radioatividade da30

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Foca na Medicina 
Química – Aula 1 
Material do Aluno 
Professor: Carlos Palha 
 
Radioatividade: Introdução e conceitos fundamentais. Leis do decaimento radioativo. 
Aplicações do cotidiano. Datação. Fusão e fissão nucleares. Cinética radioativa 
 
 
Resumo Teórico 
 
1. Introdução 
 
Neste tópico iremos estudar as alterações existentes no núcleo atômico, definir o 
termo radioatividade, suas leis, diferenciar os processos naturais dos artificiais assim como 
reconhecer os principais tipos de emissões. Iremos também discutir sobre a velocidade das 
reações radioativas, apresentando algumas das principais famílias (séries) radioativas. 
 
2. Conceitos Iniciais 
 
Em 1895 os raios-X foram descobertos por Wilhelm Rontgen. Esses raios eram 
emitidos pelo ânodo de um tubo de raios catódicos de altíssima voltagem. Posteriormente, 
Henri Becquerel ao achar que havia descoberto uma fonte natural de raios-X (sulfato uranila 
de potássio) que, em seguida, foi reconhecida como sendo diferente, inventou o termo 
radioatividade para definir a produção de raios. Os estudos de Becquerel foram completados 
pelo casal Curie. Então radioatividade é definida como o fenômeno que ocorre naturalmente 
através do qual núcleos dos átomos de certos elementos instáveis adquirem estabilidade 
emitindo partículas. Não temos por objetivo neste tópico discutir os fatores que contribuem 
para estabilidade ou não de um núcleo, mas algumas observações se fazem necessárias. 
 
 
 
 
 
 
2 
 
Veja: 
 
1a Observação: 
 
Com exceção do isótopo 1 do hidrogênio (prótio) todos os outros átomos tidos como 
estáveis possuem pelo menos um nêutron em seu núcleo; 
 
2a Observação: 
 
Como o nêutron é necessário para evitar a autodestruição do núcleo resultante da 
repulsão próton-próton, quanto maior o número de prótons presente no núcleo atômico, 
maior deverá ser a relação entre o número de nêutrons e de prótons (n/p) para que o átomo 
seja estável; e 
3a Observação: 
 
Temos o bismuto (Z=83) como o último elemento que possui isótopo estável da tabela 
periódica, pois quando existem mais de 83 cargas positivas no núcleo atômico não existirá 
nenhum número de nêutrons capaz de estabilizar este núcleo. 
 
3. Principais Radiações 
 
Três tipos de radiações naturais emitidas pelos núcleos atômicos foram identificadas 
e definidas. Essas emissões alteram o núcleo atômico. Observe: 
 
3.1. Raios Alfa (4α2) 
 
Consiste num fluxo de partículas (partículas alfas) idênticas a núcleos do isótopo do 
Hélio de número de massa 4. Logo, a partícula alfa apresenta 2 prótons e 2 nêutrons (4α2). 
Observe o decaimento radioativo de um átomo de urânio-238, no qual esse núcleo se 
desintegra naturalmente, emitindo uma partícula alfa (α). 
 
238U92 → 234Th90 + 4α2 
 
Observação 
 
A Lei de Soddy ou Lei dos alfa emissores determina que quando um radionuclídeo ou 
radioisótopo (qualquer nuclídeo que emite radiação) emite uma partícula alfa, seu número 
3 
 
atômico diminui em 2 unidades e seu número de massa em 4. Observe uma representação 
de emissão alfa. 
 
AXz → A-4YZ-2 + 4α2 
*** 
 
3.2. Raios Beta (0β-1) 
 
São constituídos por uma corrente de elétrons, de elevada energia, chamadas 
partículas beta e representadas por 0β-1. Observe o decaimento beta do Tório-234: 
 
234Th90 → 234Pa91 + 0β-1 
 
Observação 
 
A Lei de Soddy-Fajons-Russel ou Lei dos beta emissores determina que quando um 
radionuclídeo emite uma partícula beta, seu número atômico aumenta em 1 unidade e seu 
número de massa permanece inalterado. Observe uma representação de emissão beta. 
 
