Questão 3 da FUVEST 2020

Question

Tabela periódica com destaque para os elementos sódio (Na), no grupo 1, período 3, e césio (Cs), no grupo 1, período 6.

Pesquisadores (...) conseguiram controlar reações químicas de um modo inovador. Usaram feixes de laser para promover um esbarrão entre dois átomos e uni-los, criando uma molécula. Utilizando pinças ópticas (feixes de laser altamente focados capazes de aprisionar objetos microscópicos), os pesquisadores empurraram um átomo do elemento químico césio (Cs) contra um átomo de sódio (Na) até que colidissem. Um terceiro laser foi lançado sobre ambos, fornecendo energia extra para criar a molécula NaCs. Na natureza, as moléculas formam-se a partir da interação de átomos por acaso. Por suas características químicas, césio e sódio jamais originariam uma molécula espontaneamente. (...)

Molécula criada em laboratório. Disponível em http://revistapesquisa.fapesp.br/. Adaptado.

Com base nas informações do texto e em seus conhecimentos, é correto afirmar que

A
o Cs é um elemento químico radioativo e, devido a essa característica química, a molécula de NaCs não se formaria sem esse modo inovador (L.2), que estabiliza o decaimento.
B
o raio atômico do Na é maior que o do Cs, portanto, a sua energia de ionização também é maior. O esbarrão (L.3) entre os átomos retira um elétron do Na, permitindo a ligação.
C
o terceiro laser (L.8) usado no experimento serviu para retirar um nêutron do Cs, tornando-o um cátion e possibilitando a reação com o Na.
D
na natureza, com esses elementos se esbarrando por acaso (L.10-11), a tendência seria formar CsNa, e não NaCs, justificando o caráter inovador do experimento.
E
o Cs e o Na não formariam uma molécula espontaneamente (L.11-12), uma vez que ambos têm grande tendência a formarem cátions e ligações iônicas.

Answer 1

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 3 da FUVEST 2020

1ª fase · Química: Propriedades periódicas

Tabela periódica com destaque para os elementos sódio (Na), no grupo 1, período 3, e césio (Cs), no grupo 1, período 6.

Pesquisadores (...) conseguiram controlar reações químicas de um modo inovador. Usaram feixes de laser para promover um esbarrão entre dois átomos e uni-los, criando uma molécula. Utilizando pinças ópticas (feixes de laser altamente focados capazes de aprisionar objetos microscópicos), os pesquisadores empurraram um átomo do elemento químico césio (Cs) contra um átomo de sódio (Na) até que colidissem. Um terceiro laser foi lançado sobre ambos, fornecendo energia extra para criar a molécula NaCs. Na natureza, as moléculas formam-se a partir da interação de átomos por acaso. Por suas características químicas, césio e sódio jamais originariam uma molécula espontaneamente. (...)

Molécula criada em laboratório. Disponível em http://revistapesquisa.fapesp.br/. Adaptado.

Com base nas informações do texto e em seus conhecimentos, é correto afirmar que

A
o Cs é um elemento químico radioativo e, devido a essa característica química, a molécula de NaCs não se formaria sem esse modo inovador (L.2), que estabiliza o decaimento.
B
o raio atômico do Na é maior que o do Cs, portanto, a sua energia de ionização também é maior. O esbarrão (L.3) entre os átomos retira um elétron do Na, permitindo a ligação.
C
o terceiro laser (L.8) usado no experimento serviu para retirar um nêutron do Cs, tornando-o um cátion e possibilitando a reação com o Na.
D
na natureza, com esses elementos se esbarrando por acaso (L.10-11), a tendência seria formar CsNa, e não NaCs, justificando o caráter inovador do experimento.
E
o Cs e o Na não formariam uma molécula espontaneamente (L.11-12), uma vez que ambos têm grande tendência a formarem cátions e ligações iônicas.

Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.

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Resolução comentada

Na e Cs estão no grupo 1 (metais alcalinos). Esses metais têm apenas 1 elétron na camada de valência e baixa energia de ionização, então tendem a perder esse elétron e formar cátions \ce{Na+} e \ce{Cs+}.

Para formar uma ligação iônica é preciso um átomo que doe elétron (metal) e outro que receba (ametal, com alta afinidade eletrônica). Aqui os dois são doadores: nenhum dos dois quer receber o elétron do outro. Por isso, espontaneamente, não haveria ligação entre eles, e a molécula NaCs só surge com energia fornecida pelos lasers. Isso é exatamente o que diz a alternativa E.

Conferindo as demais:

O césio tem isótopos radioativos, mas o elemento comum (Cs-133) é estável, e o laser não estabiliza decaimento nenhum.
O raio atômico aumenta para baixo no grupo; o Cs (período 6) é maior que o Na (período 3). Quanto maior o raio, menor a energia de ionização.
Laser não retira nêutron; a formação de cátion envolve perda de elétron.
A ordem em que a fórmula é escrita (NaCs ou CsNa) é apenas convenção e não tem relação com colisões ao acaso.

Alternativa E.

Por que as outras alternativas estão erradas

AO Cs usual (Cs-133) não é radioativo, e o laser não estabiliza decaimento.
BO raio do Na é menor que o do Cs, e quanto maior o raio menor a energia de ionização.
CCátion se forma pela perda de elétron, não de nêutron.
DA ordem de escrita na fórmula não depende de colisão e não tem significado químico aqui.

Assuntos: Propriedades periódicas, Ligações iônica e metálica.

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