligação dele ao átomo. As partículas carregadas eletricamente como betas e alfa são consideradas ionizantes quando possuem uma energia suficiente para ionizar átomos que estão em sua trajetória até que perder toda a sua energia. Somente os raios X e gama são radiações ionizantes observando o espectro de onda eletromagnética, ou seja, têm energia suficiente para ionizar átomos.
Radiação não ionizante - É incapaz de ionizar moléculas, por não possuírem energia suficiente para arrancar elétrons dos átomos, porém podem quebrar ligações químicas e moléculas. A radiação ultravioleta é considerada não ionizante por não possuir energia suficiente para arrancar elétrons dos principais átomos que constituem o corpo humano e por ser muito pequena a sua penetração.
Tipos de radiações
Radiação alfa (α) - Ou partícula alfa. É constituído de dois prótons e dois nêutrons (igual ao núcleo de um átomo de Hélio). A emissão ocorre quando um núcleo de um átomo se transforma buscando estabilidade. No caso da emissão de uma partícula alfa (42α2+), o número atômico (quantidade de prótons) do átomo diminui duas unidades (porque perdeu dois prótons) e seu número de massa (quantidade de prótons e nêutrons no núcleo) diminui quatro unidades.
Radiação beta (β) - Outra forma de estabilização, quando existe no núcleo um excesso de nêutrons em relação a prótons, é através da emissão de uma partícula negativa, um elétron, resultante da conversão de um nêutron em um próton. É a partícula beta negativa ou, simplesmente, partícula beta. São muito mais penetrantes que as partículas alfa. A radiação beta, ao passar por meio material, perde energia e assim acaba ionizando átomos que se encontram no caminho.
No caso de existir excesso de cargas positivas (prótons), é emitida uma partícula beta positiva, chamada pósitron, resultante da conversão de um próton em um nêutron. Portanto, a radiação beta é constituída de partículas emitidas por um núcleo, quando da transformação de nêutrons em prótons (partículas beta) ou de prótons em nêutrons (pósitrons).
 
Observação: quando um nêutron se transforma em um próton, ocorre a liberação da partícula β-. Quando um próton se transforma em um nêutron, ocorre a liberação da articula β+ (
Radiação gama (γ) - A radiação gama é uma onda eletromagnética, e tem um poder de penetração muito grande. Quando atravessam as substâncias, se chocam com suas moléculas e tem velocidade de 300 000 quilômetros por segundo. Geralmente, após a emissão de uma partícula alfa (α) ou beta (β), o núcleo resultantedesse processo, ainda com excesso de energia, procura estabilizar-se, emitindo esse excesso em forma de onda eletromagnética, da mesma natureza da luz.
DESINTEGRAÇÃO RADIOATIVA
“Quanto maior for à instabilidade de um núcleo, maior será a probabilidade de que o núcleo sofra uma transformação capaz de alterar seu número atômico.”
Atividade de uma amostra radioativa
Atividade de uma amostra radioativa refere-se ao número transformações nucleares que um determinado instável elemento realiza para buscar estabilidade nuclear.
Tempo de meia vida de uma amostra radioativa
 Tempo de meia vida refere-se, de maneira geral, ao tempo que uma substância leva para reduzir pela metade a sua massa original. À medida que os elementos radioativos vão se desintegrando, no decorrer do tempo, a sua quantidade e atividade vão reduzindo e, por consequência, a quantidade de energia emitida por ele, em razão da radioatividade, também é reduzida. 
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Calculo do tempo de meia vida
 Para calcular o tempo de meia vida de um elemento radioativo usa-se, comumente, a fórmula: 
M = massa residual (g)
Mo = massa inicial (g)
 = quantidade de meias-vidas
Unidades de atividade
	Becquerel
	Curie
	Um Becquerel
	Um Curie
	Uma desintegração/segundo
	3,7. 1010transformações/ segundo
	1bq = 1 dps
	1ci=3,7. 1010dps ou 3,7. 1010bq
	1kbq = 1.103dps
	1mci=3,7. 107dps
	1mbq = 1.106dps
	1 μCi=3,7.104dps
Raios x
 Os raios X são radiações eletromagnéticas de alta frequência, produzidas a partir da colisão de feixes de elétrons com metais. Essa radiação não pode ser percebida pelo olho humano, pois está além da frequência máxima distinguida pela visão humana.
 
