Quando um átomo emite uma partícula alfa e em seguida duas partículas?

Quando o átomo do elemento Urânio (92U239) é transformado no átomo do elemento Plutônio (94Pu239), pode-se afirmar que foram emitidas:

a) duas partículas pósitron.

b) duas partículas dêuteron.

c) duas partículas gama.

d) duas partículas alfa.

e) duas partículas beta.

Analise a sequência de desintegração radioativa envolvendo quatro elementos proposta abaixo:

D → E → G → L

Se nessa desintegração forem emitidas, respectivamente, radiações beta, beta e alfa, qual par desses quatro elementos é de isótopos?

a) D e E

b) E e L

c) E e G

d) D e L

e) D e G

(UEL) Marie Sklodowka Curie, por seus trabalhos com a radioatividade e pelas descobertas de novos elementos químicos como o polônio e o rádio, foi a primeira mulher a ganhar dois prêmios Nobel: um de física, em 1903, e um de química, em 1911. Suas descobertas possibilitaram a utilização de radioisótopos na medicina nuclear. O elemento sódio não possui um isótopo radioativo na natureza, porém o sódio-24 pode ser produzido por bombardeamento em um reator nuclear. As equações nucleares são as seguintes:

12Mg24 + X → 11Na24 + 1H1

11Na24 → 12Mg24 + a

O sódio-24 é utilizado para monitorar a circulação sanguínea, com o objetivo de detectar obstruções no sistema circulatório. “X” e “a” são, respectivamente:

a) Raios X e partícula beta.

b) Raios X e partícula alfa.

c) Partícula alfa e raios gama.

d) Nêutron e raios gama.

e) Nêutron e partícula beta.

(FGV-SP) O uso do radioisótopo rutênio-106 (106Ru) vem sendo estudado por médicos da Universidade Federal de São Paulo no tratamento de câncer oftalmológico. Esse radioisótopo emite radiação que inibe o crescimento das células tumorais. O produto de decaimento radiativo do rutênio-106 é o ródio-106 (106Rh). (http://www.scielo.br/pdf/rb/v40n2/08.pdf. Adaptado)

A partícula emitida no decaimento do rutênio-106 é

a) Beta menos, β-.

b) Beta mais, β+.

c) Alfa, α.

d) Gama, γ.

e) Próton, p.

Letra e). Como podemos observar, tanto o Urânio quanto o Plutônio apresentam a mesma massa (239). A diferença entre eles é de duas unidades no número atômico (92 e 94).

Como a única modificação está no número atômico, podemos afirmar que a radiação emitida foi beta, porque ela é a única capaz de mudar (aumentando) o número atômico e manter o número de massa.

Letra d). Vamos considerar o número atômico de D igual a x. Ao emitir beta, ele se transforma em E, cujo número atômico é x+1 (a emissão de beta eleva em uma unidade o número atômico que havia em D). Quando E emite uma nova radiação beta, transforma-se no elemento G, cujo número atômico é x+2 (a emissão de beta eleva em uma unidade o número atômico que havia em E). Por fim, quando G emite uma radiação alfa, forma o elemento L, cujo número atômico é x (emissão de alfa diminui em duas unidades o número atômico que havia em G). Logo, D e L são isótopos.

Letra e). O a é uma radiação beta porque, ao analisar a equação nuclear fornecida, percebemos que o número de massa permaneceu inalterado, mas o número atômico subiu uma unidade (características de uma emissão beta).

O X é o nêutron porque a soma dos números atômicos, do lado direito da seta, é doze, valor já existente do lado esquerdo. Assim, a partícula X não poderia ter número atômico. Já a soma do número de massa do lado esquerdo da seta é 25, mas, no lado direito, há 24 de massa. Por isso, a partícula X deve ter número de massa 1. Todas essas características de numero atômico e de massa são do nêutron.

Letra a). Analisando a Tabela Periódica, vemos que o número atômico do Rutênio é 44, e o número atômico do Ródio é 45. Como o exercício informa que o Rutênio transformou-se em Ródio, mantendo a massa atômica, mas elevando o número atômico em uma unidade, a partícula emitida só pode ser a beta, haja vista que, quando ela é emitida, forma um novo elemento com uma unidade maior de número atômico e a mesma massa.

