RADIOATIVIDADE I

Prévia do material em texto

1 www.grancursosonline.com.br
Viu algum erro neste material? Contate-nos em: degravacoes@grancursosonline.com.br
Radioatividade
QUÍMICA
A
N
O
TA
ÇÕ
ES
RADIOATIVIDADE
RELEMBRANDO
Em Química Geral, estudamos que o átomo possui duas regiões distintas:
• núcleo (onde estão os prótons e os nêutrons); e
• eletrosfera (onde estão os elétrons).
A maior parte do átomo se encontra no núcleo; e os espaços vazios, na eletrosfera.
Radioatividade
A radioatividade abordada na presente aula é a proveniente do núcleo. Existem radiações 
que são provenientes de outros lugares.
Ex.: Raio-X, radiação / luz / espectro visível.
Radioatividade é a parte da Química que estuda os processos nucleares, isto é, os pro-
cessos que ocorrem no núcleo.
O cientista que realizou o maior número de contribuições no estudo da radioatividade foi 
Rutherford. Ele foi o responsável pelo famoso experimento da lâmina de ouro, em que ele 
bombardeou uma lâmina de ouro com partículas radioativas.
Rutherford foi a primeira pessoa a realizar a caracterização das emissões radioativas 
estudando o polônio. Em um dos seus experimentos, ele estudou a natureza elétrica.
Quando submetemos as emissões radioativas naturais a um campo elétrico, notamos 
sua subdivisão em três tipos bem distintos.
5m
2 www.grancursosonline.com.br
Viu algum erro neste material? Contate-nos em: degravacoes@grancursosonline.com.br
Radioatividade
QUÍMICA
A
N
O
TA
ÇÕ
ES
O experimento da imagem anterior consistia em:
• Colocar material radioativo (polônio) em uma redoma em vácuo – porque o ar atmos-
férico interfere, influencia;
• Passar a radiação emitida pelo polônio por um campo elétrico por placas eletrizadas 
(uma positiva e uma negativa);
• Ao passar pelas placas, a radiação se divide em 3 tipos: α (alfa), β (beta) e γ (gama), 
as 3 primeiras letras do alfabeto grego;
• Parte da radiação desvia para a placa positiva, consequentemente fica com natureza 
elétrica negativa;
• Outra parte da radiação desvia para a placa negativa, consequentemente fica com 
natureza elétrica positiva;
• A outra parte da radiação passa direto, não sofre desvio; consequentemente não 
possui natureza elétrica.
Quando o feixe radioativo passa entre as duas placas fortemente eletrizadas, ele se sub-
divide em três partes.
• A primeira parte que sofre pouco desvio para o lado negativo é denominado emis-
são alfa (α).
• A segunda parte que sofre um maior desvio para o lado positivo é denominado emis-
são beta (β).
• E a emissão que não sofre desvio é denominada emissão gama (γ).
3 www.grancursosonline.com.br
Viu algum erro neste material? Contate-nos em: degravacoes@grancursosonline.com.br
Radioatividade
QUÍMICA
A
N
O
TA
ÇÕ
ES
Além de caracterizar a natureza elétrica, ele disse também para essas emissões radioati-
vas quais eram seus constituintes – ou seja, do que eles eram feitos – e suas características.
Rutherford verificou que cada uma das emissões era constituída por partículas ou ondas 
eletromagnéticas.
Obs.: � Partículas têm massa “desprezível”, comparada às massas que trabalhamos no dia 
a dia. 
As partículas alfa (α) são formadas por 2 prótons e 2 nêutrons, que são emitidos em alta 
velocidade para fora do núcleo. Por serem formadas por 2 prótons e 2 nêutrons, as partículas 
alfa têm carga elétrica igual a +2 e massa igual a 4 (A = p + n, sendo A = massa, p = prótons 
e n = nêutrons).
Além disso, as partículas alfa têm características ligadas a sua constituição.
A partícula alfa é representada como:
Seu número atômico (número de prótons) é o 2; e 4 é o número de massa (prótons + nêutrons).
Dependendo do átomo emissor, a velocidade das partículas alfa pode atingir até 
30.000 km/s.
Por possuir elevada massa, quando comparada as outras emissões, seu poder de pene-
tração é reduzido, entre 2 a 8 cm no ar.
