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Leis da radioatividade

As leis da radioatividade tratam da transformação que um átomo sofre em seu núcleo ao emitir radiação alfa ou beta.

As leis da radioatividade foram propostas pelo químico inglês Frederick Soddy, no ano de 1911, com o objetivo de explicar a emissão de radiação a partir do núcleo de átomos instáveis.

→ Instabilidade nuclear

O núcleo de um átomo é instável quando ele apresenta um número de prótons maior ou igual a 84. Porém, existem algumas exceções, pois há átomos que apresentam um número de prótons menor que 84 e mesmo assim são instáveis, como:

  • Césio (Cs): apresenta 55 prótons em seu núcleo.

  • Tecnécio (Tc): apresenta 43 prótons em seu núcleo.

  • Promécio (Pm): apresenta 61 prótons em seu núcleo.

→ Tipos de radiações

As radiações que podem ser emitidas a partir do núcleo de um átomo são:

  • Alfa (2α4): radiação composta por 2 prótons e 2 nêutrons. Apresenta número atômico igual a 2 e número de massa igual a 4;

  • Beta (-1β0): radiação composta por 1 elétron. Apresenta número atômico igual a -1 e número de massa igual a 0.

OBS.: A radiação beta é um elétron produzido a partir da decomposição de um nêutron localizado no interior do núcleo de um átomo. Nessa decomposição, o nêutron (n) transforma-se em um próton (p), um neutrino () e um elétron (β). Essa explicação, denominada de hipótese de Fermi, foi dada pelo físico italiano Enrico Fermi e é demonstrada pela equação abaixo:

0n11p1 + 00 + -1β0

  • Gama (0γ0): radiação que é uma onda eletromagnética. Apresenta número atômico igual a 0 e número de massa igual a 0.

→ Leis da radioatividade

Como a radiação gama é uma onda eletromagnética e, por isso, não apresenta número de massa (0) e número atômico (0), existem apenas duas leis da radioatividade:

a) 1ª Lei da Radioatividade

Representação da emissão de uma radiação alfa
Representação da emissão de uma radiação alfa

A 1ª lei da radioatividade trata da emissão de uma radiação alfa a partir do núcleo de um átomo. Como a radiação alfa apresenta número de massa igual a 4 e número atômico igual a 2, temos as seguintes alterações no núcleo do átomo:

  • Diminuição de 2 prótons e 2 nêutrons no núcleo do átomo.

  • Diminuição do número de massa em 4 unidades.

  • Diminuição do número atômico em 2 unidades.

Como há uma alteração no número de prótons no núcleo do átomo, sempre que uma radiação alfa é emitida, temos a formação de um novo elemento químico, cujo número atômico é duas unidades menor que o que deu origem a ele.

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A equação química que representa os eventos que ocorrem na primeira lei da radioatividade é:

ZXA2α4 + Z-2YA-4

Agora acompanhe um exemplo de um átomo emissor de radiação alfa:

Exemplo:

84Po2092α4 + 82Pb205

O Polônio apresenta número atômico 84 e número de massa 216. Ao emitir a radiação alfa, que apresenta número de massa 4 e número atômico 2, forma o elemento Chumbo, que, por sua vez, apresenta número atômico 82 e número de massa 212.

b) 2ª lei de Radioatividade

Representação da emissão de uma radiação beta
Representação da emissão de uma radiação beta

A 2ª Lei da radioatividade trata da emissão de uma radiação beta a partir do núcleo de um átomo. Como a radiação beta apresenta número de massa 0 e número atômico -1, temos as seguintes alterações no núcleo do átomo:

  • Aumento de 1 próton no núcleo do átomo.

  • Manutenção do número de massa.

  • Aumento do número atômico em 1 unidade.

Como há uma alteração no número de prótons do núcleo do átomo, sempre que uma radiação beta é emitida, temos a formação de um novo elemento químico, cujo número atômico é 1 unidade maior que o que deu origem a ele.

A equação química que representa os eventos que ocorrem na segunda lei da radioatividade é:

ZXA-1β0 + Z+1YA

Agora acompanhe um exemplo de um átomo emissor de radiação beta:

Exemplo:

92U238-1β0 + 93Np238

O Urânio apresenta número atômico 92 e número de massa 238. Ao emitir a radiação beta, forma o elemento Netúnio, que apresenta número atômico 93 e número de massa 238.

O número atômico aumenta em uma unidade e o número de massa não sofre alteração porque um nêutron transforma-se em um próton, um neutrino e beta, que é eliminada, como propõe a hipótese de Fermi:

0n11p1 + 00 + -1β0

Assim sendo, podemos concluir que a massa do nêutron era 1 e não sofreu alteração, pois o próton que ficou no núcleo também tinha número de massa 1. Já o número atômico aumentou uma unidade porque o próton formado permaneceu no núcleo, alterando, consequentemente, o número atômico.

* Créditos da imagem: Shutterstock e catwalker

Frederick Soddy propôs as leis da radioatividade *
Frederick Soddy propôs as leis da radioatividade *
Publicado por: Diogo Lopes Dias
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