A primeira lei de Soddy diz que quando um átomo emite uma partícula alfa, seu número de massa diminui quatro unidades e seu número atômico diminui duas unidades.

As emissões radioativas provocam transformações na estrutura do átomo original, mas essas modificações e decaimentos radioativos ocorrem segundo algumas leis básicas que foram estudadas principalmente por Ernest Rutherford e Frederick Soddy.

Soddy determinou exatamente o que ocorre quando um núcleo instável de um elemento radioativo emite uma partícula alfa, que é uma das três emissões radioativas naturais (as outras duas são as emissões beta e gama). Assim, ele elaborou a primeira lei da radioatividade, conhecida também como primeira lei de Soddy. Essa lei diz o seguinte:

Quando um átomo emite uma partícula alfa (α), ele transforma-se em outro átomo com o número de massa (A) quatro casas menor e com o número atômico (Z) duas casas menor.

Isso acontece porque, conforme explicado no texto Emissões radioativas alfa, beta e gama, a radiação alfa é igual a um núcleo de hélio, ou seja, é formada por dois nêutrons e dois prótons. Além disso, ela é representada da seguinte forma: 24α.

É necessário ressaltar que o número de massa (A) corresponde à soma dos prótons e dos nêutrons que existem no núcleo atômico (A = p + n) e, na representação dos elementos químicos, aparece na parte superior do símbolo do elemento (AX). Já o número atômico (Z) é o mesmo que o número de prótons (Z = p) e aparece na parte inferior do símbolo do elemento (ZX).

Portanto, genericamente, a primeira lei de Soddy pode ser representada pela seguinte equação nuclear:

ZAX → 24α + Z-2A-4Y

Isso significa que quando um elemento radioativo emite uma partícula 24α, o elemento obtido fica duas casas à esquerda dele na Tabela Periódica.

Por exemplo, o decaimento α do isótopo 235 do elemento urânio está representado a seguir:

92235U →24α + 90231Th

Veja que o número de massa do tório (231) é exatamente quatro casas menor que o do urânio (235), e o número atômico do tório (90) é duas casas menor que o do urânio (90). Observe também que ocorre a conservação do número de massa e do número atômico do início ao fim do processo. Para entender, considere a seta na equação nuclear acima como se fosse “igual”, assim, teremos:

Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;)

A: 235 = 4 + 231
Z: 92 = 2 + 90

Desse modo, é possível determinar os valores do número de massa ou do número atômico do elemento inicial e do elemento obtido ou mesmo descobrir qual foi a radiação emitida. Veja um exemplo:

Complete as equações nucleares a seguir:

a).... → 82207Pb + 24α

b)94239Pu → 92235U + ….

c) 89227Ac → …. + 24α

Resolução:

a).... → 82207Pb + 24α
A = 207 + 4 → A = 211;
Z = 82 + 2 → Z = 84.

O elemento inicial que sofreu o decaimento α é 84211Po, logo, a equação nuclear fica assim:

84211Po → 82207Pb + 24α

b)94239Pu → 92235U + ….
A: 239 = 235 +A → 239 – 235 = A → A = 4;
Z: 94 = 92 + Z→ 94 – 92 = Z → Z = 2;

A emissão que tem número de massa 4 e carga nuclear 2 é a partícula 24α, portanto, a equação nuclear fica assim:

94239Pu → 92235U + 24α

c) 89227Ac → …. + 24α
A: 227 = A + 4 → A = 227 – 4 → A = 223;
Z: 89= Z + 2 → Z = 89 – 2 → Z = 87.

O elemento obtido por meio desse decaimento α é 87223Fr, desse modo, a equação nuclear fica assim:

89227Ac → 87223Fr + 24α

Veja que em todos os casos o elemento obtido fica realmente duas casas à esquerda do elemento original:

* Crédito editorial da imagem: rook76 /shutterstock.com.

Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química

Por Jennifer Rocha Vargas Fogaça

Quando um átomo emite uma partícula alfa e em seguida?

O que acontece quando um átomo radioativo emite partícula alfa e beta?

Quando um átomo emite uma partícula α seu Z aumenta 2 unidades e seu A aumenta 4 unidades?

Quando um núcleo emite uma partícula alfa?