Obs.: A massa é “desprezível” quando a comparamos com massas como grama e quilogra-
ma. Entretanto, comparando com prótons e nêutrons, a massa do elétron é despre-
zível.
Observe a fórmula , em que:
10m
4 www.grancursosonline.com.br
Viu algum erro neste material? Contate-nos em: degravacoes@grancursosonline.com.br
Radioatividade
QUÍMICA
A
N
O
TA
ÇÕ
ES
• : massa do próton;
• : aproximadamente igual;
• : massa do nêutron; e
• : massa do elétron.
Significa que se o elétron pesasse 1 kg, o próton e o nêutron pesariam 1.840 kg cada. 
Essa relação foi descoberta por Thompson, no experimento para determinar as cargas elétri-
cas e construir seu modelo.
Quando a massa é muito grande, o poder de penetração é pequeno.
Ex.: Imagine uma pessoa com 1,8 m de altura e com peso de 80 kg. Ela não tem dificulda-
des para passar pela catraca de um ônibus coletivo, por exemplo. Agora aumentemos essa 
massa em 10 vezes, passando a 800 kg. Com certeza essa pessoa terá dificuldades para 
passar pela catraca.
A comparação do exemplo acima pode até ser esdrúxula, mas só aumentamos a massa 
10 vezes. A massa dos prótons e nêutrons aumenta 1.840 vezes! Isso indica o quanto a par-
tícula alfa, comparada ao elétron, é muito maior; por isso, seu poder de penetração é menor.
Além disso, por possuir grande carga elétrica associada à sua constituição, as partículas 
alfa têm alto poder ionizante, ou seja, tornam os materiais eletrizados, roubando-lhes elé-
trons. Um fato interessante é notar que a partícula alfa é igual ao núcleo do átomo de Hélio.
Outra emissão radioativa é partícula beta (β). Por ser atraída para a placa positiva, essas 
emissões têm características negativas. As partículas beta são constituídas por um elétron 
e dessa forma têm inércia extremamente pequena, o que explica seu desvio na experiência.
Dependendo do átomo emissor, as partículas beta podem alcançar quase 300.000 km/s 
(que é a velocidade da luz). O seu poder de penetração e de até 1 cm no alumínio (50 vezes 
maior do que as partículas α).
Representamos a partícula beta da seguinte maneira:
15m
5 www.grancursosonline.com.br
Viu algum erro neste material? Contate-nos em: degravacoes@grancursosonline.com.br
Radioatividade
QUÍMICA
A
N
O
TA
ÇÕ
ES
-1 porque a carga é negativa; 0 porque, comparado ao próton e ao nêutron, a massa do 
elétron é desprezível.
Uma aparente contradição surge nesse ponto do estudo: se os núcleos são formados de 
prótons e nêutrons, como emitirá um elétron?
Essa aparente contradição é explicada pela Hipótese de Fermi, que diz que o elétron 
é formado a partir da desintegração de um nêutron, que produz um próton, um elétron e um 
neutrino. Observe: 
O próton não sai do núcleo, mas o elétron e o neutrino são emitidos pelo núcleo com alta 
velocidade. Quando um material radioativo emite beta, o nêutron do núcleo se transforma em 
um próton e o elétron é emitido. Consequentemente, o número atômico do núcleo aumenta 
1 unidade.
Já as emissões gama não são partículas, mas ondas eletromagnéticas semelhantes à 
luz. Essa radiação possui comprimento de onda muitíssimo menor e, portanto, energia muito 
elevada. Consequentemente, tem poder de penetração elevado.
Essa emissão não possui massa e nem carga elétrica, logo não sofre nenhum 
desvio em campos magnéticos ou elétricos. Sua velocidade é igual a velocidade da luz 
(300.000 km/s) no vácuo.
Embora dependa do átomo emissor, as emissões gama (γ) têm sempre um “poder pene-
trante” bem maior que as outras radiações. Normalmente, uma emissão gama atravessa 20 cm 
de aço ou 5 cm de chumbo. Por esse motivo, essa radiação possui perigo máximo, podendo 
chegar até o núcleo da célula do corpo humano e causar mutação genética (ex.: câncer).
