Radioatividade
Alguns núcleos são instáveis e se desfazem sozinhos, emitindo radiação até virar outro elemento. É assim que se data um fóssil — e é assim que funciona uma usina nuclear.
Por que um núcleo decai
A busca pela estabilidade
Dentro do núcleo, os prótons (todos positivos) se repelem. O que os mantém juntos é uma força nuclear potentíssima, ajudada pelos nêutrons, que agem como uma "cola".
Quando a proporção entre prótons e nêutrons sai do equilíbrio — ou o núcleo fica grande demais (acima de Z = 83) — ele se torna instável. Para se estabilizar, emite radiação: é o decaimento radioativo.
Repare no ponto mais surpreendente: ao emitir alfa ou beta, o Z muda — o átomo vira outro elemento. É a transmutação que os alquimistas sonhavam.
As três emissões
Simulador: emissões e meia-vida
Veja o núcleo se transformar — e a amostra encolher
Núcleo original
Z = 92
A = 238
→
⁴₂He
Novo núcleo
Z = 90
A = 234
Variação de Z
-2
Variação de A
-4
Uma folha de papel já barra.
Um núcleo de hélio (2 prótons + 2 nêutrons) é ejetado. É pesada e com carga +2.
Núcleos instáveis decaem, emitindo radiação até virar algo estável. A alfa tira 2 prótons e 2 nêutrons; a beta converte um nêutron em próton (Z sobe 1); a gama é só energia e não muda o núcleo. A meia-vida é o tempo para a amostra cair pela metade — e esse ritmo não muda com temperatura nem pressão.
O que observar
Em Emissões, o padrão é o urânio-238: emitindo alfa, ele vira Z = 90, A = 234 — tório!
Troque para beta: o A não muda e o Z sobe 1. Já a gama não muda nada — só libera energia.
Em Meia-vida: 80 g com meia-vida 5 e tempo 15 → passaram 3 meias-vidas, sobram 10 g (80 → 40 → 20 → 10).
A meia-vida
O relógio dos átomos
Não dá para saber quando um átomo específico vai decair — é aleatório. Mas, numa amostra com trilhões deles, o comportamento é perfeitamente previsível.
A meia-vida é o tempo para metade da amostra decair. E o processo se repete: a cada meia-vida, sobra metade do que havia.
A conta na prática
Partindo de 80 g, a cada meia-vida:
Repare: a amostra nunca chega a zero — só vai caindo pela metade.
Radioatividade no mundo real
Dos fósseis à medicina
Datação por C-14
Seres vivos absorvem C-14. Ao morrer, ele decai com meia-vida de 5730 anos — medir quanto restou revela a idade.
Medicina nuclear
Isótopos como o iodo-131 diagnosticam e tratam doenças; a radioterapia combate tumores.
Usinas nucleares
A fissão do urânio-235 libera energia enorme, usada para gerar eletricidade.
Irradiação de alimentos
Raios gama matam microrganismos e aumentam a validade — sem tornar o alimento radioativo.
Exemplos resolvidos
Decaimento passo a passo
Emissão alfa
O U-238 (Z=92) emite uma partícula alfa. Qual o novo Z e A?
alfa: Z − 2, A − 4
92 − 2 = 90 · 238 − 4 = 234
Emissão beta
Um núcleo com Z=6 e A=14 emite beta. E agora?
beta: Z + 1, A não muda
6 + 1 = 7 · A = 14
Meia-vida
80 g de um isótopo com meia-vida de 5 anos. Quanto sobra após 15 anos?
n = 15 ÷ 5 = 3 meias-vidas
m = 80 ÷ 2³ = 80 ÷ 8
Quantas meias-vidas
Uma amostra caiu para 1/8 da massa. Quantas meias-vidas passaram?
1/2 → 1/4 → 1/8
2³ = 8
Erros que todo mundo comete
Cuidados com radioatividade
⚠️ Achar que a beta muda a massa
Na beta o A não muda: um nêutron virou próton, e o total (p + n) continua o mesmo. Só o Z sobe 1.
⚠️ Dobrar o tempo = metade da massa
O decaimento é exponencial, não proporcional. Em 2 meias-vidas sobra 1/4, não zero.
⚠️ Confundir irradiar com contaminar
Um alimento irradiado não fica radioativo — só recebeu radiação. Contaminação é ter material radioativo junto.
Estrutura atômica
Você completou o aprofundamento! 🎉
Modelos atômicos, semelhanças atômicas e radioatividade — o átomo por dentro.