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Transcrição de vídeo

até agora em nossa jornada através dos assuntos de química girou em torno da estabilidade dos elétrons e das camadas nas quais os elétrons estariam em estado estável e como tudo na vida se você explorar um átomo um pouco mais você perceberá que não apenas um elétron e um átomo que o próprio núcleo apresenta algumas interações ou certa estabilidade que precisa ser aliviada de alguma forma é sobre isso que vamos falar um pouco nesse vídeo na verdade sua mecânica está fora do âmbito de um curso de química do primeiro ano mas é bom pelo menos saber que isso ocorre e algum dia quando você for estudar força nuclear e física quântica e coisas parecidas podemos começar a falar sobre os motivos exatos pelos quais esses prótons e nêutrons e seus quartos constituintes estão interagindo dessa maneira dito isso vamos pelo menos pensar sobre os diferentes tipos de decaimento nuclear digamos que haja muitos prótons vou desenhar alguns deles alguns prótons ali e vou desenhar alguns nêutrons ou desenhá los em uma cor neutra talvez uma cor acinzentada seja apropriada ou desenhar alguns neutro no saque enquanto os prótons tem tem 1 2 3 4 5 6 7 e vou fazer 123456789 nêutrons digamos que esse seja um núcleo de nosso átomo e lembre-se isso é no primeiro vídeo que fiz sobre o ato o núcleo se você desenhar um átomo real e de fato é muito difícil desenhar um átomo porque não possui fronteiras estão bem definidas assim o elétron poderia de fato estar a qualquer momento em qualquer lugar mas você poderia perguntar em que lugar estará o elétron durante noventa por cento do tempo e poderíamos responder que no raio isto é o diâmetro do nosso átomo aprendemos no primeiro vídeo que o núcleo é uma parte quase infinitesimal do volume dessa esfera na qual o elétron estará durante noventa por cento do tempo e na maioria das vezes na vida real estamos olhando para um espaço vazio tudo isso nada mais é do que um espaço vazio não quero repetir isso porque esse pequeno ponto infinitesimal do qual falamos antes que apesar de ser apenas uma pequena fração do volume do átomo representa na verdade quase toda sua massa é nisso que estou focando nesse ponto aqui esses não são átomos esses não são os elétrons estamos colocando uma lente de aumento no núcleo revela-se dessa forma que por vezes o núcleo é um pouco instável querendo chegar a uma configuração mais estável não vamos entrar na mecânica do que definir com exatidão um núcleo estável e coisas desse tipo na sua busca de um estado mais estável o núcleo emitir às vezes o que é chamado de partícula alfa estamos falando do decaimento alfa decaimento alfa o núcleo emitir uma partícula alfa o que sou muito requintado nada mais é do que um grupo de nêutrons e prótons uma partícula alfa é formado de dois nêutrons e dois prótons talvez esses prótons e nêutrons sentiram que simplesmente não se encaixam perfeitamente portanto tem um grupo bem aqui eles são emitidos do núcleo vamos pensar no que acontece com um átomo quando algo assim acontece digamos que haja um elemento aleatório vou chamá-lo de elemento é digamos que tenha pp prótons usar a cor de mel os prótons em petrópolis o número de massa atômica é o número de prótons mais o número de nêutrons usarei cinza para os nêutrons certo o que acontece com um elemento que sofre um decaimento alfa o número de prótons será duas unidades menor seus próprios serão pelo menos dois o número de nêutrons será também duas unidades menor portanto seu número de massa será quatro unidades menor aqui em cima teremos pelo menos dois mas os nêutrons menos dois isso é menos quatro a massa será quatro unidades menor e teremos de fato um novo elemento lembre se os elementos foram definidos pelo número de prótons durante o decaimento alfa ao perder dois nêutrons e dois prótons os prótons particularmente vão levar à formação de um elemento diferente se esse for um elemento um vou chamá-lo assim teremos um elemento diferente agora o elemento 2 se você pensar no que é gerado estamos emitindo algo que tem dois prótons e dois nêutrons sua massa será a massa dos dois prótons e dos dois nêutrons então o que é emitido estamos emitindo algo que tem uma massa igual a quatro bom se você olhar pra que elementos têm dois prótons e dois nêutrons da metade não tem uma tabela periódica na minha cabeça eu esqueci de cortar e colar antes desse vídeo mas você não demorará muito para encontrar na tabela periódica um elemento que tem dois prótons e esse é o hélio a massa atômica do hélio é igual a 4 e se é de fato um núcleo de hélio que é emitido durante depoimento alfa este é na verdade um