QUÍMICA – 1º SEMESTRE
Prof. Borges / Pires / Lessa
1) Partículas Nucleares (núcleons)
Partícula
Próton
Nêutron
Nºmassa
Carga
representação
Principais emissões nucleares:
Emissão
Representação
Carga
Nºmassa
Velocidade
Penetração
Ionização
alfa
beta
gama
2) Estabilidade do núcleo
a) Transformação de nêutron em próton:
“Se um núcleo possui nº de nêutrons muito superior ao nº de prótons, poderá emitir partículas de carga
negativa (elétron = Beta) ou nêutrons”
5
2He
4
1
 2He + 0n
ou
6C
14
 7N
14
+
0
-1
b) Transformação de próton em nêutron;
“Se um núcleo possui nº de prótons muito superior ao nº de nêutrons, poderá emitir partículas de carga
positiva (pósitron) ou partículas alfa, ou ainda, capturar um elétron (captura K ou captura eletrônica)”
230
236
 88Ra
90Th
+
4
2
ou
30
15P

14Si
30
+
0
+1
ou
18Ar
37
+
-1e
0

37
17Cl
3) Partículas alfa, beta:
 Partícula α: É constituída de 2 prótons e 2 nêutrons, portanto possui nº de massa = 4 e carga 2+.
a
1 lei de Soddy:
Quando um átomo emite uma partícula alfa, seu nº atômico diminui 2 unidades e seu nº de massa diminui 4
unidades, ou seja, transforma-se em outro elemento.
 Partícula β:
a
2 Lei de Soddy-Fajans-Russel:
Quando um átomo emite uma partícula beta, seu nºatômico aumenta 1 unidade e sua massa não se altera,
ou seja, transforma-se em outro elemento de mesma massa(isóbaro).
4) Emissão gama ( ):
Não são partículas. São ondas eletromagnéticas semelhantes à luz. Possui um poder de penetração bem
maior que as partículas alfa e beta. Menor poder de ionização.
Obs.: Onda eletromagnética = partícula gama, que pode ser produzida ou não durante a transformação.
Estas reações nucleares são chamadas de transmutação natural ou decaimento ou desintegração de um
nuclídeo.
1
Ex1:
92U
235
4
 2α + .........
223
88Ra
 3 2α + ........
4
232
90Th
 2 2α + 5 -1β + ........
4
0
232
Ex2: O radionuclídeo de tório (90Th ) após sucessivas desintegrações, se trasnforma em
número de partículas α e β emitidas nesta transformação?
208
.
82Pb
Qual o
5) Séries ou famílias radioativas:
a) Série do tório (4n):
90Th
232
 82Pb
208
Ex1: Quantas partículas alfa e beta são emitidas na série do tório?
Ex2: Verifique se pertence à série do tório.
208
210
a) 81Tl
215
b) 83Bi
c) 84Po
b) Série do urânio (4n +2):
92U
238
 82Pb
206
Ex1: Quantas partículas alfa e beta são emitidas na série do urânio?
Ex2: Verifique se pertence a série do urânio.
208
210
a) 81Tl
215
b) 83Bi
c) 84Po
c) Série do actínio (4n +3):
92U
235
 82Pb
207
Ex1: Quantas partículas alfa e beta são emitidas na série do urânio?
Ex2: Verifique se pertence a série do actínio.
208
210
a) 81Tl
215
b) 83Bi
c) 84Po
Obs: Se o resultado for 4n + 1, pertence à série do neptúnio que não é de muita importância em
237
vestibulares. Ex: 93Np
6) Reações nucleares induzidas ou transmutação artificial:
Utiliza-se bombardear o núcleo com partículas (nêutron, próton, alfa, dêuterons), para isso utiliza-se
aceleradores de partículas como o gerador de Van de Graaf.
Ex. Identifique as partículas que completam as transmutações artificiais:
a)
27
13Al
b)
9F
19
2
+ 2α 
2
+ 2α 
23
30
14Si
22
11Na
c)
11Na
+ ........ 
d)
82
34Se
+ 0n  34Se
e)
64
29Cu
1
2
+ .........
+ .........
12Mg
83
63
+ 1d  30Zn
24
1
+ 0n
+ ........
(não é transmutação)
+ ........
7) Cinética de desintegração:
A Atividade (velocidade de desintegração) de um radioisótopo é medida em Becquerel(Bq) e equivale a
1desintegração por segundo(dps)
A Atividade (velocidade de desintegração) é diretamente proporcional à quantidade de átomos radioativos
presentes. V = K. n
Onde V = Atividade (velocidade de desintegração)
K = constante radioativa
n = quantidade de átomos radioativos presentes
2
A constante radioativa indica o tempo necessário para 1 átomo (de uma certa quantidade de átomos) sofrer
desintegração.
