{"id":149549,"date":"2020-08-14T11:19:50","date_gmt":"2020-08-14T13:19:50","guid":{"rendered":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/?p=149549"},"modified":"2020-08-14T11:22:33","modified_gmt":"2020-08-14T13:22:33","slug":"isotopos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/ciencias-da-natureza\/quimica\/isotopos","title":{"rendered":"Is\u00f3topos"},"content":{"rendered":"

Defini\u00e7\u00e3o<\/strong><\/p>\n

Um\u00a0is\u00f3topo<\/strong>\u00a0\u00e9 qualquer uma das duas ou mais formas de um elemento qu\u00edmico, com o mesmo n\u00famero de pr\u00f3tons no n\u00facleo ou o mesmo n\u00famero at\u00f4mico, mas com n\u00fameros diferentes de n\u00eautrons no n\u00facleo ou pesos at\u00f4micos diferentes.<\/p>\n

Existem 275 is\u00f3topos dos 81 elementos est\u00e1veis, al\u00e9m de mais de 800\u00a0is\u00f3topos radioativos, e cada elemento possui formas\u00a0isot\u00f3picas\u00a0conhecidas.<\/p>\n

Is\u00f3topos\u00a0de um \u00fanico elemento possuem propriedades quase id\u00eanticas.<\/p>\n

O resultado \u00e9 que dois\u00a0is\u00f3topos\u00a0do mesmo elemento t\u00eam pesos at\u00f4micos ou massas moleculares diferentes.<\/p>\n

.Um\u00a0is\u00f3topo\u00a0de um elemento qu\u00edmico \u00e9 um \u00e1tomo que possui um n\u00famero diferente de n\u00eautrons (ou seja, uma massa at\u00f4mica maior ou menor) do que o padr\u00e3o para esse elemento.<\/p>\n

\"Is\u00f3topos\"
\nRepresenta\u00e7\u00e3o de um \u00e1tomo, com n\u00eautrons e pr\u00f3tons no centro formando o n\u00facleo e el\u00e9trons ‘orbitando’ o centro<\/strong><\/p>\n

O que \u00e9 um is\u00f3topo?<\/strong><\/p>\n

Um\u00a0is\u00f3topo\u00a0\u00e9 uma variante de um elemento que possui um peso at\u00f4mico diferente de outras variantes. Exceto pela forma mais comum de hidrog\u00eanio – que possui apenas um pr\u00f3ton – todo n\u00facleo at\u00f4mico da mat\u00e9ria normal \u00e9 constitu\u00eddo de pr\u00f3tons e n\u00eautrons.<\/p>\n

Os\u00a0is\u00f3topos\u00a0de um dado elemento t\u00eam o mesmo n\u00famero de pr\u00f3tons, mas diferentes n\u00fameros de n\u00eautrons.<\/p>\n

Eles t\u00eam essencialmente as mesmas propriedades qu\u00edmicas, mas diferem ligeiramente em suas caracter\u00edsticas f\u00edsicas, como ponto de fus\u00e3o e ponto de ebuli\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Alguns\u00a0is\u00f3topos\u00a0s\u00e3o inst\u00e1veis e tendem a decair em outros elementos, emitindo part\u00edculas subat\u00f4micas ou radia\u00e7\u00e3o; estes s\u00e3o radioativos e s\u00e3o conhecidos como radiois\u00f3topos.<\/p>\n

Quando os cientistas se referem a um\u00a0is\u00f3topo\u00a0espec\u00edfico de um elemento, o n\u00famero de massa, ou o n\u00famero de pr\u00f3tons mais o n\u00famero de n\u00eautrons, aparece no canto superior esquerdo, ao lado do s\u00edmbolo do elemento.<\/p>\n

Por exemplo, a forma de hidrog\u00eanio que possui um pr\u00f3ton e um n\u00eautron \u00e9 escrita como 2H. Da mesma forma, 235U e 238U s\u00e3o dois is\u00f3topos diferentes de ur\u00e2nio.<\/p>\n

Estes tamb\u00e9m s\u00e3o comumente escritos como ur\u00e2nio-235 e ur\u00e2nio-238.<\/p>\n

\"Is\u00f3topos\"<\/p>\n

O n\u00facleo at\u00f4mico<\/strong><\/p>\n

Os n\u00eautrons s\u00e3o eletricamente neutros, mas os pr\u00f3tons t\u00eam uma carga el\u00e9trica positiva. Como cargas iguais se repelem, um n\u00facleo contendo mais de um pr\u00f3ton precisa de algo para impedir que essas part\u00edculas se separem. Esse algo \u00e9 chamado de for\u00e7a nuclear forte, \u00e0s vezes chamada simplesmente de for\u00e7a forte.<\/p>\n

