quinta-feira, outubro 07, 2010

Química - Elemento químico, isótopos, isóbaros e isótonos



Os diferentes tipos de átomo e suas representações
Cada um dos tipos de átomos existentes na natureza ou gerados artificialmente, é chamado de elemento químico. Cada um deles é identificado por um nome e um símbolo formado por uma ou duas letras. A primeira é sempre maiúscula e a segunda, quando houver, sempre minúscula. O nome do elemento varia de idioma para idioma, mas o símbolo é único para o mundo todo.
Número de Massa (A): informa a somatória de prótons e nêutrons contida num determinado átomo.
Número Atômico (Z): informa a quantidade de prótons contida num determinado átomo. Átomos com mesmo número atômico pertencem ao mesmo elemento químico. Ter mesmo valor para Z garante que os átomos possuam mesmo comportamento químico. Z  também informa o número de elétrons, se o átomo em questão for neutro. Subtraindo Z do valor de A, obtemos o número de nêutrons.
Z = prótons (sempre) = elétrons (átomos neutros)
A - Z  = nêutrons (sempre)
Os números atômico e de massa podem ser representado simultaneamente com o símbolo do elemento em questão. A convenção é a seguinte:
    ou   
Isótopos: átomos que apresentam mesmo número atômico e número de massa diferentes. Pertencem ao mesmo elemento químico, pois têm mesmo valor de Z.
1 H 1         1 H 2          1 H 3
Isóbaros: átomos que apresentam valores diferentes para o número atômico e mesmo número de massa.
20 Ca42               21 Sc42
Isótonos: átomos que apresentam valores diferentes de número atômico e de massa, no entanto, mesmo número de nêutrons (A - Z).
17 Cl 37               20 Ca 40

Exemplo 1
(PUC - Campinas) O silício, elemento químico mais abundante na natureza depois do oxigênio, tem grande aplicação na indústria eletrônica. Por outro lado, o enxofre é de importância fundamental na obtenção do ácido sulfúrico. Sabendo-se que o átomo 14Si28 é isótono de uma das variedades isotópicas do enxofre, 16S, pode-se afirmar que esse átomo de enxofre tem número de massa:
a) 14
b) 16
c) 30
d) 32
e) 34
Resolução
Se os dois átomos são isótonos, possuem o mesmo número de nêutrons. O número de nêutrons do silício é calculado assim: 28 - 14 = 14 nêutrons
Sendo isótonos, o átomo de enxofre também tem 14 nêutrons. O número de massa do enxofre é a soma do seu número de prótons (16) com o seu número de nêutrons (16). A alternativa correta é a c.

Exemplo 2
(Fatec - SP) Os íons Ca2+ e Pb2+ possuem:
Dados os números atômicos: Ca = 20 e Pb = 82)
a) mesmo número de prótons e elétrons
b) mesmo número de prótons e nêutrons
c) mesma carga nuclear e diferentes massas atômicas
d) igual soma de número de prótons e de nêutrons
e) igual diferença entre número de prótons e elétrons
Resolução
Sendo os dois íons de carga 2+, possuem igual diferença entre seus números de prótons e de elétrons.
Para o Ca: 20 prótons - 18 elétrons = 2+
Para o Pb: 82 prótons - 80 elétrons = 2+
A alternativa correta é a e.

Exemplo 3
(Mackenzie - SP) A característica que identifica isótopos de um elemento químico ´a de apresentarem entre si:
a) o mesmo número de massa
b) o mesmo número de prótons e o mesmo número de massa
c) o mesmo número de nêutrons
d) distribuição eletrônica diferente
e) o mesmo número atômico e diferentes números de massa
Resolução
Átomos isótopos são átomos de um mesmo tipo de elemento químco, portanto, possuem o mesmo número átômico. O número de massa deve ser obrigatoriamente diferente. Alternativa correta e.
Exemplo 4
(Fuvest - SP) O número de elétrons do cátion X2+ de um elemento X é igual ao número de elétrons do átomo neutro de um gás nobre. Este átomo de gás nobre apresenta número atômico 10 e número de massa 20. O número atômico do elemento X é:
a) 8
b) 10
c) 12
d) 18
e) 20
Resolução
O gás nobre possui 10 elétrons. Como o íon tem carga 2+, quer dizer que perdeu 2 elétrons. Portanto o número atômico (que também é o número de elétrons de um átomo no estado neutro) é dado pela soma da quantidade de elétrons que ele possui atualmente  mais os elétrons perdidos. Ou seja, 10 + 2= 12 . A alternativa correta é a c.

Exemplo 5
(Mackenzie - SP) Um certo átomo neutro M tem número atômico igual a x e número de massa igual a y. O número de elétrons no íon M3+ é igual a:
a) x + 3
b) (x + y) - 3
c) y - 3
d) x - 3
e) x
Resolução
Num átomo neutro, o número atômico representa ao mesmo tempo o número de prótons e de elétrons. Como o íon tem carga 3+, ocorreu a perda de 3 elétrons. Ou seja, o número de elétrons vai ser dado por x - 3. A alternativa correta é a d.

Exemplo 6
(UFSC) São dados os átomos:
I) 35Br80     II) 36Kr80     III) 35Br81     IV) 36Kr81
Indique as proposições verdadeiras.
a) I e III são isótopos
b) II e IV possuem o mesmo número de massa
c) I e IV têm igual número de nêutrons
d) I e II possuem o mesmo número de massa
e) II e III são isótopos
Resolução
A alternativa a  é verdadeira pois os átomos apresentam diferentes números de massa mas o mesmo número atômico.
A alternativa b é falsa pois os números de massa são diferentes, 80 e 81.
A alternativa c é verdadeira. Calculando os números de nêutrons:
em I = 80 - 35 = 45
em IV = 81 - 35 = 45
A alternativa d é verdadeira, ambos possuem número de massa igual a 80.
A alternativa e é falsa, pois II e III possuem números atômicos diferentes, 36 e 35.

Exemplo 7
(FAAP - SP) Considerando os átomos:19X40 , 20Y40 , 19R39 podemos afirmar que:
a) Y e R são isótopos
b) X e R são isóbaros
c) X e R são isótonos
d) X e R pertencem ao mesmo elemento químico
e) X e Y deveriam estar representados pelo mesmo símbolo químico
Resolução
X e R possuem mesmo número atômico e pertencem ao mesmo elemento químico. A alternativa correta é a d.
Exemplo 8
(ESPM - SP) Um átomo X  tem 56 prótons e 81 nêutrons. Um átomo Y tem número de massa 138  e é isótono de X, logo podemos afirmar que o número de nêutrons do átomo Y é igual a:
a) 56
b) 57
c) 81
d) 82
e) 138
Resolução
Se Y é isótono de X, possui o mesmo número de nêutrons que este, ou seja 81. A alternativa correta é a c.
Exemplo 9
(PUC - MG) O carbono 14 é um isótopo radioativo do carbono 12, utilizado para identificar a idade dos fósseis. Sobre ele, é correto afirmar que:
a) tem maior número de elétrons que o carbono 12
b) sua ação radioativa dura 14 anos
c) tem maior número de prótons que o carbono 12
d) tem maior número de camadas eletrônicas que o carbono 12
e) tem maior número de nêutrons que o carbono 12
Resolução
Átomos isótopos sempre têm o mesmo número atômico. Só diferem no número de massa, ou seja, no número de nêutrons. O átomo de carbono possui número atômico 6 (possui 6 prótons). O isótopo de carbono de massa 12 possui 6 nêutrons e o de massa 14 possui 8 nêutrons. A alternativa correta é a e.

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