Podemos concluir que a constante radioativa mostra a fração de átomos que se desintegra na unidade
de tempo.
Ex: Para o 88 Ra226 temos C
1
ano 1 .
2300
Podemos afirmar que em uma amostra com 2300 átomos de rádio apenas 1 átomo se desintegra por ano.
“Em média”.
-1
Ex1: Se a constante é 1/95 s indica que 
-1
Se a constante é 1/2500 ano indica que 
-1
Se a constante é 1/27dia indica que 
Ex2: Vida média é a média de todos os tempos de vida dos átomos do isótopo radioativo, ou seja, é o
inverso da constante radioativa.
-1
Se a constante é 1/95 s indica que a vida média é 
-1
Se a constante é 1/2500 ano indica que a vida média é 
-1
Se a constante é 1/27dia indica que a vida média é 
8) Meia-Vida ou período de Semidesintegração:
É o tempo necessário para desintegrar metade dos átomos radioativos.
Ex1: Se a meia vida de um radioisótopo é de 50anos, qual o tempo necessário para que 50g do mesmo se
desintegre até uma massa de 6,25g?
Ex2: Um elemento radioativo possui meia vida de 250 anos. Qual a porcentagem da amostra inicial deste
isótopo que existirá daqui a 1000anos?
Ex3: Certa massa inicial de trítio reduz-se a 200g em 36 anos. A mesma massa inicial leva 60 anos para se
reduzir a 50g. Qual o tempo de meia vida do trítio?
Ex4: A concentração de carbono-14 nos seres vivos é mantida graças a reações nucleares que ocorrem na
atmosfera. Sabe-se que a concentração de carbono -14 se mantêm em 10ppb, enquanto o ser está vivo.
Um determinado fóssil de 16800anos posssui 1,25ppb de carbono-14. Pede-se:
a) A meia vida do carbono-14.
b) Se um fóssil apresentar 2,5ppb de carbono-14, qual será a idade desse fóssil.
9) Relação entre meia vida e vida média:
3
Matematicamente verifica-se que o gráfico de cinética de desintegração é exponencial, portanto temos a
seguinte fórmula:
nfinal = ninicial . e
–KT
onde “T” é o tempo de meia vida, “K” é a constante radioativa, “e” é a base dos logaritmos
neperianos e vale 2,7 e “n” é a quantidade de átomos.
Aplicando a fórmula chegamos que: meia vida = 0,7 vida média, ou seja, a meia vida é aproximadamente
70% da vida média.
Ex1: Um certo isótopo radioativo possui vida média igual a 10min. Pede-se:
a) Sua constante radioativa.
b) Sua meia vida.
c) Partindo-se de 80g de isótopo, qual a massa ainda não desintegrada após 35minutos?
60
Ex2: O radioisótopo 27Co , usado na terapia de câncer, desintegra-se com o tempo de meia vida T1/2 =
6
60
2,7.10 min, para produzir 28Ni . A velocidade de desintegração de uma amostra contendo cobalto-60 é de
-1
240átomos.min .
a) Escrever a equação do processo nuclear.
b) Calcule o nº de átomos de Co presentes nessa amostra.
10) Fissão nuclear:
Um átomo grande é bombardeado por 1 nêutron produzindo 2 átomos menores e mais 3 nêutrons, que vão
atacar outros 3 átomos grandes e assim por diante, gerando uma ração em cadeia e liberando uma grande
quantidade de energia.
 É o utilizado em reatores nucleares e na fabricação da bomba atômica.
Ex1: 92U
235
1
142
+ 0n  56Ba
1
+ ........ + 30n
Ex2: O que é massa crítica?
4
Ex3: Em que consiste o processo de enriquecimento do urânio?
Ex4: Para que serve a água pesada em um reator nuclear?
11) Fusão nuclear:
É a união de núcleos menores para formação de um núcleo maior com liberação de uma quantidade de
energia muito superior ao da fissão nuclear.
 É o que gera a energia solar e o princípio de funcionamento da bomba de hidrogênio (bomba H)
 A energia de ativação para uma fusão nuclear pode ser a energia liberada numa fissão nuclear.
2
3
4
Ex1: 1H + 1H  2He +........
Ex2: Por que não se utiliza reatores de fusão nuclear para gerar energia?
EXERCÍCIOS SÉRIE CASA 1
1. Calcule o número de partículas alfa e o número de partículas beta que o 238U92 tem que emitir,
para decair a 206Pb82 ?
2. (EEM) Um átomo de 84 Po210 transforma-se, por emissão de uma partícula alfa, no átomo Q:
a) Equacione o processo de decaimento.
b) Quantos são os prótons e neutrons do átomo Q?