\u00c9 muito mais forte que a for\u00e7a eletromagn\u00e9tica respons\u00e1vel pela repuls\u00e3o entre pr\u00f3tons, mas, ao contr\u00e1rio dessa for\u00e7a, possui um alcance muito curto. A for\u00e7a forte une pr\u00f3tons e n\u00eautrons no n\u00facleo, mas a for\u00e7a eletromagn\u00e9tica quer afastar os pr\u00f3tons.<\/p>\n

N\u00facleos est\u00e1veis e inst\u00e1veis<\/strong><\/p>\n

Nos elementos mais leves, a for\u00e7a forte \u00e9 capaz de manter o n\u00facleo unido enquanto houver n\u00eautrons suficientes para diluir a for\u00e7a eletromagn\u00e9tica. Normalmente, nesses elementos, o n\u00famero de pr\u00f3tons e n\u00eautrons \u00e9 praticamente o mesmo. Em elementos mais pesados, deve haver um excesso de n\u00eautrons para proporcionar estabilidade. Al\u00e9m de um certo ponto, no entanto, n\u00e3o h\u00e1 configura\u00e7\u00e3o que forne\u00e7a um n\u00facleo est\u00e1vel. Nenhum dos elementos mais pesados que o chumbo possui is\u00f3topos est\u00e1veis.<\/p>\n

Muitos n\u00eautrons tamb\u00e9m podem tornar um\u00a0is\u00f3topo\u00a0inst\u00e1vel.<\/p>\n

Por exemplo, a forma mais comum de hidrog\u00eanio tem um pr\u00f3ton e nenhum n\u00eautron, mas existem outras duas formas, com um e dois n\u00eautrons, chamados deut\u00e9rio e tr\u00edtio, respectivamente.<\/p>\n

O tr\u00edtio \u00e9 inst\u00e1vel porque possui muitos n\u00eautrons.<\/p>\n

Quando um n\u00facleo inst\u00e1vel ou radioativo decai, ele se transforma em um n\u00facleo de outro elemento. Existem dois mecanismos pelos quais isso pode acontecer.<\/p>\n

O decaimento alfa ocorre quando a for\u00e7a forte n\u00e3o consegue manter todos os pr\u00f3tons do n\u00facleo juntos. Em vez de apenas lan\u00e7ar um pr\u00f3ton, no entanto, uma part\u00edcula alfa composta por dois pr\u00f3tons e dois n\u00eautrons \u00e9 ejetada. Pr\u00f3tons e n\u00eautrons est\u00e3o fortemente ligados e a part\u00edcula alfa \u00e9 uma configura\u00e7\u00e3o est\u00e1vel.<\/p>\n

A deteriora\u00e7\u00e3o beta ocorre quando um n\u00facleo tem muitos n\u00eautrons. Um dos n\u00eautrons se transforma em um pr\u00f3ton, que permanece no n\u00facleo, e um el\u00e9tron, que \u00e9 ejetado. No tr\u00edtio, por exemplo, um de seus dois n\u00eautrons, mais cedo ou mais tarde, se transformar\u00e1 em um pr\u00f3ton e um el\u00e9tron. Isso fornece um n\u00facleo com dois pr\u00f3tons e um n\u00eautron, que \u00e9 uma forma de h\u00e9lio, conhecida como 3He ou h\u00e9lio-3.<\/p>\n

Este is\u00f3topo \u00e9 est\u00e1vel, apesar do excesso de pr\u00f3tons, porque o n\u00facleo \u00e9 pequeno o suficiente para que a for\u00e7a forte o mantenha unido.<\/p>\n

Meia-vida<\/strong><\/p>\n

H\u00e1 uma incerteza fundamental sobre o tempo que levar\u00e1 para um n\u00facleo inst\u00e1vel individual decair; no entanto, para um dado is\u00f3topo, a taxa de decaimento \u00e9 previs\u00edvel.<\/p>\n

\u00c9 poss\u00edvel fornecer um valor muito preciso pela quantidade de tempo que levar\u00e1 para que metade de uma amostra de um is\u00f3topo espec\u00edfico decaia para outro elemento.<\/p>\n

Esse valor \u00e9 conhecido como meia-vida e pode variar de uma fra\u00e7\u00e3o min\u00fascula de segundo a bilh\u00f5es de anos.<\/p>\n

A forma mais comum do elemento bismuto tem meia-vida um bilh\u00e3o de vezes a idade estimada do universo. Era considerado o elemento est\u00e1vel mais pesado, mas provou ser um pouco radioativo em 2003.<\/p>\n

