Radiações e descobertas históricas

3ª SÉRIE DO ENSINO MÉDIO
QUÍMICA
PRIMEIRA E SEGUNDA LEI DA RADIOATIVIDADE

⮚Identificar as emissões radioativas alfa, beta e gama, bem como suas
características e aplicações.
HABILIDADE
Lista de atividades referente ao dia 10 de novembro de 2021.
SEMANA 35

Histórico
Raio X
1895 - físico alemão Wilheelm
Conrad Rontgen

Histórico
Raio X
1895 - físico alemão
Wilheelm Conrad Rontgen
No fim da tarde de 8 de novembro de 1895, quando todos haviam encerrado a jornada de
trabalho, o físico alemão Wilhelm Conrad Roentgen (1845-1923) continuava no seu
pequeno laboratório, sob os olhares atentos do seu servente. Enquanto Roentgen, naquela
sala escura, se ocupava com a observação da condução de eletricidade através de um tubo
de Crookes, o servente, em alto estado de excitação, chamou-lhe a atenção: "Professor,
olhe a tela!".
Disponível
em:
http://gg.gg/wmlmt.
Acesso
em:
05
nov.
2021
.
Disponível em: : http://gg.gg/wmlt9. Acesso em: 05 nov. 2021.

Nas proximidades do tubo de vácuo havia uma tela coberta com platinocianeto de bário,
sobre a qual projetava-se uma inesperada luminosidade, resultante da fluorescência do
material. Roentgen girou a tela, de modo que a face sem o material fluorescente ficasse
de frente para o tubo de Crookes; ainda assim ele observou a fluorescência. Foi então que
resolveu colocar sua mão na frente do tubo, vendo seus ossos projetados na tela.
Roentgen observava, pela primeira vez, aquilo que passou a ser denominado raios X.
Histórico

Histórico
Raio X
Wilheelm Conrad
Rontgen
Descoberta da
radioatividade
1896 - Henri Becquerel

Histórico
Descoberta da radioatividade
Quase todos já ouviram falar sobre a descoberta da radioatividade, que é um fenômeno
pelo qual os núcleos atômicos sofrem transformações e emitem radiações, podendo,
nesse processo, formar novos elementos químicos. Costuma-se dizer que esse fenômeno
foi descoberto, acidentalmente, por Henri Becquerel, em 1896. Tudo aconteceu porque
Becquerel guardou, em uma gaveta, um composto de urânio juntamente com uma chapa
fotográfica, havendo depois revelado a chapa e notado nela os sinais da radiação.

Histórico
Raio X
Wilheelm Conrad
Rontgen
Ra e Po
1898 - Pierre Curie
e Marie Curie
Descoberta da
radioatividade

Histórico
Ra e Po
1898 - Pierre Curie e
Marie Curie
Marie Curie foi a primeira pessoa a receber o prêmio Nobel duas vezes, um em Física, ao
demonstrar a existência da radioatividade natural em 1903, e o outro em Química, pela
descoberta de dois novos elementos químicos em 1911.
No ano de 1898, Marie e Pierre Curie apresentam ao mundo científico a descoberta de
dois novos elementos químicos, o polônio e o rádio. Com essas pesquisas, Pierre, em
particular, verificou que a radiação podia matar células de tecido doente, ou seja, iniciou
o estudo da radioterapia.

Histórico
Raio X
1895 - físico alemão Wilheelm
Conrad Rontgen
Ra e Po
Marie Curie
α e β
1899 - Ernest
Rutherford

Histórico
Radiação α e β
1899 - Ernest Rutherford
Em 1899, Ernest Rutherford descobriu que os compostos de urânio produzem três tipos
diferentes de radiação. Ele separou as radiações de acordo com seu poder de penetração e
chamou-as radiação alfa, beta e gama. A radiação alfa pode ser bloqueada por uma folha
de papel. Posteriormente, Rutherford descobriu que a radiação alfa era constituída de
núcleos de átomos de hélio (He) em alta velocidade. Partículas beta foram posteriormente
identificadas como elétrons em alta velocidade. Cerca de 6 mm de alumínio são
necessários para parar a maioria das partículas beta. Vários centímetros de chumbo podem
ser necessários para bloquear os raios gama, que descobriu-se são fótons de alta energia.

Histórico
Raio X
Wilheelm Conrad
Rontgen
Ra e Po
Marie Curie
Radiação α e β
1899 - Ernest
Rutherford
Radiação γ
1900 - Villard

Histórico
Radiação γ
1900 – Villard
Os raios γ foram descobertos em 1900 pelo físico e químico francês Paul Villard quando
estudava a radiação emitida por uma amostra de rádio. A radiação emitida incidia numa
placa fotográfica protegida por uma fina camada de chumbo, suficiente para travar o
avanço das partículas α.

