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QUÍMICA Prof ª. Giselle Blois Transformações Químicas e Energia Radioatividade: Reações de Fissão e Fusão Nuclear, Desintegração Radioativa e Radioisótopos - Parte 12

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QUÍMICA

Prof ª. Giselle Blois

Transformações Químicas e Energia

Radioatividade: Reações de Fissão e Fusão Nuclear, Desintegração Radioativa e Radioisótopos - Parte 12

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Radioatividade: Reações de Fissão e Fusão Nuclear, Desintegração Radioativa e Radioisótopos

ESTABILIDADE DOS NÚCLEOS ATÔMICOS

Vimos que existem núcleos estáveis e outros instáveis, que

sofrem decomposição de forma espontânea, emitindo

partículas com maior ou menor rapidez, que acabam por

resultar em meias-vidas muito pequenas.

A questão é: quais são as forças que mantêm esse núcleos

estáveis ou não?!

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Radioatividade: Reações de Fissão e Fusão Nuclear, Desintegração Radioativa e Radioisótopos

Devemos lembrar que o núcleo, estável ou não, é

composto por prótons (partículas positivas) e nêutrons

(partículas sem carga).

Na natureza existem três tipos fundamentais de forças

que garantirão ou não a estabilidade do núcleo:

- Forças Gravitacionais: dependem das massas dos

corpos e nos núcleos são desprezíveis;

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- Forças Eletromagnéticas: dependem da carga elétrica

e/ou magnética dos corpos. Geralmente são mais

fortes que as gravitacionais. No átomo são

fundamentais, pois garantem a atração entre o núcleo

e os elétrons, na eletrosfera;

- Forças Nucleares: são forças de atração entre os

prótons e os nêutrons, que irão funcionar como “cola”,

prendendo os prótons e estabilizando o núcleo.

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- Em núcleos pequenos o número de nêutrons é, em

geral, igual ao número de prótons;

- Em núcleos grandes o número de nêutrons é maior

que o número de prótons (o que gera a neutralização

da forte repulsão que existe entre os prótons);

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- Em núcleos muito grandes (maiores que o chumbo –

Pb) não há número de nêutrons que consiga neutralizar

a repulsão existente entre os prótons. Por isso esses

núcleos se desintegram, a partir de emissão de

partículas radioativas, até atingirem um tamanho que

possua estabilidade.

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Sendo assim, podemos chegar às seguintes conclusões:

- Quando um núcleo tem prótons demais, ele é instável

(repulsão elétrica entre os prótons);

- Quando o núcleo tem nêutrons demais, ele é instável (os

prótons serão aglomerados pelos nêutrons).

Por isso é importante que haja uma relação entre o número

de prótons e o de nêutrons para que o núcleo seja estável.

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À medida que aumenta o número atômico (Z), aumenta o

número de prótons (p) e, consequentemente, mais depressa

aumenta o número de nêutrons (n), a fim de garantir a

estabilidade do núcleo. Isso origina uma faixa de

estabilidade, que se afasta da reta Z = n.

Os núcleos dentro da faixa são estáveis, enquanto que os

que estão fora são instáveis, ou seja, são radioativos.

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Os físicos descobriram que a estabilidade de átomos

transurânicos está associada à relação numérica n/Z de seu

núcleo.

Um gráfico que mostre esses valores em seus eixos exibe

faixas de estabilidade atômica, ou seja, regiões dessa relação

em que a estabilidade é maior, favorecendo a busca de novos

elementos.

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Radioatividade: Reações de Fissão e Fusão Nuclear, Desintegração Radioativa e Radioisótopos

Fonte: Click Ciências.

Exemplo: para Z = 80,

a relação n/Z, é igual a

1,5, o que significa que

há necessidade de

cerca de 50% a mais

de nêutrons para

estabilizar o núcleo.

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Vale lembrar que quando os prótons e os nêutrons se

unem, para formar um núcleo (energia de ligação

denominada energia de empacotamento), há liberação de

energia.

Quanto maior for a energia liberada, menor será o

conteúdo de energia no núcleo e, portanto, maior será

sua estabilidade.

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- Lei de Lavoisier: lei da conservação das massas (reações

químicas)

- Equação de Einstein: perda de massa em reações nucleares

(defeito de massa)

* OBS: o átomo mais estável encontrado na natureza é o

26Fe56.