Que acontece com o número atômico Z e o número de massa a de um núcleo radiativo quando ele emite uma partícula Gama?

Respostas

Resposta Questão 1

Letra a). A radiação alfa é uma partícula emitida a partir do núcleo de um átomo que apresenta em sua composição dois prótons e dois nêutrons, o que resulta em um número de massa igual a 4 e um número atômico igual a 2 (2α4).

Portanto, todo átomo, ao emitir uma partícula alfa, formará um novo átomo cujo número de massa e cujo número atômico serão reduzidos, respectivamente, em quatro e duas unidades.

Resposta Questão 2

Letra c). Para determinar os valores de x (número atômico) do Th, e y (número de massa) de Ra, devemos seguir os raciocínios:

- Para x:

O número atômico do átomo inicial é sempre igual à somatória do número atômico da partícula emitida e do átomo formado:

x = 88 + 2

x = 90

- Para y:

O número de massa do átomo inicial é sempre igual à somatória da massa da partícula emitida e do átomo formado:

238 = y + 4

238 – 4 = y

y = 234

Resposta Questão 3

Letra b). Como iodo (átomo de origem), cujo número atômico é 53 (53I), e o xenônio (átomo formado), cujo número atômico é 54 (54Xe), apresentam a mesma massa (131) e a diferença de um próton, fica evidente que essa transformação envolveu a emissão de radiação beta (massa 0 e número atômico -1, -1β0) ou elétron de origem nuclear.

Resposta Questão 4

Letra a). Para determinar o número de partículas (prótons e nêutrons) do átomo de tálio (81Tl210), formado após a emissão de uma partícula alfa por um átomo de bismuto, basta realizar os seguintes raciocínios:

Número de prótons:

O número de prótons é sempre igual ao número atômico (Z), logo o seu número de prótons é 81.

Número de nêutrons:

O número de nêutrons é determinado subtraindo o número de massa pelo número atômico:

n = A – Z

n = 210 – 81

n = 129

As leis da radioatividade, também chamadas de leis de Soddy, nos ajudam a entender como ocorrem e quais são os produtos dos processos radioativos. Não lembra o que é radioatividade? Não se preocupe, neste post explicamos direitinho tudo sobre essas leis e suas causas.

As leis da radioatividade, também chamadas de leis de Soddy, nos ajudam a entender como ocorrem e quais são os produtos dos processos radioativos.

Não lembra do que é radioatividade? Não se preocupe, temos um post inteirinho sobre o que é radioatividade e quais são suas causas.

De forma simplificada, a radioatividade é o processo no qual núcleos atômicos instáveis decaem, emitindo radiação na forma de ondas e/ou de partículas, com o objetivo de atingir a estabilidade.

Existem diferentes tipos de decaimentos radioativos, os três principais são: decaimento alfa, decaimento beta e decaimento gama.

Decaimento Alfa

Quando um núcleo atômico decai liberando uma partícula alfa, dizemos que ele sofreu um decaimento alfa.

Até aqui tudo bem, mas o que é uma partícula alfa?

Uma partícula alfa (α) é um conjunto de 2 prótons e 2 nêutrons, ou seja, uma partícula alfa equivale a um núcleo do átomo hélio.

Observe, na figura abaixo, um decaimento do tipo alfa em ação:

Uma partícula alfa é representada da seguinte forma:

Note que:

• Essa partícula contém dois prótons, logo, o seu número atômico (Z) é 2.
• Cada um dos quatro núcleons (prótons e nêutrons) que compõem essa partícula contribuem com 1 unidade de massa. Portanto, o seu número de massa (A) é 4.
• Essa partícula possui carga total positiva, pois ela possui 2 prótons e nenhum elétron.

Primeira lei da radioatividade

A primeira das leis da radioatividade, também chamada de primeira lei de Soddy, trata dos decaimentos do tipo alfa:

Quando um átomo emite uma partícula alfa, o seu número atômico (Z) diminui em 2 unidades e o seu número de massa (A) diminui em 4 unidades.

Note que o número atômico do composto é alterado em um decaimento alfa, logo, o elemento químico após o decaimento não é o mesmo de antes do decaimento!

