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Química

Nêutrons

Sara Nahra
Publicado por Sara Nahra
Última atualização: 11/10/2018

Introdução

Hoje em dia sabemos que toda matéria é formada por partículas minúsculas conhecidas como átomos. Segundo a Teoria Atômica de Dalton apresentada em 1808, os átomos eram considerados maciços, esféricos e indivisíveis, semelhantes a bolas de bilhar. Alguns anos depois, porém, surgiram inúmeros experimentos realizados por outros cientistas que demonstraram que os átomos, na verdade, são constituídos por partículas ainda menores, conhecidas como partículas subatômicas.

Cada uma das três partículas subatômicas que conhecemos como elétrons, prótons e nêutrons foram descobertas por diferentes cientistas em diferentes anos a partir de diversos experimentos.

Nêutron (n0)

Em estudos posteriores sobre a estrutura do átomo, cientistas perceberam que poderia haver mais de um próton no núcleo atômico. Isso, porém, comprometeria a estabilidade do núcleo, pois a força de repulsão entre os prótons, que apresentam carga positiva, provocaria a fragmentação do núcleo. Para tentar justificar esse fato, Rutherford admitiu a existência, no núcleo, de partículas com massa semelhante à dos prótons, mas sem carga elétrica, que diminuiria a repulsão entre os átomos e aumentariam a estabilidade do átomo.

Essas partículas foram descobertas pelo físico inglês James Chadwick, em 1932, durante experimentos realizados com material radioativo, e receberam o nome de nêutrons.

Prótons e nêutrons dividem espaço dentro do núcleo do átomo.Prótons e nêutrons dividem espaço dentro do núcleo do átomo.

A tabela a seguir mostra as principais características de cada uma dessas partículas subatômicas.

PartículaSímboloLocalizaçãoMassaCarga
Nêutrons01nNúcleo1 u ou1,67494 x 10-24 g0 u.c.e ou0 C
Prótons11pNúcleo1 u ou1,67494 x 10-24 g+1 ou+1,602 x 10-19 C
Elétrons-10eEletrosfera0 ou9,10939 x 10-28 g-1 ou-1,602 x 10-19 C

*u = unidade de massa relativa; u.c.e = unidade de carga elétrica.

Teoria dos quarks

Hoje em dia, considera-se que as únicas partículas elementares que constituem a matéria são os quarks e os léptons.

Os quarks são partículas que interagem fortemente entre si e geram outras partículas mais complexas denominadas hardrons (prótons e nêutrons). Existem somente três tipos de quarks estáveis: quark up, quark down e quark strangeSomente o quark up e o quark downentram na composição da matéria.

QuarkCarga (u.c.e)
up+2/3
down-1/3
strange-1/3

Um próton seria formado por:

2 up (+⅔) = +4/3

1 down (-⅓) = -⅓

_______________

      +4/3 - ⅓ = +1

Um nêutron seria formado por:

2 up (+⅔) = +⅔

2 down (-⅓) = -⅔

_______________

         + ⅔ - ⅔ = 0

Já os léptons são partículas pequenas e leves quando comparadas com os quarks e apresentam interações fracas. Existem quatro tipos de léptons: elétrons, muon, tauon, que possuem carga -1, e pósitrons, que possuem carga +1.

Calculando o número de nêutron

A grandeza que caracteriza cada elemento é denominada número atômico e se refere à carga do núcleo, ou seja, ao número de prótons (p).

  • Matematicamente, temos: Z = p

Em um átomo neutro, o número de elétrons (e-) será igual ao número de prótons, que é igual ao número atômico.

  • Matematicamente, temos: Z = p = e-

A soma do número de prótons e de nêutrons (n) presentes no núcleo resulta no número de massa (A). É o A que determinará a massa do átomo, pois, como vimos, a massa está praticamente toda concentrada no núcleo.

  • Matematicamente, temos: A = p + n

Assim, podemos determinar o número de nêutrons conhecendo o número atômico e o número de massa do átomo. Ambos os valores de Z e A podem ser encontrados na tabela periódica. Convencionou-se escrever A e Z na seguinte posição em um elemento:

A=prótons+nêutronsA=prótons+nêutrons

  • Exemplos:

Elementos periódicos.Elementos periódicos.

Em alguns exercícios, porém, a posição de A e Z podem estar trocadas. Na tabela periódica, Z costuma aparecer em cima do símbolo do átomo, e A costuma aparecer embaixo do átomo.

DICA: A sempre será maior que o Z!

Por exemplo, o átomo de ferro (Z = 26) apresenta número de massa igual a 56. Sabendo que:

A = p + n (I)

Z = p (II)

Podemos substituir (II) em (I) e obter a seguinte equação:

A = Z + n → n = A – Z → n = 56 – 26 → n = 30

Portanto, o átomo de ferro possui 30 nêutrons em seu núcleo.


Exercícios

Exercício 1
(PUC-SP)

Com relação ao átomo que possui 3 prótons, 4 nêutrons e 3 elétrons, pode-se afirmar que:

Ilustração: Rapaz corpulento de camiseta, short e tênis acenando

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