O NÚCLEO ATÔMICO O Núcleo e Sua Estrutura Isótopos 4ª Aula O Núcleo e Sua Estrutura Isótopos Unidade de Massa Atômica Energia de Ligação Estabilidade Nuclear

O Núcleo e Sua Estrutura Questões em aberto: como garantir a estabilidade nuclear a despeito da existência de forças de repulsão Coulombianas?: Se o número de massa atômica deveria ser um múltiplo do número atômico, como explicar, a exceção do hidrogênio, valores com ordem de grandeza duas vezes maior que o número atômico e, que passam a ser relativamente maior, a medida em que observamos átomos com maiores números atômicos?

Forças Nucleares Resposta! Chadwick em 1932 descobre o NEUTRON Justifica a diferença entre os números atômico e de massa Equilibra as forças de repulsão coulombianas, mantendo o núcleo coeso existência de um novo tipo de força inteiramente diferente, que mantém juntos prótons e neutrons Forças Nucleares

Protons Nucleons Neutrons Núcleo é composto por 2 componentes básicos : Protons Nucleons Neutrons

Características do Próton : Descoberto por Rutherford em 1919 Consiste do núcleo do átomo de hidrogênio Partícula estável de carga elétrica positiva igual à do elétron Massa de repouso é aproximadamente 1,007 uma Com energias de alguns MeV não são considerados partículas relativísticas

Características do Neutron: Não contêm carga elétrica Massa de repouso de aproximadamente 1,008 uma Por ter carga elétrica nula, ele não pode causar ionização diretamente Fora do núcleo, é uma partícula instável que se dissocia espontaneamente, num tempo de 12 minutos, segundo a reação:

Os neutrons são geralmente classificados de acordo com suas energias, em 4 categorias: a) neutrons térmicos: são os que estão em equilíbrio térmico com o meio, energia de 0,025 eV b) neutrons intermediários: são aqueles que estão na faixa de energia de 0,5 eV a 10 keV. c) neutrons rápidos: são os que têm energias entre 10 keV e 10MeV; d)neutrons relativísticos: são os que têm energias maiores que 10 MeV

O próton ou o neutron pesam aproximadamente 2000 vezes mais que o elétron. Isso justifica a afirmação que praticamente toda a massa do átomo esta concentrada em seu núcleo. A carga e massa dessas partículas são: e=-1.60217733×10⁻¹⁹C me=9.1093897×10⁻³¹kg p=1.60217733×10⁻¹⁹C mp=1.6726231×10⁻²⁷kg mN=1.6749286×10⁻²⁷kg

O raio do núcleo: R é o raio do núcleo, r₀ é uma constante que representa o raio do nucleon, dada por r₀=1,25×10⁻¹³cm A é o número de massa 1fm=10⁻¹³cm

Volume: Densidade se r₀= 1,25fm, a densidade do núcleo (já que independe da A ) será igual a 0,122nucleons/(fm).

Isótopos são então elementos com o mesmo número de prótons, mesma estrutura eletrônica, porém diferem quanto ao número de neutrons, ou seja existem em formas quimicamente idênticas, mas que diferem na massa, como por exemplo os seguintes isótopos do oxigênio:

Unidade de Massa Atômica A unidade de massa atômica pode ser tanto dada em gramas quanto em termos de números relativos, denominados Unidades de Massa Atômica, ou simplesmente uma. Por definição, 1uma=1/12 da massa do ¹²C, tomada com sendo igual a 12g.

Energia de Ligação Defeito de Massa definida como a quantidade de energia que o núcleo despende para manter os nucleons unidos, ou de outra forma, esta diferença de massa seria equivalente ao trabalho necessário para separar o núcleo em seus componente individuais (nucleons), que também é chamada de energia de ligação, EL

Estabilidade Nuclear A estabilidade nuclear irá depender principalmente da razão entre prótons e neutrons!