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Carlos Corrêa Fernando Basto Noémia Almeida. Aula nº 14. SUMÁRIO: 1.5 – A formação estelar de elementos químicos. 1.6 – Reacções nucleares. 1.7 – Distribuição de elementos químicos no Universo. 1.5 – A formação estelar de elementos químicos.
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Carlos Corrêa Fernando Basto Noémia Almeida Aula nº 14
SUMÁRIO: 1.5 – A formação estelar de elementos químicos. 1.6 – Reacções nucleares. 1.7 – Distribuição de elementos químicos no Universo.
1.5 – A formação estelar de elementos químicos A observação astronómica sistemática permitiu deduzir quea formação dos elementos químicos no Universotem origem na evolução das estrelas. Proto-estrelas e fusão de núcleos de hidrogénio Uma estrela forma-se a partir de grandes nuvens de gases (principalmente hidrogénio) e poeiras (cinzas ou restos de outras estrelas já extintas) que se contraem por efeito de atracção gravitacional. É a fase de proto-estrela.
3 4He à12C + 7,03 x l09 kJ /mol 1.5 – A formação estelar de elementos químicos Gigantes vermelhas e fusão nuclear do hélio
1.5 – A formação estelar de elementos químicos Gigante vermelha “pequena” Gigante vermelha “grande” Anã branca Supernova • 12C + 4He à16O + 4,58 x 108 kJ/mol • à20Ne • 24Mg • à28Si • 32S • à36Ar • 40Ca
1.5 – A formação estelar de elementos químicos Mais tarde, outras estrelas nascem a partir de nuvens de hidrogénio, enriquecidas agora com os elementos resultantes de estrelas já desaparecidas, e nessas novas estrelas sintetizam-se, por sua vez, os restantes elementos químicos. Nucleossíntese primordialDo “Big Bang” até às proto-estrelas Nucleossíntese estelar Durante a vida das estrelas Nucleossíntese interestelarDepois da morte das supernovas
1.6 – Reacções nucleares • Nas reacções químicas correntes: • os núcleos dos átomos não são alterados, • - os elementos químicos do sistema reaccional mantêm-se, havendo apenas alteração das unidades estruturais do sistema reaccional, • - as energias postas em jogo são bastante modestas, comparadas com as energias produzidas nas reacções nucleares Reacção química.
As reacções nucleares diferem das reacções químicas por ocorrerem ao nível dos núcleos e não das camadas electrónicas e envolvem uma quantidade de energia milhões de vezes maiores. A lei de Lavoisier (da conservação da massa), como foi então enunciada, não se aplica às reacções nucleares. Na realidade, nas reacções nucleares a massa total dos reagentes e a massa total dos produtos não são iguais, devido à transformação de massa em energia. Reacção nuclear os núcleos dos átomos são alterados transformação de elementos químicos noutros diferentes a energia posta em jogo é muito superior (em relação às reacções químjcas correntes)
Fusão nuclear Cisão ou fissão nuclear Núcleos leves (como os de hidrogénio, de hélio e de lítio) podem fundir, dando origem a um núcleo maior e mais estável, libertando também quantidades elevadas de energia Um núcleo pesado (de Ar>200) bombardeado com neutrões (ou outras partículas) pode dividir-se em núcleos menores e mais estáveis e libertar uma ou mais partículas subatómicas e também quantidades elevadas de energia
Radioisótopos Contadores radioactivos
Escrita de equações de reacções nucleares Obedece às seguintes regras [1] : Regra Z – A soma dos números atómicos das partículas reagentes é igual à soma dos números atómicos dos produtos da reacção; Regra A – A soma dos números de massa das partículas reagentes é igual à soma dos números de massa dos produtos da reacção. [1]Além da regra geral de escrita das equações químicas designada “regra da neutralidade ou de conservação de cargas”
1.7 – Distribuição dos elementos químicos no Universo O elemento mais abundante é o hidrogénio, com 60,3% (88,6% em número de átomos) e em seguida o hélio, com 36,5% (11,3% em número de átomos).