DISSERTAÇÃO EDS

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FÍSICA NUCLEAR, uma abordagem introdutória para o 9º ano do 
Ensino Fundamental 
(Roda de Leitura e Jogo de tabuleiro) 
 
 
 
 
 
 
 
 
Edgar Duarte da Silva 
 
 
 
 
Dissertação de Mestrado apresentada ao 
Programa de Pós-Graduação em Ensino de 
Física, no Curso de Mestrado Profissional 
de Ensino de Física (MNPEF), como parte 
dos requisitos necessários à obtenção do 
título de Mestre em Ensino de Física. 
 
 
 
Orientadora: 
Profª. Drª. Érica Cupertino Gomes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Araguaína - TO 
Março - 2018 
ii 
 
 
 
 
 
FÍSICA NUCLEAR, uma abordagem introdutória para o 9º ano do 
Ensino Fundamental 
(Roda de Leitura e Jogo de tabuleiro) 
 
Edgar Duarte da Silva 
 
 
Orientadora: 
Profª. Drª. Érica Cupertino Gomes. 
 
 
 
Dissertação de Mestrado submetida ao Programa de Pós-Graduação em 
Ensino de Física no Curso de Mestrado Profissional de Ensino de Física 
(MNPEF), como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de 
Mestre em Ensino de Física 
 
 
Aprovada por: 
 
 
 
 
 
 
Araguaína - TO 
Março - 2018 
iii 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
iv 
Agradecimentos 
Em primeiro lugar, venho professar a minha fé e gratidão ao Deus de Abraão, de 
Isaac e de Jacó, por tamanha oportunidade e pelas bênçãos derramadas. 
Agradeço... 
À minha esposa Juracy F. da S. Duarte, pela tolerância nos momentos em que fui 
falho para com ela e com nossos filhos, durante a busca pelos meus ideais. Pela 
compreensão ou não nas noites de sono mal dormidas e o vazio na cama, durante as 
minhas muitas madrugadas de estudo. Pelas muitas correções feitas aos textos deste 
trabalho. Por ter sido minha sustentação mesmo sem saber ou querer. 
Aos meus filhos que por muitas vezes me deram ânimo para continuar. Ao Deyvid 
F. Duarte, pela companhia em muitos dos meus dias de aula e orientação, e também, por 
ser um participante direto deste trabalho, como aluno do 9º ano. Ao meu pequeno, Danyel 
F. Duarte, que sentado no chão do quarto com seu caderno a punho, copiava minhas 
atividades de quântica rascunhadas no quadro branco, para depois mostrar à sua 
professora da 2ª série. À minha linda e meiga princesa Dheyne F. Duarte, pelo conforto, 
carinho e pelos muitos sorrisos, mesmo não tendo entendimento do mundo, mas servindo 
como inspiração e motivação. 
À minha irmã Cleusa D. da Silva, pelo apoio e pelos livros impressos sempre que 
preciso. 
Aos meus pais Adauto P. da Silva e Maria A. Duarte, pela criação e educação 
que a mim puderam dar e, mesmo agora pela força e incentivo. 
Á professora Dra. Erica C. Gomes, que aceitou o desafio de ser minha 
orientadora, pela paciência e instrução em todos os momentos durante o curso do 
mestrado e na elaboração do Produto Educacional e desta dissertação. 
Aos meus colegas de mestrado pela ajuda e parceria durante as disciplinas, nos 
grupos de estudo aos domingos e feriados, nos trabalhos em grupo e no vínculo da 
amizade. São eles: Eli (que não pode ir conosco até o fim), Luiz, Alana, Antônio X, Joni, 
Valmir, Donaldo, Sue, Marcelo e Ageu. 
Ao meu diretor, diretor do Colégio Pré-Universitário de Araguaína, Jaldo C. de 
Arruda, pela parceria e credibilidade. Pelo apoio em todos os momentos incentivando, 
v 
demonstrando acreditar e apostar na melhoria do processo de ensino-aprendizagem. 
Homem que abraçou a nossa causa sem medir esforços. 
À equipe pedagógica do Colégio Pré-Universitário por todo o apoio nas 
discussões sobre a inserção do conteúdo de Física Nuclear no currículo do nono ano. 
Em especial à coordenadora e professora Sandra de Mello Valadares, pelo 
incentivo e colaboração desde o início desta jornada. E também à coordenadora de 
projetos e responsável pela biblioteca escolar, Allyne Ladislau (Tia Magaly), pelas ideias 
e pela confecção dos murais e organização do ambiente para a realização das rodas de 
leitura e aplicação dos jogos. Às demais coordenadoras: Neli, Alcilenes, Osanilba e 
Valdânia. 
À secretaria de nossa escola, Rosa de Lurdes. 
Aos demais colegas de trabalho, professores que estão à frente da linha de 
batalha, pelo apoio e ajuda no tocante à realização deste trabalho. 
Em especial à Tia Josiany Castro e ao Tio Gilvandro, professores de Matemática 
e Física nas turmas de nono ano, pelas aulas cedidas e a ajuda na aplicação do Produto 
Educacional. 
Às professoras Elaine e Sandra Borges, pela ajuda com a língua inglesa. 
Aos meus alunos do Ensino Médio que sempre estiveram à disposição para os 
debates sobre o conteúdo da Física, especialmente a Física Nuclear. Aos alunos das 
turmas de nono ano, pela receptividade e participação neste trabalho. 
À Sociedade Brasileira de Física – SBF, por idealizar o Mestrado Nacional 
Profissional no Ensino de Física - MNPEF, que fora ofertado pela Universidade Federal 
do Tocantins – UFT, que tornou um sonho distante em realidade à porta. 
Àqueles que aqui não foram mencionados, mas, que foram importantes na 
consolidação deste trabalho. 
[...] e, àqueles que não acreditaram que eu iria conseguir. 
 
 
 
vi 
RESUMO 
 
FÍSICA NUCLEAR, uma abordagem introdutória para o 9º ano do 
Ensino Fundamental 
(Roda de Leitura e Jogo de tabuleiro) 
 
Edgar Duarte da Silva 
 
Orientadora: 
Profª. Drª. Érica Cupertino Gomes. 
 
 
Resumo da Dissertação de Mestrado submetida ao Programa de Pós-
Graduação em Ensino de Física no Curso de Mestrado Profissional de 
Ensino de Física (MNPEF), como parte dos requisitos necessários à 
obtenção do título de Mestre em Ensino de Física 
 
 
Neste trabalho sugerimos a introdução da Física Nuclear no nono ano do Ensino 
Fundamental. Tomamos como base o fato de que o tema está sedo introduzido aos poucos 
nos livros de Física. Destacamos ainda a necessidade de tal conhecimento para os alunos, 
a fim de despertá-los para o mundo da ciência e suas aplicações no dia a dia. O produto 
proposto é constituído de duas partes: a) sete folhetos sobre Física Nuclear e, b) um jogo 
de tabuleiro sobre o tema. Apresentamos uma metodologia baseada na sequência de três 
atividades envolvendo o tema Física Nuclear, sendo: 1. Uma aula expositiva; 2. Uma roda 
de leitura e; 3. O jogo de tabuleiro – Mestre Nuclear. Na primeira etapa, a aula expositiva 
foi ministrada de maneira a apresentar aos alunos a evolução histórica da Física Nuclear, 
seus avanços e suas aplicações, uma vez que também foram dadas oportunidades para 
que os alunos falassem sobre o assunto. Na segunda etapa, foi organizado um ambiente 
externo, diferente da sala de aula e com a utilização dos folhetos produzidos sobre a Física 
Nuclear numa roda de leitura. Um dos pontos importantes desta etapa está no papel do 
professor mediador, o de conectar o aluno leitor ao tema proposto. Na terceira etapa, os 
alunos foram organizados no pátio escolar, separados em grupos de quatro a sete 
jogadores à roda de uma mesa, onde um dos participantes era o mestre nuclear que 
comandaria o jogo fazendo as perguntas e direcionando as jogadas. Pudemos perceber 
que durante a aula expositiva os alunos demonstravam algum conhecimento sobre o tema. 
Haviam conhecimentos a serem trabalhados na estrutura cognitiva dos alunos. Durante a 
roda de leitura, foi importante a participação do professor mediador no esclarecimento de 
dúvidas e na arguição, formulando situações problemas para instigar o leitor a se apoderar 
das informações apresentadas. O jogo de tabuleiro foi desenvolvido para que os alunos 
pudessem utilizar o que fora aprendido fora da escola, visto na aula e lido na roda de 
leitura. A sensação de vencer unida à euforia e adrenalina a cada rodada, foram as 
expressões mais perceptivas durante a atividade. 
 
Palavras-chave: Roda de Leitura; Jogo de Tabuleiro; Física Nuclear. 
 
 
Araguaína - TO 
Março - 2018 
vii 
ABSTRACT 
 
FÍSICA NUCLEAR, uma abordagem introdutória para o 9º ano do 
Ensino Fundamental 
(Roda de Leitura e Jogo de tabuleiro) 
 
Edgar Duarte da Silva 
 
Orientadora: 
Profª. Drª.Érica Cupertino Gomes. 
 
 
Abstract of master’s thesis submitted to Programa de Pós-Graduação em Ensino 
de Física no Curso de Mestrado Profissional de Ensino de Física (MNPEF), in 
partial fulfillment of the requirements for the degree Mestre em Ensino de Física. 
 
