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Um átomo pode ser considerado instável de uma de duas maneiras. Se ele capta ou perde um elétron, torna-se eletricamente carregado e altamente reativo. Tais átomos eletricamente carregados são conhecidos como íons. A instabilidade também pode ocorrer no núcleo quando o número de prótons e nêutrons é desequilibrado. Em um esforço para alcançar o equilíbrio, o átomo emite partículas na forma de radiação até que o núcleo seja estável. Diz-se que esses átomos instáveis são radioativos.
TL; DR (muito longo; não leu)
Os íons são eletricamente instáveis e rapidamente formam ligações químicas. Átomos com núcleos instáveis emitem radiação até que os núcleos se tornem estáveis.
O que é um átomo estável?
Para entender melhor os átomos instáveis, ajuda a apreciar o que constitui estabilidade. No modelo planetário familiar, um átomo consiste em um núcleo de partículas pesadas carregadas positivamente, chamadas prótons, e elétricas neutras, chamadas nêutrons. Orbitando o núcleo há uma nuvem de elétrons mais leves e com carga negativa. Prótons e elétrons têm cargas iguais e opostas.
Quando o átomo é estável, ele tem uma carga elétrica líquida de 0, o que significa que o número de prótons é igual ao número de elétrons. O núcleo também é equilibrado, em que o número de prótons é igual ao número de nêutrons. Esse átomo não é inerte. Ele ainda pode se combinar com outros para formar compostos químicos, e sua propensão a fazê-lo depende do número de elétrons de valência ou daqueles que podem ser compartilhados com outros átomos.
Quando um átomo se torna um íon
< Quando um átomo perde ou ganha um elétron, ele se torna um íon. Se ele ganha um elétron, é um cátion, e se perde um, é um ânion. Isso acontece mais comumente em reações químicas, nas quais os átomos compartilham elétrons para formar uma camada externa estável de 8. Por exemplo, a molécula de água consiste em dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio. Cada átomo de hidrogênio renuncia a seu único elétron para se tornar íons com carga positiva, enquanto o átomo de oxigênio os aceita como carga negativa. A combinação forma uma molécula muito estável, embora eletricamente polar.
Os íons livres podem existir em solução ou em materiais sujeitos a um campo elétrico. Quando existem em solução, a solução se torna um eletrólito, capaz de conduzir eletricidade. Por causa de sua carga elétrica, os íons têm maior propensão a combinar e formar compostos que os átomos eletricamente neutros. Instabilidade Nuclear ou Radioatividade
Quando um núcleo atômico possui excesso de prótons ou nêutrons, ele os lança. em um esforço para alcançar um estado equilibrado. Devido à força da força que mantém o núcleo unido, as partículas que emergem de núcleos instáveis, chamadas radionuclídeos, são muito energéticas. Esses núcleos podem emitir raios alfa, compostos de prótons e nêutrons; raios beta , que são elétrons carregados negativa ou positivamente; e raios gama, que são fótons de alta energia. Quando um radionuclídeo perde um nêutron, ele se torna um isótopo diferente do mesmo elemento, mas quando perde um próton, ele se torna um elemento completamente diferente. O átomo continua emitindo radiação radioativa até atingir um número estável de prótons e nêutrons. O tempo que leva para metade de uma determinada amostra de isótopo específico decair para uma forma estável é chamado de meia-vida. As meias-vidas podem variar de frações de segundo no caso do polônio-215 a bilhões de anos no caso do urânio-238.