Alguns estudantes de Química, avaliando seus conhecimentos relativos a conceitos básicos para o estudo do átomo, analisam as seguintes afirmativas:
I) Átomos isótopos são aqueles que possuem mesmo número atômico e números de massa diferentes.
II) O número atômico de um elemento corresponde à soma do número de prótons com o de nêutrons.
III) O número de massa de um átomo, em particular, é a soma do número de prótons com o de elétrons.
IV) Átomos isóbaros são aqueles que possuem números atômicos diferentes e mesmo número de massa.
V) Átomos isótonos são aqueles que apresentam números atômicos diferentes, números de massa diferentes e mesmo número de nêutrons.
Esses estudantes concluem, corretamente, que as afirmativas verdadeiras são as indicadas por:
(a) I, III e V
(b) I, IV e V
(c) II e III
(d) II, III e V
(e) II e V

Passo 1

Vou deixar claro o que o enunciado traz e o que pede. Temos cinco afirmativas que devem ser julgadas como verdadeiras ou falsas:
I) Átomos isótopos são aqueles que possuem mesmo número atômico e números de massa diferentes.
II) O número atômico de um elemento corresponde à soma do número de prótons com o de nêutrons.
III) O número de massa de um átomo, em particular, é a soma do número de prótons com o de elétrons.
IV) Átomos isóbaros são aqueles que possuem números atômicos diferentes e mesmo número de massa.
V) Átomos isótonos são aqueles que apresentam números atômicos diferentes, números de massa diferentes e mesmo número de nêutrons.
O objetivo: identificar quais dessas afirmativas são verdadeiras e, portanto, escolher a alternativa correta entre as opções (a) a (e).

Passo 2

Antes de julgar cada afirmativa, vamos fixar definições e notação — passo fundamental para não se perder na prova.
  • Número atômico: denota-se por Z. É igual ao número de prótons no núcleo. Ou seja, \,Z= número de prótons.
  • Número de massa: denota-se por A. É a soma do número de prótons com o número de nêutrons no núcleo. Ou seja, \,A=Z+N, onde N é o número de nêutrons.
  • Número de nêutrons: denota-se por N. Então \,N=A-Z.
  • Elétrons: em um átomo neutro, o número de elétrons é igual a Z, mas os elétrons têm massa desprezível comparada aos prótons e nêutrons para a contagem do número de massa.
Definições de relações entre átomos:
  • Isótopos: átomos com mesmo Z (mesmo elemento) e diferentes A.
  • Isóbaros: átomos com mesmo A e diferentes Z.
  • Isótonos: átomos com mesmo N (mesmo número de nêutrons) e geralmente diferentes Z e A (pois A=Z+N e se Z muda, A muda).
Agora que as definições estão claras, uso-as para avaliar cada afirmativa.

Passo 3

Avaliação da afirmativa I: “Átomos isótopos são aqueles que possuem mesmo número atômico e números de massa diferentes.”
  • Pela definição: isótopos têm mesmo Z e A diferente.
  • Portanto a afirmativa I está correta.
Exemplo concreto (útil para decorar e usar na prova): \,^{12}_{6}\mathrm{C} e \,^{14}_{6}\mathrm{C} são isótopos (mesmo Z=6, A=12 e A=14 diferentes).

Passo 4

Avaliação da afirmativa II: “O número atômico de um elemento corresponde à soma do número de prótons com o de nêutrons.”
  • Pela definição: número atômico \,Z é apenas o número de prótons.
  • A soma prótons + nêutrons é o número de massa \,A. Ou seja, \,A=Z+N.
  • Logo a afirmativa II está errada.
Observação prática para a prova: se vir “número atômico”, pense sempre em “prótons”. Se vir “número de massa”, pense em “prótons + nêutrons”.

Passo 5

Avaliação da afirmativa III: “O número de massa de um átomo, em particular, é a soma do número de prótons com o de elétrons.”
  • Pela definição correta: número de massa \,A é prótons + nêutrons, não prótons + elétrons.
  • Mesmo que num átomo neutro o número de elétrons seja igual ao de prótons, os elétrons praticamente não contribuem para a massa do núcleo, e o conceito de número de massa se refere aos nucleons (prótons e nêutrons).
  • Portanto a afirmativa III está errada.
Dica para memorizar: números do núcleo = A (prótons + nêutrons). Elétrons contam para carga, não para massa em contagem de A.

Passo 6

Avaliação da afirmativa IV: “Átomos isóbaros são aqueles que possuem números atômicos diferentes e mesmo número de massa.”
  • Pela definição: isóbaros têm mesmo A e Z diferente.
  • Isso coincide exatamente com a afirmativa IV, então ela está correta.
Exemplo prático: \,^{40}_{18}\mathrm{Ar} e \,^{40}_{20}\mathrm{Ca} são isóbaros (ambos A=40, Z diferente).

Passo 7

Avaliação da afirmativa V: “Átomos isótonos são aqueles que apresentam números atômicos diferentes, números de massa diferentes e mesmo número de nêutrons.”
  • Pela definição: isótonos têm mesmo N. Se dois átomos têm o mesmo N e diferentes Z, então A=Z+N será diferente (porque Z difere), logo os A também diferem.
  • Assim a descrição “números atômicos diferentes, números de massa diferentes e mesmo número de nêutrons” é correta para isótonos.
  • Portanto a afirmativa V está correta.
Exemplo: \,^{14}_{6}\mathrm{C} e \,^{15}_{7}\mathrm{N} têm ambos N=8 (isótonos), com Z e A distintos.

Passo 8

Resumo final das veracidades:
  • I: verdadeira.
  • II: falsa.
  • III: falsa.
  • IV: verdadeira.
  • V: verdadeira.
Assim as afirmativas verdadeiras são I, IV e V, que correspondem à alternativa (b).

Resposta

(b)

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