Ao estudar a energia de ligação dos núcleos atômicos, como a física quântica explica a estabilidade de…

Questão

Ao estudar a energia de ligação dos núcleos atômicos, como a física quântica explica a estabilidade de elementos químicos pesados como o urânio?

1. A) Elementos pesados são sempre instáveis.
2. B) A física clássica explica a estabilidade dos núcleos pesados.
3. C) Forças nucleares superam a repulsão entre prótons.
4. D) O urânio se estabiliza pela baixa energia de ligação.
5. E) Núcleos pesados são estáveis apenas em condições extremas.

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

1. Resolvi a questão antes de olhar o gabarito. No núcleo, os prótons têm carga positiva e se repelem pela força eletrostática. Para que o núcleo se mantenha coeso, atua a força nuclear forte, de curto alcance, que atrai prótons e nêutrons. A energia de ligação é a energia necessária para separar esses núcleons, e ela mede o quanto o núcleo está ligado. Passo 2: Em núcleos pesados como o urânio, com 92 prótons, a repulsão elétrica entre prótons é muito grande. A estabilidade depende de haver nêutrons suficientes, que aumentam a atração nuclear forte sem acrescentar repulsão elétrica. Passo 3: A alternativa C descreve exatamente esse equilíbrio: as forças nucleares superam a repulsão entre prótons. Passo 4: A alternativa A está errada, pois há elementos pesados estáveis, como o chumbo, embora alguns, como o urânio, sejam radioativos. Passo 5: A alternativa B está errada, porque a física clássica não explica a coesão nuclear, que depende da interação forte e da mecânica quântica. Passo 6: A alternativa D está errada, porque núcleos estáveis têm energia de ligação por núcleon alta, e não baixa. Passo 7: A alternativa E está errada, porque esses núcleos existem na natureza em condições normais de temperatura e pressão. Passo 8: Observação: o enunciado é vago, e o urânio é radioativo, então sua estabilidade é apenas relativa, com meia-vida muito longa. Mesmo assim, C é a melhor resposta, e o gabarito oficial confere com essa análise.

💡 Dica: Considere os princípios da física quântica relacionados à estabilidade nuclear.

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