 
In this work we suggest an introduction of Nuclear Physics in the ninth year of Elementary 
School. We took like base the fact that the theme is introduced gradually in the books of 
Physics. Furthermore, we emphasized the needing for such knowledge for students, to 
awaken them to the world of science and its applications in everyday life. The proposed 
product is consisted of two parts: a) seven leaflets about Nuclear Physics and b) a board 
game about the subject. We presented a methodology based on the sequence of three 
activities that involving the Nuclear Physics theme: 1. A Nuclear Physics lecture; 2. A 
reading wheel and; 3. The board game - Nuclear Master. In the first stage, the lecture was 
given in such a way to present to the students the historical evolution of Nuclear Physics, 
its advances and its applications, and the students had the opportunity to talk about the 
subject. In the second stage, an external environment was organized, different from the 
classroom and with the use of the leaflets produced about Nuclear Physics in a reading 
wheel. One of the important points of this stage is the mediator teacher role, he/she should 
connect the reader student to the proposed theme. In the third stage, students were 
organized in the schoolyard, divided into groups of four to seven players around a table, 
where one of the player was the nuclear master who would command the game by asking 
questions and directing the game. We could see that during the lecture the students 
demonstrated some knowledge about the subject. There was knowledge to be worked on 
the students' cognitive structure. During the reading wheel, it was important the 
participation of the mediator teacher in the clarification of doubts and in the argument, 
formulating problems situations to instigate the reader to seize on the information 
presented. The board game has been developed so that students could use their 
background. And what they had seen in class and read on the reading wheel. The sensation 
of winning linked with euphoria and adrenaline in each round were the most perceptive 
expressions during the activity. 
 
Keywords: Reading wheel; Board Game; Nuclear Physics. 
 
 
 
Araguaína – TO 
March 2018 
viii 
Sumário 
 
Capítulo 1 Introdução ..................................................................................................... 1 
Capítulo 2 Metodologia .................................................................................................. 5 
2.1 Apresentação ......................................................................................................... 5 
2.2 Roda de Leitura. .................................................................................................... 6 
2.3 Jogo de Tabuleiro .................................................................................................. 7 
Capítulo 3 Revisão de Literatura .................................................................................. 11 
3.1 Um Breve Histórico da Física Nuclear ................................................................ 11 
3.2 A Evolução dos Modelos Atômicos .................................................................... 13 
3.3 As Partículas Nucleares ....................................................................................... 17 
3.4 Número Atômico – Z ........................................................................................... 19 
3.5 Massa Atômica – A ............................................................................................. 19 
3.6 Isótopos ................................................................................................................ 20 
3.7 Raio Nuclear ........................................................................................................ 21 
3.8 Densidade Nuclear ............................................................................................... 21 
3.9 Tabela Periódica .................................................................................................. 23 
3.10 Tabela de Nuclídeos .......................................................................................... 24 
3.11 Radiação Natural – Séries Radioativas .............................................................. 25 
3.12 Decaimentos Nucleares ..................................................................................... 26 
3.12.1 Radiação alfa – α........................................................................................ 27 
3.12.2 Radiação beta – β ....................................................................................... 28 
3.12.3 Radiação gama – γ ..................................................................................... 29 
3.13 Reações Nucleares ............................................................................................. 31 
3.13.1 Fissão Nuclear ............................................................................................ 31 
3.13.2 Fusão Nuclear ............................................................................................ 32 
3.14 Alguns Erros e Acidentes no Uso da Física ...................................................... 33 
3.14.1 As Bombas Atômicas de Hiroshima e Nagasaki ......................................... 33 
3.14.2 Acidente com Fonte de Cobalto – 60, México ............................................ 34 
3.14.3 Acidente com Fonte de Césio – 137, Goiânia ............................................ 35 
3.14.4 Usina Nuclear de Windscale, Inglaterra .................................................... 36 
3.14.5 Usina Nuclear de The Miles Island - TMI, Estados Unidos ....................... 37 
3.14.6 Usina Nuclear de Chernobyl, na Antiga União Soviética .......................... 38 
3.14.7 Usina Nuclear de Fukushima, Japão ......................................................... 39 
3.15 Aplicações da Física Nuclear ............................................................................ 40 
3.15.1 Medicina ..................................................................................................... 40 
3.15.2 Ciência - Datação por Carbono – 14. ........................................................ 41 
3.15.3 Indústria ..................................................................................................... 42 
3.15.4 Agricultura ................................................................................................. 43 
3.15.5 Energia ....................................................................................................... 43 
Capítulo 4 Descrição do Produto .................................................................................. 46 
4.1 Os Folhetos .......................................................................................................... 46 
4.2 O Jogo - Mestre Nuclear ...................................................................................... 46 
Capítulo 5 Relato da Aplicação do Produto ................................................................. 48 
5.1 Aula Sobre Física Nuclear ................................................................................... 48 
5.2 Roda de Leitura ................................................................................................... 49 
5.3 Jogo de Tabuleiro – Mestre Nuclear.................................................................... 51 
Capítulo 6 Relato de Experiência ................................................................................. 53 
Capítulo 7 Considerações Finais ..................................................................................56 
ANEXOS ........................................................................................................................ 58 
ix 
Anexo – I. Tabela Periódica - 2017 ............................................................................ 59 
Anexo – II. Séries Radioativas Naturais .................................................................... 60 
APÊNDICES .................................................................................................................. 61 
Apêndice A: Folhetos ................................................................................................. 62 
Apêndice B: Tabuleiro do jogo com exemplos de cartas bomba, bônus, perguntas e 
fichas de regras do jogo .............................................................................................. 63 
Apêndice C: Modelo das cartas de perguntas, cartas bônus e cartas bombas. ........... 64 
Apêndice D: Plano de aula. ........................................................................................ 65 
Apêndice E: Instruções do Jogo de Tabuleiro – Mestre Nuclear, e composição do 
produto. ....................................................................................................................... 66 
Referências Bibliográficas .............................................................................................. 69 
 
Capítulo 1 
Introdução 
 
A designação de Física Moderna refere-se geralmente à Física que desabrochou 
nos fins do século XIX e que amadureceu fundamentalmente na primeira metade do 
século XX. Os fenômenos físicos que não foram explicados pela Física Clássica deram 
origem, quase em simultâneo, a novas teorias: a Teoria dos Quanta, a Teoria da 
Relatividade, a explicação do Efeito Fotoelétrico. Estas teorias, associadas à descoberta 
do núcleo atômico e à formulação do modelo do átomo com um núcleo central rodeado 
por elétrons, levaram ao desenvolvimento de novas áreas da Física, como: Teoria da 
Relatividade, Mecânica Quântica, Física Nuclear, Física Atômica e Molecular, Física do 
Estado Sólido, Física das Partículas Elementares, Óptica Quântica, Astrofísica, etc. 
Dentre as muitas áreas de atuação da Física Moderna, neste trabalho procuramos destacar 
a área da Física Nuclear, de forma mais simples e atraente, não nos enredando pelas 
veredas da matemática pura, mas nos preocupando em contribuir de maneira significativa 
com o currículo de Física do nono ano do Ensino Fundamental da rede estadual do 
Tocantins. 
O conteúdo de Física Nuclear não é contemplado no currículo de Física do nono 
ano do Ensino Fundamental e também não consta no currículo de Física do Ensino Médio, 
da rede estadual do Tocantins. Os livros didáticos tratam o tema, de maneira breve e 
simplificada, demonstrando os primeiros passos dos modelos atômicos e quando muito, 
algo sobre energia nuclear e um pouco de história, atribuindo estes assuntos à área da 
Química. Pode-se citar os livros de Bemfeito e Pinto, 2015; Barros e Paulino, 2015; 
Fukui, 2015; Gowdak, 2015. Para o Ensino Médio, raras exceções, o assunto é tratado na 
1ª série – átomo e modelos atômicos e, na 2ª série – radiação e reações nucleares, também 
no currículo de Química, como em: Lisboa, 2010; Antunes, 2013; Fonseca, 2016. Alguns 
livros de Física têm trazido o assunto com maior profundidade no conteúdo de Física 
Moderna na 3ª série, em destaque: Junior, 2009; Gaspar, 2013; Bonjorno, 2016; Gaspar, 
2017. 
Sabemos que o Ensino de Física para o nono ano do Ensino Fundamental, tem 
como caráter apresentar para o aluno os conceitos básicos de Física, a fim de despertá-lo 
2 
para o mundo das Ciências e Tecnologias, bem como abrir os horizontes para o estudo 
das disciplinas de Física ao entrarem no Ensino Médio. 
De acordo com os PCN, o conhecimento de Física nas escolas deve “construir 
uma visão da Física voltada para a formação de um cidadão contemporâneo, atuante e 
solidário, com instrumentos para compreender, intervir e participar na realidade” (Brasil, 
2002, pg. 59). 
A Lei de Diretrizes e Bases Nacional Brasileira (Lei 9394/96 LDB), em seu Art. 
22, afirma que a educação básica tem como objetivo principal: “Desenvolver o educando, 
assegurar-lhe a formação indispensável para o exercício da cidadania e fornecer-lhe 
meios para progredir no trabalho e em estudos posteriores”, direitos esses que por muitas 
vezes são ignorados, mesmo se falarmos do ensino superior. 
Não é difícil encontrarmos argumentos voltados ao Ensino de Física Nuclear em 
muitos dos sites que falam de educação. Em um deles, de grande acesso por parte dos 
alunos podemos ver que: 
“Os atuais ramos de estudo da Física Nuclear são basicamente o núcleo 
atômico e suas propriedades, pois esses núcleos possuem propriedades que 
podem ser classificadas como estáticas e dinâmicas, sendo que são analisadas 
através de modelos nucleares baseados na mecânica quântica, relatividade e 
teoria quântica de campos. A descoberta de que os núcleos (prótons e nêutrons) 
são, na realidade, sistemas compostos, redirecionou o interesse dos físicos 
nucleares para a investigação dos graus de liberdade de quarks e, com isto, 
atualmente os domínios de pesquisa da Física Nuclear e da Física das 
Partículas Elementares se tornaram interligados.” 
Mundo Educação – O Estudo da Física Nuclear. Disponível em: 
<http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/a-descoberta-nucleo-os-atuais-ramos-estudo.htm>. 
Acesso em: 09/09/2016. 
 
