SoluçãoEstrutura Atômica

Estrutura Atômica
8 dias
10 g 
→
8 dias
5g
2,5 g

→
após 8 dias
após 16 dias
Gabarito Parte I:
Resposta da questão 1:
[A]
[Resposta do ponto de vista da disciplina de Matemática]
Cálculo feito pelo estudante:
Elemento com o menor número atômico: Hidrogênio (1)
Elemento com a maior eletronegatividade: Flúor (9)
Elemento cujo número atômico seja um número primo par:
He (2)
2
log (1 + 9 ) = log100 = 2 (Hélio - gás nobre)
[Resposta do ponto de vista da disciplina de Química]
Menor número atômico (hidrogênio); H (Z = 1).
Maior eletronegatividade (flúor); F (Z = 9).
Número primo par (hélio); He (Z = 2).
} 43 prótons
Tc} 99 − 43 = 56 nêutrons
99
43 Tc
99
43
Distribuições eletrônicas semelhantes na camada de valência :
43 Tc : 1s
2
2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6
5s2
4d5
Camada de
valência
25 Mn : 1s
2
2s2 2p6 3s2 3p6
4s2
3d5
Camada de
valência
Resposta da questão 4:
[A]
Chamam-se isótopos os átomos de um mesmo elemento
químico, ou seja, que apresentam o mesmo número de
prótons (número atômico), mas possuem números de
massa diferentes.
Então:
(1 + 9 )2
2
Resposta da questão 5:
[A]
log (1 + 9 ) = log102 = 2 (Hélio; gás nobre)
14
6C
Resposta da questão 2:
[C]
[Resposta do ponto de vista da disciplina de Matemática]
A
mA= massa atômica do elemento E
B
mB = massa atômica do elemento E
0,75.mA + 0,25.mB = 35,47
0,75 . 34,97 + 0,25mB = 35,47
0,25mB = 35,47 – 26,2275
0,25mB = 9,2425
mB = 36,97
[Resposta do ponto de vista da disciplina de Química]
A massa atômica de um elemento químico é dada pela
média ponderada das massas atômicas de seus isótopos,
então:
A
E ⇒ 75%; A = 34,97 u
B
E ⇒ 25%; B = ?
M.A. = 35,47 u
35,47 = 0,75 × 34,97 + 0,25 × B
B = 36,97 u
Número de massa de B = 37
Resposta da questão 3:
F – V – V – F – V.
Teremos:
131
53 Ι
→ 7N14 + −1β0
14
14
O nitrogênio 7N proveniente da desintegração do 6C ,
14
presente no tecido, é um isóbaro do 6C (mesmo número
de massa) e possui 7 prótons e 7 nêutrons
(7N14 : 14 − 7 prótons = 7 nêutrons).
Resposta da questão 6:
[C]
2
2
6
2
6
1
1s 2s 2p 3s 3p 4s é a configuração de um metal alcalino
do quarto período (potássio).
Resposta da questão 7:
[E]
O número de prótons, chamado de número atômico, é o
que caracteriza um elemento químico. Assim, podemos
dizer que dois átomos são de um mesmo elemento se
possuírem o mesmo número de prótons.
Resposta da questão 8:
02 + 04 + 08 = 14.
Análise das proposições:
[01] Incorreta. Supondo que o raio atômico do sódio seja X
e o raio atômico do cloro seja Y, a distância da ligação
+
química entre Na e Cℓ – no cloreto de sódio não será
obrigatoriamente X+Y, pois ocorre uma ligação entre
íons.
(emissor β com meia-vida de 8 dias):
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Página 1
[02] Correta. O átomo de sódio é maior do que o átomo de
cloro, o íon sódio é menor do que o íon cloro.
11Na
= 1s2 2s2 2p6 3s1 (maior raio; menor c arga nuclear)
17 Cℓ
= 1s2 2s2 2p 6 3s2 3p5 (menor raio; maior c arga nuclear)
11Na
+
= 1s2 2s2 2p6 (menor raio; 2 camadas)
17 Cℓ
−
= 1s2 2s2 2p6 3s2 3p 6 (maior raio; 3 camadas)
[04] Correta. A regra do octeto é respeitada nos íons sódio
e cloro do NaCℓ, mas não é respeitada para o boro no
BF3, pois nesse caso o boro estabiliza com seis elétrons
de valência.
[08] Correta. Sais formados entre metais alcalinos e
halogênios apresentarão, para ambos os íons, uma
2 6
+
camada de valência do tipo s p , exceto o Li .
3 Li
3 Li
= 1s2 2s1
+
= 1s2
[16] Incorreta. A quantidade de energia envolvida na
segunda ionização do sódio é maior em relação ao
envolvido na primeira ionização devido à diminuição do
raio.
Resposta da questão 9:
01 + 02 + 08 + 32 = 43.
[01] Verdadeira. O raio atômico de um cátion é sempre
menor em relação ao raio do respectivo átomo neutro,
pois, ao perder 1 elétron, a eletrosfera sofre uma
contração.
[02] Verdadeira. A carga do lítio é +1, e a carga do
carbonato é –2. Assim, a íon-fórmula é Li2CO3.
Observação: Apesar de o gabarito oficial julgar a
afirmação verdadeira, vale lembrar que não é muito
comum a quantificação das ligações iônicas, como
ocorre nas ligações covalentes. O que se pode afirmar,
no entanto, é que há interações eletrostáticas entre
+
-2
dois cátions (Li ) e 1 ânion (CO3 ).
[04] Falsa. O lítio pertence ao grupo 1 (1A) da tabela
periódica e apresenta 1 elétron de valência. Sua
2
1
distribuição eletrônica é 1s 2s .
[08] Verdadeira. A eletronegatividade relativa pode ser
estabelecida pela posição dos elementos na tabela. O
oxigênio é o mais eletronegativo, o que se comprova
pela sua posição relativa na tabela periódica – diagonal
direita superior. O átomo de lítio, localizado no outro
extremo da tabela, em relação ao oxigênio, é o menos
eletronegativo.
-2
[16] Falsa. No íon carbonato (CO3 ), o caráter das ligações é
predominantemente covalente.
Estrutura do íon:
[32] Verdadeira.
Atente para o fato de que a somatória dos nox vale:
+1 × ( 2 ) + 4 − 2 × ( 3 ) = 0
+
+2
[64] Falsa. Tanto o íon Li como Be apresentam 2 elétrons.
+2
Entretanto, a carga nuclear do Be é maior, o que faz com
que os elétrons de sua eletrosfera estejam mais fortemente
atraídos em relação ao núcleo, diminuindo, assim, o raio
+
em relação ao Li .
Resposta da questão 10:
01 + 04 + 16 = 21.
Análise das afirmações:
[01] Correta. O elemento I é um halogênio (sete elétrons de
valência).
[02] Incorreta. Os elementos II e III pertencem não a uma
mesma família:
2
6
2
6
II. 3s 3p 4s 3d (Ferro)
2
6
2
8
III. 3s 3p 4s 3d (Níquel)
[04] Correta. O elemento IV possui número atômico 37 (1s
2
6
2
6
2
10
6
1
2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s ).
2
[08] Incorreta. O elemento I (cloro) é menos eletronegativo
do que o átomo de oxigênio (2 camadas), pois tem
maior raio atômico (3 camadas).
[16] Correta. Quando o elemento II ganha dois elétrons, o
íon formado passa a ter a distribuição eletrônica do
elemento III. No entanto, quando III perde dois elétrons, o
íon formado não possui a mesma distribuição eletrônica de
II.
Resposta da questão 11:
[A]
As espécies químicas citadas nas situações [1] e [2] são,
respectivamente, exemplos de alótropos (fulereno formado pelo elemento carbono) e grafeno (formado pelo
elemento carbono) e isótopos do urânio-235 e urânio-238.
Resposta da questão 12:
01 + 02 + 08 = 11.
01) Verdadeira. Num átomo eletricamente neutro, o
número de prótons é igual ao número de elétrons.
02) Verdadeira. A = Z + n, ou seja, n = 235 – 92 = 143.
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04) Falsa. Os átomos são isótopos, ou seja, apresentam o
mesmo número de prótons, e não de massa.
08) Verdadeira. A = Z + n, ou seja, n = 238 – 92 = 146.
Resposta da questão 13:
[D]
Esse átomo é o potássio:
19 K
: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1
19 K
−
: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2
Resposta da questão 14:
[C]
Teremos:
56
26 A
58
28B
2
30 C : 1s
2s
58
30 C
2
6
2p
3s2 3p6 4s2 3d10
Resposta da questão 15:
[B]
Átomos isótopos possuem o mesmo número de prótons;
logo, a razão entre as cargas positivas existentes no núcleo
é 1.
Resposta da questão 16:
[D]
O enunciado faz referência ao modelo proposto por E.
Rutherford, o qual apresenta a caracterização do núcleo
como sendo maciço e a eletrosfera como uma região quase
vazia. Esse experimento foi realizado com o
bombardeamento de núcleos de átomos de ouro por
partículas alfa. A partir dos resultados coletados do
experimento, foi construído então o modelo nuclear do
átomo.
Resposta da questão 17:
[C]
Thomson verificou que os raios catódicos podem ser
desviados na presença de um campo elétrico.
Observe que na figura anterior o feixe de partículas que sai
do polo negativo (cátodo) sofre um desvio acentuado em
direção à placa positiva.
Thomson concluiu com um experimento semelhante ao
descrito na figura anterior que as partículas do raio
catódico têm carga negativa. Essas partículas são chamadas
de elétrons, e a ideia do átomo divisível foi provada.
Resposta da questão 18:
[E]
Teremos:
6x + 8
3x + 3 A
e
3x + 20
2x + 8 B
são isóbaros.
Então;
6x + 8 = 3x + 20
3x = 12
x=4
6×4 +8
3×4 + 20
3×4 +3 A e 2×4 + 8 B
32
32
15 A e 16 B
32 − 15 = 17 nêutrons em A.
Z = 16; 16 prótons em B.
Resposta da questão 19:
[E]
Teremos:
238
92 U
→
4
2α
+
234
90 X
(isóbaro de Z)
0
234
−1β + 91 Z (isóbaro de
0
234
234
91 Z → −1β + 92M
234
234
238
92 M = 92U (isótopo do 92U).
234
90 X
→
234
91 Z : nêutrons
234
90 X : 90
X)
= 234 − 91 = 143.
prótons.
Todas as observações estão corretas.
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Resposta da questão 20:
[D]
Em 1897, Joseph John Thomson, que recebeu o prêmio
Nobel em 1906 pelos seus trabalhos sobre o estudo dos
elétrons, fez experimentos utilizando o tubo de descargas.
I. Incorreta. Ernest Rutherford, em seu modelo atômico,
descrevia o átomo como uma estrutura na qual a carga
positiva permanecia no centro, constituindo o núcleo,
enquanto as cargas negativas giravam em torno desse
núcleo.
II. Correta. Um átomo, no estado fundamental, que possui
20 elétrons na sua eletrosfera
(1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 ) , ao perder dois elétrons,
gerará um cátion bivalente correspondente, com
configuração eletrônica – segundo o diagrama de Linus
Resposta da questão 21:
[D]
Em 1913, Niels Böhr propôs um modelo quântico de átomo.
Os postulados podem ser reunidos da seguinte forma:
1. Um átomo é constituído de um núcleo e elétrons
extranucleares, cujas interações elétricas seguem a lei de
Coulomb.
2. Os elétrons se movem ao redor do núcleo, em órbitas
circulares, e obedecem todos às leis da mecânica
clássica.
3. Quando um elétron está numa órbita determinada, não
ganha nem perde energia; diz-se que se acha num
estado estacionário.
4. Os elétrons só podem apresentar variações de energia
saltando de uma órbita para outra.
5. Um átomo só pode ganhar ou perder energia por
quantidades equivalentes a um múltiplo inteiro de
quanta.
Logo após a proposta de Böhr, o postulado (2) foi
modificado pelo físico Sommerfeld, que substituiu o termo
órbitas circulares por órbitas elípticas; trataremos aqui do
modelo mais geral, chamado de Böhr-Sommerfeld.
Pauling – igual a 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 .
III. Correta. A afinidade eletrônica (eletroafinidade)
aumenta conforme o raio atômico diminui. Dessa
forma, devido ao seu menor raio atômico, o oxigênio (2
camadas; Z = 8) possui maior afinidade eletrônica do
que o enxofre (3 camadas; Z = 16), ambos pertencentes
à mesma família da Tabela Periódica.
IV. Incorreta. O raio de um íon negativo (ânion) é sempre
maior que o raio do átomo que lhe deu origem.
Gabarito Parte II:
Resposta da questão 1:
3+
a) O cátion do alumínio isoeletrônico do gás Ne é o Aℓ .
3+
2
2
Aℓ = 1s 2s 2
3+
2+
b) Aℓ < Mg < Na
+
c) Considerando que o Aℓ2O3 é um composto iônico, sua
fórmula eletrônica é:
Este modelo permite conhecer o átomo A e suas transições
eletrônicas.
d)
Resposta da questão 22:
[D]
Reação
+
−
2Aℓ ( s ) + 6HCℓ ( aq) → 3H2( g) + 2Aℓ 3( aq
) + 6Cℓ ( aq)
Tipo de ligação
AℓCℓ 3 → Ligação iônica ou ligação cov alente
Um orbital é uma região do
espaço onde a probabilidade de encontrarmos um elétron é
máxima, o que condiz com a alternativa [D].
Resposta da questão 23:
[C]
Análise das afirmativas:
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Resposta da questão 2:
[B]
Resposta da questão 3:
[A]
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