PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 32 do IME 2017

Prova objetiva · Química · Química: Estrutura do átomo, íons e isótopos

No esboço da Tabela Periódica abaixo estão discriminados os números de nêutrons dos isótopos mais estáveis de alguns elementos.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
0 He
4 5 6 6 7 8 10 Ne
12 12 14 14 16 16 18 Ar
20 20 24 26 28 28 30 30 32 30 34 34 38 42 42 46 44 Kr
48 50 50 50 52 56 55 58 58 60 60 66 66 70 70 78 74 Xe
Rd

Considere agora um composto iônico binário, em que:

(i) o cátion, de carga +2, possui 12 prótons;
(ii) o ânion, de carga -3, possui 10 elétrons.

A massa de 1 mol deste composto é aproximadamente igual a:

  1. A
    38 g
  2. B
    100 g
  3. C
    122 g
  4. D
    90 g
  5. E
    50 g
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
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Resolução comentada

Primeiro identifique os íons.

Cátion: carga +2 e 12 prótons. Com 12 prótons, o elemento é o magnésio, \ce{Mg^{2+}}. Ele fica na coluna 2, no 3º período. Na tabela, o número de nêutrons dessa posição é 12, então A = 12 + 12 = 24.

Ânion: carga -3 e 10 elétrons. Como o ânion ganhou 3 elétrons, o átomo neutro tinha 10 - 3 = 7 elétrons, ou seja, Z = 7. É o nitrogênio, \ce{N^{3-}}, na coluna 15 do 2º período. A tabela indica 7 nêutrons, então A = 7 + 7 = 14.

Fórmula: para igualar as cargas, é preciso 3 cátions +2 (soma +6) e 2 ânions -3 (soma -6). O composto é \ce{Mg3N2}.

Massa molar:

  1. Magnésio: 3 \times 24 = 72
  2. Nitrogênio: 2 \times 14 = 28
  3. Total: 72 + 28 = 100\ \text{g/mol}

Portanto, 1 mol do composto tem massa de aproximadamente 100 g.

Alternativa B.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • ASoma só as massas de um Mg (24) e um N (14), usando a proporção 1:1 e ignorando que as cargas exigem \ce{Mg3N2}.
  • CNão corresponde a nenhuma combinação correta de massas; resulta de erro na fórmula ou nos números de massa.
  • DNão corresponde à fórmula \ce{Mg3N2}; vem de um erro na contagem de átomos ou nas massas.
  • ECorresponde à metade da massa correta, como se só houvesse 1 mol de unidades \ce{Mg}_{1,5}\ce{N}; não respeita a fórmula.

Assuntos: Estrutura do átomo, íons e isótopos, Ligações iônica e metálica, Mol, massa molar e constante de Avogadro.

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Fonte: IME 2017 · Prova objetiva. Prova oficial ↗