Considerando que na atualidade, os jovens estão ligados e interligados com o 
mundo da informação, incluir o conteúdo de Física Nuclear no segmento do nono ano do 
Ensino Fundamental é um desafio que abrirá as portas para o estudo da Física Moderna 
no Ensino Médio, uma vez que as informações e os conhecimentos adquiridos nesta área 
lhe servirão para a vida e para a sociedade. Vale ressaltar que os nossos jovens estão 
sendo bombardeados em todos os momentos pelo mundo cinematográfico, em séries e 
filmes que tratam de mutantes, meta-humanos, aprimorados, rochas radioativas do 
espaço, alienígenas radioativos e muitos outros, distorcendo a realidade. Cabe-nos de bom 
grado trazer-lhes informações verdadeiras e de forma correta, fazendo-nos valer de 
materiais adequados em conteúdo e qualidade para cada nível e série a ser ensinada. 
Um estudo realizado por Pereira e Ostermann (2009) sobre a finalidade dos 
trabalhos publicados na área de Ensino de Física Moderna e Contemporânea, destacam 
3 
quatro categorias para as publicações, sendo que uma delas diz respeito às bibliografias 
de consulta direcionadas a professores de Física, tanto para nível Médio como 
Universitário, incluindo textos de apoio, recursos didáticos, propostas de unidades 
didáticas e divulgação científica. 
Um dos cuidados que se buscou neste trabalho, foi com a metodologia e o nível 
do conteúdo a ser aplicado, uma vez que trabalhamos com alunos entre 13 e 15 anos de 
idade, objetivamos a construção da aprendizagem significativa. Segundo Moreira (2001), 
a aprendizagem segundo o construto cognitivista encara a aprendizagem como um 
processo de armazenamento e condensação de conhecimentos, que incorporados à 
estrutura mental de uma pessoa, poderá ser utilizada e manipulada no futuro. 
Na proposta deste trabalho há a apresentação do conteúdo da Física Nuclear na 
forma de uma sequência didática formada de: 1) uma aula expositiva sobre Física 
Nuclear; 2) uma roda de leitura sobre Física Nuclear e; 3) o jogo de tabuleiro sobre Física 
Nuclear. Tal sequência busca fundar conhecimentos na estrutura mental dos alunos para 
que sejam utilizados e fortalecidos no ensino médio, ensino superior e para o dia a dia. 
Moreira (2001) argumenta que: 
Os cognitivistas sustentam que aprendizagem de material potencialmente 
significativo é, por excelência, um mecanismo humano para adquirir e reter a 
vasta quantidade de ideias e informações de um corpo de conhecimentos.A 
posse de habilidades que tornam possível a aquisição, retenção e aparecimento 
de conceitos na estrutura cognitiva, é que capacitará o indivíduo a adquirir 
significados. (MOREIRA, 2001). 
Há uma intima relação entre a aprendizagem mecânica e a formação dos 
conhecimentos prévios, que podemos relacionar à aula expositiva e à roda de leitura, uma 
vez que os alunos poderão interagir de maneira dinâmica e espontânea (aluno ↔ aluno e 
professor ↔ aluno). 
Segundo Moreira (2001), “a aprendizagem mecânica é sempre necessária quando 
um indivíduo adquire informação numa área de conhecimento completamente nova para 
ele.” 
Na apresentação de um mundo de informações e conhecimentos diferentes ou 
parcialmente diferentes, a prática de rodas de leitura representa um bom caminho para 
formar novos leitores, que mergulhem no mundo da curiosidade e da busca por respostas. 
E o jogo de tabuleiro é uma atividade rica que responde às necessidades lúdicas, 
intelectuais e afetivas, estimulando a vida e a interação social, tornando um importante 
instrumento na aprendizagem e no compartilhamento das informações adquiridas. 
4 
Partindo da ideia de que o jogo seria o ponto de aferimento da aprendizagem, 
pudemos perceber que a atenção dos alunos estava voltada ao desejo de ser o vencedor. 
Cada um buscava as respostas no fundo de sua mente, e a cada erro a expressão de 
insatisfação tomava conta, a cada acerto a emoção de avançar uma casa reinava com 
euforia, demonstrando ter havido aprendizagem. 
 
 
 
 
5 
Capítulo 2 
Metodologia 
2.1 Apresentação 
 
Este trabalho foi realizado no Colégio Pré-Universitário da rede estadual de ensino 
de Araguaína, com as três turmas do 9º (nono) do Ensino Fundamental de 2017, num total 
de 110 alunos. 
Foram necessárias diversas fases de investigação. 
Primeiro, para a escolha do tema, foi feita uma análise de conteúdos com 
necessidade de novas abordagens e metodologias. Tal análise foi pautada nos anos de 
experiência docente. Um dos fatores relevantes foi a constatação da falta de Física 
Nuclear nos livros de Física, onde este conteúdo (no Ensino Fundamental) é trabalhado 
na disciplina e em livros de Química. 
Escolhido o tema (Física Nuclear), foi feito um levantamento sobre a maneira 
como a Física Nuclear é abordada em livros do 9º (nono) ano do Ensino Fundamental. 
Essa etapa foi fundamental para o escrutínio do conteúdo e escolha dos tópicos que seriam 
abordados. A partir da escolha dos tópicos foi realizado o levantamento do referencial 
bibliográfico a ser trabalhado. Em paralelo a tal atividade foi essencial a pesquisa da 
metodologia de trabalho, e a escolha do jogo de tabuleiro como método de ensino. 
A princípio o jogo educativo seria o produto dessa dissertação. No entanto, ouve 
a necessidade de acrescentar a metodologia de roda de leitura. O motivo é que nem todos 
os conteúdos de Física Nuclear são abordados nos livros didáticos adotados na escola. 
Além disso, o tema não faz parte do currículo mínimo de Física do estado do Tocantins, 
impossibilitando o estudo do tema em aulas regulares. Sendo assim, utilizou-se de um 
projeto consolidado da escola, a roda de leitura, para trabalhar os conteúdos com os 
alunos. 
Foi utilizado também a aula tradicional, com recursos de Datashow e materiais 
didáticos. Houve a necessidade de uma aula teórica e o motivo está explicitado no capítulo 
6, tópico 6.1. 
É possível resumir a metodologia usada na seguinte Sequência Didática: aula 
expositiva, roda de leitura e jogo educativo. 
6 
Neste trabalho não foi efetivada uma pesquisa quantitativa ou qualitativa da 
eficiência e eficácia da metodologia adotada. Contamos com a ajuda dos professores de 
física Gilvandro Santos e Josiany Castro, que colaboraram na aplicação do produto. 
Foram realizadas observações, sempre na posição de professor mediador, acompanhando 
o desenvolvimento dos alunos em cada etapa da aplicação. 
Buscou-se através de uma sequência didática simples, a integração entre os alunos 
e o material deste trabalho, promovendo em primeiro lugar o contato audiovisual com o 
conteúdo na aula expositiva, e depois o contato físico na interação do aluno com os 
materiais desenvolvidos para a roda de leitura e para o jogo educativo. 
2.2 Roda de Leitura. 
 
Um dos grandes problemas enfrentados no ambiente escolar e também na nossa 
sociedade é a “falta de hábito” de leitura por parte das crianças, jovens e adultos. A leitura 
tem sido considerada algo enfadonho e cansativo, tendo os textos dos livros sido 
considerados, aterrorizantes e difíceis para muitos. É notório que enfrentamos o mundo 
digital, o mundo da informação rápida e acesso fácil e muitos buscam resumos e resenhas 
em sites de pouca credibilidade. Para aqueles que gostam de ler, não importando o veículo 
de informação, a motivação é própria e a leitura prazerosa. 
É possível trabalhar para formar alunos leitores a partir da roda de leitura, como 
citado a seguir: 
A prática de rodas de leitura configura um caminho atrativo para formar novos 
leitores, pois tem como foco o prazer que nasce da leitura compartilhada, livre 
de cobranças. Ao ser utilizado em sala de aula, por professores dispostos a 
inovar metodologias de ensino proporciona um novo caminho para trabalhar a 
leitura com os estudantes, já que não lhes é solicitado avaliações ou 
questionários. (VICCINI, 2011). 
“Entre as dificuldades que as escolas enfrentam atualmente no processo de ensino-
aprendizagem de seus educandos, a falta de concentração talvez seja uma das mais 
importantes.” (SILVA, 2009). 
Segundo as palavras de Viccini (2011), “Sentar para ler. Mas não uma leitura 
individual, juntar cadeiras e opiniões, almofadas e leituras, unir leitores”, percebemos que 
as rodas de leitura têm como objetivo despertar a competência leitora por meio do prazer 
de ler. Ele diz ainda que o prazer de ler está no prazer em abrir um livro e se aventurar 
7 
nas linhas e entrelinhas literárias, e que essa interação deve ser feita pelo professor 
mediador, que tem como papel direcionar o leitor ao encontro do prazer de ler. 
O prazer da leitura pode ser coletivo ou individual. 
Ao compartilhar a leitura, cada pessoa pode experimentar um sentimento de 
pertencer a alguma coisa, a esta humanidade, de nosso tempo ou de tempos 
passados, daqui ou de outro lugar, da qual pode sentir-se próxima. Se o fato de 
ler possibilita-se abrir-se para o outro, não é somente pelas formas de 
sociabilidade e pelas conversas que se tecem em torno dos livros. É também 
pelo fato de que ao experimentar, em um texto, tanto sua verdade mais intima 
como a humanidade compartilhada, a relação com o próximo se transforma. 
Ler não isola do mundo. Ler introduz no mundo de forma diferente. O mais 
íntimo pode alcançar neste ato o mais universal. (PETIT, 2008). 
Para Neitzel et al (2013), se a escola conseguir ampliar as possibilidades de 
práticas leitoras, investindo na sensibilização do aluno para com o texto literário, tais 
ações se tornarão em benefícios relacionados ao desempenho escolar, uma vez que a 
leitura é o componente curricular que mobiliza diversos recursos cognitivos. Ele ainda 
afirma que aos alunos deve-se propor uma leitura que venha a despertar a curiosidade, o 
que depende do acervo literário disponível, de como ele é apresentado e do que se espera 
desse encontro entre leitor e obra. 
A disponibilização de um ambiente diferenciado e a apresentação do material de 
modo que venha a facilitar a interação entre o leitor e a obra, podem fazer toda a diferença 
no momento em que os alunos são convidados para a roda de leitura. 
A leitura é uma atividade que exige do leitor não uma entrega ao texto, no seu 
sentido hedonista, mas um embate com ele. A compreensão do texto se 
constrói pelas vias sensoriais: pelo tato (ao pegar), pela audição (ao escutar um 
texto), pela visão (ao ler o texto), enfim, pelo corpo. (NEITZELet al, 2013). 
 
