O núcleo é constituído por nucleões (partículas nucleares, sendo em princípio duas: os protões e os neutrões).
O núcleo fica no centro do átomo.
O nucleão tem uma massa de ±1 u.m.a.
O número total de nucleões apresenta o número de massa atómica.
A presença de protões provê o núcleo duma carga positiva. O núcleo (positivo) atrai os electrões (negativos).
Mudanças no núcleo chamam-se: reacções nucleares.
1.1 Protões & neutrões
Estes dois são as partículas no núcleo (os nucleões).
Na física nuclear já descobriram as partículas constituintes dos protões e neutrões, (temos quarques, e mais) mas essas ficam fora deste curso.
Protões en neutrões têm uma massa ± igual e uma carga diferente: o protão é positivo e o neutrão não tem carga; é neutro.
Os protões atraem as camadas electrónicas (negativas), assim assegurando a existência do átomo. Os neutrões servem para estabilizar o núcleo com 2 ou mais protões.
Existem forças de repulsão no núcleo, entre os protões. O núcleo assim tem uma constituição instável. Felizmente, existem outras forças: forças de massa. Essas só funcionam a distância muitíssimo curta, e nas quais os neutrões têm um papel importante: fazem com que o núcleo fica estável.
Exercício 2
Quais são as forças de repulsão no núcleo?
Explique por que o núcleo de Hidrogénio normalmente não contém neutrões.
Exercício 3
Átomos com número atómico grande (>92) já não são estáveis.
O que pode ser a razão?
Uma proporção errada de protões e neutrões cria um núcleo instável. Estes núcleos tentam reestabelecer a estabilidade por mudanças na composição do núcleo.
Mudanças no núcleo são chamadas: reacções nucleares.
Elementos instáveis sofrem reacções nucleares naturais.
Também podemos, duma maneira artificial, tratar os átomos estáveis com certas partículas (de grande velocidade/energia para criar núcleos instáveis. Depois de chocar vom estas partículas, os núcleos vão sofrer reacções nucleares artificiais.
Na prática o fenómeno de mudanças no núcleo é descrito como radioactividade, que pode ser natural ou artificial.
Dois tipos principais das mudanças nucleares:
Um neutrão pode mudar num protão, perdendo e enviando para fora um electrão (raio β).
Isto acontece se houver neutrões demais.
Outra possibilidade é de enviar embora um pacote de quatro nucleões: 2 neutrões + 2 protões (partícula ou raio α).
Isto acontece quando não há neutrões suficientes.
Mesmo existem equações para as reacções nucleares:
(reacção nuclear natural)
(reacção nuclear natural)
(reacção nuclear artificial)
Exercício 4
Frâncio(221 nucleões) é um isótopo alfa-radioactivo.
Elabore a equação da reacção nuclear.
Nos centrales nucleares podem usar o "combustível" Uránio(235) cujos núcleos captam um neutrão. Começa assim uma reacção nuclear muito exotérmica (=liberta-se muita energia).
O outro isótopo de Uránio (238) também pode reagir com um neutrão, formando 239Pu. Este Plutónio pode-se aplicar de matéria prima na produção de bombas atómicas.
Exercício 5
Dá a equação da reacção nuclear da formação de Plutónio.
(reacção nuclear natural)
(reacção nuclear natural)
(reacção nuclear artificial)