AXz → AYZ+1 + 0β-1 
*** 
Curiosidade 
 
Quando uma partícula beta é emitida, um nêutron presente no núcleo se desintegra 
originando um próton, um elétron e um neutrino. O próton permanece no núcleo, sendo 
emitidos o elétron e o neutrino. Logo, na emissão de partículas beta o número atômico 
aumenta em uma unidade, pois surge um novo próton, porém o número de massa não se 
altera já que a massa aumentada pelo surgimento do próton é reduzida pelo 
desaparecimento do nêutron. Observe a representação da desintegração de um nêutron: 
 
1n0 → 1p1 + 0e-1 + 0ρ0 
*** 
3.3. Raios Gama (0γ0) 
 
São radiações eletromagnéticas, como os raios-X, porém de frequência mais alta e, 
portanto, mais alta energia. Não se costuma representar equações de emissões gama, pois 
essa emissão não altera o número atômico nem o número de massa. 
4 
 
4. Propriedades das Partículas 
 
Rutherford constatou os três principais tipos de radiações e, através de experimentos 
pode caracterizar algumas de suas características. São elas: 
 
4.1. Comportamento em um Campo Eletromagnético 
 
Ao atravessar um campo eletromagnético, as partículas alfa (α) sofrem um desvio em 
direção à placa negativa, o que confirma serem elas carregadas positivamente. Já as 
partículas beta (β) sofrem desvio em direção à placa positiva, confirmando sua carga 
negativa. Os raios gama (γ) passam pelo campo sem sofrer desvios, pois não são 
carregados. Observe: 
 
 
4.2. Poder de Penetração 
 
As partículas alfa (α) não atravessam sequer uma folha de papel, apresentando o 
menor poder de penetração. Já os raios gama (γ) são os mais penetrantes, pois só podem 
ser contidos por lâminas de chumbo com mais de 8mm de espessura. Assim, as partículas 
beta (β) têm capacidade de penetração intermediária e, verifica-se experimentalmente, que 
essas partículas podem ser contidas por uma folha fina de alumínio metálico. Observe: 
 
Observação 
 
É verificado experimentalmente que o poder de ionização é o inverso do poder de 
penetração. Tal fato pode ser relacionado com a velocidade das partículas. Os raios gama 
possuem velocidade semelhante à da luz. 
 
Poder de Ionização: α < β < γ 
*** 
5 
 
5. Transmutação 
 
A emissão natural de uma partícula alfa ou beta (vistas anteriormente) transforma um 
determinado núcleo em um núcleo novo. Logo, cada desintegração radioativa representa a 
transmutação (transformação) de um elemento em outro. Porém, quando núcleos estáveis 
são bombardeados por partículas, essas transformações são feitas de forma artificial. Como 
exemplo podemos citar o bombardeamento de um núcleo de cobalto de massa 59 por um 
nêutron. Observe essa reação: 
 
59Co27 + 1n0 → 56Mn25 + 4α2 
 
O manganês produzido é instável, transformando-se em ferro por emissão de 
partículas beta. Veja este exemplo de radioatividade artificial: 
 
56Mn25 → 56Fe26 + 0β-1 
 
Observação 
 
Após a descoberta dos raios alfa, beta e gama, um outro tipo de desintegração natural 
foi descoberto. Trata-se da captura de elétrons, sendo este extranuclear. Neste caso o 
número de massa permanece inalterado, enquanto o número atômico diminui de uma 
unidade. Veja: 
 
40K19 + 0e-1 → 40Ar18 
 
*** 
Curiosidades 
 
Outra forma de desintegração comum é a emissão de pósitrons, partículas 
conhecidas por beta-positivas (β+), pois possuem a massa de um elétron e uma carga 
positiva. Veja como exemplo a desintegração do nitrogênio-13: 
 
 13N7 → 13C6 + 0β1 
 
 
 
 
 
6 
 
6. Reações Nucleares 
 
6.1. Fissão Nuclear 
 
Na fissão nuclear, núcleos pesados se dividem, geralmente quando bombardeados 
por nêutrons, formando núcleos mais leves, com maiores energias de ligação. Essa energia 
é equivalente ao decréscimo de massa durante o processo, relacionando ambos pela 
fórmula de Einstein (E = mc2). No processo são liberados nêutrons que, se capturados por 
núcleos físseis, uma reação em cadeia é iniciada. Observe: 
 
235U92 + 1n0 → 94Sr38 + 139Xe54 + 31n0 + Energia 
 
A reação de fissão nuclear é utilizada no reator nuclear. Neste caso a reação em 
cadeia é controlada e a energia liberada é usada para ferver água, sendo que o vapor 
produzido aciona as turbinas para produzir eletricidade. Na bomba nuclear a reação de 
fissão não é controlada e a enorme quantidade de energia liberada é a causadora da 
destruição. 
 