2.3 Jogo de Tabuleiro 
 
Neste trabalho faremos referência aos jogos físicos, nos quais os alunos interagem 
com cartas, peões, tabuleiro e outras partes palpáveis, o que não quer dizer que 
desconsideramos os jogos virtuais, apenas não faz parte do produto aqui apresentado. 
Segundo Pereira et al. (2009), os jogos apresentam grande potencial para despertar 
o interesse dos alunos pelos conteúdos de Física, uma vez que estes conteúdos estarão em 
um ambiente lúdico, propício a uma melhor aprendizagem, diferindo do ambiente 
rotineiro da sala de aula que limita a participação e interação dos mesmos. 
8 
O jogo é uma atividade rica e de grande efeito que responde às necessidades 
lúdicas, intelectuais e afetivas, estimulando a vida social e representando, 
assim, importante contribuição na aprendizagem. Uma das características mais 
importantes é a sua separação da vida cotidiana, constituindo-se em um espaço 
fechado com regras próprias definidas, mas mutáveis, onde os participantes 
atuam de forma descompromissada em uma espécie de “bolha lúdica, que 
durante o jogo, não tem consequências no mundo exterior; porém, essa 
experiência enriquecedora é absorvida pelos participantes e podem refletir no 
mundo exterior de maneira muito positiva. (PEREIRA et all, 2009). 
Lopes (2001) cita que o jogador se torna sujeito ativo e participativo do processo, 
o que nos leva a acreditar que se torna mais prazeroso o aprendizado através dos jogos. 
Ainda segundo Pereira et all (2009): 
Normalmente utiliza-se o lúdico porque o prazer lhe é decorrente e, por essa 
razão, é bem recebido pelas crianças, pelos jovens e muitas vezes pelo próprio 
adulto. Envolvendo a Física nesse ambiente lúdico de um jogo de tabuleiro, 
podemos propiciar uma sensação de se estar em oposição a uma situação 
formal de aprendizado. A situação de prazer, tensão e alegria colaboram com 
o processo educacional porque coloca o aluno em uma situação de potencial 
receptividade, uma vez que o imerge numa situação que geralmente gosta, 
onde há pouca dispersão e, principalmente, onde pode-se potencializar sua 
concentração para aproveitar ao máximo estes momentos. 
 
É difícil encontrarmos jogos específicos relacionados à Física que possam ser 
aplicados em sala de aula de maneira a acompanhar o conteúdo proposto no currículo 
escolar, e às vezes nem mesmo o conteúdo é contemplado. Pereira et al. (2009), cita que 
“Quando professores procuram por alguma prática de Física, eles procuram práticas 
que, de fato, assegurem a aprendizagem dos conceitos.”, busca que pode não ter sucesso, 
visto a dificuldade de elaboração e adequação de um conteúdo e seu nível de 
aplicabilidade. Cita ainda que “Muitos, porém, procuram procedimentos que, poderiam 
melhorar o rendimento do aluno. Porém, isso não é trivial, incluindo os jogos 
educativos”. 
Já Fialho (2008) argumenta que: 
Os jogos educativos com finalidades pedagógicas revelam a sua importância, 
pois promovem situações de ensino-aprendizagem e aumentam a construção 
do conhecimento, introduzindo atividades lúdicas e prazerosas, desenvolvendo 
a capacidade de iniciação ação ativa e motivadora. 
 
Há uma necessidade de se observar a abordagem teórica e metodológica de um 
jogo educativo, antes de simplesmente levá-lo para a sala de aula. De acordo com Pereira 
et al. (2009), a não observação dos objetivos e da metodologia, pode ter como efeito o 
9 
fato de conseguirmos motivar os alunos, levando-os a pensar que não passa de uma 
maneira de “matar aula”, o que pode interferir de forma negativa nos resultados esperados 
para esse recurso. 
Infelizmente, estudos e brincadeira ainda ocupam momentos distintos na vida 
de nossos alunos. O recreio foi feito para brincar e a sala de aula para estudar. 
Dessa forma, o lúdico perde seus referenciais e seu real significado, 
acompanhando, as exigências de um currículo a ser cumprido. (FIALHO, 
2008). 
O jogo educativo pode ser uma ferramenta utilizada para que o conteúdo visto seja 
retomado ou fortalecido de outra maneira, buscando a interação do aluno com a estrutura 
cognitiva, processo no qual ele pode fixar conhecimentos e fortalecer conhecimentos pré-
existentes, garantindo assim a possibilidade de uma aprendizagem concreta. 
“Sozinho, seu potencial educacional é baixo, entretanto, quando aliado a outras 
práticas pedagógicas (aulas expositivas, trabalhos em grupos, monitorias, etc), seu 
potencial verdadeiro é revelado.” (PEREIRA et all, 2009) 
Em um jogo, o participante trilha o desafio em dois caminhos distintos, o de 
vencedor ou de perdedor. Para o jogo educativo, o participante se entrega para o desafio 
de mostrar o que aprendeu sobre o conteúdo e consequentemente ser o campeão. Para 
Pereira et al. (2009), “o medo de errar e ser rotulado também tem importância, tanto para 
processo de ensino-aprendizagem quanto para o processo psicológico.” 
O ato de ser participante do jogo educativo torna o jogador mais participativo na 
sociedade, desenvolvendo o caráter de argumentador sobre o tema a ser abordado. 
A inclusão de jogos em contextos educacionais ainda gera muita polêmica 
entre professores em praticamente toda a sociedade. Vistos como atividade 
lúdica, os jogos são bem aceitos em ambientes educacionais como recreação e 
para o desenvolvimento de habilidades, principalmente, psicomotoras. 
(ATAIDE, 2012) 
 
“Os jogos instigam o interesse do jogador e apresentam desafios que o motivam a 
conhecer seus limites e as possibilidades de superá-los. Busca-se a vitória; todos querem 
vencer o desfio imposto pelo jogo.” (ATAIDE, 2012) 
Estamos certos de que sempre haverá em um jogo algo que incentive o jogador, 
uma situação na qual ele se apegue para chegar à vitória – uma situação problema. Tal 
situação leva o jogador do objetivo para o resultado do jogo, através de passos que 
delimitaram cada ação durante toda a partida. 
10 
Por meio de atividades lúdicas o professor pode colaborar com a elaboração de 
conceitos; reforçar conteúdos; promover a sociabilidade entre os alunos; 
trabalhar a criatividade, o espírito de competição e a cooperação. O jogo exerce 
uma fascinação sobre as pessoas, que lutam pela vitória procurando entender 
os mecanismos dos mesmos, o que constitui de uma técnica onde os alunos 
aprendem brincando; no entanto, queremos deixar claro, que os jogos devem 
ser vistos como apoio, auxiliando no processo educativo (FIALHO, 2008). 
Um grande desafio para se trabalhar com jogos educacionais, sejam eles de físicos 
ou virtuais, é a sua inserção em meio a prática educacional, o que de fato requer dos 
professores um trabalho além do seu planejamento costumeiro e de sua responsabilidade 
do dia a dia. O fato de ter que elaborar uma aula diferenciada, pode trazer certo incômodo 
para muitos dos nossos professores, seja a componente curricular que se escolher, mas: 
Sabemos que uma aula mais dinâmica e elaborada requer também 
mais trabalho por parte do professor; por outro lado, o retorno pode ser bastante 
significativo, de qualidade e gratificante quando o docente se dispõe a criar 
novas maneiras de ensinar deixando de lado a “mesmice” das aulas rotineiras 
(FIALHO, 2008). 
 O autor ressalta ainda “o cuidado que se deve ter com o jogo antes de levá-lo 
para a sala de aula, testando-o previamente e fazendo-se uma síntese do conteúdo nele 
envolvido.” 
O jogo é uma atividade de ocupação voluntária, exercida dentro de curtos e 
determinados limites de tempo e espaço, segundo regras livremente concedida, 
mas absolutamente obrigatórias, dotadas de um fim em si mesmo 
acompanhado de um sentimento de tensão, de alegria, e de uma consciência de 
ser diferente da vida cotidiana. (HUIZINGA, 1980 apud, SILVA, 2009). 
Almeida (2004) relata que: 
Jogos orientados podem ser feitos com propósitos claros de promover o acesso 
à aprendizagem de conhecimentos específicos como: matemática, linguísticos, 
científicos,históricos, físicos, estéticos, morais e etc. E um outro propósito é 
ajudar no desenvolvimento cognitivo, afetivo, social, físico-motor, linguístico 
e na construção da moralidade (nos valores).” 
Os jogos educacionais, sendo físicos ou virtuais, tem um caráter complementar 
em relação ao conteúdo a ser ministrado pelo professor, em observância à sua componente 
curricular. É necessário que o professor tão somente entenda o valor agregado a essa 
atividade e que consiga transmitir esses valores aos alunos que desafiados, são os 
protagonistas do processo ensino-aprendizagem. 
 