De forma geral, quando um elemento X sofre um decaimento alfa, ele se torna o elemento Y através da seguinte reação:

Por exemplo, o decaimento do polônio-212 em chumbo-208 é um decaimento do tipo alfa:

Note que, o número atômico (Z) total e o número de massa (A) total, são os mesmos de ambos os lados da reação, ou seja, eles se conservam:

Decaimento Beta

Quando um núcleo atômico decai liberando uma partícula beta, dizemos que ele sofreu um decaimento beta.

Certo, mas o que é uma partícula beta?

Na verdade, existem dois tipos de decaimento beta. Para cada um deles existe uma partícula beta (β) diferente:

• Nos decaimentos β-, os núcleos atômicos emitem elétrons. Nesses casos, o elétron é chamado de partícula β-. Como todo elétron, ela possui número de massa nulo e número atômico -1:

• No decaimento β+, os núcleos atômicos emitem pósitrons (elétrons de carga positiva). Nesses casos, o pósitron é chamado de partícula β+. Um pósitron sempre possui número de massa nulo e número atômico +1:

Observe, na figura abaixo, um decaimento do tipo beta em ação:

Segunda lei da radioatividade

A segunda das leis da radioatividade, também chamada de segunda lei de Soddy, trata dos decaimentos do tipo beta. No entanto, existem duas formulações dessa lei, uma para cada tipo de decaimento beta.

Decaimento β-

Primeiramente, para um decaimento do tipo β-:

Quando um átomo emite uma partícula β-, o seu número atômico (Z) aumenta em 1 unidade e o seu número de massa (A) não se altera.

Note que, assim como no decaimento alfa, o número atômico do composto é alterado em um decaimento beta, logo, o elemento químico após o decaimento não é o mesmo de antes do decaimento!

De forma geral, quando um elemento X sofre um decaimento β-, ele se torna o elemento Y através da seguinte reação:

Por exemplo, o decaimento do carbono-14 em nitrogênio-14 é um decaimento do tipo β-:

Note que, o número atômico (Z) total e o número de massa (A) total, são os mesmos de ambos os lados da reação, ou seja, eles se conservam:

Decaimento β+

Para um decaimento do tipo β+:

Quando um átomo emite uma partícula β+ , o seu número atômico (Z) diminui em 1 unidade e o seu número de massa (A) não se altera.

De forma geral, quando um elemento X sofre um decaimento β+, ele se torna o elemento Y através da seguinte reação:

Por exemplo, o decaimento do nitrogênio-12 em carbono-12 é um decaimento do tipo β+:

Note que, o número atômico (Z) total e o número de massa (A) total, são os mesmos de ambos os lados da reação, ou seja, eles se conservam:

Como ocorre o decaimento beta?

Como vimos, no decaimento beta, elétrons ou pósitrons são emitidos pelo núcleo de um átomo. Certo, mas como isso é possível se só existem prótons e nêutrons no núcleo?

Essas partículas surgem quando prótons se transformam em nêutrons ou vice-versa.

No decaimento β-, um nêutron se transforma em um próton, liberando um elétron (partícula β-):

No decaimento β+, um próton se transforma em nêutron, liberando um pósitron (partícula β+):

Decaimento Gama

Quando um núcleo atômico decai liberando radiação gama, dizemos que ele sofreu um decaimento gama.

E neste caso, o que é essa radiação gama?

A radiação gama não passa de uma onda eletromagnética de alta frequência, ou seja, ela não possui carga, número de massa e nem número atômico:

Dessa forma, em um decaimento gama, o número de prótons e o número de nêutrons não se altera. Sendo assim, o elemento químico também se mantém o mesmo.

Você deve estar esperando mais uma das leis da radioatividade, só que dessa vez para o decaimento gama, correto?

No entanto, não existe uma lei de Soddy para decaimentos do tipo gama.

De forma geral, nos decaimentos do tipo gama, um núcleo excitado de um elemento X (representamos essa excitação adicionando um * – asterisco – ao lado do símbolo do elemento), perde essa excitação liberando radiação gama:

Por exemplo, o relaxamento do bário-137 é um decaimento do tipo gama:

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O que acontece com o número atômico e o número de massa de um núcleo radioativo quando ele mente uma partícula alfa?

O que acontece com o número de massa e com o número atômico de um núcleo instável se ele emite uma partícula beta menos?

Que alterações ocorrerão no número atômico e no número de massa quando um núcleo emite A uma partícula alfa B uma partícula beta c um raio gama?

O que acontece com o número atômico Z?