Exercícios sobre núcleo atômico
Teste os seus conhecimentos por meio desta lista de exercícios sobre núcleo atômico que trabalha acerca de aspectos e de conceitos importante.
Publicado por: Stéfano Araújo NovaisQuestões
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Questão 1
(UniEVANGÉLICA) Considere o seguinte experimento: um feixe de partículas alfa (núcleos de hélio) é disparado contra uma fina folha de ouro. A maioria das partículas alfa atravessa a folha sem desvio, mas algumas sofrem desvios significativos ou são refletidas de volta.
Com base nesse experimento e na teoria atômica atual, qual das seguintes afirmações é verdadeira?
Alternativa B.
O experimento de Rutherford, descrito na questão, comprovou a existência do núcleo atômico. Isso porque um número muito pequeno de partículas alfa, ao incidirem sobre a folha de ouro, sofriam desvios significativos, o que fez Rutherford levantar a hipótese de estarem se colidindo com uma região maciça, porém densa, já que seu volume deveria ser muito pequeno para poucas partículas alfa a acertarem.
Segundo as leituras iniciais de Rutherford, o núcleo seria cerca de 100 000 vezes menor que o átomo.
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Questão 2
(PUC-MG) Se o Pb 207 (chumbo-207), cujo número atômico é 82, for bombardeado com um nêutron, ele se torna:
Alternativa C.
Se um átomo de chumbo recebe um próton, ele continua pertencendo ao elemento chumbo, pois o número atômico (que define a identidade do átomo) permanece o mesmo, já que o número atômico corresponde ao número de prótons.
Contudo, seu núcleo passa a ter um nêutron a mais, fazendo com que seu número de massa (A) seja acrescido de uma unidade, já que o número de massa é o somatório do número de prótons com o número de nêutrons. Dessa forma, o valor de A passa de 207 para 208.
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Questão 3
(UFMS) O hidrogênio (1H1, abundância 99,98%) é o elemento mais simples da natureza, extremamente leve, que se move em alta velocidade e que é capaz de escapar da gravidade da Terra. É constituído por um único próton, o que lhe confere uma carga positiva no núcleo e um elétron em sua eletrosfera. Sabemos que existem também o hidrogênio pesado (1H2, abundância 0,0156%) e o trítio (1H3, radioativo).
Esse fenômeno em química é conhecido como:
Alternativa C.
Quando átomos possuem, em seu núcleo atômico, o mesmo número de prótons, eles são chamados de isótopos. No caso da questão, os três átomos citados são pertencentes ao elemento hidrogênio, ou seja, apresentam o mesmo número de prótons (igual a 1). A diferença está no número de nêutrons. Isso é característica de núcleos isótopos.
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Questão 4
(Unesp) Em 1932, James Chadwick descobriu o nêutron pelo bombardeamento do isótopo berílio-9 com partículas α, conforme a equação nuclear:
\(\alpha + {}{9} \mathrm{Be} \rightarrow X + {}^{1}_{0}\mathrm{n}\)
O número de nêutrons do isótopo X formado nesse bombar deamento é
Alternativa B.
O berílio possui número atômico igual a 4. Já as partículas alfa são compostas por dois prótons e por dois nêutrons. Assim sendo, possuem número atômico 2 e número de massa igual a 4.
No processo realizado por Chadwick, há conservação da massa e da carga. Dessa forma, escrevemos:
4 + 9 = AX + 1 (respeitando a conservação de massa)
AX = 122 + 4 = ZX + 0 (respeitando a conservação de carga)
ZX = 6O número de nêutrons (n) do isótopo X é dado pela expressão A = Z + n, ou seja, 12 = 6 + n. Assim, o valor de n é igual a 6.
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Questão 5
Em 1911, o cientista Ernest Rutherford realizou um experimento histórico no qual bombardeou uma fina lâmina de ouro com partículas alfa (positivas). A partir das observações desse experimento, a principal conclusão que levou à proposição do núcleo atômico foi que:
Alternativa A.
O experimento de Rutherford comprovou a existência do núcleo atômico, uma vez que um número muito pequeno das partículas alfa sofria desvios significativos. Isso acabou indicando que o átomo apresentava um grande vazio, mas uma região muito pequena e densa, a qual, ao ser atingida pelas partículas alfa, seria capaz de desviá-las.
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Questão 6
O núcleo atômico concentra praticamente toda a massa do átomo, sendo considerada uma região de altíssima densidade. Sobre a constituição fundamental dessa região central, de acordo com a ciência contemporânea, pode-se afirmar que ela é composta por:
Alternativa A.
O núcleo atômico apresenta apenas os prótons e os nêutrons na sua constituição, segundo as teorias científicas mais atuais. Os prótons são partículas positivas, enquanto os nêutrons não possuem carga elétrica. Dessa forma, no balanço total, o núcleo atômico é uma região eletricamente positiva.
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Questão 7
Sabendo que partículas de mesma carga elétrica sofrem repulsão eletrostática mútua, a existência estável de vários prótons agrupados no diminuto volume do núcleo atômico é explicada pela ação da:
Alternativa E.
Os prótons e os nêutrons conseguem manter-se coesos no núcleo por ação da chamada força nuclear forte. Essa força nuclear forte é de mais intensidade do que as forças repulsivas que ocorrem entre elétrons, que apresentam a mesma carga.
Vale lembrar que prótons e nêutrons são partículas fundamentais e, dessa forma, são formados por partículas ainda menores (os quarks). São essas partículas que interagem por meio da força forte.
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Questão 8
Considere que a densidade é a razão entre a massa e o volume de um corpo. Em relação ao átomo como um todo, o núcleo atômico apresenta:
Alternativa D.
O volume do núcleo é cerca de 10.000 a 100.000 vezes menor do que o volume total do átomo, mas ele concentra mais de 99,9% de sua massa. Dessa forma, a razão massa/volume é altíssima, indicando ser uma região de densidade muito grande.
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Questão 9
Ao analisar as características físicas das partículas que compõem o núcleo atômico, compara-se frequentemente a massa relativa entre elas. De acordo com os dados científicos atuais sobre prótons e sobre nêutrons, pode-se afirmar que:
Alternativa C.
A massa do próton é aproximadamente igual a 1,673 x 10−27 kg, ao passo que a massa a do nêutron é aproximadamente igual a 1,675 x 10−27 kg, o que demonstra que suas massas são muito próximas. Em relação à massa do elétron, as massas de prótons e de nêutrons são cerca de 1840 vezes maiores.
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Questão 10
Em um laboratório de espectrometria, analisa-se um íon cálcio, representado por 40Ca2+ (Z = 20). Com relação à estrutura nuclear desse íon, comparada à estrutura nuclear de seu átomo neutro correspondente, conclui-se que:
Alternativa A.
Os íons são formados pela perda ou pelo ganho de elétrons. No caso do Ca2+, a espécie perdeu dois elétrons. Dessa forma, o núcleo permanece inalterado, visto que o processo de ionização não interfere na quantidade de prótons e de nêutrons. O número de prótons é igual ao número atômico, ao passo que o número de nêutrons pode ser extraído do número de massa (A), mediante a expressão:
A = Z + n
40 = 20 + n
Logo, n = 20, indicando que a espécie possui 20 nêutrons.
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Questão 11
O carbono-12 (12C) e o carbono-14 (14C) são dois nuclídeos de extrema relevância científica. Ao comparar o núcleo dessas duas espécies químicas, constata-se corretamente que:
Dados: Z(C) = 6.
Alternativa A.
Os dois átomos citados pertencem ao mesmo elemento químico (carbono) e, dessa forma, apresentam o mesmo número atômico (são isótopos). Dessa forma, ambos possuem 6 prótons, já que, no carbono, Z = 6. O número de nêutrons pode ser extraído pelo número de massa, através da expressão A = Z + n.
Para o carbono-14:
14 = 6 + n
n = 8.
Para o carbono-12:
12 = 6 + n
n = 6
Assim, o carbono-14 possui dois nêutrons a mais do que o carbono-12.
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Questão 12
O número atômico (Z) é a grandeza química fundamental utilizada para identificar e para caracterizar um elemento químico. Fisicamente, o número atômico corresponde à quantidade de:
Alternativa A.
O número atômico, representado pela letra Z, indica a carga nuclear do átomo. Dessa forma, indica a quantidade numérica de prótons no núcleo, visto que apenas essas partículas possuem carga (os nêutrons, como se sabe, são neutros).