11 
Capítulo 3 
Revisão de Literatura 
3.1 Um Breve Histórico da Física Nuclear 
 
Segundo Porto (2013) os gregos desde o século V a.c. já discutiam a constituição 
da matéria. Demócrito acreditava num mundo material composto de infinitos entes 
minúsculos, incriáveis e indestrutíveis, denominados átomos, que se movem por um 
vazio. 
As bases da moderna teoria atômica foram lançadas no final do séc. XVIII e 
no séc. XIX na tentativa de compreender as propriedades químicas da matéria. 
Duas das quantidades fundamentais da Física Atômica e Nuclear – o peso 
atômico e o número atômico – tiveram suas origens na correlação dos 
resultados de experiências químicas e na sistematização das propriedades dos 
elementos químicos. As leis das combinações químicas foram unificadas no 
início do séc. XIX pela teoria atômica de Dalton, que introduziu o conceito de 
peso atômico. (KAPLAN, 1978) 
CHUNG (2001), diz que a Física Nuclear é uma área importante da Física 
Contemporânea, por constituir um rico campo de aplicações das ideias quânticas. 
A Física Nuclear é a parte da Física que estuda os fenômenos microscópicos ao 
nível nuclear considerando seus graus de liberdade. 
Podemos começar a contar a moderna história da Física Nuclear muito 
provavelmente com o trabalho de Rutherford em 1911. Analisando dados 
experimentais obtidos por Geiger e Marsden, a partir do espalhamento 
Coulombiano de partículas α (núcleos de hélio) em cima de finas folhas de 
ouro, Rutherford propôs pela primeira vez a existência do núcleo atômico. Esta 
teoria foi amplamente confirmada por outros experimentos posteriores, 
conduzidos pelos mesmos autores, Geiger e Marsden em 1913, estabelecendo 
o chamado modelo do átomo nuclear, em que o átomo é representado por um 
núcleo no seu centro, com os elétrons movendo-se em volta. Tal modelo veio 
derrubar o chamado modelo de “pudim de ameixas” (devido a J. J. Thomson), 
segundo o qual os prótons e os nêutrons, misturados, ocupariam um único 
volume com as dimensões do próprio átomo. (CHUNG, 2001) 
De acordo com HELENE (1996) e OKUNO (2007), as atividades nucleares 
começaram a ser estudadas por Antoine Henri Bequerel (1896), estudando as emissões 
espontâneas do sal de urânio. No ano seguinte Marie Curie inicia sua tese de doutorado 
sob o tema “raios de Bequerel”, estudando Urânio e Tório. Tempos depois, Marie Curie 
isolou o elemento Rádio a partir do minério chamado pechblenda. 
Rutherford percebeu que a energia liberada pelo núcleo das substâncias 
radioativas era complexa, sendo constituída por dois tipos de radiação, sendo um deles 
12 
facilmente absorvido e menos penetrante, e o outro, muito mais penetrante, e sofrem 
desvio em sentido oposto quando submetidos a campos magnéticos. Ele as chamou de 
“radiação alfa” e “radiação beta”, respectivamente. No ano seguinte, Paul Villard 
identificou um novo tipo de radiação que foi chamada de “radiação gama” que não sofria 
desvio quando submetidas a campos magnéticos. Como mencionado por HELENE 
(1996) e OKUNO (2007). 
O núcleo do átomo é constituído de partículas de carga positiva, chamadas 
prótons, e de partículas de mesmo tamanho, mas sem carga, denominadas 
nêutrons. Os prótons têm a tendência de se repelirem, porque têm a mesma carga 
(positiva). Como eles estão juntos no núcleo, comprova-se a existência de 
energia nos núcleos dos átomos com mais de uma partícula: a energia de ligação 
dos núcleos ou energia nuclear. (CARDOSO, 2012) 
Após a descoberta dos prótons, pensava-se que serie esse o único constituinte do 
núcleo atômico. De acordo com CHUNG (2001), foi em 1932 que Chadwick descobriu a 
existência de uma nova partícula nuclear, o nêutron, com massa próxima à massa do 
próton e de carga elétrica nula. 
A descoberta do núcleo levantou, na época, uma questão importante: Que força 
é essa que consegue manter os prótons e os nêutrons confinados no núcleo? 
Com efeito, como a região de confinamento é pequena, da ordem apenas de 
10-12 cm, esta força deve ter intensidade extremamente elevada, a fim de poder 
contrabalançar a forte repulsão eletrostática entre os prótons. Se for assim, 
então, ela deve ser diferente da força gravitacional, que apresenta intensidade 
muitíssimo menor. Por outro lado, como o nêutron não tem carga elétrica, ela 
não deve ser de natureza eletromagnética. Em vista disso, esta nova força, 
responsável pela existência dos núcleos, foi batizada de força nuclear, que se 
trata de uma manifestação particular da chamada interação forte. (CHUNG, 
2001) 
Para Palandi e colaboradores (2010), as interações básicas da matéria a nível 
microscópico, podem ser descritas em termos das quatro forças de interações 
fundamentais, sendo elas e suas respectivas ordens de grandeza: Nuclear Forte - 1; 
Eletromagnética - 10−2; Nuclear Fraca - 10−14; Gravitacional - 10−37. 
Segundo Gaspar (2013), após a descoberta da energia dos núcleos, passou-se a 
utilizá-la com o objetivo de se obter energia, e o primeiro teste de controle nas reações 
que liberam a energia do núcleo atômico foram pelo físico italiano Enrico Fermi e seus 
colaboradores no Projeto Manhattan, nos Estados Unidos da América, no período da 
Segunda Guerra Mundial. 
No Brasil, segundo Carvalho (2012), a história da energia nuclear teve início na 
década de 1930, com o apoio do governo à pesquisa na recém-criada Universidade de São 
Paulo, e em 1935, alavancou com a criação do Instituto de Energia Nuclear – IEA. 
13 
Em 1949, César Lattes contribui para a criação do Centro Brasileiro de 
Pesquisas Físicas – CBPF. Este instituto polarizou e agasalhou iniciativas 
como a da formação do Instituto de Matemática Pura e Aplicada, a da Escola 
Latino-Americana de Física, o Centro Latino-Americano de Física, e ainda se 
destacava pelas atividades de pesquisas em nível internacional, pelas medidas 
de modernização dos currículos de ensino da Física e pelas atividades de 
formação do pessoal que constitui hoje parcela ponderável da liderança 
científica atuante na Física brasileira. Cesar Lattes foi também um dos 
colaboradores na descoberta do méson pi. (CBPF, 2012) 
Segundo Carvalho (2012), no Brasil as pesquisas tem avançado na área de 
utilização da energia nuclear para indústria, medicina, agricultura e na geração de energia 
elétrica. Nesta última o Brasil consta com duas usinas termonucleares em funcionamento 
- Angra I e Angra II, situadas no complexo de Angra dos Reis no Rio de Janeiro. 
De acordo com a revista Brasil Nuclear (2014, pg 16-19), em janeiro de 2015 teria 
início a montagem eletromecânica da usina de Angra III que terá duração de 58 meses, 
com testes de operação previstos para 2018. 
Helene (1996), Okuno (2007), Palandi (2010), afirmam que a energia dos 
radioisótopos (núcleos instáveis) pode ser utilizada em vários setores da sociedade e que 
o uso inconsciente e irresponsável dessa energia pode trazer graves consequências para 
humanidade. 
Segundo Cassedy e Grossman (1990), no ano de 1950, o futuro da energia nuclear 
parecia promissor com o lançamento do programa norte-americano Átomos para a paz, 
ação que contrastou com as terríveis consequências das bombas atômicas lançadas sobre 
as cidades japonesas em 1945. Precisamente no ano de 1945 a humanidade testemunhou 
o limite das atrocidades advindas do mau uso do conhecimento sobre a recém-descobertaFísica Nuclear. O mundo estava em guerra, era a Segunda Guerra Mundial e, os Estados 
Unidos da América se empenhavam em encerrar as batalhas que consumiam vidas e 
dinheiro. Como forma de pressionar o governo japonês, os EUA lançaram duas bombas 
atômicas sobre as cidades de Hiroshima e Nagasaki, conseguindo assim a rendição. 
Desde então a Física Nuclear tem sido largamente estudada para utilização 
pacífica e em prol da humanidade. 
3.2 A Evolução dos Modelos Atômicos 
 
