8- Em 1932, James Chadwick descobriu o nêutron pelo bombardeamento do isótopo berilio- 9 com particulas a, conforme a equação nuclear:
\alpha+{ }^{9} \mathrm{Be} \longrightarrow \mathrm{X}+{ }_{0}^{1} \mathrm{n}
Determine qual o elemento químico está sendo formado neste bombardeamento descobrindo seu, número atómico, número de massa e seu número de nêutrons: Dado: \operatorname{Be}(\mathrm{Z}=4).

Passo 1

O enunciado dá a reação nuclear
\alpha + { }^{9}_{4}\mathrm{Be} \longrightarrow \mathrm{X} + { }^{1}_{0}\mathrm{n}.
Pede-se determinar qual é o elemento \mathrm{X}, seu número atômico, seu número de massa e o número de nêutrons. Informação dada: \mathrm{Be} tem Z=4. Não há figura extra.

Passo 2

Vamos lembrar a notação padrão de núcleos: {}^{A}_{Z}\mathrm{E} indica um nuclídeo do elemento \mathrm{E} com número de massa A (número total de nucleões: prótons + nêutrons) e número atômico Z (número de prótons). O número de nêutrons é N=A-Z. Aqui precisamos usar essa notação para todos os participantes da reação.

Passo 3

Identificamos os núcleos conhecidos na reação. A partícula \alpha é um núcleo de hélio-4, que escrevemos como
{ }^{4}_{2}\mathrm{He}\quad(\text{ou simplesmente }\alpha),
então tem número de massa A=4 e número atômico Z=2. O berílio dado é
{ }^{9}_{4}\mathrm{Be},
com A=9 e Z=4. O nêutron emitido é
{ }^{1}_{0}\mathrm{n},
com A=1 e Z=0.

Passo 4

Aplicamos as leis de conservação em reações nucleares: conservam-se o número de massa total A e o número atômico total Z. Se \mathrm{X} tem {}^{A_X}_{Z_X}\mathrm{X}, então de maneira simbólica:
A_{\text{inicial}} = A_{\text{final}}\quad\text{e}\quad Z_{\text{inicial}} = Z_{\text{final}}.

Passo 5

Escrevemos as equações de conservação com os valores conhecidos. Para o número de massa:
4 + 9 = A_X + 1.
Para o número atômico:
2 + 4 = Z_X + 0.

Passo 6

Resolvendo as equações anteriores. Para A_X:
4 + 9 = A_X + 1 \implies 13 = A_X + 1 \implies A_X = 12.
Para Z_X:
2 + 4 = Z_X + 0 \implies 6 = Z_X \implies Z_X = 6.

Passo 7

Identificamos o elemento cujo número atômico é Z_X=6. Pela tabela periódica, Z=6 corresponde ao elemento carbono, símbolo \mathrm{C}. Portanto \mathrm{X} é {}^{12}_{6}\mathrm{C}.

Passo 8

Calculamos o número de nêutrons de \mathrm{X} usando N=A-Z:
N_X = A_X - Z_X = 12 - 6 = 6.
Fazemos um check rápido da conservação de massa e carga: massa inicial =4+9=13, massa final =12+1=13. carga inicial =2+4=6, carga final =6+0=6. Está consistente.

Resposta

Elemento: \mathrm{C} (Carbono)
Número atômico: 6
Número de massa: 12
Número de nêutrons: 6

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