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
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.
(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.
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
. É igual ao número de prótons no núcleo. Ou seja, número de prótons. - Número de massa: denota-se por
. É a soma do número de prótons com o número de nêutrons no núcleo. Ou seja, , onde é o número de nêutrons. - Número de nêutrons: denota-se por
. Então . - Elétrons: em um átomo neutro, o número de elétrons é igual a
, 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
(mesmo elemento) e diferentes . - Isóbaros: átomos com mesmo
e diferentes . - Isótonos: átomos com mesmo
(mesmo número de nêutrons) e geralmente diferentes e (pois e se muda, 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
e diferente. - Portanto a afirmativa I está correta.
Exemplo concreto (útil para decorar e usar na prova):
e
são isótopos (mesmo
,
e
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
é apenas o número de prótons. - A soma prótons + nêutrons é o número de massa
. Ou seja, . - 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
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 =
(prótons + nêutrons). Elétrons contam para carga, não para massa em contagem de
.
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
e diferente. - Isso coincide exatamente com a afirmativa IV, então ela está correta.
Exemplo prático:
e
são isóbaros (ambos
,
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
. Se dois átomos têm o mesmo e diferentes , então será diferente (porque difere), logo os 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:
e
têm ambos
(isótonos), com
e
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)