Uma pergunta que paira no universo do conhecimento humano é – O que 
realmente é a matéria e qual sua constituição fundamental? Muitos pensadores tentaram 
14 
convencer-nos de que a matéria é algo sólido e palpável, outros, no entanto, não criam 
nesta ideia de constituinte fundamental. 
Desde o século V a.C. os gregos já discutiam a constituição da matéria. Para 
Demócrito, o mundo material é composto de infinitos entes minúsculos, 
incriáveis e indestrutíveis, denominados átomos, que se movem 
incessantemente por um vazio e não possuem outras propriedades além de 
tamanho e forma geométrica. Nessa concepção, os objetos que se colocam 
diante de nossos sentidos são, na realidade, formados pela combinação de 
muitos desses átomos. (PORTO, 2013) 
O termo átomo provém do grego a = não e tomos = partes, significando que esta 
porção de matéria seria a menor em escala, pois, não seria possível dividi-la. 
Como apontado por Bem-Dov (1996), os átomos escapam dos nossos sentidos e 
não conseguimos perceber o mundo real, e sim um mundo irreal. Um mundo formado por 
combinações de átomos imutáveis, que constroem matéria e se decompõem. As variações 
e mudanças na matéria formada se devem a seus movimentos e suas uniões, ou seja, nas 
relações que mantem um com o outro e estes com o espaço. Para Platão, os átomos 
existiam dotados de formas geométricas diversas, Aristóteles por sua vez negava a 
existência de tais entidades considerando o espaço vazio ocupado por um continuum 
material divisível ao infinito, e que Descartes também negava a existência do átomo e do 
vazio. Já no pensamento de Epicuro de Samos, por volta do século IV a.C. era a alma 
humana, como todos os demais abjetos, formados de átomos que acabam se combinam e 
se separam. 
Dalton propôs que a matéria era formada por partículas distintas denominadas 
átomos. Ele concebia os átomos como esferas maciças, indivisíveis e 
indestrutíveis. Segundo ele a matéria era descontínua, pois entre os átomos que 
a constituíam havia espaços vazios. (LISBOA, 2010) 
“Em 1803, John Dalton descobriu que elementos químicos diferentes se associam 
sempre entre si segundo múltiplos inteiros de pesos elementares fixos.” (BEN-DOV, 
1996) 
As bases da teoria de Dalton podem ser apresentadas de acordo com BEMFEITO 
& PINTO (2015). 
“Dalton acreditava que nas diversas combinações dos átomos – ainda tidos 
como partículas fundamentais e indivisíveis – estariam a origem da diversidade 
das substâncias conhecidas. Formulou então explicações para suas 
observações, que ficaram conhecidas como teoria atômica de Dalton, as quais 
citamos a seguir. I) Todos os átomos de determinado elemento são idênticos; 
II) Os átomos de diferentes elementos apresentam massas diferentes; III) um 
composto é originado de uma combinação específica de átomos de mais de um 
elemento; e IV) Numa reação química, os átomos não são destruídos nem 
15 
criados, simplesmente se rearranjam, originando novas combinações 
químicas.” 
De acordo com Kaplan (1978), foi em 1897 que J. J. Thomson através de 
experimentos direcionados confirmou a ideia de que os raios catódicos eram constituídos 
de partículas carregadas com cargas negativas, conseguindo estabelecer a razão 
carga/massa = e/m para essas partículas. Demonstrando que as partículas dos raios 
catódicos se moviam em altas velocidades, cerca de 1/10 da velocidade da luz. Ao 
comparar o valor de e/m para as partículas dos raios catódicos com os encontrados para 
os íons de Hidrogênio na eletrólise, viu-se que eram cerca de 1800 vezes maior. Chegando 
em fim à massa do elétron, que foi indicado como parte constituinte de todos os átomos. 
O elétron passou a ser considerado como uma partícula fundamental, e de massa com 
cerca 1800 vezes menor que a massa do próton. E a prova final da natureza atômica ou 
corpuscular da eletricidade assim como a primeira determinação realmente precisa do 
valor da carga elementar veio através do trabalho de Robert Andrews Millikan. 
Segundo Avancini (2009), foi no ano de 1897, J. J. Thomson teria descoberto o 
elétron, sendo que suas carga e massa foram posteriormente determinadas. O mesmo 
Thomson observou que essas partículas eram importantes na constituição do átomo. 
[...] J. J. Thomson propôs uma tentativa de descrição, ou modelo, de um átomo, 
segundo o qual os elétrons carregados negativamente estariam localizados no 
interior de uma distribuição contínua de carga positiva. Supôs-se que a forma 
da distribuição de carga positiva fosse esférica, com um raio da ordem de 
grandeza conhecida do raio de um átomo, 10-10 m. (Este valor pode ser obtido 
a partir da densidade de um sólido típico, de seu peso atômico e do número de 
Avogadro.) Devido à repulsão mútua, os elétrons estariam uniformemente 
distribuídos na esfera de carga positiva. Em um átomo que esteja em seu estado 
de menor energia possível, os elétrons estariam fixos em suas posições de 
equilíbrio. Em átomos excitados (por exemplo, átomos em um material a alta 
temperatura), os elétrons vibrariam em torno de suas posições de equilíbrio. 
Como a teoria do eletromagnetismo prevê que um corpo carregado acelerado, 
como um elétron vibrando, emite radiação eletromagnética, era possível 
entender qualitativamente a emissão de radiação por átomos excitados com 
base no modelo de Thomson. No entanto, faltava concordância quantitativa 
com os espectros observados experimentalmente. (EISBERG e RESNICK, 
1979. p. 123). 
Para Brennan (2003) e Kaplan (1978), o modelo atômico proposto por Thomson 
era constituído de uma massa de cargas positivas com cargas negativas encrustadas, 
conhecido como “pudim de ameixa” ou “pudim de passas”. Mas esse modelo não 
poderia explicar o caso particular do espalhamento de partículas α, que determinou o 
conceito de átomo nuclear. 
16 
Ainda segundo os autores, Brennan (2003) e Kaplan (1978), Rutherford propôs 
uma nova teoria do espalhamento de partículas α pela matéria. No ano de 1911, ele baseou 
sua teoria num novo modelo atômico compatível aos resultados experimentais, sugerindo 
que o desvio de uma partícula α num ângulo de espalhamento muito grande podia ser 
causado pelo encontro único com um átomo, ao contrário do que se propunha no caso do 
espalhamento múltiplo. Sugeriu a existência de uma porção central, na qual está 
concentrada toda a massa do núcleo, e que a carga negativa se localiza distribuída no 
espaço que corresponde ao de raio do raio atômico. 
Kaplan (1978), explica que a teoria nuclear do espalhamento de partículas α de 
Rutherford foi testada ponto a ponto em 1913 por Geiger e Marsden, e que o 
espalhamento depende de: 
i) Ângulo de espalhamento; 
ii) Espessura do material; 
iii) Energia ou velocidade das partículas; 
iv) Carga nuclear. 
A notável concordância das previsões da teoria de Rutherford e os resultados 
experimentais foram interpretados como uma confirmação do conceito de 
átomo nuclear. Portanto em 1913, o átomo tem sido considerado como 
consistindo de um pequeno núcleo carregado positivamente, ao redor do qual 
é distribuída, de alguma maneira, uma carga oposta na forma de elétrons. 
(KAPLAN, 1978). 
Franco e desinibidos, pisando calos sem ver a quem, Ernest Rutherford 
irrompeu no cenário da física na virada do século XX e se manteve no centro 
do palco por 30 anos. Seu trabalho marca o início da era da Física Nuclear 
(BRENNAN, 2003). 
Em 1913, Niels Bohr propôs que os elétrons se moviam emorbitas bem 
particulares e discretas, demonstrando os subníveis de energia, aperfeiçoando o modelo 
planetário proposto por Ernest Rutherford, que explicava a anomalia dos elétrons e 
estabelece a base para teoria do quanta, explicam os autores Bem- Dov (1996) e Brennan 
(2003). 
Tudo se encaixava perfeitamente não fosse uma questão simples, mas 
fundamental: as mesmas forças eletromagnéticas que mantêm os elétrons em 
volta do núcleo devem causar uma violenta repulsão entre prótons dentro do 
núcleo, já que estes ocupam um volume muito menor que o volume do átomo 
como um todo. A resposta óbvia é que prótons e nêutrons devem sentir dentro 
do núcleo uma força suficientemente forte para evitar a repulsão entre os 
prótons e ao mesmo tempo esta força deve ser de curto alcance, ou seja, deve 
agir apenas para distâncias da ordem do tamanho do núcleo, já que elas são 
imperceptíveis no nosso dia a dia do mundo macroscópico, ao contrário do que 
ocorre com as forças eletromagnéticas, de longo alcance e responsáveis por 
toda estrutura molecular que constitui a matéria tangível. (AVANCINI, 2009). 
17 
 
 O modelo desenvolvido por Bohr apresentava concordância quantitativa precisa 
com quando comparado aos dados espectroscópicos. Vejamos a seguir os postulados de 
Bohr, citados por Eisberg e Resnick (1979). 
1. Um elétron em um átomo se move em uma órbita circular em torno do núcleo 
sob influência da atração coulombiana entre o elétron e o núcleo, obedecendo 
às leis da mecânica clássica. 
2. Em vez da infinidade de órbitas que seriam possíveis segundo a mecânica 
clássica, um elétron só pode se mover em uma órbita na qual seu momento 
angular orbital L é um múltiplo inteiro de ћ (a constante de Planck dividida 
por 2ᴨ). 
3. Apesar de estar constantemente acelerado, um elétron que se move em uma 
dessas órbitas possíveis não emite radiação eletromagnética. Portanto sua 
energia total E permanece constante. 
4. É emitida radiação eletromagnética se um elétron, que se move inicialmente 
sobre uma órbita de energia total Ei, muda seu movimento descontinuamente 
de forma a se mover em uma órbita de energia total Ef. A frequencia da 
radiação emitida v é igual à quantidade (Ei – Ef) dividida pela constante de 
Planck h. 
As ideias de Bohr revolucionaram o entendimento do átomo para sua época e suas 
contribuições matemática eram coerentes com os dados experimentais. 
 
3.3 As Partículas Nucleares 
 
O núcleo atômico pode ser entendido como sendo o centro do átomo, com 
dimensões matemáticas de um ponto, denso e coeso. Tal coesão nuclear intrigava muitos 
estudiosos, pois, como poderiam partículas de mesma carga estarem tão próximas, o 
ignoraria a lei de repulsão coulombiana. 
O núcleo é constituído de partículas de carga positiva, chamadas prótons, e de 
partículas de mesmo tamanho, mas sem carga denominadas nêutrons. Como 
eles estão juntos no núcleo, comprova-se a existência de energia nos núcleos 
dos átomos com mais de uma partícula: a energia de ligação dos núcleos ou 
energia nuclear. (CARDOSO, 2012) 
18 
De acordo com Avancini (2009), as partículas nucleares se interagem através da 
força forte ou força bariônica (uma vez que os prótons e os nêutrons são bárions). 
Prótons e nêutrons têm massas aproximadamente iguais. A diferença de massa, 
a favor do nêutron, é de apenas 1,2933 MeV, cerca de 0,1% da massa de cada 
um deles, mas é o fato dessa diferença ser não-nula que permite o decaimento 
do nêutron livre. Tanto próton como nêutron são elementos constituintes do 
núcleo. Graças a essas características, eles podem ser encarados como 
partículas idênticas, diferindo apenas quanto ao estado de carga (um tendo 
carga, outro não). Esta é a razão por que eles são chamados genericamente de 
nucleons. (CHUNG, 2001) 
Avancini (2009), diz ser comuns prótons e nêutrons serem diferenciados por seu 
isospin. Sendo esse número quântico definido como I = ½ para o nucleons, possuindo 
duas projeções possíveis: I = + ½ para o próton e I = - ½ para o nêutron. 
Na verdade, a forma que usamos para descrever um núcleo depende 
basicamente da faixa de energia em que o fenômeno estudado ocorre, ou seja, 
como o núcleo atômico é investigado principalmente através de sua interação 
com outras partículas de dimensões semelhantes ou ainda menores. 
Dependendo da energia destas partículas, os detalhes da estrutura nuclear se 
revelam mais ou menos detalhadas. Para energias da ordem de alguns poucos 
milhões de elétron-volts (eV), é suficiente uma descrição baseada nestes dois 
tipos de partículas apenas. Se aumentarmos esta faixa de energia de 
aproximadamente cem vezes, graus de liberdade associados ao aparecimento 
de mésons podem começar a ficar importantes; e, se subirmos ainda mais em 
energia (de um fator 1000 ou mais) teremos que recorrer provavelmente a uma 
estrutura mais fundamental, como a dos quarks. 
A melhor oportunidade que temos de observar a estrutura de um objeto 
microscópico como o núcleo é através de experimentos de espalhamento, do 
tipo utilizado no trabalho pioneiro de Rutherford. A ideia consiste em preparar 
um feixe de partículas com energia conhecida, os quais podem ser facilmente 
acelerados se as mesmas possuírem carga elétrica (como partícula α ou um 
elétron). Tal feixe incide sobre um alvo conhecido e mede-se, então, a razão 
entre o número de partículas espalhadas por unidade de tempo em uma dada 
direção e o fluxo de partículas incidentes. Isto é o que chamamos de secção de 
choque diferencial ou simplesmente secção de choque. A secção de choque 
pode, por sua vez, ser calculada usando técnicas dadas pela Mecânica 
Quântica, utilizando-se de algum tipo de modelo para descrever o alvo (no 
caso, o núcleo) ou pode ser escrito em termos de alguns parâmetros fisicamente 
escolhidos, os quais são, então, ajustados para reproduzir a secção de choques 
experimental. (AVANCINI, 2009) 
 
 
De acordo com Gaspar (2013), antes da descoberta de James Chadwick em 1932, 
acreditava-se que o núcleo atômico era composto pelo par próton-elétron cuja 
estabilidade era impossível. A descoberta do nêutron levou muitos físicos a crer que com 
essa nova configuração próton-nêutron no núcleo atômico, o problema da instabilidade 
estava resolvido. 
 