Histórico
Fonte:
http://gg.gg/wmplp.
Quem foi Frederick Soddy?
Frederick Soddy foi um químico inglês que nasceu em
Eastbourne, Sussex no dia 2 de setembro de 1877, tendo
falecido em Brighton a 22 de setembro de 1956.
Um dos principais cientistas dos estudos das emissões radioativas foi Frederick Soddy,
assim, ele elaborou a primeira e segunda lei da radioatividade.

Primeira lei da radioatividade
“Quando um átomo sofre um decaimento alfa (α), o seu número atômico (Z) diminui
duas unidades e o seu número de massa (A) diminui quatro unidades”.
α
4
2 B
x-4
y-2
A
x
y
+
=
De modo genérico, pode-se representar no seguinte formato:

Segunda lei da radioatividade
“Quando um átomo emite uma partícula beta, seu número atômico (Z) aumenta uma
unidade e seu número de massa (A) permanece o mesmo.”
De modo genérico, pode-se representar no seguinte formato:
β
0
-1
B
x
y+1
A
x
y
+
=

Exemplo
α
4
2 Pb
207
82
P
o
211
84 +
=
β
0
-1
+
=
Th
231
90 P
a
231
91

Poder de penetração das emissões radioativas
Fonte:
http://gg.gg/wmq29.
α: folha de papel, pele.
β: chapa de metal,
músculo.
γ: placa de chumbo ou
concreto grosso, órgãos.

Atividade 01
(FGV-SP-adaptada) Leia o texto a seguir.
Deverá entrar em funcionamento em 2017, em Iperó, no interior de São Paulo, o Reator
Multipropósito Brasileiro (RMB), que será destinado à produção de radioisótopos para
radiofármacos e também para produção de fontes radioativas usadas pelo Brasil em larga
escala nas áreas industrial e de pesquisas. Um exemplo da aplicação tecnológica de
radioisótopos são sensores contendo fonte de amerício-241, obtido como produto de
fissão. Ele decai para o radioisótopo neptúnio-237 e emite um feixe de radiação. Fontes
de amerício-241 são usadas como indicadores de nível em tanques e fornos mesmo em
ambiente de intenso calor, como ocorre no interior dos altos fornos da Companhia
Siderúrgica Paulista (COSIPA).
Disponível em: http://gg.gg/waoth. Acesso em: 20 out. 2021

Continuação da Atividade 01
A produção de combustível para os reatores nucleares de fissão envolve o processo de
transformação do composto sólido UO2 ao composto gasoso UF6 por meio das etapas:
I. UO2(s) + 4 HF(g) → UF4(s) + 2 H2O(g);
II. UF4(s) + F2(g) → UF6(g).
No decaimento do amerício-241 a neptúnio-237, há emissão de
(A) nêutron.
(B) próton.
(C) partícula alfa.
(D) radiação beta.
(E) pósitron.
(C) Partícula alfa.

Resposta é a letra (C), partícula alfa.
Observando o decaimento do Amerício-241 a neptúnio-237, temos uma diferença de
quatro unidades em relação às duas massas citadas. Assim, podemos afirmar que a
radiação emitida pelo Amerício para transformar-se em Neptúnio foi a radiação alfa, já
que é a única radiação que apresenta um número de massa igual a 4.

Atividade 02
Sabendo-se que o Urânio utilizado em uma usina nuclear, como a de Fukushima, no
Japão, é um material que sofre decaimento radioativo a partir da emissão de partículas
alfa (2α4), qual seria a massa do novo elemento formado a partir da emissão de uma
partícula alfa pelo Urânio (92U235)?
(A) 231
(B) 87
(C) 88
(D) 89
(E) 90
(A) 231

Resposta é a letra (A) 231.
De acordo com a Primeira Lei da Radioatividade, quando um átomo (nuclídeo) emite
uma radiação alfa, ele forma um novo nuclídeo que apresenta uma massa com quatro
unidades a menos e um número atômico com duas unidades a menos que o nuclídeo que
o originou.
92U235 → 90X231 + 2α4
Como o número atômico do nuclídeo inicial é 235, ao emitir a radiação alfa (cujo
número de massa é 4), formará um novo nuclídeo de número de massa igual a 231.

