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Questão 105 do ENEM 2018

2º dia · Ciências da Natureza · H26 · Química: Tabela periódica

Na mitologia grega, Nióbia era a filha de Tântalo, dois personagens conhecidos pelo sofrimento. O elemento químico de número atômico (Z) igual a 41 tem propriedades químicas e físicas tão parecidas com as do elemento de número atômico 73 que chegaram a ser confundidos. Por isso, em homenagem a esses dois personagens da mitologia grega, foi conferido a esses elementos os nomes de nióbio (Z = 41) e tântalo (Z = 73). Esses dois elementos químicos adquiriram grande importância econômica na metalurgia, na produção de supercondutores e em outras aplicações na indústria de ponta, exatamente pelas propriedades químicas e físicas comuns aos dois.

KEAN, S. A colher que desaparece: e outras histórias reais de loucura, amor e morte a partir dos elementos químicos. Rio de Janeiro: Zahar, 2011 (adaptado).

A importância econômica e tecnológica desses elementos, pela similaridade de suas propriedades químicas e físicas, deve-se a

  1. A
    terem elétrons no subnível f.
  2. B
    serem elementos de transição interna.
  3. C
    pertencerem ao mesmo grupo na tabela periódica.
  4. D
    terem seus elétrons mais externos nos níveis 4 e 5, respectivamente.
  5. E
    estarem localizados na família dos alcalinos terrosos e alcalinos, respectivamente.
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Resolução comentada

Elementos com propriedades químicas parecidas costumam ficar na mesma coluna (grupo) da tabela periódica, porque têm a mesma configuração eletrônica na camada de valência.

Vamos conferir pela distribuição eletrônica:

  1. Nióbio (Z=41): [\ce{Kr}]\,5s^2\,4d^3 (na prática, 5s^1\,4d^4). Está no 5º período, com elétrons de valência em s e d.
  2. Tântalo (Z=73): [\ce{Xe}]\,6s^2\,4f^{14}\,5d^3. Está no 6º período, com o subnível f já completo e os elétrons de valência em s e d.

Os dois têm o último subnível preenchido do tipo d (4d^3 e 5d^3) e a mesma quantidade de elétrons de valência, o que os coloca no grupo 5, entre os metais de transição externa. É essa família comum que explica a semelhança de propriedades.

Analisando as demais ideias: o tântalo tem o subnível f cheio, mas o nióbio não tem elétrons em f, então isso não é característica comum. Nenhum dos dois é de transição interna (lantanídeos e actinídeos). Estarem em níveis diferentes não explica semelhança; e não são alcalinos nem alcalinoterrosos.

Alternativa C.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • ASó o tântalo tem elétrons em f (completo); o nióbio não tem, então não é característica comum.
  • BTransição interna são lantanídeos e actinídeos; Nb e Ta são de transição externa (grupo 5).
  • DOs níveis de valência são 5 e 6, não 4 e 5, e níveis diferentes não explicam a semelhança.
  • EAlcalinos e alcalinoterrosos são dos grupos 1 e 2, e Nb e Ta são metais de transição.

Assunto: Tabela periódica.

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