6.2. Fusão Nuclear 
 
Ocorre quando núcleosleves se fundem formando núcleos mais pesados com 
energias maiores de ligação. Observe: 
 
3H1 + 2H1 → 4He2 + 1n0 + Energia 
 
Em uma arma termonuclear (como a bomba de hidrogênio) a reação de fissão é 
utilizada para prover energia necessária para iniciar a fusão. A reação de fusão nuclear libera 
uma quantidade de energia maior que a reação de fissão nuclear. 
 
7. Cinética Radioativa 
 
É o estudo quantitativo das emissões radioativas, pois a partir do instante que um 
núcleo radioativo começa a se desintegrar é possível determinar a velocidade com que essa 
desintegração ocorre. 
 
 
7 
 
7.1. Velocidade das Desintegrações 
 
A velocidade da desintegração nuclear é proporcional ao número de núcleos instáveis 
presentes na amostra e depende apenas do tipo de núcleo radioativo, podendo ocorrer em 
segundos ou até em milhões de anos. Considerando ni o número de átomos iniciais na 
amostra radioativa e nf o número de átomos finais que ainda não emitiram radiações, temos 
ao final do intervalo de tempo Δt (tf – ti), uma variação do número de átomos Δn = ni – nf, que 
se dividida por esse intervalo de tempo nos fornece o valor velocidade (v) de desintegração. 
Observe a fórmula a seguir que confirma ser a velocidade de desintegração diretamente 
proporcional ao número de átomos radioativos: 
 
v = Δn/Δt 
 
A velocidade geralmente é determinada na unidade Becquerel (Bq), que equivale a 
uma desintegração por segundo. 
 
7.2. Constante Radioativa ou Constante de Desintegração (K) 
 
Como já vimos, a velocidade de desintegração é diretamente proporcional ao número 
de átomos presentes na amostra radioativa. Essa proporcionalidade pode ser expressa pela 
seguinte expressão: 
 
v = K.N 
onde: 
 
N: número de átomos presentes na amostra radioativa; e 
K: constante radioativa. 
 
É importante relatar que a constante K é própria de cada elemento radioativo e 
simboliza o número de átomos radioativos que se desintegram por unidade de tempo. 
 
Exemplo 
 
Considere a constante radioativa do Rn-220: 
 
 1
2300
ano
-1
K =
 
 
8 
 
Ao interpretar a informação dada, temos que um em cada 2300 átomos de Randônio 
de massa 220 se desintegra por ano. 
*** 
7.3. Vida Média (Vm) 
 
Indica a média aritmética dos tempos de vida de todos os átomos presentes na 
amostra radioativa, sendo o inverso do valor da constante radioativa (K). 
 
Vm = 1
K 
 
Exemplo 
 
Através do valor da constante radioativa do Rn-220, determinada no item 2.2, pode-
se dizer que um átomo desse isótopo radioativo vive em média 2300 anos. 
*** 
 
7.4. Tempo de Meia vida ou Período de Semidesintegração (P) 
 
É definido como o tempo necessário para que uma amostra radioativa tenha sua 
atividade reduzida à metade. Esse tempo é determinado em função da massa, do número 
de átomos, de mols e etc. Observe o gráfico a seguir que demonstra o decaimento de uma 
amostra com 12g de Césio-137. 
 
 
Cada tempo de meia vida que se passa faz com que a massa de Césio-137 se reduza 
à metade da anterior. A quantidade vai tender a zero, porém nunca acabará, embora a partir 
de um certo instante de tempo, essa quantidade não será mais agressiva. 
 