Atividade 03
(Mackenzie-SP/2011-adaptada) Leia o texto a seguir.
Ano Internacional da Química. A UNESCO, em conjunto com a IUPAC, decidiu instituir,
em 2011, o Ano Internacional da Química, tendo, como meta, promover, em âmbito
mundial, o conhecimento e a educação química em todos os níveis. Além da celebração
dos inúmeros benefícios da Química para a humanidade, o ano de 2011 também coincide
com o centésimo aniversário do recebimento do prêmio Nobel de Química por Marie
Curie, celebrando a contribuição das mulheres à ciência. Marie Curie e seu marido Pierre
Curie descobriram, em 1898, o elemento químico radioativo Polônio, de número atômico
84, que foi batizado com esse nome em homenagem a Polônia, pátria de origem de Marie
Curie.

Continuação da atividade 03
O elemento químico polônio tem 25 isótopos conhecidos, com números de massa que
variam de 194 a 218. O Po-210 é o isótopo natural mais comum, com um período de meia-
vida de 134,8 dias, e sua reação de decaimento produz o chumbo (Pb-206). O decaimento
do Po-210 a Pb-206 é corretamente expresso pela equação
(A) 210Po84 → 206Pb82 + 2α4
(B) 210Po84 → 206Pb82 + -1β0
(C) 84Po210 → 206Pb82 + 2α4 + -1β0
(D) 84Po210 → 82Pb206 + 2α4
(E) 84Po210 → 82Pb206 + -1β0
(D) 84Po210 → 82Pb206 + 2α4

Resposta é a letra (D), 84Po210 → 82Pb206 + 2α4
De acordo com a Primeira Lei da Radioatividade, quando um átomo (nuclídeo) emite
uma radiação alfa, ele formará um novo nuclídeo que apresenta uma massa com quatro
unidades a menos e um número atômico com duas unidades a menos que o do nuclídeo
que o originou. Lembrando que o número atômico é representado à esquerda, na parte
inferior, da sigla do elemento (ZX), e o número de massa fica, na parte de cima, à
esquerda ou à direita da sigla (XA ou AX). Assim, a equação radioativa envolvendo o
Polônio, cuja massa é 210, é 84Po210 → 82Pb206 + 2α4.

Atividade 04
Durante os estudos realizados com a radiação, Marie Curie observou que novos elementos
químicos podem ser formados por meio do que ele denominou de decaimento radioativo.
Nesse decaimento, o núcleo de um átomo emite, por exemplo, radiação alfa e forma um
novo elemento com números de massa e atômico diferentes do átomo que o originou.
Assim, se partirmos do nuclídeo Polônio, qual será o número atômico e o nome do novo
elemento formado quando o Polônio emitir uma radiação alfa?
(A) 85, o astato.
(B) 82, o chumbo.
(C) 84, o polônio.
(D) 86, o radônio.
(E) 83, o bismuto.
Disponível em: http://gg.gg/waoth. Acesso em: 20 out. 2021.
(B) 82, o chumbo.

Disponível em: http://gg.gg/waoth. Acesso em: 20 out. 2021.
Resposta é a letra (B), 82, o chumbo.
De acordo com o enunciado, partiremos do nuclídeo polônio (84Po), que emitirá uma
radiação alfa e formará um novo elemento com um número atômico duas unidades a
menos que o Polônio, ou seja, 82. Analisando a tabela periódica, observarmos, facilmente,
que o elemento cujo número atômico é 82 é o Chumbo.
84Po210 → 82X206 + 2α4

Raio X. Disponível: https://www.if.ufrgs.br/tex/fis142/fismod/mod06/m_s01.html. Acesso em: 27 maio 2021.
Descoberta da radioatividade. Disponível: https://www.if.ufrgs.br/tex/fis142/fismod/mod06/m_s02.html. Acesso em: 27 maio 2021.
Descoberta do Ra e Po. Disponível: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/maria-curie-descoberta-radioatividade.htm. Acesso em: 27 maio 2021.
Descoberta da radiação α e β. Disponível: https://portal.if.usp.br/fnc/pt-br/p%C3%A1gina-de-livro/radioatividade. Acesso em: 27 maio 2021.
Descoberta da radiação γ. Disponível: https://www.fc.up.pt/pessoas/jfgomes/pdf/vol_2_num_4_110_art_radiacaoGama.pdf. Acesso em: 27 maio 2021.
REFERÊNCIAS

Governo do Estado de Goiás
Ronaldo Ramos Caiado
Secretária de Educação do Estado
Aparecida de Fátima Gavioli Soares Pereira
Superintendência de Ensino Médio
Osvany da Costa Gundim Cardoso
Gerente de Produção de Material para o Ensino Médio
Vanuse Batista Pires Ribeiro
Elaborador do Material de Química
Renan Ziemann Wilhems

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