PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 29 da UFPR 2010

1ª fase · Química: Estrutura do átomo, íons e isótopos

Considere as seguintes afirmativas sobre dois elementos genéricos X e Y:

• X tem número de massa igual a 40;
• X é isóbaro de Y;
• Y tem número de nêutrons igual a 20.

Assinale a alternativa que apresenta, respectivamente, o número atômico e a configuração eletrônica para o cátion bivalente de Y.

  1. A
    20 e \mathrm{1s^2\ 2s^2\ 2p^6\ 3s^2\ 3p^6\ 4s^2}.
  2. B
    18 e \mathrm{1s^2\ 2s^2\ 2p^6\ 3s^2\ 3p^6\ 4s^2}.
  3. C
    20 e \mathrm{1s^2\ 2s^2\ 2p^6\ 3s^2\ 3p^6\ 4s^2\ 4p^2}.
  4. D
    20 e \mathrm{1s^2\ 2s^2\ 2p^6\ 3s^2\ 3p^6}.
  5. E
    18 e \mathrm{1s^2\ 2s^2\ 2p^6\ 3s^2\ 3p^6}.
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Resolução comentada

Isóbaros são átomos de elementos diferentes com o mesmo número de massa A. Como X tem A = 40, Y também tem A = 40.

O número de massa é a soma de prótons (Z) e nêutrons (N): A = Z + N.

  1. A = 40 e N = 20 para Y.
  2. Z = A - N = 40 - 20 = 20.

Logo, Y tem número atômico 20, ou seja, é o cálcio. O átomo neutro tem 20 elétrons, com distribuição:

\mathrm{1s^2\ 2s^2\ 2p^6\ 3s^2\ 3p^6\ 4s^2}

O cátion bivalente é \ce{Y^{2+}}, ou seja, o átomo perdeu 2 elétrons. Eles saem da camada mais externa (a de maior número quântico principal), que é o subnível 4s. Ficam 20 - 2 = 18 elétrons:

\mathrm{1s^2\ 2s^2\ 2p^6\ 3s^2\ 3p^6}

O número atômico continua 20, pois a perda de elétrons não altera o número de prótons. A configuração do cátion é igual à do argônio.

Alternativa D.

Pegadinha: A alternativa E engana ao trazer a configuração correta do cátion (18 elétrons) com Z = 18, confundindo o número de elétrons do íon com o número atômico.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • ADá a configuração do átomo neutro de Y, sem retirar os dois elétrons do 4s.
  • BUsa Z = 18 (confunde o número de elétrons do cátion com o número atômico) e mantém o 4s².
  • CConfiguração incorreta, com 22 elétrons (4p²), que não corresponde a Y nem ao seu cátion.
  • EA configuração está certa, mas o número atômico 18 está errado, pois Z = 40 − 20 = 20.

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

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Fonte: UFPR 2010 · 1ª fase. Prova oficial ↗