 
 
 
9 
 
Importante 
 
Para que não se faça sucessivas divisões, podemos aplicar uma fórmula que nos dirá 
a quantidade do elemento radioativo remanescente após um dado período de tempo. 
Chamaremos de n0 o número de átomos radioativos iniciais na amostra. Observe: 
 
n0
T=0
n0/2 n0/4 n0/8 ...
1
0
P 2
0
P 3
0
P
 
 
No instante de tempo zero o número de átomos do elemento radioativo é igual a n0 
(ou n0/20). Após a primeira meia vida o número de átomos é n0/2 (ou n0/21). Após a segunda 
meia vida, temos n0/4 (ou n0/22) e assim sucessivamente. Logo, após a “enésima” meia vida, 
o número de mols restante é n0/2n, onde n é o número de meias-vidas (tempo total/tempo 
de meia vida). Resumindo: 
n = n0/2
T/P
 
*** 
 
8. Séries ou Famílias de Desintegrações Radioativas 
 
É o nome dado a uma sequência ordenada de núcleos instáveis que ao sofrer 
sucessivas desintegrações espontâneas dão origem a um núcleo estável. Ao primeiro núcleo 
desta série dá-se o nome de núcleo pai e os subsequentes são os chamados núcleos filhos. 
Esse decaimento feito até a chegada de um núcleo estável é chamado de transmutação 
natural. 
 
Exemplo 
 
Observe uma das séries do Urânio-238 que se desintegra até chegar ao Chumbo-206. 
 
92U
238
90Th
234
91Pa
234
92U
234
86Rn
222
88Ra
226
84Po
218
85At
218
83Bi
214
90Th
230
82Pb
210
81Tl
206
84Po
214
83Bi
210
82Pb
206




























 
10 
 
*** 
 
Aprenda Mais Com o QG 
 
 
Santo Sudário datado com o teste do carbono 14. Disponível em: 
http://www.diocesedecoxim.org.br/. Acessado em: 03/02/2016 
 
O carbono 14 é formado a partir da colisão entre raios cósmicos e o nitrogênio 14, 
encontrando na atmosfera terrestre. Esse isótopo do carbono liga-se facilmente com o 
oxigênio, formando o gás carbônico (14CO2), que é absorvido pelas plantas. Quando um ser 
vivo morre, a quantidade de carbono 14 diminui, o que implica em um decaimento radioativo. 
O tempo de meia vida do carbono 14 (14C) é de 5730 anos. Isto significa que se um 
organismo morreu há 5730 anos terá a metade do conteúdo de 14C. 
 O tempo de meia vida de um elemento radioisótopo é o tempo necessário para que 
se desintegre a metade de sua massa, que pode ocorrer em segundos ou em bilhões de 
anos, dependendo do grau de intensidade do radioisótopo. Ou seja, se tivermos 200 g de 
massa de um elemento radioativo, cujo tempo de meia vida é de 10 anos, após esses 10 
anos o elemento terá 100 g de massa. Assim sendo, a idade radiocarbono da amostra fóssil 
pode ser obtida comparando a radioatividade específica 14C/12C desta amostra. Nesse caso, 
quanto menor é a quantidade de carbono 14 encontrada na amostra mais antiga ela é. 
 Para descobrir a quanto tempo um organismo morreu, determina-se a quantidade de 
elétrons que o organismo emitiu por minuto, por grama de material, que hoje em dia é de 
aproximadamente de 15 elétrons emitidos por minuto por grama de amostra. 
 
 
 
 
http://www.mundoeducacao.com.br/fisica/datacao-carbono-14.htm
http://www.diocesedecoxim.org.br/
11 
 
 
 
Desenvolvendo Competências 
 
1. Em agosto de 2001, cientistas japoneses, russos e franceses produziram, pela primeira 
vez, o isótopo de número de massa 5 do hidrogênio. Há 40 anos os cientistas acreditam que 
este isótopo pesado do hidrogênio possa existir dentro de estrelas. O experimento realizado 
consistiu na colisão de um núcleo de um isótopo de hélio com um núcleo do isótopo 1 do 
hidrogênio, com a produção de um núcleo do isótopo 5 do hidrogênio e de prótons. Escreva 
a equação balanceada da reação nuclear que representa este processo e determine o 
número de massa do isótopo do hélio utilizado no experimento. 
 
 2. 
 
Estima-se que, no Brasil, a quantidade de alimentos desperdiçados seria suficiente 
para alimentar 35 milhões de pessoas. Uma das maneiras de diminuir esse desperdício é 
melhorar a conservação dos alimentos. Um dos métodos disponíveis para tal fim é submeter 
os alimentos a radiações ionizantes, reduzindo, assim, a população de microorganismos 
responsáveis por sua degradação. Uma das tecnologias existentes emprega o isótopo de 
número de massa 60 do Cobalto como fonte radioativa. Esse isótopo decai pela emissão de 
raios gama e de uma partícula β e é produzido pelo bombardeamento de átomos de Cobalto 
de número de massa 59 com nêutrons. 
(Dados: Co (Z = 27); Ni (Z = 28)). 
 
