PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 32 do IME 2024

Prova objetiva · Química · Química: Distribuição eletrônica

Considere o esboço parcial da Tabela Periódica representado abaixo.

Esboço parcial da Tabela Periódica, com os grupos numerados de 1 a 18 e todas as casas vazias. São mostrados os quatro primeiros períodos: no primeiro, há casas nos grupos 1 e 18; no segundo e no terceiro, nos grupos 1, 2 e 13 a 18; no quarto, em todos os grupos.

Sabe-se que um cátion trivalente apresenta o seguinte diagrama de preenchimento orbital:

Diagrama de preenchimento orbital com o símbolo [Ar] à esquerda. O subnível 4s apresenta um orbital com uma seta para cima; o subnível 3d apresenta cinco orbitais, cada um com duas setas, uma para cima e outra para baixo; o subnível 4p apresenta três orbitais vazios.

O elemento químico correspondente a esse cátion é o:

  1. A
    \ce{Al}
  2. B
    \ce{Cu}
  3. C
    \ce{Ni}
  4. D
    \ce{Ge}
  5. E
    \ce{Se}
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O diagrama mostra o cátion: [Ar] 4s¹ 3d¹⁰. Ele tem 18 + 1 + 10 = 29 elétrons.

Como o cátion é trivalente, ele perdeu 3 elétrons. O átomo neutro tinha, então:

29 + 3 = 32 \text{ elétrons}

Portanto Z = 32.

Confira pela distribuição do átomo neutro: [\ce{Ar}]\,4s^2\,3d^{10}\,4p^2. Ao formar o cátion 3+, saem primeiro os elétrons de 4p (2) e depois 1 elétron de 4s. Sobra [\ce{Ar}]\,4s^1\,3d^{10}, exatamente o diagrama dado. Esse é um caso de estado excitado/irregular de cátion, mas o número de elétrons é o que importa.

O elemento com Z = 32 está no 4º período e no grupo 14 (4s² 4p²): é o germânio, \ce{Ge}.

Conferindo as outras opções: Al (Z=13), Cu (Z=29), Ni (Z=28) e Se (Z=34) não têm 32 elétrons no átomo neutro.

Alternativa D.

Pegadinha: A alternativa B engana quem conta os elétrons do diagrama (29) e para aí, esquecendo que o cátion é 3+ e que o átomo neutro tem 3 elétrons a mais.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AAl tem Z = 13, bem menor que os 32 elétrons do átomo neutro.
  • BCu tem Z = 29: é o número de elétrons do cátion, esquecendo de somar os 3 elétrons perdidos.
  • CNi tem Z = 28 e não corresponde aos 32 elétrons do átomo neutro.
  • ESe tem Z = 34, o que exigiria somar 5 elétrons e não 3.

Assuntos: Distribuição eletrônica, Estrutura do átomo, íons e isótopos.

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Fonte: IME 2024 · Prova objetiva. Prova oficial ↗