19 
3.4 Número Atômico – Z 
 
Para Bemfeito & Pinto (2015), o número de prótons foi definido como uma das 
principais características que diferenciam um átomo do outro, sendo esse número 
chamado de número atômico (Z). Por esse pressuposto, é possível afirmar que átomos 
com números de prótons diferentes pertencem obrigatoriamente a elementos químicos 
diferentes. 
Em 1869, o químico russo Dmitri Ivanovitch Mendeleyev (1834-1907) havia 
organizado uma tabela de elementos químicos (uma precursora da tabela 
periódica atual) na qual os elementos estavam dispostos em ordem crescente 
de massa atômica. Mendeleyev afirmava (com razão) que as propriedades dos 
elementos não eram aleatórias, ou seja, dependiam da estrutura do átomo, e 
sugeriu que essa variação ocorria com a massa atômica de um modo regular 
e/ou periódico. Apesar de seu trabalho trazer uma luz sobre a variação das 
propriedades dos elementos, havia várias exceções à regra que eram difíceis de 
explicar. Mendeleyev percebeu que essas exceções desapareciam quando 
certos pares de elementos deixavam de ficar dispostos pela ordem crescente de 
suas massas atômicas. Aos elementos assim dispostos na tabela foram 
atribuídos números de ordem, ou de posição, de 1 até 92. Esses números – que 
não cresciam necessariamente com as massas atômicas – foram chamados 
números atômicos e simbolizados por Z, porém não tinham nenhum outro 
significado que não fosse um simples número de ordem na tabela. Em 1913, o 
físico inglês Henry Gwyn Jeffreys Moseley (1887- 1915) estava trabalhando 
com espectros de raios X dos elementos quando verificou que a raiz quadrada 
da frequência dos raios X produzidospela emissão do núcleo atômico de um 
elemento era diretamente proporcional ao número atômico (Z) desse elemento. 
Moseley supôs então que o número atômico (Z) representava o número de 
cargas positivas do núcleo de cada átomo e, portanto, estava relacionado às 
propriedades dos átomos. Essa hipótese – conhecida atualmente por lei de 
Moseley – foi confirmada em 1920 pelo físico inglês sir James Chadwick 
(1891-1974), que fazia parte da equipe de pesquisas de Rutherford, por meio 
de medidas das cargas nucleares de vários elementos químicos, através de 
experimentos com os raios canais. (FONSECA, 2016) 
 
3.5 Massa Atômica – A 
A massa atômica é definida como a somatória das massas dos prótons e nêutrons 
contidos no núcleo atômico. Segundo Avancini (2009), o próton e o nêutron têm massa 
aproximada e da ordem de 10-24 g. A massa atômica pode ser expressa em termos de seu 
equivalente em energia, energia de repouso, de acordo com a relação de Einstein, relação 
massa energia, E = m.c2. 
Chung (2001, p. 40), cita que “A importância provém do fato de que, pela teoria 
da relatividade especial, massa é essencialmente igual à energia.” 
Assim, como citado por Chung (2001) e Avancini (2009), obtemos os valores 
939,566 MeV para a massa de repouso do nêutron e 938,272 MeV para a massa de 
20 
repouso próton. A massa atômica pode ainda ser expressa em unidade de massa atômica 
(u.m.a. ou simplesmente u), cuja equivalência em energia é 1 u = 931,494 MeV. 
Fonseca (2016), diz que massa atômica oficial de cada elemento químico pode ser 
obtida pela média ponderada das massas atômicas dos isótopos naturais do elemento. 
 
3.6 Isótopos 
O número de nêutrons no núcleo pode ser variável, de acordo com Cardoso (2012), 
pois estes não têm carga elétrica. Podendo um mesmo elemento químico ter massas 
diferentes. Avancini (2009), diz que com mesmo Z e valores de A diferente, tais nuclídeos 
são chamados de isótopos. 
Kaplan (1978, p. 164), menciona que “Soddy, em 1913, sugeriu como nome para 
eles a palavra isótopos, significando o mesmo lugar na tabela periódica.” 
A palavra isótopo provém do grego e significa o mesmo lugar, isto é, que ocupa 
o mesmo lugar na Tabela Periódica de elementos químicos. Os isótopos 
possuem propriedades químicas similares e são classificados em radioisótopos 
e isótopos estáveis, dependendo de eles serem radioativos ou não. Existem na 
natureza três isótopos de hidrogênio (H): o H-1, o H-2, comumente chamado 
hidrogênio pesado ou deutério (D), e o H-3, também chamado trítio (T). O 
trítio possui um próton e dois nêutrons no núcleo e é um radioisótopo de 
hidrogênio, pois emite partícula beta e sua meia-vida física é de 12,26 anos. 
(OKUNO, 2007) 
 
Depois que a existência de isótopos foi demonstrada para elementos 
radioativos, Thomson (1913), por experiências de deflexão com raios 
positivos, provou que também ocorrem isótopos entre os elementos comuns. 
O trabalho de Thomson foi estendido e melhorado por Aston, que desenvolveu 
um novo tipo de aparelhagem de raios positivos que chamou de espectrógrafo 
de massa. Aston mostrou que a maior parte dos elementos são misturas, tendo 
em alguns casos até nove ou dez isótopos. Ele também foi capaz de obter 
medidas muito precisas das abundancias relativas dos isótopos dos diferentes 
elementos. Os usos mais importantes aos quais o espectrógrafo de massa foi 
aplicado por Aston e outros foram a identificação dos isótopos e a 
determinação precisa de suas massas. A massa isotópica é uma das quantidades 
que podem ser mediadas diretamente, fato essencial à compreensão do núcleo 
atômico, e tornar-se-á evidente a importância de medidas bastante precisas 
desta quantidade. (KAPLAN, 1978, p. 165) 
De acordo com Cardoso (2012), o Urânio, cujo número atômico é 92 possui 3 
isótopos naturais: 
 U – 234, com 142 nêutrons (em quantidade desprezível); 
 U – 235, com 143 nêutrons (0,7%); 
 U – 238, com 146 nêutrons no núcleo (99,3%). 
21 
Kaplan (1978) cita como exemplo os elementos alumínio, berílio e outros, 
que possuem apenas uma forma estável na natureza e por isso, são chamados 
de nuclídeos estáveis e não de isótopos estáveis, uma vez que o termo indica a 
existência de mais de um nuclídeo. 
 
3.7 Raio Nuclear 
Chung (2001), diz que o espalhamento Rutherford ou espalhamento Coulombiano 
foi o processo utilizado para chegar ao modelo de núcleo atômico. No qual Rutherford 
utilizou originalmente partículas alfa (2α
4) para bombardear núcleos de ouro (Au79). 
No espalhamento Coulombiano, o raio nuclear é definido como a distância de 
máxima aproximação para uma dada energia E da partícula incidente. Em 
outras palavras, se considerarmos o núcleo agora como uma esfera de raio R, 
ao invés de um simples ponto, é de se esperar então que, para ângulos de 
espalhamento e energias incidentes em que o parâmetro de impacto b < R, a 
fórmula de Rutherford deixa de ser verdadeira, visto que o potencial aí não será 
puramente Coulombiano. Forças nucleares já deverão começar a atuar, e neste 
caso R passa a dar uma medida do alcance das forças nucleares. (Chung, 2001, 
p. 28). 
Com a análise dos resultados experimentais, foi verificado que o raio nuclear 
depende de A (massa atômica), o que pode ser demonstrado por uma expressão bem 
simples: 
R = r0A
⅓, 
sendo r0 a constante do raio (cujo valor está relacionado à densidade dos núcleos no estado 
fundamental). 
r0 = 1,16 fm 
Este valor equivale ao raio médio do volume esférico ocupado por cada núcleon 
dentro do núcleo. 
Avancini (2009) explica que o raio nuclear pode variar de 2x10-13 cm a 6x10-13 cm 
(2 fm a 6 fm), sendo uma grandeza bem conhecida atualmente. 
Para Cohen (1971) e Avancini (2009), os dados experimentais de Rutherford 
mostram que o raio do núcleo é cerca de 10.000 vezes menor que o raio atômico. 
 