Escreva a reação de produção do Cobalto-60 a partir do Cobalto-59 e a reação de 
decaimento radioativo do Cobalto-60. 
 
3. Em sua 420 Assembléia Geral, realizada em 2003, a União Internacional de Química Pura 
e Aplicada (IUPAC) oficializou o nome Darmstádio, com símbolo Ds, para o elemento 
químico resultante da fusão nuclear deisótopos de níquel de número de massa 62 com 
12 
 
isótopos de chumbo de número de massa 208, havendo a liberação de 1 nêutron, conforme 
a reação nuclear a seguir. 
 
28Ni 62 + 82Pb208 → 110DsA + 0n1 
 
a) Determine a posição que o Darmstádio ocupará na Tabela Periódica e calcule seu número 
de massa (A). 
b) Os átomos de Darmstádio são extremamente instáveis e decaem até o Nobélio através 
da emissão de partículas α. Determine o número de partículas α emitidas e os elementos 
gerados durante o processo de decaimento radioativo do Darmstádio até o Nobélio. (Dados 
extraídos da tabela periódica, números atômicos (Z): Nobélio (No) = 102; Laurêncio (Lr) = 
103; Rutherfórdio (Rf) = 104; Dúbnio (Db) = 105; Seabórgio (Sg) = 106; Bóhrio (Bh) = 107; 
Hássio (Hs) = 108 e Metinério (Mt) = 109). 
 
4. Um elemento radioativo M emite, sucessivamente, sete partículas alfa (α) e 4 partículas 
beta (β), transformando-se no elemento 83Bi209. Pergunta-se: 
 
a) Quais são os números atômicos e de massa do elemento M? 
b) Qual o nome desse elemento? (Consulte a tabela periódica). 
 
5. Vivemos em uma época notável. Os avanços da ciência e da tecnologia nos possibilitam 
entender melhor o planeta em que vivemos. Contudo, apesar dos volumosos investimentos 
e do enorme esforço em pesquisa, a Terra ainda permanece misteriosa. O entendimento 
desse sistema multifacetado, físico-químico-biológico, que se modifica ao longo do tempo, 
pode ser comparado a um enorme quebra-cabeças. Para entendê-lo, é necessário conhecer 
suas partes e associá-las. Desde fenômenos inorgânicos até os intrincados e sutis 
processos biológicos, o nosso desconhecimento ainda é enorme. Há muito o que aprender. 
Há muito trabalho a fazer. Nesta prova, vamos fazer um pequeno ensaio na direção do 
entendimento do nosso planeta, a Terra, da qual depende a nossa vida. A matéria orgânica 
viva contém uma relação 14C/12C constante. Com a morte do ser vivo, essa razão vai se 
alterando exponencialmente com o tempo, apresentando uma meia-vida de 5600 anos. 
Constatou-se que um riacho, onde ocorreu uma grande mortandade de peixes, apresentava 
uma quantidade anômala de substâncias orgânicas. Uma amostra da água foi retirada para 
13 
 
análise. Estudando-se os resultados analíticos referentes à relação 14C/12C, concluiu-se que 
a poluição estava sendo provocada por uma indústria petroquímica e não pela 
decomposição natural de animais ou plantas que tivessem morrido recentemente. 
 
a) Como foi possível, com a determinação da relação 14C/12C, afirmar com segurança que o 
problema tinha se originado na indústria petroquímica? 
b) Descreva, em poucas palavras, duas formas pelas quais a presença dessa matéria 
orgânica poderia ter provocado a mortandade de peixes. 
 
6. O iodo 131 (131I53) ainda é muito utilizado como traçador radioativo para exames da 
glândula tireóide. Entretanto, nos últimos anos vem sendo substituído pelo iodo 123 (123I53), 
tão eficiente quanto o iodo 131 para essa finalidade, e que passou a ser produzido no Brasil 
pelo Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares, IPEN. A substituição pelo 123I53 traz 
vantagens para os pacientes e para o meio ambiente, pois a radiação γ produzida é de 
menor energia, não há emissão de partículas β e a meia-vida é menor. Sabe-se que a 
partícula β corresponde a um elétron (0e-1), que a radiação γ é um tipo de radiação 
eletromagnética - como é a luz - e que os processos ocorrem de acordo com as informações 
apresentadas nos esquemas a seguir. 
 
