O átomo X possui 38 prótons. Pode-se afirmar que:
a) O cátion X^{2+} possui 10 elétrons em seu maior nível de energia
b) O átomo X é um metal de transição.
c) O elétron mais energético do átomo X encontra-se no subnível “p” da camada O.
d) O elétron mais energético de X está na camada de valência.
e) O raio do cátion \mathrm{X}^{2+} é maior do que o do átomo X .

Passo 1

O enunciado informa que o átomo X tem 38 prótons. Preciso verificar as afirmações (a)–(e) sobre esse átomo/cátion. Vou listar o que sei imediatamente a partir de Z=38:
  • O número atômico é Z=38, logo o átomo neutro tem 38 elétrons.
  • O cátion X^{2+} tem 38-2=36 elétrons.
    As perguntas a responder são: quais das alternativas (a) a (e) são verdadeiras para o átomo X com Z=38.

Passo 2

Identificar qual é o elemento com Z=38 e sua configuração eletrónica básica.
  • O elemento com Z=38 é o estrôncio, símbolo \mathrm{Sr}.
  • A configuração eletrônica do átomo neutro \mathrm{Sr} (ordem de preenchimento) é
\mathrm{Sr}:\\ [\mathrm{Kr}]\,5s^{2}.
Explicando: [\mathrm{Kr}] representa a configuração do gás nobre criptônio com 36 elétrons; depois vêm os elétrons externos 5s^{2}. Assim, os dois elétrons mais externos estão na camada de número quântico principal n=5.

Passo 3

Explicar o que é “maior nível de energia” (camada mais externa ocupada) e “camada de valência”.
  • A “maior nível de energia” costuma significar a maior camada (maior n) que contém elétrons.
  • A “camada de valência” são os elétrons na(s) camada(s) externas que participam em reações/química; para elementos de bloco s e p normalmente é a camada com maior n.
    No caso de \mathrm{Sr} neutro, a maior camada ocupada é n=5 (camada O), contendo os elétrons 5s^{2}; portanto os elétrons mais energéticos (mais externos) estão em n=5 e são do subnível s.

Passo 4

Analisar a alternativa (a): “O cátion X^{2+} possui 10 elétrons em seu maior nível de energia.”
  • Já calculei que X^{2+} tem 36 elétrons no total.
  • A configuração do cátion é a do gás nobre anterior:
\mathrm{X}^{2+}:\\ [\mathrm{Kr}].
  • Em [\mathrm{Kr}] a maior camada ocupada é n=4 (camada N), cujos elétrons relevantes são 4s^{2} e 4p^{6}. Somando:
\text{elétrons no nível }n=4 = 2 + 6 = 8.éí
  • Conclusão: o maior nível de energia em X^{2+} tem 8 elétrons, não 10. Logo (a) é falsa.

Passo 5

Analisar a alternativa (b): “O átomo X é um metal de transição.”
  • Metais de transição são os elementos do bloco d (típicos: grupos 3 a 12), caracterizados por elétrons d parcialmente preenchidos ou que formem cátions com d incompletos.
  • \mathrm{Sr} é do grupo 2 (bloco s), é um metal alcalino-terroso (não é do bloco d).
  • Portanto \mathrm{Sr} não é metal de transição. Logo (b) é falsa.

Passo 6

Analisar a alternativa (c): “O elétron mais energético do átomo X encontra-se no subnível ‘p’ da camada O.”
  • A camada O corresponde a n=5 (K:1, L:2, M:3, N:4, O:5).
  • No átomo neutro \mathrm{Sr}, os elétrons mais energéticos estão em 5s^{2}, ou seja, no subnível s de n=5, não em 5p.
  • Portanto a afirmação de que está no subnível p da camada O é incorreta. Logo (c) é falsa.

Passo 7

Analisar a alternativa (d): “O elétron mais energético de X está na camada de valência.”
  • Já vimos que para \mathrm{Sr} os elétrons mais energéticos são os 5s^{2}, que pertencem à camada n=5, a camada externa/valência.
  • Assim, o elétron mais energético (na verdade os dois) está(ão) na camada de valência.
  • Conclusão: (d) é verdadeira.

Passo 8

Analisar a alternativa (e): “O raio do cátion \mathrm{X}^{2+} é maior do que o do átomo X.”
  • Remover elétrons para formar um cátion reduz o número de elétrons, mantendo o mesmo número de prótons; a atração efetiva do núcleo sobre os elétrons restantes aumenta e a nuvem eletrônica contrai-se.
  • Portanto, em geral, o raio de um cátion é menor do que o do átomo neutro correspondente.
  • Logo o raio de \mathrm{X}^{2+} é menor, não maior. Assim (e) é falsa.

Resposta

d)

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