Questão 81 da FUVEST 2021

1ª fase

Meme com personagens do jogo Among Us caracterizados com símbolos de elementos químicos: Cs, H, K, Na, Li, Rb e Fr, sob os dizeres: "Atenção Família / Há 1 impostor entre nós".

Disponível em: https://twitter.com/DoutorQuimica/.

O meme ao lado brinca com conceitos de química em um jogo popular, cujo objetivo é que os jogadores descubram o impostor entre os tripulantes de naves e estações espaciais. Nele um dos elementos é considerado o impostor por sua característica química diferente.

Nesse contexto, é correto afirmar que o impostor seria o elemento:

  1. A
    \ce{H}, por ser um elemento com grande tendência a fazer ligação covalente em uma família com tendência a fazer ligação iônica.
  2. B
    \ce{Na}, por ser o único que pode ser obtido em sua forma metálica, ao contrário dos demais membros da família, que formam apenas óxidos.
  3. C
    \ce{K}, por ter raio atômico atipicamente grande, sendo maior do que os elementos abaixo dele na tabela periódica.
  4. D
    \ce{Cs}, por pertencer à família 2 da tabela periódica, enquanto os demais pertencem à 1, formando cátions +2.
  5. E
    \ce{Fr}, por reagir violentamente com a água, devido ao seu pequeno raio atômico, liberando muito calor, diferentemente dos demais elementos da família.
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Resolução comentada

Os elementos do meme são Cs, H, K, Na, Li, Rb e Fr. Todos estão no grupo 1 da tabela periódica. Seis deles são metais alcalinos: Li, Na, K, Rb, Cs e Fr. Têm 1 elétron na camada de valência, formam cátions +1 e fazem ligações iônicas com não metais.

O hidrogênio também tem 1 elétron de valência, por isso é colocado no grupo 1. Mas ele não é metal: é um gás formado por moléculas \ce{H2}. Ele tende a compartilhar o elétron, e assim faz ligações covalentes, como em \ce{H2O} e \ce{HCl}. Esse é o impostor.

Conferindo as demais alternativas:

  1. Na: todos os alcalinos são obtidos na forma metálica (por eletrólise, por exemplo), e não só o sódio. Eles também formam outros compostos além de óxidos.
  2. K: o raio atômico aumenta ao descer no grupo, então o K é menor que Rb, Cs e Fr, que estão abaixo dele.
  3. Cs: está no grupo 1 e forma cátion +1, não +2.
  4. Fr: é o de maior raio, e não de pequeno raio. Ele reage violentamente com a água como os outros alcalinos, não de modo diferente.

Portanto, o impostor é o hidrogênio, pela tendência à ligação covalente em uma família de ligações iônicas.

Alternativa A.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • BTodos os metais alcalinos podem ser obtidos na forma metálica; o sódio não é o único.
  • CO raio atômico cresce ao descer no grupo, então o K é menor que os elementos abaixo dele.
  • DO césio está no grupo 1 e forma cátion +1, não +2.
  • EO frâncio tem raio grande, não pequeno, e reage com a água como os demais alcalinos.

Assuntos: metais alcalinos, tabela periódica, ligações químicas.

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