131I53 → yXex + β + γ 
com Eβ = 0,61 MeV, Eγ = 364 keV e t1/2 = 8 dias. 
123I53 → 123I53 + γ 
com Eγ = 159 keV e t1/2 = 1/2 dia. 
 
a) Determine o número de prótons e de nêutrons existentes em cada átomo de iodo 131 e 
em cada átomo de xenônio produzido. 
b) Sabendo que as técnicas empregadas nesse tipo de exame se baseiam na medida da 
quantidade de radiação emitida em um determinado intervalo de tempo, explique por que 
são necessárias menores quantidades de átomos do isótopo radioativo quando se utiliza 
123I53 em substituição ao 131I53. 
 
7. "(...) A Mir está deixando os cientistas intrigados: minúsculas partículas de urânio 
empobrecido foram detectadas na estação. Três hipóteses foram levantadas pela equipe de 
pesquisadores: o urânio seria de armas nucleares testadas no espaço na década de 60, 
14 
 
restos de satélites, ou vestígios de uma supernova. (...) Foram descobertos sinais de dois 
isótopos radioativos - 214Pb e 214Bi - ambos resultantes do 238U". 
(JB, 2001). 
 
Considerando que a meia-vida do 214Bi é de 20 meses calcule, a partir de uma amostra 
com 1,000 g de 214Bi, quantos miligramas restarão depois de 5 anos? 
 
8. Para diagnósticos de anomalias da glândula tireóide, por cintilografia, deve ser 
introduzido, no paciente, iodeto de sódio, em que o ânion iodeto é proveniente de um 
radioisótopo do iodo (número atômico 53 e número de massa 131). A meia-vida efetiva desse 
isótopo (tempo que decorre para que metade da quantidade do isótopo deixe de estar 
presente na glândula) é de aproximadamente 5 dias. 
 
Suponha que a quantidade inicial do isótopo na glândula (no tempo zero) seja de 1,000μg e 
se reduza, após certo tempo, para 0,125μg. Com base nessas informações, trace a curva 
que dá a quantidade do radioisótopo na glândula em função do tempo, colocando os valores 
nas coordenadas adequadamente escolhidas. 
 
9. O tempo de meia-vida (t1/2) do decaimento radioativo do potássio 40(40K19) é igual a 1,27 
x 109 anos. Seu decaimento envolve os dois processos representados pelas equações 
seguintes: 
 
I. 40K19 → 40Ca20 + -1e0 
 
II. 40K19 + -1e0 → 40Ar18 
 
O processo representado pela equação I é responsável por 89,3% do decaimento 
radioativo do 40K19, enquanto que o representado pela equação II contribui com os 10,7% 
restantes. Sabe-se, também, que a razão em massa de 40Ar18 e 40K19 pode ser utilizada para 
a datação de materiais geológicos. 
Determine a idade de uma rocha, cuja razão em massa de 40Ar18/40K19 é igual a 0,95. 
Mostre os cálculos e raciocínios utilizados. 
 
15 
 
10. Na datação de rochas pode-se empregar a técnica do potássio-40. A conversão deste 
isótopo em argônio-40, por captura de elétron, tem meia-vida de 1,28 x 109 anos e é 
representada pela seguinte equação: 
 
40K19 + 0e-1 → 40Ar18 
 
a) Estime a idade, em anos, de uma amostra de rocha cuja razão entre os números de 
isótopos de argônio-40 e potássio-40 seja igual a 7. Assuma que todo o argônio presente na 
rocha foi produzido a partir do potássio-40. 
b) Existe uma outra forma de decaimento do potássio-40, que consiste na emissão de uma 
partícula beta. Escreva a equação química que representa esta emissão. 
 