3. (EEM) Em certas micas é encontrado o elemento X, de número atômico 38 e número de massa 87,
gerado por uma única emissão beta a partir do elemento radioativo Y.
Escreva a equação representativa do processo.
4. (PUC-SP) Por radiatividade, o núcleo 93 Np239 emite uma partícula beta, dando um núcleo
residual X. Este, por desintegração radioativa, converte-se em 92U235. Determine:
a) O tipo de partícula que o núcleo emite para dar origem ao urânio.
b) Os números atômicos e de massa que caracterizam o núcleo X.
5. Calcule o número de partículas alfa e beta emitidas no decaimento do 90 Th231 a 82 Pb207.
6. O 90Th232, em seu decaimento radioativo emite 6 partículas alfa e 4 partículas beta. Determine o
número atômico e o número de massa do novo núcleo formado.
5
GABARITO
1. 8
e6
2.
210
a) Po84
206
Q82
+
b) 82 p e 124n
87
3. Y37
X87
38
4.
a)
b) Z= 94 e A = 239
5. 6
e4
6. Z = 82 e A = 208
EXERCÍCIOS SÉRIE CASA 2
1. Complete as reações de transmutação abaixo:
a) 4Be9 + 2He4
C
b) 5B10 + ?
c) 7N13
n
C
d) 99Es253 +
?
e) 92U238 + 6C12
f)
Cf
64
29Cu + ?
g) 15P30
Zn
27
13Al + ?
j)
31
15P + ?
Mg
Si
S
k) 98Cf252 + 5B10
l)
242 + ?
94Pu
m) 90Th234
n
Si
h) 11Na23 + ?
i)
n
n
p
n
Lr
260 + 4 n1
104Ku
0
Pa
6
n) 84Po214
Pb
GABARITO
1. a) Actínio b) Tório
2. a) 0n1 (nêutron)
f) D2 (dêuteron)
1
k) 50n1
c) Urânio
b)
(alfa)
d) Tório
c) +1
(pósitron)
h) 1D2
g) +1
l) 10X22
m) -1
(beta)
d) 101X255
i)
e) 4 on1
j) D2
1
n)
EXERCÍCIOS SÉRIE CASA 3
1. (FATEC) Um elemento radioativo perde 75% de sua atividade depois de 72 dias. A meia-vida desse
elemento é de:
2. Um certo isótopo radioativo decai a 1/8 de sua radioatividade original em 36 dias. Calcule sua meia vida.
3. (UFU-MG) O epintariscópio consiste em um aparelho que mostra, numa tela, as cintilações
correspondentes a partículas alfa emitidas por um elemento radioativo. A análise de uma amostra
radioativa forneceu 2560 cintilações num dado instante. Passadas 144 horas, a análise da mesma
amostra apresentou 160 cintilações na tela do epintariscópio. De posse desses dados, pode-se afirmar
que a meia-vida do elemento constituinte da amostra vale:
4. (UFPA) A meia-vida do 84Po210 é de 140 dias. Tendo-se 100 gramas dessa amostra radioativa, a
massa, em gramas, que restará, após 280 dias, será:
5. (UFRGS) Um nuclídio I,
emissor, com t1 2
12h , transmuta-se em Y, que é estável. Sabendo-se que a
zero horas do dia 3 de janeiro havia 1 mol de l, quantos átomos de Y havia no dia 4 de janeiro?
6. (UFPA) Um fóssil ao ser analisado apresentou a proporção de 6C14/6C12 igual a 46%. A meia-vida do
carbono 14 é de 5570 anos. A idade do fóssil, em anos, é de aproximadamente:
7. (CESGRANRIO) Qual o tempo necessário para que a massa de um radioisótopo decresça de 93,75%?
8. (CESGRANRIO) A meia-vida de um isótopo do bismuto (Bi-210) é de 5 dias. Em 10 dias, partindo-se
de 100 gramas do referido isótopo, teremos:
9. (CESGRANRIO) Um elemento radioativo tem um isótopo cuja meia-vida é 250 anos. Que
porcentagem da amostra inicial deste isótopo existirá depois de 1000 anos?
10. (UFPR) Para reduzir a radioatividade de uma amostra a 0% aproximadamente, são necessárias:
11. (FOSP) A meia-vida do césio 137, principal contaminante dos alimentos distribuídos pela Comunidade
Econômica Europeia após o acidente nuclear de Chernobyl, é de 30 anos. O leite importado da Irlanda
apresentava 280 becqueréis ( desintegrações por segundo ) por quilograma de leite em pó. Quanto
tempo demora para que um quilograma desse leite apresentar 35 becqueréis?
GABARITO
Discursivas de radioatividade, mais elaboradas, estarão disponíveis no site do UP.
7