A água contendo isótopos
é denominada “água pesada”, porque a molécula
quando comparada com a molécula
possui:
(a) maior número de nêutrons.
(b) maior número de prótons.
(c) maior número de elétrons.
(d) menor número de elétrons.
(e) menor número de prótons.
(a) maior número de nêutrons.
(b) maior número de prótons.
(c) maior número de elétrons.
(d) menor número de elétrons.
(e) menor número de prótons.
Passo 1
O enunciado fornece as duas moléculas e pede para escolher a afirmativa correta sobre a comparação entre elas:
- Molécula de água leve:
. - Molécula de água pesada:
.
O que é pedido: identificar qual das alternativas (a)–(e) é verdadeira ao comparar a molécula com
com a molécula com
.
Informações relevantes dadas no enunciado (retiradas diretamente das fórmulas das moléculas):
- Os hidrogênios na água leve são
. - Os hidrogênios na água pesada são
. - O oxigênio é
em ambas as moléculas.
Passo 2
Relembrando a estrutura do átomo (coisa básica e útil aqui):
- O núcleo do átomo contém prótons e nêutrons.
- Os elétrons orbitam ao redor do núcleo.
- Para um átomo neutro, o número de elétrons é igual ao número de prótons.
Vou formalizar com símbolos para ficar claro:
onde:
-
é o número de massa (prótons + nêutrons), -
é o número atômico (nº de prótons), -
é o número de nêutrons.
Passo 3
Interpretando a notação dos isótopos:
- Para
temos . Como todo hidrogênio tem (um próton), então o número de nêutrons é
- Para
(deutério) temos . Mantendo , o número de nêutrons é
Portanto cada átomo de
tem um nêutron a mais que um átomo de
. O número de prótons em ambos continua
.
Passo 4
Agora conto prótons, nêutrons e elétrons nas moléculas inteiras para comparar (lembre:
tem
e
, logo
para o oxigênio).
Para
(água leve):
- Prótons: hidrogênios
, oxigênio . Total de prótons:
- Nêutrons: hidrogênios
, oxigênio . Total de nêutrons:
- Elétrons (átomo neutro → elétrons = prótons):
.
Para
(água pesada):
- Prótons: hidrogênios
, oxigênio . Total de prótons:
- Nêutrons: hidrogênios
, oxigênio . Total de nêutrons:
- Elétrons (átomo neutro → elétrons = prótons):
.
Passo 5
Comparando os resultados obtidos:
- Número de prótons: água leve
, água pesada . Então não há diferença no número de prótons. - Número de elétrons: água leve
, água pesada . Então não há diferença no número de elétrons. - Número de nêutrons: água leve
, água pesada . A água pesada tem mais nêutrons (exatamente 2 nêutrons a mais, porque cada traz +1 nêutron e há 2 hidrogênios).
Com isso, entre as alternativas dadas, a que descreve corretamente a diferença é a que diz que a água pesada possui maior número de nêutrons.
Resposta
(a) maior número de nêutrons.