Química · Ensino Médio · 2º ano
O átomo que não fica quieto.
Existe matéria que muda de identidade sozinha: sem fogo, sem reagente, sem que ninguém faça nada. Levou 43 anos para entendermos isso — e a conta começa dentro de você, agora.
Contador · seu próprio corpo
desintegrações de potássio-40 e carbono-14 dentro de você desde que esta página abriu. São cerca de 8 000 por segundo, a vida inteira. Você é radioativo — e sempre foi.
↓ role para descobrir como sabemos disso
Parte 1 · A descoberta
Em 1896, Henri Becquerel queria provar que substâncias fosforescentes emitiam raios X depois de tomar sol. Paris ficou nublada por dias. Ele guardou o sal de urânio sobre chapas fotográficas embrulhadas em papel preto, dentro de uma gaveta — e revelou as chapas por hábito, sem esperar nada.
A imagem estava lá, intensa. O sal emitia sozinho, no escuro, sem receber energia de fora. Isso simplesmente não existia na física de 1896. Clique nos anos abaixo para acompanhar o que veio depois.
Guarde a ordem: o elétron e o raio X vieram primeiro. A radioatividade foi descoberta porque alguém tentou explicar os raios X — e errou o alvo.
Parte 2 · As três radiações
Rutherford empilhou folhas de alumínio sobre uma fonte e mediu o que passava. A intensidade caiu em dois degraus: havia duas radiações diferentes. Villard achou a terceira em 1900. Os nomes são só as três primeiras letras gregas, na ordem em que foram achadas — não há teoria escondida aí.
Um núcleo de hélio: 2 prótons + 2 nêutrons
Um elétron, mas vindo do núcleo
Onda eletromagnética — energia pura
O núcleo não tem elétron guardado. Na emissão beta, um nêutron vira próton e cospe o elétron: 10n → 11p + 0−1e.
Laboratório 1
Escolha a radiação, ligue e desligue as barreiras e dispare. O papel para a alfa; a beta atravessa o papel mas não o alumínio; o gama passa pelos dois — e no chumbo cada camada corta cerca de metade, nunca tudo.
Repare na inversão: quem penetra pouco ioniza muito. Fora do corpo, o perigo é o gama — a alfa nem passa da pele. Dentro do corpo, o perigo é a alfa: ela entrega toda a energia num espaço mínimo. É por isso que o radônio-222, um gás emissor alfa que se acumula em porões, é a segunda maior causa de câncer de pulmão no mundo.
Parte 3 · Escrevendo o decaimento
Frederick Soddy arrumou tudo em duas frases. Com elas e a conservação de A e Z, você resolve qualquer equação nuclear que aparecer na prova.
1ª lei de Soddy
Emitiu alfa: o número de massa cai 4 e o elemento anda duas casas para trás na tabela periódica.
2ª lei de Soddy
Emitiu beta: a massa não muda (o elétron não pesa) e o elemento avança uma casa. O gama não altera nem A nem Z.
Laboratório 2
Escolha um núcleo e o que ele emite. A página aplica a lei, calcula o produto e mostra as duas somas conferindo — que é exatamente o que você precisa escrever na prova.
Decaimentos em conjunto
O tório-234 que sobra do urânio também é instável. E o produto dele também. A série só para quando chega num núcleo estável — e, nas três famílias naturais, o ponto final é sempre um isótopo de chumbo.
Dá para contar sem escrever a série inteira: nα = (238 − 206) ÷ 4 = 8 e nβ = 2 × 8 − (92 − 82) = 6. Bate com os 14 passos.
Parte 4 · A cinética do decaimento
Meia-vida (P) é o tempo para que metade dos núcleos de uma amostra se desintegre. Nada do lado de fora muda esse número: nem temperatura, nem pressão, nem ligação química. É a assinatura do núclideo.
com n = t / P — quantas meias-vidas se passaram
Só que um núcleo isolado não obedece a relógio nenhum: ele decai quando quiser. O que existe é probabilidade. A curva lisa e previsível que você vê nos livros emerge de milhares de sorteios independentes. É isso que o laboratório abaixo faz — cada bolinha sorteia o próprio destino.
Laboratório 3 · o mais bonito
Cada quadradinho é um núcleo com um tempo de decaimento sorteado individualmente. Ninguém combina nada com ninguém — e mesmo assim a contagem cai exatamente sobre a curva teórica. Repita algumas vezes: o formato é sempre o mesmo, os detalhes nunca.
Datação
Raios cósmicos formam carbono-14 na alta atmosfera o tempo todo. Enquanto o ser vive, ele respira e come, repondo o C-14 — a proporção no corpo fica constante. Quando morre, para de repor, e o relógio começa a correr. Arraste para ver.
O método vale até cerca de 50 000 anos. Depois disso resta tão pouco C-14 que a medida deixa de ser confiável — para rochas, troca-se de relógio: urânio-chumbo (4,5 bilhões de anos) ou potássio-argônio.
Parte 5 · Quando algo dá errado
Quase tudo o que hoje se chama proteção radiológica foi escrito depois de um acidente. Vale conhecer o preço.
Goiânia não foi uma usina: foi uma fonte órfã, esquecida numa clínica que mudou de endereço. Rastrear cada fonte médica e industrial virou obrigação legal por causa disso.
Parte 6 · Para que serve
Radiação ionizante não é só risco. É diagnóstico, tratamento, conservação de alimento, energia e exploração espacial.
Alimento irradiado não fica radioativo. Ele só atravessa um feixe de gama, como uma mala passa pelo raio X do aeroporto. Nenhum átomo dele se transforma.
Laboratório 4
Entre comer uma banana e uma dose letal há um fator de 50 milhões. Por isso "tem radiação", sozinho, não quer dizer absolutamente nada: o que importa é quanto, por quanto tempo e por qual via. Toque nos pontos.
O potássio-40 natural da fruta. Você come radioatividade no café da manhã.
O que assusta × o que importa
Clique para ver o que a Química responde.
Parte 8 · Teste você mesmo
Sem nota, sem cadastro. Escolha e veja na hora se acertou.
Material completo
Tudo o que está nesta página — mais as séries radioativas completas, os exercícios resolvidos passo a passo e o gabarito. O PDF abre em qualquer celular; o arquivo do PowerPoint é para quem quiser editar.