a. Descreva a evidência experimental através da qual concluímos que o núcleo não é formado apenas por prótons.
b. Não é fácil isolar ou controlar um nêutron porque ele não possui carga elétrica que permita sua manipulação. Que evidência possibilitou aos cientistas determinar que um nêutron possui uma massa quase idêntica à de um próton?

Passo 1

O enunciado pede duas coisas:
a) Mostrar qual experimento ou evidência provou que o núcleo atômico não é formado só por prótons.
b) Explicar como se determinou experimentalmente que o nêutron tem massa praticamente igual à do próton, mesmo sendo eletricamente neutro.

Passo 2

Para responder (a), lembramos que desde Rutherford já se sabia que o número de cargas positivas no núcleo (o número atômico Z) não bastava para explicar a massa nuclear, que era muito maior que Z vezes a massa do próton. Além disso, na década de 1920 análises de massa de isótopos por espectrômetro de massa (Thomson, Aston, Dempster) mostraram que existem núcleos com mesma carga Z mas massas atômicas diferentes. Ou seja, havia “massa faltando” que não vinha de prótons nem de elétrons. Isso foi evidência de que havia outro constituinte neutro no núcleo.

Passo 3

Para responder (b), o experimento-chave foi o de Chadwick (1932). Ele bombardeou berílio com partículas alfa e obteve um fluxo de radiação neutra que atravessava blindagens. Essa radiação, ao incidir sobre uma camada de parafina, ejetava prótons. Medindo a energia cinética dos prótons e usando as equações de colisão elástica unidimensional, Chadwick ajustou a massa da partícula neutra fictícia para que a cinemática fechasse. O melhor ajuste dava
mnêutronapprox mpróton, êó
mostrando que o nêutron tem massa quase idêntica à do próton.

Resposta

a) Observações de massa atômica (espectrômetro de massa) e análise da massa nuclear em relação ao número atômico Z revelaram que havia mais massa no núcleo do que podia ser atribuída a prótons, logo existia um constituinto neutro.
b) No experimento de Chadwick, a radiação neutra vinda do berílio ejetava prótons de uma placa de parafina, e a energia desses prótons, analisada pela cinemática de colisão elástica, indicou que a partícula neutra (nêutron) tem massa praticamente igual à do próton.

Exercícios de Livros Relacionados