Propriedades<\/strong><\/p>\n

Al\u00e9m da quest\u00e3o da radioatividade, diferentes\u00a0is\u00f3topos\u00a0de um elemento mostram propriedades f\u00edsicas diferentes.<\/p>\n

Formas mais pesadas, com mais n\u00eautrons, normalmente t\u00eam pontos de fus\u00e3o e ebuli\u00e7\u00e3o mais altos, devido ao fato de que \u00e9 necess\u00e1ria mais energia para fazer seus \u00e1tomos e mol\u00e9culas se moverem r\u00e1pido o suficiente para provocar uma mudan\u00e7a de estado.<\/p>\n

Por exemplo, “\u00e1gua pesada”, uma forma de \u00e1gua na qual o hidrog\u00eanio normal \u00e9 substitu\u00eddo pelo deut\u00e9rio mais pesado, congela a 3,82\u00b0 C e ferve a 101,4\u00b0 C, em oposi\u00e7\u00e3o a 0\u00b0 C e 100\u00b0 C, respectivamente, para \u00e1gua comum. As rea\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas podem prosseguir um pouco mais lentamente para is\u00f3topos mais pesados pela mesma raz\u00e3o.<\/p>\n

Usos<\/strong><\/p>\n

Provavelmente o\u00a0is\u00f3topo\u00a0mais famoso \u00e9 o 235U, devido ao seu uso em energia nuclear e armamento. Sua instabilidade \u00e9 tal que pode sofrer uma rea\u00e7\u00e3o nuclear em cadeia, liberando enormes quantidades de energia.<\/p>\n

O ur\u00e2nio “enriquecido” \u00e9 o ur\u00e2nio com uma concentra\u00e7\u00e3o mais alta desse is\u00f3topo, enquanto o ur\u00e2nio “empobrecido” tem uma concentra\u00e7\u00e3o muito mais baixa.<\/p>\n

A data\u00e7\u00e3o radiom\u00e9trica usa as propor\u00e7\u00f5es de diferentes\u00a0is\u00f3topos\u00a0para estimar a idade das amostras, como materiais biol\u00f3gicos ou rochas. A data\u00e7\u00e3o por radiocarbono, por exemplo, utiliza o is\u00f3topo radioativo 14C, ou carbono-14, para datar materiais contendo carbono de origem org\u00e2nica.<\/p>\n

A idade e a hist\u00f3ria geol\u00f3gica da Terra s\u00e3o conhecidas em grande parte atrav\u00e9s da compara\u00e7\u00e3o das propor\u00e7\u00f5es de v\u00e1rios is\u00f3topos em amostras de rochas.<\/p>\n

Na biologia e na medicina, pequenas quantidades de\u00a0is\u00f3topos\u00a0levemente radioativos podem ser usadas como marcadores at\u00f4micos para rastrear o movimento de v\u00e1rias subst\u00e2ncias, como drogas, atrav\u00e9s do corpo.<\/p>\n

Is\u00f3topos radioativos mais fortemente podem ser usados como fonte de radia\u00e7\u00e3o para destruir tumores e crescimentos cancer\u00edgenos.<\/p>\n

O h\u00e9lio-3, que se pensa existir em grandes quantidades na Lua, est\u00e1 entre os combust\u00edveis mais promissores a longo prazo para os reatores de pot\u00eancia de fus\u00e3o.<\/p>\n

Us\u00e1-lo efetivamente exigir\u00e1 primeiro dominar outras formas de fus\u00e3o.<\/p>\n

Is\u00f3topo – Qu\u00edmica<\/strong><\/p>\n

Is\u00f3topo, uma das duas ou mais esp\u00e9cies de \u00e1tomos de um elemento qu\u00edmico com o mesmo n\u00famero at\u00f4mico e posi\u00e7\u00e3o na tabela peri\u00f3dica e comportamento qu\u00edmico quase id\u00eantico, mas com massas at\u00f4micas e propriedades f\u00edsicas diferentes. Todo elemento qu\u00edmico possui um ou mais\u00a0is\u00f3topos.<\/p>\n

Um \u00e1tomo \u00e9 primeiro identificado e rotulado de acordo com o n\u00famero de pr\u00f3tons em seu n\u00facleo. Esse n\u00famero at\u00f4mico normalmente recebe o s\u00edmbolo\u00a0Z<\/em>.<\/p>\n

A grande import\u00e2ncia do n\u00famero at\u00f4mico deriva da observa\u00e7\u00e3o de que todos os \u00e1tomos com o mesmo n\u00famero at\u00f4mico possuem propriedades qu\u00edmicas quase, se n\u00e3o precisamente, id\u00eanticas.<\/p>\n

