O decaimento radioativo é um dos assuntos que mais cai na prova de química do Enem. Você está preparado para responder às questões sobre esse assunto?
Assim como química orgânica e eletroquímica, a radioatividade é uma das temáticas mais cobradas na prova de Ciências da Natureza, incluindo o efeito conhecido como decaimento.
Dessa forma, para garantir uma boa nota no Enem e conquistar a vaga desejada, é preciso estudar bastante esse tema! Continue lendo para saber mais sobre decaimento radioativo e riscá-lo da sua lista de assuntos pendentes.
Aqui você vai ver:
O que estuda a radioatividade
O decaimento radioativo (ou tempo de meia-vida)
Os 3 tipos de decaimento radioativo
A lei de decaimento radioativo
Os elementos radioativos da tabela periódica
Fórmulas de decaimento radioativo
Conclusão
O que estuda a radioatividade
A radioatividade estuda um fenômeno que acontece durante a emissão espontânea de partículas ou ondas por um núcleo instável.
Essas emissões são chamadas de radiações, que se transformam em outro núcleo mais estável que o seu de origem.
Como a radioatividade é um fenômeno nuclear, fatores químicos e físicos não podem influenciar sua emissão — como elementos, pressão e temperatura.
Na verdade, apenas a instabilidade do núcleo atômico é responsável pelo fenômeno.
>>> Leia mais: Estequiometria no Enem: conceitos, cálculo e exercícios para praticar
O decaimento radioativo (ou tempo de meia-vida)
O decaimento radioativo é o nome dado justamente ao rompimento dos núcleos devido à instabilidade atômica.
O rompimento é provocado após a eliminação de radiações alfa e beta. Como explicamos anteriormente, após esse efeito, o átomo se transforma em um novo núcleo.
A instabilidade acontece quando a combinação do número de prótons e do número de nêutrons internos do modelo atômico não consegue se estabilizar.
Ademais, independente do átomo, o núcleo será instável se o número de prótons for igual ou superior a 84.
A seguir, apresentamos os tipos de decaimento radioativo.
>>> Leia mais: Tudo o que você precisa saber sobre ligações químicas [Química no Enem]
Os 3 tipos de decaimento radioativo
O decaimento radiativo envolve três tipos diferentes de radiações — alfa, beta e gama — e, consequentemente, acontece de três formas diferentes.
Descubra a seguir quais são elas!
Decaimento alfa
O decaimento alfa ocorre quando o átomo instável elimina uma radiação alfa, que possui as seguintes características:
- Composta por dois prótons e dois nêutrons;
- Número de massa igual a 4;
- Número atômico igual a 2;
- Baixo poder de penetração na matéria;
- Deslocamento igual a 10% da velocidade da luz.
Além disso, após a eliminação, um novo átomo/núcleo é formado, com número atômico de duas unidades menor que o do átomo originário e número de massa quatro unidades menor.
Decaimento beta
A radiação beta é formada por um elétron criado através da conversão de um nêutron em próton — neutrino e beta. Além disso, esse tipo de radiação apresenta as seguintes características:
- Não possui número de massa;
- Número atômico igual a -1;
- Deslocamento igual a 90% da velocidade da luz;
- Poder intermediário de penetração na matéria.
Quando o núcleo atômico instável elimina uma radiação com essas características, ocorre o decaimento beta, formando um novo átomo com:
- Número atômico de uma unidade maior que o átomo de origem;
- Número de massa igual ao do átomo de origem.
Decaimento gama
Por fim, temos o decaimento gama, que não provoca mudanças no átomo, dado que a radiação gama não apresenta massa nem número atômico.
Dessa forma, quando o núcleo elimina essa radiação, o número de prótons e nêutrons internos continua o mesmo — não havendo a transformação ou criação de outro átomo.
Outras características da radiação gama são:
- Formada a partir das emissões alfa e beta;
- Não possui partículas;
- Apresenta deslocamento igual a 100% da velocidade da luz;
- Possui maior poder de penetração na matéria.
A lei de decaimento radioativo
De acordo com a lei de decaimento radioativo, a probabilidade, por unidade tempo, de que um núcleo entre em decaimento é uma constante, que independe do tempo.
Essa constante recebe o nome de constante de decaimento, sendo representada pela letra grega λ (lambda).
Cada núcleo possui sua probabilidade constante, fazendo com que existam várias taxas de decaimento — mas fique tranquilo, pois normalmente as questões oferecem esse valor se for necessário.
>>> Leia mais: Tudo o que você precisa saber sobre ligações químicas [Química no Enem]
Os elementos radioativos da tabela periódica
Os elementos radioativos são aqueles capazes de emitir radiação e, consequentemente, sofrem o efeito do decaimento radioativo apresentado ao longo do conteúdo.
Na tabela periódica, existem cerca de 90 elementos radioativos, os principais são:
- Carbono (6C)
- Césio (137Cs)
- Cobalto (27Co)
- Estrôncio (38Sr)
- Iodo (53I)
- Plutônio (94Pu)
- Rádio (88Ra)
- Polônio (84Po)
- Astato (85At)
- Radônio (86Rn)
- Frâncio (87Fr)
- Rádio (88Ra)
- Actínio (89Ac)
- Tório (90Th)
- Protactínio (91Pa)
- Urânio (92U)
Fórmulas de decaimento radioativo
O fenômeno do decaimento radioativo pode ser observado através de algumas fórmulas. Conheça cada uma abaixo:
Velocidade de desintegração (V)
A velocidade de desintegração pode ser extraída através da quantificação da variação da quantidade de átomos radioativos (Δn) em determinado intervalo de tempo (Δt).
V = Δn / Δt
Constante radioativa (C)
Esse valor é descoberto através da relação entre a quantidade de átomos de um material radioativo com sua velocidade de desintegração.
V = C × n0
Nessa fórmula, n0 representa o número inicial de átomos na amostra radioativa avaliada.
Intensidade radioativa (i)
Para descobrir a intensidade radioativa (i) é preciso multiplicar a constante radioativa (C) e a constante de Avogadro (n) — igual a (6,02 x 10²³).
i = C × n
Esse valor está relacionado à quantidade de partículas alfa e beta emitidas por um isótopo radioativo durante determinado período de tempo.
Vida média (Vim)
A vida média (Vim) do decaimento radioativo significa o tempo que um número elevado de átomos necessita para se desintegrar.
Vim =1 / C
Lembrando que Vida Média (Vim) não é a mesma coisa que Velocidade (V)! Então, durante a prova, tenha bastante cuidado para não confundir essas duas fórmulas.
Conclusão
O decaimento radioativo é um fenômeno importante, sendo um dos mais cobrados no Enem.
Então, durante a sua preparação para o exame, não esqueça de incluir esse assunto em seu planejamento.
Estude a teoria por trás do decaimento radioativo e faça o máximo de questões possíveis.
Lembre-se: o treinamento é seu maior aliado durante a preparação para o Enem, inclusive nos estudos da matéria de química!