Emissão de Raios X
 
 Em um tubo de raios catódicos, o cátodo, após ser aquecido pela passagem de corrente elétrica, libera elétrons com alta velocidade. Esses elétrons são fortemente atraídos pelo ânodo, no qual acabam colidindo-se, como é possível observar no esquema abaixo:
 
 Os raios X, assim como toda radiação eletromagnética, não precisam de meio de propagação e movem-se na velocidade da luz (3,0 x 108 m/s). Essa radiação é ionizante, sendo assim, ela pode gerar danos ao corpo humano em caso de exposições muito prolongadas. A intensidade dos raios X é inversamente proporcional ao quadrado da distância, portanto, quanto mais distante da fonte, menor será a intensidade dos raios.
INTERAÇÃO DAS RADIAÇÕES COM A MATÉRIA
 Sob o ponto de vista físico, as radiações ao interagir com um material, podem nele provocar excitação atômica ou molecular, ionização ou ativação do núcleo.
Excitação atômica: Interação onde elétrons são deslocados de seus orbitais de equilíbrio e, ao retornarem, emitem a energia excedente sob a forma de luz ou raios X característicos. Essa interação só ocorre na eletrosfera.
	
Ativação: a radiação que incide sobre o átomo é uma radiação com grande quantidade de energia, logo, essa quantidade de energia altera a estabilidade do núcleo.
“A água pesada é um exemplo; neste caso, a água é bombardeada por nêutrons. Esses, por sua vez, deixam o núcleo instável.”
Ionização: Interação onde elétrons são removidos dos orbitais pelas radiações, resultando elétrons livres de alta energia, íons positivos ou radicais livres quando ocorrem quebra de ligações químicas.
Captura: na captura, elétrons da camada k podem ser atraídos para o núcleo. Quando um elétron vai para o núcleo e interage com o próton, eles acabam anulando as cargas um do outro e se transformando em um nêutron. Por consequência, esse nêutron a mais vai desestabilizar o núcleo.
INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA COM A MATÉRIA
RAIOS-X E RADIAÇÃO GAMA
 As radiações eletromagnéticas ionizantes de interesse são as radiações X e gama. Devido ao seu caráter ondulatório, ausência de carga e massa de repouso, essas radiações podem penetrar em um material, percorrendo grandes espessuras antes de sofrer a primeira interação. Este poder de penetração depende da probabilidade ou secção de choque de interação para cada tipo de evento que pode absorver ou espalhar a radiação incidente. A penetrabilidade dos raios X e gama é muito maiores que a das partículas carregadas, e a probabilidade de interação dependem muito do valor de sua energia.
Os principais modos de interação, excluindo as reações nucleares são o efeito fotoelétrico, o efeito Compton e a produção de pares.
Efeito Fotoelétrico: O efeito fotoelétrico é caracterizado pela transferência total da energia da radiação X ou gama (que desaparece) a um único elétron orbital, que é expelido com uma energia bem definida.
Efeito Compton: Ao interagir com a matéria, um fóton de raios-X ou radiação γ é espalhado por um elétron de baixa energia de ligação, que recebe somente parte de sua energia, continuando sua sobrevivência dentro do material em outra direção e com menor energia perde uma parte de sua energia.
Formação de pares: Quando o raio incidente possui uma energia maior que 1,02Mev podem ocorrer o processo de produção de pares. Neste caso, ao passar perto de um núcleo atômico o raio produz um par de partículas: um elétron e um pósitron, ambos dotados de certa velocidade. Posteriormente, o pósitron se desintegra gerando dois raios com 0,51 MeV cada. Além da energia da radiação, certas características do material, como número atômico e massa atômica, afetam a probabilidade de ocorrência deste fenômeno de interação da radiação com a matéria.
 
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES