Estrutura da materia

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CAPITULO 2
ESTRUTURA DA MATERIA E RADIOATIVIDADE
2.1 ESTRUTURA DA MATERIA
O átomo é a menor unidade de matéria que conserva a identidade de um elemento
químico. Ele é formado por um núcleo, localizado na região central e por uma eletrosfera
na qual orbitam os elétrons. O elétron tem a carga elétrica negativa e de mesmo valor da
carga do próton e massa igual a 1/1840 vezes a massa do próton.Os elétrons se distribuem
em camadas de tal modo que cada camada acomoda um número definido de elétrons.

Elétron
tro
(tam an ho de uma mo sca)
ma
ca)

100 m
Núcleo 1 cm
Nú cleo
(bola de gud e)

Áto mo 1 0.000x
mo .0

Campo de futebol comparado as dimensões da estrutura do átomo.
Cada elétron está ligado ao núcleo pela força de atração entre as cargas positivas do
núcleo e asua carga negativa. A energia consumida neste acoplamento se denomina
energia de ligação. Para elementos de número atômico elevado a energia de ligação dos
elétrons próximos ao núcleo é muito alta, atingindo a faixa de 100keV, enquanto que a dos
elétrons mais externos é da ordem de eV.
O núcleo atômico é constituído de prótons e nêutrons. O próton tem carga elétrica
positiva e igual a 1,60 x10-19 C e massa aproximadamente igual a uma unidade de massa
atômica (1,67 x 10-27 kg). O número de prótons no átomo é chamado de Número Atômico,
e é designado pelo símbolo Z. O número de prótons determina as propriedades do átomo e,
portanto define o elemento.
A possibilidade que cada um desses elementos tem de combinar-se com átomos da
mesma (ou de outra) espécie para formar as moléculas doscompostos químicos depende do
seu numero atômico Z. Os responsáveis por ligações entre os elementos químicos são os
elétrons. Para cada eletron corresponde um próton no núcleo.
O nêutron é uma partícula sem carga e com massa aproximadamente igual a uma
unidade de massa atômica.

1

Quando se considera a massa do átomo a massa do elétron é desprezada de modo que a
massa atômicacorresponde ao número total de prótons e nêutrons no núcleo e é designada
pelo símbolo A.
Embora todos os átomos de um dado elemento contenham o mesmo número de prótons,
eles podem conter diferentes números de nêutrons. Estas diferentes formas de um elemento
são chamadas isótopos.
Isótopos são nuclídeos com mesmo número
atômico e diferentes números de massa. Ex: O
131
I tem 53 prótons e 78 neutrons,enquanto que
o 127I tem 53 prótons e 74 neutrons.
Muitos elementos ocorrem naturalmente
como uma mistura de isótopos enquanto que
alguns isótopos são produzidos pelo bombardeio
de um núcleo natural por partículas nucleares,
por exemplo, neutrons. Estes isótopos artificiais
são instáveis e decaem emitindo radiação.
Isótopos
2.2 RADIOATIVIDADE
A estabilidade de um núcleo é garantida peloequilíbrio entre as forças nucleares e
de repulsão eletrostática. Quando há um desequilíbrio entre estas forças, ocorre a
instabilidade do núcleo. Nesta situação, o núcleo que se encontra em estado instável
procura atingir o estado de maior estabilidade emitindo partículas ou radiações
eletromagnéticas. A este fenômeno de
transmutação dos núcleos instáveis chama-se
radioatividade. Nesteprocesso podem ser
emitidas partículas alfa (α), beta (β), ou radiação
gama (γ). O modo de decaimento depende do tipo
de instabilidade nuclear, que é dado pela relação
entre o número de nêutrons e o número de
prótons. No fenômeno de desintegração radioativa
os núcleos produtos podem ser formados no
estado instável ou estável. Se os produtos são
estáveis, então decairão produzindo outro núcleoque pode também ser radioativo e assim
sucessivamente. Este processo pode continuar ao
longo de vários estágios até que se forme um
núcleo estável
Decaimento radioativo

2

Gráfico do decaimento radioativo (# átomos radioativos X meia-vida)
O decaimento de um dado
átomo é um evento puramente
aleatório (randômico), isto é, não é
possível prever o instante em que o
átomo irá decair,...
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