Question

A colaboração teve início em 1946, quando Seaborg, Ghiorso e outros começaram a bombardear o Pu (Z = 94) com partículas alfa, aglomerados de dois prótons e dois nêutrons. As partículas alfa, por serem carregadas, são mais fáceis de serem aceleradas a altas velocidades do que os teimosos nêutrons. Além disso, quando essas partículas empacaram no plutônio, a equipe de Berkeley conseguiu mais dois novos elementos de um só golpe, pois o elemento Cm (Z = 96) decai naturalmente no elemento Am (Z = 95).
KEAN, S. A colher que desaparece: e outras histórias reais de loucura, amor e morte a partir de elementos químicos. Rio de Janeiro: Editora Zahar, 2011 (Adaptação).
A equação que representa o processo de decaimento espontâneo descrito é:
A. 94Pu239 + 2α4 → 96Cm242 + 0n1
B. 96Cm242 → 94Pu238 + 2α4
C. 96Cm242 → 95Am242 + –1β0
D. 96Cm242 → 95Am241 + 1p1
E. 95Am241 → 93Np237 + 2α4

Answer 1

Está correta a alternativa D, com a equação: 96Cm242 → 95Am241 + 1p1

A última frase apresentada do livro "A colher que desaparece", de S. Kean, afirma que "o elemento Cm (Z = 96) decai naturalmente no elemento Am (Z = 95)".

A expressão "decai naturalmente" se refere ao "processo de decaimento espontâneo" que é descrito. São apresentados os símbolos de dois elementos químicos que participam do processo:

• Cm que é o símbolo do Curio, cujo número atômico é 96 (o mesmo que Z).

• Am que é o símbolo do Amerício, cujo número atômico é 95 (o mesmo que Z).

Assim, a primeira coisa a se identificar nesta equação é o reagente (96Cm) e o produto (95Am):

96Cm → 95Am

Ao procurar a massa atômica destes elementos (e seus isótopos) na tabela periódica, identificamos que a massa atômica do Cm é 242 e a massa atômica do Am é 241. Assim, a segunda etapa para elaborar essa equação é inserir as massas:

96Cm242 → 95Am241

Por fim, para completar a equação resta identificar o outro reagente através de um balanço de massa:

96Cm242 → 95Am241 + ?X?

Como os reagentes e produtos devem apresentar o mesmo n° de massa e o mesmo n° atômico, podemos observar que nos produtos falta uma partícula que apresenta massa=1 e n° atômico=1:

• 96 = 95 + n° atômico de X ; n° atômico de X = 96 - 95 = 1

• 242 = 241 + n° de massa de X ; n° de massa de X = 242 - 241 = 1  

A partícula que apresenta n° de massa = 1 e n° atômico = 1 é o próton (símbolo p), representado por 1p1.

Portanto, a equação que representa o processo de decaimento espontâneo descrito é:

96Cm242 → 95Am241 + 1p1 , conforme alternativa D.

Uma observação importante sobre a alternativa A é que ela representa a equação química de descoberta do elemento Cm (cúrio-242), quando um alvo de plutônio-239 (94Pu239) foi bombardeado com partículas alfa (2α4), dando origem ao novo elemento químico cúrio-242 (96Cm242) e um nêutron livre (0n1).

No entanto, apesar da reação da alt. A estar correta, o processo não é espontâneo, pois o plutônio foi intencionalmente bombardeado com partículas alfa, dando origem a um elemento artificial (que não existe espontaneamente na natureza).

Espero ter ajudado!