núcleo de hélio e por ser um núcleo de hélio que não tem elétrons para se jogar com seus dois prótons e este seria um 11 de hélio basicamente ele não tem elétrons tem dois prótons o que significa que sua carga é mais dois portanto uma partícula alfa nada mais é do que um milhão de hélio 111 de hélio com carga mais dois que é espontaneamente emitido por um núcleo só para chegar a um estado mais estável esse é um tipo de decaimento vamos explorar outros vou desenhar outro núcleo aqui o desenhar alguns nêutrons o desenho alguns prótons também acontece que às vezes um neutro não se sente confortável com ele mesmo ele olha para os prótons como fazem diariamente diz sabe o que mais por alguma razão quando penso no que realmente quer o cinto que eu deveria ser na verdade um próton se eu fosse um próton o núcleo inteiro seria um pouco mais estável então ele se torna um próton lembre se neutro em carbono neutro o que ele faz é emitir um elétron eu sei que nesse momento você deve estar dizendo isso é loucura eu nem sabia os nêutrons continham elétrons e tudo isso eu concordo com você é uma loucura mesmo algum dia vamos estudar tudo que existe dentro do núcleo digamos que ele possa emitir um elétron portanto ele emite um elétrons isso significa que isso a massa é aproximadamente igual a zero sabemos que na verdade a massa de um elétron não é igual a zero mas estamos falando sobre unidades de massa atômica se a massa de um próton é igual a 1 a massa de um elétron é igual a 1 sobre 1836 disso podemos dizer então que sua massa é igual a zero e sua carga é menos um portanto ele emite um elétron e ao emitir um elétron em vez de ser neutro ele transforma-se em um próton chamamos isso de decaimento beta uma partícula beta nada mais é do que esse elétron emitido vamos voltar o exemplo do elemento ele tem alguns prótons em alguns nêutrons tem os prótons nêutrons e assim determinando seu número de massa que acontece durante o decaimento beta o número de prótons mudou claro temos um próton a mais do que tínhamos antes porque o neutro transformou-se um próton agora os prótons são mais um e número de massa mudou vamos ver o número de nêutrons é uma unidade menor mas o número de prótons a uma unidade maior portanto o número de massa não mudará continuará permacene sua massa permanece a mesma ao contrário da situação de decaimento alfa mas o elemento muda o número de prótons muda agora mais uma vez estamos trabalhando com um novo elemento no decaimento beta digamos que haja outra situação digamos que haja uma situação na qual um desses prótons olha para os nêutrons e diz sabe o que mais eu sei como eles vivem é muito atraente para mim e eu me adaptaria melhor nossa comunidade de partículas dentro do núcleo seria mais feliz se eu também fosse um nêutron nós todos estaríamos em um estado mais estável então o que acontece é que esse pequeno próton sentindo-se pouco à vontade provavelmente vai emitir e essa é uma idéia nova para você um positron e não é um próton e limite o compositor on o que é um positron é algo que tem exatamente a mesma massa de um elétron isso é um sobre 1836 da massa de um próton bom mas nós vamos considerar zero porque em unidades de massa atômica isso é muito próximo de zero mas opositores têm uma carga positiva isso é um pouco confuso porque ainda colocamos um l sempre que vimos um é pensamos em um elétron não nesse caso porque um é porque quase o mesmo tipo de partícula mas em vez de ter uma carga negativa tem uma carga positiva esse é um positivo on e agora as coisas começam a ficar um pouco exóticas em relação aos tipos de partícula e as coisas com as quais estamos trabalhando mas isso acontece e se um próton emitir essa partícula particularmente toda sua carga positiva vai com ela esse próprio transforma-se neuton chamamos isso de emissão de positrões é bastante fácil entender o que é uma emissão de positrões por ser chamada de emissão de positrões começamos com o mesmo é que tem um certo número de prótons e um certo número de nêutrons qual será um novo elemento ele vai perder um próton e -1 esse próton vai se transformar em um nêutron o número p será uma unidade menor o número n será uma unidade maior dessa forma a massa do átomo inteiro não vai mudar será permacene mas teremos um elemento diferente certo no decaimento beta o número de prótons aumentou fomos para o lado direito da tabela periódica ou você aumentou nosso bem você entendeu na emissão de positrões um número de prótons diminuiu na verdade eu deveria escrever isso aqui nas duas reações essa emissão de positrões tem opositor restante no decaimento beta tem um elétron o restante eles são escritos dessa mesma forma