Uma grande cole\u00e7\u00e3o de \u00e1tomos com o mesmo n\u00famero at\u00f4mico constitui uma amostra de um elemento. Uma barra de ur\u00e2nio puro, por exemplo, consistiria inteiramente de \u00e1tomos com n\u00famero at\u00f4mico 92.<\/p>\n

A tabela peri\u00f3dica dos elementos atribui um local a cada n\u00famero at\u00f4mico e cada um desses locais \u00e9 rotulado com o nome comum do elemento, como:\u00a0<\/strong>por exemplo, c\u00e1lcio, rad\u00f4nio ou ur\u00e2nio.<\/p>\n

Nem todos os \u00e1tomos de um elemento precisam ter o mesmo n\u00famero de n\u00eautrons em seus n\u00facleos. De fato, \u00e9 precisamente a varia\u00e7\u00e3o no n\u00famero de n\u00eautrons nos n\u00facleos de \u00e1tomos que d\u00e1 origem a is\u00f3topos.<\/p>\n

O hidrog\u00eanio \u00e9 um exemplo disso. Possui o n\u00famero at\u00f4mico 1. S\u00e3o conhecidos tr\u00eas n\u00facleos com um pr\u00f3ton que cont\u00eam 0, 1 e 2 n\u00eautrons, respectivamente.<\/p>\n

Os tr\u00eas compartilham o lugar na tabela peri\u00f3dica atribu\u00edda ao n\u00famero at\u00f4mico 1 e, portanto, s\u00e3o chamados is\u00f3topos (dos isos gregos, significando “iguais” e topos, significando “local”) de hidrog\u00eanio.<\/p>\n

Muitas propriedades importantes de um is\u00f3topo dependem de sua massa. O n\u00famero total de n\u00eautrons e pr\u00f3tons (s\u00edmbolo\u00a0A<\/em>), ou n\u00famero de massa, do n\u00facleo fornece aproximadamente a massa medida na chamada escala de unidade de massa at\u00f4mica (amu).<\/p>\n

A diferen\u00e7a num\u00e9rica entre a massa real medida de um is\u00f3topo e A \u00e9 chamada excesso de massa ou defeito de massa (s\u00edmbolo ?).<\/p>\n

A especifica\u00e7\u00e3o de Z, A e o s\u00edmbolo qu\u00edmico (uma abrevia\u00e7\u00e3o de uma ou duas letras do nome do elemento, digamos Sy) na forma\u00a0A<\/em><\/sup>Z<\/em><\/sub>Sy identifica um is\u00f3topo adequadamente para a maioria dos prop\u00f3sitos. Assim, na nota\u00e7\u00e3o padr\u00e3o,\u00a01<\/sup>1<\/sub>H refere-se ao is\u00f3topo mais simples de hidrog\u00eanio e\u00a0235<\/sup>92<\/sub>\u00a0a um is\u00f3topo de ur\u00e2nio amplamente utilizado para gera\u00e7\u00e3o de energia nuclear e fabrica\u00e7\u00e3o de armas nucleares. (Os autores que n\u00e3o desejam usar s\u00edmbolos \u00e0s vezes escrevem o nome do elemento e o n\u00famero da massa – hidrog\u00eanio-1 e ur\u00e2nio-235.)<\/p>\n

O termo nucl\u00eddeo \u00e9 usado para descrever\u00a0is\u00f3topos\u00a0particulares, principalmente nos casos em que as propriedades nucleares, e n\u00e3o qu\u00edmicas, de um \u00e1tomo devem ser enfatizadas.<\/p>\n

O l\u00e9xico dos is\u00f3topos inclui tr\u00eas outros termos frequentemente usados:<\/strong>\u00a0is\u00f3tonos para is\u00f3topos de diferentes elementos com o mesmo n\u00famero de n\u00eautrons, isobares para is\u00f3topos de diferentes elementos com o mesmo n\u00famero de massa e is\u00f4meros para is\u00f3topos id\u00eanticos em todos os aspectos, exceto no conte\u00fado total de energia dos n\u00facleos.<\/p>\n

A descoberta de is\u00f3topos<\/strong><\/p>\n

Evid\u00eancias para a exist\u00eancia de\u00a0is\u00f3topos\u00a0emergiram de duas linhas independentes de pesquisa, a primeira sendo o estudo da radioatividade.<\/p>\n

Em 1910, ficou claro que certos processos associados \u00e0 radioatividade, descobertos alguns anos antes pelo f\u00edsico franc\u00eas Henri Becquerel, podiam transformar um elemento em outro.<\/p>\n

