Exercícios sobre elementos transurânicos
(Cesgranrio-RJ) A partir da década de 40, quando McMillan e Seaborg obtiveram em laboratório os primeiros elementos transurânicos (NA > 92), o urânio natural foi usado algumas vezes para obter tais elementos. Para tanto, ele era bombardeado com núcleos de elementos leves. Na obtenção do Plutônio, do Califórnio e do Férmio, as transmutações ocorreram da forma a seguir:
92U238 + 2He4 → 94Pu239 + A (0n1)
92U238 + 6C12 → 98Cf245 + B (0n1)
92U238 + 8O16 → 100Fm250 + C (0n1)
Sendo assim, os valores de A, B e C que indicam as quantidades de nêutrons obtidas são, respectivamente:
a) 1, 4 e 5.
b) 1, 5 e 4.
c) 2, 4 e 5.
d) 3, 4 e 5.
e) 3, 5 e 4.
Alternativa “e”.
92U238 + 2He4 → 94Pu239 + A (0n1)
Índices superiores: 238 + 4 = 239 + 1 A → A = 242 – 239 → A = 3.
92U238 + 6C12 → 98Cf245 + B (0n1)
Índices superiores: 238 + 12 = 245 + 1 B → B = 250 – 245 → B = 5.
92U238 + 8O16 → 100Fm250 + C (0n1)
Índices superiores: 238 + 16 = 250 + 1 C → C = 254 – 250 → C = 4.
Assim, temos:
92U238 + 2He4 → 94Pu239 + 3 0n1
92U238 + 6C12 → 98Cf245 + 5 0n1
92U238 + 8O16 → 100Fm250 + 4 0n1
(Cesgranrio-RJ) Na obtenção de um dado elemento transurânico, por meio das reações nucleares:
92U238 + 0n1 →A + γ e A → β + B
podemos afirmar que o isótopo B desse elemento transurânico possui número atômico e número de massa respectivamente iguais a:
a) 93 e 239.
b) 94 e 240.
c) 95 e 241.
d) 96 e 245.
e) 97 e 248.
Alternativa “a”.
Primeiro vamos descobrir o número atômico (Z) e o número de massa (A) de A:
92U238 + 0n1 →zAA + 0γ0
Índices inferiores (número atômico): 92 + 0 = Z + 0 → Z = 92;
Índices superiores (número de massa) : 238 + 1 = A + 0 → A = 239.
Agora, temos:
92A239 →-1β0 + zBA
Quando um elemento emite uma partícula beta, um nêutron do núcleo decompõe-se e origina um próton, um elétron e um antineutrino. O próton permanece no núcleo, o que significa que o número atômico aumenta em uma unidade (92 + 1 = 93), e o número de massa não se altera porque, ao mesmo tempo que perdeu o nêutron, ele ganhou o próton (permanece igual a 239).
Assim, temos:
Índices inferiores (número atômico): 92 = -1 + Z → Z = 93;
Índices superiores (número de massa): 239 = 0 + A → A = 239.
92A239 →-1β0 +93B239
A seguir há algumas reações nucleares para a produção de elementos transurânicos de Z = 95 a Z = 98. Identifique a alternativa que indica corretamente as partículas de x, y, z e w:
I. x +94P239 → 95Am240 + -1β0
II. y + 94P239 → 96Cm242 + 0n1
III. 2α4 + 95Am241 → 97Bk243 + 2 z
IV. w + 96Cm242 → 98Cf245 + 0n1
a) 2α4, 0n1, 2α4, 0n1.
b) 0n1, 2α4, 0n1, 2α4.
c) 0n1, -1β0, 0n1, 0n1.
d) 2α4, 2α4, 2α4, 2α4.
e) 0n1, 2α4, -1β0, 2α4.
Alternativa “b”.
I. ZxA +94P239 → 95Am240 + -1β0
Índices superiores (número de massa): A + 239 = 240 + 0 → A = 240 – 239 → A = 1
Índices inferiores (número atômico): Z + 94 = 95 - 1 → Z = 94 – 94 = Z = 0;
ZxA = 0x1 = 0n1
II. ZyA + 94P239 → 96Cm242 + 0n1
Índices superiores (número de massa): A + 239 = 242 + 1 → A = 243 – 239 → A = 4
Índices inferiores (número atômico): Z + 94 = 96 + 0 → Z = 96 – 94 = Z = 2;
ZxA = 2x4 = 2α4
III. 2α4 + 95Am241 → 97Bk243 + 2 ZzA
Índices superiores (número de massa): 4 + 241 = 243 + 2A → A = 245 – 243 → A = 1
2
Índices inferiores (número atômico): 2 + 95 = 97 + 2Z → Z = 97 – 97 → Z = 0;
2
ZxA = 0x1 = 0n1
IV. ZwA + 96Cm242 → 98Cf245 + 0n1
Índices superiores (número de massa): A + 242 = 245 + 1 → A = 246 – 242 → A = 4
Índices inferiores (número atômico): Z + 96 = 98 + 0 → Z = 98 – 96 = Z = 2;
ZxA = 2x4 = 2α4
A busca da síntese de novos elementos químicos é constante no meio científico. O eka-chumbo, elemento sintético transurânico e radioativo, assim apelidado por ter propriedades parecidas com as do chumbo, foi sintetizado em 1999 por cientistas russos. A IUPAC deu ao elemento o nome provisório ununquadium (Uuq), um nome baseado no latim que significa “um, um, quatro”, relativo ao seu número atômico 114. Esse elemento foi obtido por meio da reação entre o plutônio (244Pu) e cálcio (48Ca). Determine qual é o número de massa desse elemento, sabendo que há emissão de três nêutrons para que sua formação seja possível.
a) 288.
b) 289.
c)290.
d)291.
e)292.
Alternativa “b”.
A equação balanceada da reação descrita é:
94Pu244 + 20Ca48 → 114Uuq289 + 3 0n1
O número de massa do elemento em questão é 289, sendo resultante da somatória dos números de massa do plutônio (244) e do cálcio (48), menos três unidades, referentes aos três nêutrons emitidos.