sabe se que é um elétron porque sua carga - 1 e sabe que esse é um posição porque sua carga mais um a um último tipo de decaimento que você deve conhecer o número de prótons nêutrons e um núcleo não muda é liberado uma tonelada de energia ou às vezes um próton de alta energia chamamos isso de decaimento gama decaimento gama significa que esses prótons e nêutrons reconfiguram se talvez fique um pouco mais próximos o que fará com que eles liberam energia na forma de uma onda eletromagnética com um comprimento de onda muito grande basicamente uma gama chamada de partícula gama ou raio gama e os significa uma energia muito ao você não gostaria de estar perto de um raio gama é muito provável que ele possa ser fatal tudo que fizemos e dissemos é bastante teórico vamos resolver alguns problemas reais e descobrir com que tipo de decaimento estamos trabalhando tenho aqui berilo 7 cuja mas a tônica é igual a 7 ele é convertido em litígios 7 o que está acontecendo aqui o brilho a massa molecular permanece a mesma mas os 4 prótons transformaram se em três prótons o número de prótons diminuiu a massa total não mudou então com certeza esse não é um decaimento alfa no decaimento alfa um elo inteiro é liberado do núcleo então o que é liberado é liberado macaca positiva ou é liberado um pósitron na verdade tem isso aqui nessa equação este é um positivo on portanto esse tipo de decaimento de berlim 17 para litígios 7 é uma emissão de positrões muito bem e agora vamos para o próximo exemplo o urânio 238 desintegra-se pará tório 234 vemos que a massa tônica é quatro unidades menor - 4 e que o número atômico é menor isso é o número de prótons é duas unidades menor portanto é liberado algo que basicamente tem uma massa atômica igual a 4 eo número atômico igual a 2 ou seja hélio este é um exemplo de decaimento alfa esta bem aqui é uma partícula alfa e esse é um exemplo de decaimento alvo você provavelmente está pensando agora que algo estranho está acontecendo aqui porque se eu passar de 92 prótons para 90 prótons que ainda tem 1 92 elétrons por aqui então eu não deveria ter agora uma carga - dois ainda melhor este é liberado ele não contém nenhum nêutron é apenas um núcleo de hélio então isso não teve uma carga mais dois se você pensou nisso você está absolutamente certo mas a realidade é que durante esse decaimento o tório não tem porque segurar os 2 elétrons portanto esses dois elétrons desaparecem na verdade ele quer dois elétrons para tornar se estável ele pega muito rápido dois elétrons de qualquer elemento com o qual esteja se chocando e assim o hélio torna se estável poderíamos escrever isso de qualquer maneira vamos agora resolver outro problema tenho aqui o iodo vamos ver o que está acontecendo a massa não está mudando provavelmente os prótons transforma-se nêutrons os nêutrons transforma-se em prótons e veja aqui que tem 53 prótons e agora tem 54 prótons portanto um nêutron deve ter se transformado em um próton provavelmente um transformou se em um próton neutro um transforma se em um próton liberando um elétron bom vemos isso nessa reação bem aqui foi liberado então um elétron esse é um exemplo de decaimento beta essa é uma partícula beata esse é um exemplo de decaimento berta conseguimos a mesma lógica você poderia pensar que passamos de 53 para 54 prótons com esse problema mais essa carga que não seria positiva seria mas ele vai pegar alguns elétrons de qualquer elemento para ficar estável mas você está completamente certo em pensar que durante um curto período de tempo isso seria um e 1 vamos agora resolver outro problema o radônio 222 seu número atômico é 86 desintegra-se para polônio 218 cujo número atômico é 84 e isso é realmente interessante o polônio é chamado assim devido à polônia porque marie currie naquela época a polônia isso foi no final do século passado por volta do final dos anos 1800 a polônia não existia como um país separado foi dividida entre a prússia rússia e áustria os polacos queriam que as pessoas soubessem que na verdade elas eram um único povo eles descobriram que o decaimento do radar do navio forma esse elemento que recebeu o nome de sua pátria polônia é o privilégio de descobrir novos elementos bom voltemos ao problema então o que aconteceu a massa atômica é quatro unidades menor o número atômico é duas unidades menor mais uma vez uma partícula de hélio foi provavelmente liberada núcleo de hélio algo jamais atômica é igual a quatro e cujo número atômico é igual a 2 é isso aí então esse é um exemplo de decaimento alfa isso pode ser reinscrito como um núcleo de hélio não contem elétrons poderíamos até dizer imediatamente que teve uma carga negativa mas perde