3.8 Densidade Nuclear 
Podemos afirmar que foram os experimentos de Rutherford em 1911 que 
fundamentaram a existência do núcleo átomo, com dimensões entre 10-14 a 10-15 m. Tais 
22 
núcleos podem ser estudados pelo bombardeamento com partículas, uma vez que essas 
partículas tenham um comprimento de onda menor que as dimensões do núcleo. 
As partículas mais utilizadas para bombardear o núcleo são: alfa, prótons, 
nêutrons e elétrons. É importante mencionarmos, que quando são utilizados 
elétrons, o estudo do espalhamento deve ser feito utilizando as forças 
eletromagnéticas entre os elétrons e os prótons do núcleo, e assim calculando 
a distribuição de cargas dos prótons no núcleo. Quando são utilizadas as 
partículas alfa, prótons ou nêutrons, deve-se analisar o estudo do espalhamento 
medindo o potencial nuclear médio. O valor da constante r0 varia entre 1,0 fm 
e 1,4 fm, dependendo da definição do raio medido. Através do estudo do 
espalhamento das partículas utilizadas para bombardear o núcleo é possível 
chegar aos seguintes resultados para a constante r0: quando as partículas 
utilizadas são elétrons o valor encontrado é r0 = 1,0 fm; quando as partículas 
utilizadas são alfa, prótons ou nêutrons, o valor encontrado é r0 = 1,4 fm, por 
conveniência. (FERNANDES, 2004) 
Uma das grandezas física atribuída à matéria é a densidade, uma vez que, a matéria 
possui massa e ocupa lugar no espaço. Assim definimos a densidade de um corpo como 
a razão entre sua massa e seu volume. Se considerarmos a massa do núcleo com sendo A 
e o seu volume dado por V= 4π(r0)
3/3. 
Assim, a densidade nuclear será dada por: 
𝜌 =
𝐴
𝑉
 → 𝜌 =
𝐴
(4 3⁄ )𝜋𝑟0
3
 , em nucleons/cm3 
Avancini (2009), diz que a densidade média encontrada para o átomo é da ordem 
de 1014 g/cm3. Se tomarmos o número de nucleons (prótons e nêutrons) e como unidade 
de medida o fermi – fm (10-15 metros), verifica-se uma densidade média equivalente a ρ 
≈ 0,153 núcleons/fm3. Considerou ainda que o núcleo atômico é algo extremamente denso 
e por isso um sistema bastante complexo. 
De acordo com Kaplan(1978), o núcleo atômico era tido como algo de difícil 
compreensão e análise pelos métodos experimentais comuns, como citado abaixo: 
A densidade de matéria no núcleo oferece um indício da fonte das dificuldades 
das dificuldades. [...] densidade do núcleo é de pelo menos 1012 g/cm3. Uma 
densidade desta magnitude é inconcebivelmente grande, e torna-se claro que 
no núcleo atômico a matéria é agrupada de uma maneira que talvez não possa 
ser submetida a métodos de análise experimentais e teóricos comuns. 
Consequentemente, a interpretação das propriedades nucleares dos átomos em 
termos de uma teoria de estrutura nuclear apresenta grandes problemas. 
 
Os átomos são caracterizados pelo número de prótons (P) e nêutrons (N), contidos 
em seu núcleo. Sendo prótons e nêutrons que determinam toda a massa atômica (A = P + 
N), uma vez que a massa dos elétrons é desprezível. 
Os núcleos são objetos de uma densidade extremamente alta, como já citado, na 
ordem de 1012 g/cm3. No entanto, é possível encontrar objetos que cuja densidade se 
aproxima da densidade do núcleo atômico, como no caso das estrelas de nêutrons. “Elas 
23 
têm raio aproximadamente de 10 km, massa total da ordem da massa do Sol e uma 
composição química fortemente dominada por nêutrons.” (Chung, 2001, p. 37) 
3.9 Tabela Periódica 
Lisboa (2010) explica que até o final do século XVIII, somente 33 elementos 
químicos eram conhecidos. Em função das descobertas do XIX, houve a necessidade de 
agrupar esses novos elementos segundo suas propriedades. Em 1817, o alemão Johann 
Wolfgang Dӧbereiner, tentou estabelecer uma correlação entre a massa e as propriedades 
de alguns elementos, colocando-os em ordem crescente de massa atômica. Ao conjunto 
formado por três elementos com propriedades semelhantes ele chamou de tríade. Em 
1862, o geólogo e mineralogista francês Alexandre de Chancourtois, organizou os 
elementos em ordem crescente de massa atômica em um espiral. Esse modelo de 
organização ficou conhecido como parafuso telúrico, onde cada volta difere em 16 
unidades de massa. Em 1863, o químico inglês John Alexander Reina Newlands reuniu 
56 elementos em 11 grupos, ele notou propriedades similares em pares de elementos que 
diferiam em oito unidades. Suas ideias não foram bem aceitas devido ao grande número 
de exceções à regra e por estar baseada com intervalos de escala musical. 
Em 1869, o químico russo Dmitri Mendeleev (1834-1907) começou 
a organizar seu conhecimento a respeito dos elementos químicos buscando 
algum padrão de propriedades que pudesse agrupar elementos similares. 
Escrevendo esses elementos em uma folha de papel, ele compreendeu que, 
quando eram listados pelo peso atômico, suas propriedades se repetiam numa 
série de intervalos periódicos. Assim, surgiu a tabela periódica dos 
elementos. 
Valendo-se desse conhecimento, o cientista conseguiu classificar os 
63 elementos então conhecidos em uma tabela, prevendo a existência de 
elementos ainda não identificados. Isso foi possível porque, na tabela de 
Mendeleev, alguns lugares ou “quadrinhos” ficaram vazios. Quando o 
elemento químico gálio foi identificado, todas as suas características já haviam 
sido previstas pelo cientista russo. Foi só encaixar na tabela um cartão com os 
dados do novo elemento. 
Em 1913, o cientista britânico Henry Moseley (1887-1915), 
aprofundando vários estudos, concluiu que o número de prótons no núcleo do 
átomo de determinado elemento químico (número atômico ou Z) era sempre 
um critério de organização dos elementos químicos: “As propriedades dos 
elementos são uma função periódica de seus números atômicos”. A tabela 
classificatória dos elementos químicos de Mendeleev, aperfeiçoada por Henry 
Moseley, deu origem à tabela periódica atual. (BEMFEITO & PINTO, 2015, 
p. 239) 
A simples localização de um elemento químico na tabela periódica 
pode indicar diversas características específicas desse elemento. Os elementos 
são distribuídos na tabela em ordem crescente, da esquerda para a direita, em 
linhas horizontais, de acordo com o número atômico (Z) de cada um, que fica 
acima de seu símbolo. Na tabela, há sete linhas horizontais, que são 
24 
denominadas períodos. Os períodos indicam o número de camadas ou níveis 
eletrônicos que o átomo possui. (BEMFEITO & PINTO, 2015, pp. 243/244). 
A tabela periódica é constituída de 18 colunas verticais, as quais representam as 
famílias ou grupos de elementos químico, nas quais seus elementos estão agrupados de 
acordo com suas propriedades físicas e químicas semelhantes e, última camada com 
mesmo número de elétrons. Possui ainda sete linhas horizontais que indicam os períodos 
dos elementos químicos, correspondendo ao número de camadas eletrônicas preenchidas 
para cada átomo. Segundo a IUPAC (sigla em inglês para – International Union of Pure 
and Applied Chemistry. Traduzindo: União Internacional de Química Pura e Aplicada), 
a tabela periódica atual (2017), possui 118 elementos conhecidos (ANEXO – I). 
 
3.10 Tabela de Nuclídeos 
 
Na tabela de nuclídeos, os elementos químicos conhecidos, estáveis e instáveis, 
são dispostos tomando o número atômico Z, distribuído no eixo das ordenadas e número 
de nêutrons distribuídos no eixo das abscissas. 
 
Tabela de nuclídeos. Disponível em: 
<http://www.iaea.org/inis/collection/NCLCollectionStore/_Public/45/073/45073466.pdf > 
Acessado em 25 de março de 2018. 
 
http://www.iaea.org/inis/collection/NCLCollectionStore/_Public/45/073/45073466.pdf
25 
É observado que os elementos de número de massa pequeno, possuem o número 
de prótons igual ou próximo do número de nêutrons, e à medida que o número de massa 
aumenta, o número de nêutrons aumenta relativamente, chegando a ser quase 40% maior 
para os últimos elementos da tabela. 
3.11 Radiação Natural – Séries Radioativas 
 Podemos considerar o fato de que na natureza existem elementos encrustados na 
crosta terrestre, cujos núcleos ativos (radioativos) emanam quantidades de radiação 
diferentes para cada elemento e local do planeta. Também podemos perceber que estamos 
sujeitos a grande quantidade de radiação proveniente do espaço, a radiação cósmica. 
Grande parte da irradiação a que estamos submetidos deve-se à exposição 
externa, da qual cerca da metade se deve à radiação cósmica e a outra metade, 
a radionuclídeos naturais. A radiação cósmica primária provém do espaço 
interestrelar e no topo da atmosfera é constituída de prótons (85%), partículas 
alfa (14%) e núcleos de número atômico entre 3 e 26 (1%). A intensidade da 
radiação cósmica a 2.000 e 3.000 m de altitude é, respectivamente, cerca de 
duas a três vezes maiores que aquela ao nível do mar. Portanto, a intensidade 
da radiação cósmica varia de local para local, dependendo da latitude e da 
altitude, porém parece ter se mantido constante durante milhares de anos, para 
um dado local da Terra. A quantidade de radiação gama proveniente de 
radionuclídeos naturais existentes na crosta terrestre e que contribui para a 
exposição externa, também varia muito de local para local. (OKUNO, 2007).
 
Sabemos que na natureza existem elementos radioativos e que, ao longo do tempo 
realizam transmutações ou “desintegrações” sucessivas, emitindo radiação alfa, beta ou 
gama, até que o núcleo atingir uma configuração estável. 
Em cada decaimento, os núcleos emitem radiações dos tipos alfa, beta e/ou 
gama e cada um deles é mais “organizado” que o núcleo anterior. Essas 
sequências de núcleos são denominados: séries radioativas ou famílias 
radioativas naturais. No estudo da radioatividade, constatou-se que existem 
apenas 3 séries ou famílias radioativas naturais, conhecidas como: série do 
urânio, série do actínio e série do tório. A série do Actínio, na realidade, inicia-
se com o Urânio-235 e tem esse nome, porque se pensava que ela começava 
pelo Actínio-227. As três séries naturais terminam em isótopos estáveis do 
chumbo, respectivamente: