Leis da radioatividade

As leis da radioatividade referem-se aos fenômenos nucleares estudados pelo químico inglês Frederick Soddy, com a co-autoria de Ernest Rutherford. Nessas leis, foi desvendado o comportamento dos núcleos atômicos durante a emissão de partículas radioativas.

As partículas radioativas que podem ser emitidas pelo núcleo de um átomo são alfa, beta e gama, as quais apresentam as seguintes características:

• Alfa (₂α⁴): formada por dois prótons e dois nêutrons;

• Beta (_-1β⁰): é um elétron;

• Gama (₀γ⁰): trata-se de uma onda eletromagnética.

Todas essas partículas são emitidas pelo núcleo de átomos radioativos (que apresentam instabilidade nuclear), assim, com exceção da radiação gama, de acordo com as leis da radioatividade propostas por Soddy, ao emitir radiação alfa ou beta, o átomo passa a ter uma nova carga nuclear (número atômico).

A partir do momento em que um átomo tem sua carga nuclear modificada, passa a ser um novo elemento químico. Assim, ao emitir radiações alfa ou beta, um átomo de um elemento sempre será transformado em um outro.

Com o estudo das leis da radioatividade, as chamadas transmutações nucleares (modificação do núcleo de um átomo) naturais passaram a ser conhecidas.

• 1ª lei da radioatividade

Representação da emissão de partícula alfa por um átomo de urânio

De acordo com Soddy, quando um átomo (X) emite uma partícula alfa de seu núcleo, forma-se um novo átomo (Y). Esse novo átomo formado possui número de massa quatro unidades menor, e o número atômico passa a ser duas unidades menor com relação ao átomo de origem.

A equação a seguir representa a primeira lei da radioatividade:

_ZX^A → ₂α⁴ + _Z-2Y^A-4

Se um átomo de tório-230 (₉₀Th²³⁰) emitir uma partícula alfa, por exemplo, haverá a formação de um átomo de rádio (cujo número atômico é 88), com número de massa 226, conforme representado na equação:

₉₀Th²³⁰ → ₂α⁴ + ₈₈Ra²²⁶

• 2ª lei da radioatividade

Representação da emissão de partícula beta por um átomo de césio

De acordo com Soddy, quando um átomo (A) emite uma partícula beta a partir do seu núcleo, forma-se um novo átomo (B). Esse novo átomo formado possui número de massa igual ao do átomo de origem, e o número atômico é uma unidade maior.

A equação seguinte representa a segunda lei da radioatividade:

_ZA^a → _-1β⁰ + _Z+1B^a

Obs.: O número de prótons no interior do núcleo do átomo aumenta com a emissão de uma partícula beta porque, de acordo com o físico italiano Enrico Fermi, um nêutron do núcleo sofre uma transmutação, formando um próton, um neutrino e um elétron (radiação beta).

1 ₀n¹ → ₁p¹ + neutrino + _-1β⁰

Se um átomo de carbono-14 (₆C¹⁴) emitir uma partícula beta, por exemplo, haverá a formação de um átomo de nitrogênio (cujo número atômico é 7), com número de massa 14, como representado na equação:

₆C¹⁴ → _-1β⁰ + ₇N¹⁴

* Créditos da imagem: Catwalker/ shutterstock

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