20m
6 www.grancursosonline.com.br
Viu algum erro neste material? Contate-nos em: degravacoes@grancursosonline.com.br
Radioatividade
QUÍMICA
A
N
O
TA
ÇÕ
ES
Na radioatividade natural, as emissões gama nunca aparecem sozinhas; elas sempre 
acompanham uma emissão α ou β. Uma emissão γ não altera nem o número atômico e nem 
o número de massa.
Comparando-se o poder de penetração das emissões radioativa, temos:
Uma simples folha de papel barra o prosseguimentoda alfa. A beta atravessa a folha de 
papel, mas não o alumínio. E a gama, como é uma onda eletromagnética, só é impedida por 
um bloco de chumbo ou aço. 
Toda emissão de partículas pelo átomo radioativo faz com que esse átomo sofra alguma 
transformação.
Ex.: Alfa é constituída de 2 prótons e 2 nêutrons, que estão saindo do núcleo, no qual 
certamente haverá mudanças.
Essas transformações estão intimamente relacionadas com a estrutura da partícula emi-
tida. Dessa forma, se o átomo radioativo emitir uma partícula alfa (α), de seu núcleo se des-
prendem dois prótons e dois nêutrons.
Portanto os átomos dos elementos radioativos sofrem transmutação.
Em 1911, Soddy, aluno de Rutherford, enuncia a 1ª Lei da Radioatividade que estuda a 
emissão de partículas alfa: “Quando um núcleo emite partícula α, seu número atômico dimi-
nui de duas unidades e seu número de massa diminui de quatro unidades”.
25m
7 www.grancursosonline.com.br
Viu algum erro neste material? Contate-nos em: degravacoes@grancursosonline.com.br
Radioatividade
QUÍMICA
Quando o material emite partícula beta (β) ocorre a desintegração de um nêutron, que se 
transforma em um próton e um elétron. O próton permanece no núcleo e o elétron é “atirado” 
para fora do núcleo como partícula beta. Dessa forma, o número atômico no átomo radioativo 
aumenta em uma unidade, o que modifica o átomo emissor. Logo também estará ocorrendo 
uma transmutação.
Em 1913, Soddy e Fajans enunciam a 2ª Lei da Radioatividade que estuda a emissão 
de partículas beta. “Quando um núcleo emite uma partícula β, seu número atômico aumenta 
uma unidade”.
8 www.grancursosonline.com.br
Viu algum erro neste material? Contate-nos em: degravacoes@grancursosonline.com.br
Radioatividade
QUÍMICA
A
N
O
TA
ÇÕ
ES
DIRETO DO CONCURSO:
1. (CONCURSO TÉC. QUÍMICA/CNEN/IDECAN) Considere o processo de decaimento 
radioativo do 223Ra pela emissão de uma partícula α. Neste processo, é correto afirmar 
que o nuclídeo formado
a. é um gás nobre.
b. apresenta 128 nêutrons.
c. possui número atômico 219.
d. apresenta número de massa 86.
e. apresenta a mesma massa do elemento químico polônio.
COMENTÁRIO
Na tabela periódica, o número atômico do rádio é 88 (88223Ra). Perdendo uma alfa: 
, que na tabela periódica é um gás nobre que tem número 
atômico 86, no grupo 18.
2. (CONCURSO TÉC. RADIOLOGIA/EBSERH/IDECAN) Qual das radiações citadas NÃO 
é uma onda eletromagnética?
a. Beta.
b. Raio-x.
c. Raio gama.
d. Ultravioleta.
e. Infravermelho.
9 www.grancursosonline.com.br
Viu algum erro neste material? Contate-nos em: degravacoes@grancursosonline.com.br
Radioatividade
QUÍMICA
A
N
O
TA
ÇÕ
ES
COMENTÁRIO
Alfa e beta são partículas.
GABARITO
 1. a
 2. a
���������������������������������������������������������������������������������Este material foi elaborado pela equipe pedagógica do Gran Cursos Online, de acordo com a aula 
preparada e ministrada pelo professor Eduardo Ulisses. 
A presente degravação tem como objetivo auxiliar no acompanhamento e na revisão do conteúdo 
ministrado na videoaula. Não recomendamos a substituição do estudo em vídeo pela leitura exclu-
siva deste material.