Banco de questões: Átomos: Isótopos, Isótonos e Isóbaros

Considerando que o carbono-14 é utilizado em arqueologia para datar materiais orgânicos, e sabendo que temos uma amostra de carbono que contém três isótopos naturais: carbono-12, carbono-13 e carbono-14, e que todos são isótopos do elemento carbono, que apresenta número atômico Z = 6, e que o carbono-14 é radioativo com meia-vida de 5730 anos, proponha um experimento hipotético interdisciplinar onde os alunos devem: 1) Calcular a quantidade inicial de carbono-14 em uma amostra de 1g de carbono contendo os três isótopos citados; 2) Determinar o percentual de decaimento do carbono-14 após 10000 anos, considerando que não haja produção adicional desse isótopo; 3) Discutir as implicações desses cálculos para a confiabilidade da datação por carbono-14 em materiais arqueológicos que possuem menos de 10000 anos, considerando as limitações do método e as possíveis fontes de erro. Para realizar os cálculos, os alunos devem integrar conceitos de Física (meia-vida e decaimento radioativo) e Matemática (operações com porcentagens e potências) com os conceitos de Química (isótopos, massa atômica, número de Avogadro e constante de Avogadro).

Em um laboratório de pesquisa em química nuclear, os cientistas estão trabalhando com átomos de três elementos químicos distintos. Os átomos do primeiro elemento possuem 20 prótons e 20 nêutrons, os átomos do segundo elemento possuem 21 prótons e 20 nêutrons e os átomos do terceiro elemento possuem 22 prótons e 22 nêutrons. Com base nessas informações, identifique qual elemento está em relação isotônica com o primeiro e qual está em relação isobárica. Além disso, calcule o número de massa do terceiro elemento.

Um estudante de Química está analisando diferentes núcleos atômicos obtidos de várias amostras de elementos naturais. Ele observa que alguns núcleos possuem o mesmo número de prótons, enquanto outros têm iguais número de nêutrons ou número de massa. Com base nessas observações, como ele deve categorizar esses núcleos em isótopos, isótonos e isóbaros?