 
Gabarito Comentado 
1. Como bombardeamento é fazer reagir com, regiu-se um átomo de Hélio (Z=2) de massa 
desconhecida com o isótopo do hidrogênio de massa 1. Nesse processo foi gerado o isótopo 
do hidrogênio de massa igual a 5 e prótons. Pelo somatório das massas e das cargas (que 
devem ser iguais nos reagentes e produtos) descobrimos a massa do Hélio utilizado e o 
número de prótons produzidos. Veja: 
 
AHe2 + 1H1 → 5H1 + x 1p1 
2 + 1 = 1 + x → x = 2 
A + 1 = 5 + x → A = 6 
 
2. Produção do 60Co27 a partir do 59Co27 quando esse é bombardeado por um nêutron. 
59Co27 + 1n0 → 60Co27 
Decaimento radioativo do 60Co27, emitindo uma partícula beta e raios gama: 
60Co27 → 0β-1 + 0γ0 + 60Ni28 
 
3. 
a) Sabendo-se que o número de massa e de prótons dos reagentes e produtos são iguais, 
temos pela equação: 62 + 208 = A + 1; A = 269 (número de massa). Z = 110, fazendo a 
distribuição eletrônica de acordo com o diagrama de Linus Pauling, teremos: 1s2 2s2 2p6 3s2 
3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d8. Como a distribuição eletrônica 
termina em d8 temos um elemento químico que pertence ao grupo 8B (ou 10) da tabela 
periódica. 
b) Sabendo-se que a partícula alfa possui dois prótons e massa quatro, temos quatro 
emissõesalfa no processo. Observe: 
110Ds269→ 2α4 + 108Hs265→ 2α4 + 106Sg261 → 2α4 + 104Rf257¨→ 2α4 + 102No253 
 
 
16 
 
4. 
 
a) 7 partículas α = 7 x 2 = 14 
 4 partículas β = 4 x (-1) = - 4 
 Z = 14 - 4 + 83 
 Z = 93 
 A = 7 x 4 + 4 x 0 + 209 
 A = 237 
 
b) Consultando a tabela periódica: Neptúnio (Np) 
 
5. 
 
a) A poluição produzida pela indústria petroquímica apresenta matéria orgânica com fósseis 
produzidos há milhares de anos, logo a relação 14C/12C será menor do que a de um ser vivo, 
pois neste caso a quantidade de 14C decresce. 
b) A matéria orgânica bloqueia a luz dificultando o processo de fotossíntese. 
Consequentemente forma-se menos gás oxigênio. 
 
6. 
a) Para determinar o número de prótons e de nêutrons utilizamos a fórmula A = Z + n. Logo: 
Para o Iodo: P = 53 e N = 78 
Para o Xenônio: P = 54 e N = 77 
 
b) I - 131: Para 8 dias, E(total) = 610 KeV + 364 KeV = 974 KeV 
 I - 123: Para 8 dias, E(total) = 2544 KeV 
Para os mesmos intervalos de tempo e para a mesma quantidade de energia liberada é 
necessário um número menor de átomos de iodo-123. 
 
7. Considerando que 5 anos são três meias vidas e como a amostra inicial possui 1 grama, 
após três meias vidas teremos 0,125mg (0,5mg após a primeira, 0,25mg após a segunda e 
0,125mg após a terceira). 
 
 
 
 
 
 
17 
 
 
8. Como a quantidade em massa varia em função do tempo, teremos: 
 
 
9. Para 100g de K, 89,3g desintegram-se, produzindo Ca, e 10,7g produzem Ar. 
 
{[10,7 - (10,7/2x)/(89,3/2x)+(10,7/2x)]} 
(10,7 . 2x - 10,7)/100 = 0,95 
10,7(2x-1) = 95 
2x = 9,88 
x log 2 = log 9,88 = 1 
x = 1/0,3 = 3,3 
 
Idade da rocha: 3,3 x 1,27 x 109 anos. 
 
10. 
 
a) Para que a razão entre os números de isótopos de argônio-40 e potássio-40 seja igual a 
7, devemos ter 7 átomos de Ar-40 para 1 átomo de K-40. Como todo Ar-40 é formado a partir 
do K-40, para se formar 7 átomos de Ar-40 deve ter sido consumido 7 átomos de K-40. Logo, 
dos 8 átomos de K-40, sete foram consumidos e 1 restou, o que nos faz concluir que se 
passaram 3 meias vidas. Observe: 
8 → 4 → 2 → 1 
Tempo = 3T1/2 = 3 x 1,28 x 10ª = 3,84 x 10ª anos. 
 
b) Quando o K-40 emite (produz) uma partícula beta, a massa não é alterada e o número 
atômico aumenta uma unidade. Observe a reação: 
40K19 → 0β-1 + 40Ca20