Em particular, descobriu-se que os min\u00e9rios dos elementos radioativos ur\u00e2nio e t\u00f3rio continham pequenas quantidades de v\u00e1rias subst\u00e2ncias radioativas nunca antes observadas.<\/p>\n

Pensa-se que essas subst\u00e2ncias sejam elementos e, portanto, recebem nomes especiais. Os min\u00e9rios de ur\u00e2nio, por exemplo, produziram \u00edon, e os min\u00e9rios de t\u00f3rio deram mesot\u00f3rio.<\/p>\n

Trabalhos meticulosos conclu\u00eddos logo depois revelaram, no entanto, que o \u00edon, uma vez misturado ao t\u00f3rio comum, n\u00e3o podia mais ser recuperado apenas por meios qu\u00edmicos. Da mesma forma, o mesot\u00f3rio mostrou-se quimicamente indistingu\u00edvel do r\u00e1dio.<\/p>\n

Como os qu\u00edmicos usaram o crit\u00e9rio da indistinguibilidade qu\u00edmica como parte da defini\u00e7\u00e3o de um elemento, foram for\u00e7ados a concluir que o \u00edon e o mesot\u00f3rio n\u00e3o eram elementos novos, afinal, mas sim novas formas de elementos antigos.<\/p>\n

Generalizando a partir desses e de outros dados, o qu\u00edmico ingl\u00eas Frederick Soddy, em 1910, observou que \u201celementos de diferentes pesos at\u00f4micos [agora chamados massas at\u00f4micas] podem possuir propriedades (qu\u00edmicas) id\u00eanticas\u201d e, portanto, pertencem ao mesmo local da tabela peri\u00f3dica. Com consider\u00e1vel presci\u00eancia, ele estendeu o escopo de sua conclus\u00e3o para incluir n\u00e3o apenas esp\u00e9cies radioativas, mas tamb\u00e9m elementos est\u00e1veis. Alguns anos depois, Soddy publicou uma compara\u00e7\u00e3o das massas at\u00f4micas do elemento est\u00e1vel chumbo, medida em min\u00e9rios ricos em ur\u00e2nio e t\u00f3rio, respectivamente.<\/p>\n

Ele esperava uma diferen\u00e7a porque o ur\u00e2nio e o t\u00f3rio se decomp\u00f5em em diferentes\u00a0is\u00f3topos\u00a0de chumbo. O chumbo do min\u00e9rio rico em ur\u00e2nio tinha uma massa at\u00f4mica m\u00e9dia de 206,08 em compara\u00e7\u00e3o com 207,69 para o chumbo do min\u00e9rio rico em t\u00f3rio, verificando assim a conclus\u00e3o de Soddy.<\/p>\n

A confirma\u00e7\u00e3o inequ\u00edvoca de\u00a0is\u00f3topos\u00a0em elementos est\u00e1veis n\u00e3o associados diretamente ao ur\u00e2nio ou ao t\u00f3rio ocorreu alguns anos depois com o desenvolvimento do espectr\u00f3grafo de massa de Francis William Aston. Seu trabalho surgiu do estudo dos raios positivos (algumas vezes chamados de raios do canal), descobertos em 1886 por Eugen Goldstein e logo depois reconhecidos como feixes de \u00edons positivos. Como estudante no laborat\u00f3rio de J.J. Thomson, Aston aprendera que o elemento gasoso neon produzia dois raios positivos.<\/p>\n

Os \u00edons no raio mais pesado tinham massas cerca de duas unidades, ou 10%, maiores que os \u00edons no raio mais claro.<\/p>\n

Para provar que o n\u00e9on mais claro tinha uma massa muito pr\u00f3xima de 20 e que o raio mais pesado era realmente n\u00e9on e n\u00e3o era um sinal esp\u00fario de algum tipo, Aston teve que construir um instrumento consideravelmente mais preciso do que em qualquer outro momento.<\/p>\n

Em 1919, ele o fez e argumentou de forma convincente pela exist\u00eancia do neon-20 e neon-22.<\/p>\n

As informa\u00e7\u00f5es de seu e de outros laborat\u00f3rios acumularam-se rapidamente nos anos seguintes e, em 1935, os principais is\u00f3topos e suas propor\u00e7\u00f5es relativas eram conhecidos por quase todos os elementos.<\/p>\n

Fonte:<\/strong>\u00a0Encyclop\u00e6dia Britannica\/chem.libretexts.org\/www.biosyn.com\/www.wisegeek.org\/www.collinsdictionary.com\/www.sciencedirect.com\/www.zmescience.com\/www.pallasreactor.com<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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