Nucleossintese dos elementos quimicos

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Química dos Elementos – 2o. semestre 2012 Respostas - Roteiro para estudo 1 PRIMEIRA PARTE



Quais são as partículas subatômicas que possuem relevância para o entendimento da nucleosíntese dos elementos químicos? As partículas que possuem relevância para o entendimento da nucleossíntese dos elementos químicos estão ilustradas na tabela abaixo:



Entre as partículas referenciadas na questãoanterior, qual é a de maior massa e maior carga? Qual foi sua importância para a construção dos modelos atômicos? A partícula de maior massa é maior carga é a Partícula α. Em 1908, Rutherford realizou uma famosa experiência, na qual bombardeou com partículas alfa uma folha de ouro delgadíssima. Verificou que a grande maioria das partículas atravessava a folha sem se desviar. Concluiu, com basenessas observações e em cálculos, que os átomos de ouro - e, por extensão, quaisquer átomos - eram estruturas praticamente vazias, e não esferas maciças. Numa minúscula região de seu interior estaria concentrada toda a carga positiva, responsável pelo desvio de um pequeno número de partículas alfa.



O que é radiação ( γgama)? Como pode ser gerada? Em que faixa de energia encontra-se essa radiação?Comparando a radiação γcom os raios-X, qual é mais nocivo aos seres vivos? Porque? A radiação gama é formada por ondas eletromagnéticas emitidas por núcleos instáveis logo em seguida à emissão de uma partícula Alfa ou Beta. Assim como os raios gama, os raios-x são extremamente penetrantes, tem pequeno comprimento de onda e altíssima velocidade. Os raios-X

não vem do núcleo atômico como os raiosGama. Para obter-se raios-X, uma máquina acelera elétrons e os faz colidir um contra uma placa de chumbo, ou outro material. Na colisão os elétrons perdem energia cinética, ocorrendo transformação em calor e em raios-x. Os raio-X tem valores de energia um pouco menor que o dos raios gama, portanto, podem ser utilizados de forma benéfica em Radioterapias e Diagnósticos com Radiografia. As emissõesnucleares de raios gama podem degradar as células, causando até reações químicas nocivas que causam uma divisão celular acelerada, que, com o tempo, pode gerar a formação de tumores, anemias e mutações genéticas.



Quais foram os primeiros elementos a se formarem no Universo após o Big Bang? Cerca de duas horas após o início do universo a temperatura havia caído tanto que a maioria da matériaestava na forma de átomos de hidrogênio (89%) e de átomos de hélio (11%). Entretanto as reações nucleares formaram uma grande coleção de outros elementos e têm imensamente enriquecido a variedade de matéria no universo.



Porque a fusão nuclear de átomos mais leves começaram a ocorrer nas primeiras estrelas? Inicialmente formaram-se nuvens de gás em contração por ação gravitacional, com a contínuacompressão houve um aquecimento e um aumento na densidade, devido ao extremo aquecimento iniciaram as reações de fusão nuclear nas estrelas.



A queima do hidrogênio em uma estrela jovem ocorre por um mecanismo denominado próton-próton (pp), que está resumido abaixo, sendo que na primeira etapa (a) forma-se um núcleo de deutério. (a) (b) (c) .Responda:



Porque na etapa (b) há liberação deradiação gama enquanto que na etapa (c) não há? Porque ou deutério produzido na etapa (a) se fusiona com outro próton na etapa (b) para produzir
3

He e um nêutron. Nesse processo se perde uma quantidade de massa que se converte em

energia, liberando assim a radiação gama.



Nesta cadeia de reações é possível a formação de 7Be a partir dos isótopos do hélio. Escreva a equação balanceada destareação. É possível a formação de 7Be a partir de 3He e de 4He como mostra a equação:
3

2

He + 2 He → 4 Be + γ

4

7



A nucleossíntese do Carbono ocorre a partir da queima do Hélio, quando praticamente todo hidrogênio da estrela já foi consumido. Escreva as equações que levam à formação do carbono.

p + p → d + e+ + νd + p → 3He + γ3He + 3He → 4He + 2p
4

He + 4He → 8Be Be + 4He → 12C

8

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