1. A alternativa que reúne apenas espécies isoeletrônicas é
    a) { }_{7} \mathrm{~N}^{3-},{ }_{9} \mathrm{~F}^{-},{ }_{13} \mathrm{Al}^{3+}
    b) { }_{16} \mathrm{~S}^{\circ},{ }_{17} \mathrm{C} \ell^{-},{ }_{19} \mathrm{~K}^{+}
    c) { }_{10} \mathrm{Ne}^{\circ},{ }_{11} \mathrm{Na}^{\circ},{ }_{12} \mathrm{Mg}^{\circ}
    d) { }_{20} \mathrm{Ca}^{2+},{ }_{38} \mathrm{Sr}^{2+},{ }_{56} \mathrm{Ba}^{2+}
    e) { }_{17} \mathrm{C} \ell^{-},{ }_{35} \mathrm{Br},{ }_{53} \mathrm{l}^{-}

Passo 1

O enunciado pede: escolher a alternativa que reúne apenas espécies isoeletrônicas (ou seja, todas as partículas da alternativa têm o mesmo número de elétrons). As alternativas fornecem as seguintes espécies (peguei exatamente do enunciado):
  • a) { }_{7}\mathrm{N}^{3-},\; { }_{9}\mathrm{F}^{-},\; { }_{13}\mathrm{Al}^{3+}
  • b) { }_{16}\mathrm{S}^{\circ},\; { }_{17}\mathrm{Cl}^{-},\; { }_{19}\mathrm{K}^{+}
  • c) { }_{10}\mathrm{Ne}^{\circ},\; { }_{11}\mathrm{Na}^{\circ},\; { }_{12}\mathrm{Mg}^{\circ}
  • d) { }_{20}\mathrm{Ca}^{2+},\; { }_{38}\mathrm{Sr}^{2+},\; { }_{56}\mathrm{Ba}^{2+}
  • e) { }_{17}\mathrm{Cl}^{-},\; { }_{35}\mathrm{Br}^{\circ},\; { }_{53}\mathrm{I}^{-}
O que preciso calcular: para cada espécie, determinar o número de elétrons e verificar, alternativa por alternativa, se todos os membros têm o mesmo número de elétrons.

Passo 2

Conceito e regra prática (aula rápida e direta): uma espécie é isoeletrônica com outra quando elas têm o mesmo número de elétrons. Para contar elétrons use:
  • Z = número atômico (número de prótons) — dado como subscrito no enunciado.
  • q = carga da espécie (por exemplo, q=+2 para ^{2+}, q=-1 para ^{-}).
  • Número de elétrons e da espécie \,_{Z}X^{q} é
e = Z - q.
Obs.: essa fórmula funciona porque se a carga q for negativa ( q<0) você vai somar elétrons (pois Z-(-1)=Z+1). Se a espécie é neutra usamos q=0 e e=Z.
Exemplo ilustrativo (fora das alternativas): \mathrm{O}^{2-} tem Z=8 e q=-2, logo e=8-(-2)=10, portanto \mathrm{O}^{2-} é isoeletrônico com \mathrm{Ne} (que tem Z=10 e e=10).

Passo 3

Calcular os elétrons da alternativa (a):
  • Para { }_{7}\mathrm{N}^{3-}: Z=7, q=-3.
e = 7 - (-3) = 7 + 3 = 10.
  • Para { }_{9}\mathrm{F}^{-}: Z=9, q=-1.
e = 9 - (-1) = 9 + 1 = 10.
  • Para { }_{13}\mathrm{Al}^{3+}: Z=13, q=+3.
e = 13 - (+3) = 10.
Todos têm e=10. Logo, as três espécies da alternativa (a) são isoeletrônicas.

Passo 4

Calcular os elétrons da alternativa (b):
  • Para { }_{16}\mathrm{S}^{\circ} (neutro): Z=16, q=0.
e = 16 - 0 = 16.
  • Para { }_{17}\mathrm{Cl}^{-}: Z=17, q=-1.
e = 17 - (-1) = 18.
  • Para { }_{19}\mathrm{K}^{+}: Z=19, q=+1.
e = 19 - (+1) = 18.
Aqui os dois últimos têm e=18, mas o enxofre neutro tem e=16. Portanto a alternativa (b) NÃO reúne apenas espécies isoeletrônicas.

Passo 5

Calcular os elétrons da alternativa (c):
  • Para { }_{10}\mathrm{Ne}^{\circ}: Z=10, q=0.
e = 10.
  • Para { }_{11}\mathrm{Na}^{\circ}: Z=11, q=0.
e = 11.
  • Para { }_{12}\mathrm{Mg}^{\circ}: Z=12, q=0.
e = 12.
Valores diferentes ( 10,11,12). Logo (c) NÃO é a resposta.

Passo 6

Calcular os elétrons da alternativa (d):
  • Para { }_{20}\mathrm{Ca}^{2+}: Z=20, q=+2.
e = 20 - 2 = 18.
  • Para { }_{38}\mathrm{Sr}^{2+}: Z=38, q=+2.
e = 38 - 2 = 36.
  • Para { }_{56}\mathrm{Ba}^{2+}: Z=56, q=+2.
e = 56 - 2 = 54.
Eles têm e=18,36,54 respectivamente — claramente diferentes. (d) NÃO é a resposta.

Passo 7

Calcular os elétrons da alternativa (e):
  • Para { }_{17}\mathrm{Cl}^{-}: Z=17, q=-1.
e = 17 - (-1) = 18.
  • Para { }_{35}\mathrm{Br}^{\circ} (neutro): Z=35, q=0.
e = 35.
  • Para { }_{53}\mathrm{I}^{-}: Z=53, q=-1.
e = 53 - (-1) = 54.
Valores 18,35,54 — diferentes. (e) NÃO é a resposta.

Passo 8

Comparando todas as alternativas, somente a alternativa (a) tem todas as espécies com o mesmo número de elétrons ( e=10). As outras alternativas apresentam membros com números de elétrons distintos.
Força aí — você já domina esse tipo de conta: basta lembrar e=Z-q e calcular para cada espécie.

Resposta

a)

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