A água do mar é conhecida por um característico sabor salgado, já que contém diversos íons positivos e negativos. Considerando os elementos químicos X, Y, W e Z, com números atômicos 25, 27, 28 e 30 e números de massa 51, 53, 55 e 57, e os íons X^-3, Y^+1, W^-1 e Z^+3, assinale a alternativa que identifica a relação correta entre elétrons e nêutrons dessas espécies.
a) W e Y^+1 têm a mesma quantidade de elétrons.
b) Y e Z^+3 têm a mesma quantidade de elétrons.
c) X e Z têm a mesma quantidade de nêutrons.
d) X^-3 e W^-têm a mesma quantidade de nêutrons.
e) Todas as espécies têm a mesma quantidade de nêutrons.

Passo 1

O enunciado dá quatro elementos X, Y, W e Z, cujos números atômicos são, respectivamente, 25, 27, 28 e 30, e cujos números de massa correspondentes são 51, 53, 55 e 57. As espécies químicas são os íons X^-3, Y^+1, W^-1 e Z^+3. Vamos precisar usar que o número atômico Z é igual ao número de prótons e, no átomo neutro, ao número de elétrons, e que o número de nêutrons é dado por
N = A - Z,
onde A é o número de massa.

Passo 2

Vamos associar cada elemento ao seu número de massa e calcular o número de nêutrons:
Para X: AX=51 e ZX=25, logo
NX = 51 - 25 = 26
Para Y: AY=53 e ZY=27, logo
NY = 53 - 27 = 26
Para W: AW=55 e ZW=28, logo
NW = 55 - 28 = 27
Para Z: AZ=57 e ZZ=30, logo
NZ = 57 - 30 = 27

Passo 3

Agora vamos obter o número de elétrons em cada espécie. No átomo neutro, número de elétrons = Z. Para íons, ajustamos pelo sinal da carga:
X^-3 tem 25 + 3 = 28 elétrons.
Y^+1 tem 27 - 1 = 26 elétrons.
W^-1 tem 28 + 1 = 29 elétrons.
Z^+3 tem 30 - 3 = 27 elétrons.
E o átomo neutro Y teria 27 elétrons.

Passo 4

Vamos conferir as alternativas principais envolvendo igualdade de elétrons e nêutrons:
(a) W e Y^+1 teriam o mesmo número de elétrons? W tem 28, Y^+1 tem 26. Não bate.
(b) Y (neutro) e Z^+3 têm o mesmo número de elétrons? Y tem 27, Z^+3 tem 27. Bate!
As demais alternativas envolvendo nêutrons ou outras igualdades falham pois os neutrons de X e Z são 26 e 27, e de X e W são 26 e 27.

Resposta

(b) Y e Z^+3 têm a mesma quantidade de elétrons.

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