ENEM 2009 — questão 29 de Física
Enunciado em texto
Os núcleos dos átomos são constituídos de prótons e nêutrons, sendo ambos os principais responsáveis pela sua massa. Nota-se que, na maioria dos núcleos, essas partículas não estão presentes na mesma proporção. O gráfico mostra a quantidade de nêutrons (N) em função da quantidade de prótons (Z) para os núcleos estáveis conhecidos.
[Gráfico: eixo horizontal “Número de prótons (Z)”, de 0 a 110; eixo vertical “Número de nêutrons (N)”, de 0 a 160, com quadriculado de 10 em 10. Diagonais inclinadas para baixo marcam o número de massa (10, 20, …, 260). Uma reta a 45° indica “Z = N para os núcleos sobre esta linha”. Os pontos dos “Núcleos estáveis” seguem a reta Z = N só até cerca de Z = 20; depois ficam cada vez mais acima dela, chegando a N ≈ 120–125 para Z ≈ 80. Em Z = 50, os pontos vão de cerca de N = 62 até cerca de N = 74.]
KAPLAN, I. Física Nuclear. Rio de Janeiro: Guanabara Dois, 1978 (adaptado).
O antimônio é um elemento químico que possui 50 prótons e possui vários isótopos — átomos que só se diferem pelo número de nêutrons. De acordo com o gráfico, os isótopos estáveis do antimônio possuem
a) entre 12 e 24 nêutrons a menos que o número de prótons.
b) exatamente o mesmo número de prótons e nêutrons.
c) entre 0 e 12 nêutrons a mais que o número de prótons.
d) entre 12 e 24 nêutrons a mais que o número de prótons.
e) entre 0 e 12 nêutrons a menos que o número de prótons.
(Enunciado e figura: ENEM 2009, aplicação regular, Caderno 2 – Amarelo — INEP.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao ENEM.
Resolução comentada
O que a questão pede: ler no gráfico quantos nêutrons têm os núcleos estáveis com Z = 50 e comparar com o número de prótons.
Passo 1 — ler o gráfico. Subindo pela vertical Z = 50, os pontos dos núcleos estáveis aparecem entre N ≈ 62 e N ≈ 74 — todos bem acima da reta Z = N (que passaria em N = 50).
Passo 2 — a diferença N − Z:
Os isótopos estáveis têm de 12 a 24 nêutrons a mais que prótons.
Por que a física é assim: os prótons se repelem eletricamente; os nêutrons não têm carga e só contribuem com a força nuclear, que é atrativa. Em núcleos grandes, a repulsão elétrica entre muitos prótons pesa mais, e o núcleo só fica estável com um “excesso” de nêutrons. Por isso a faixa dos núcleos estáveis se afasta da reta Z = N à medida que Z cresce.
⚠️ A armadilha: a (A), com os números certos e o sentido trocado (“a menos”). Basta ver que, em Z = 50, todos os pontos estão acima da reta Z = N: N é maior que Z.
A ideia em uma frase: nos núcleos pesados, a estabilidade exige mais nêutrons que prótons — para Z = 50, de 12 a 24 nêutrons a mais.
Resposta: alternativa D.
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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