(Concurso IFCE 2026 - AOCP) Considere os dados de energia de ionização sucessivas - \mathrm{l}_{1} (primeira ionização) a \mathrm{l}_{5} (quinta ionização) -, em kJ/mol, apresentados na tabela a seguir:
Elemento \mathbf{l}_{\mathbf{1}} \mathbf{l}_{\mathbf{2}} \mathbf{l}_{\mathbf{3}} \mathbf{l}_{\mathbf{4}} \mathbf{l}_{\mathbf{5}}
Na 496 4.562
Mg 738 1.451 7.733
Al 578 1.817 2.745 11.577
Si 786 1.577 3.232 4.356 16.091
Acerca das informações apresentadas, é correto afirmar que
A) para o sódio, é mais difícil retirar um elétron do orbital 3s do que do orbital 2p.
B) o magnésio apresenta \mathrm{I}_{2} elevado porque o segundo elétron pertence a subnível mais energético que no sódio.
C) no alumínio, o pequeno aumento entre \mathrm{I}_{2} e \mathrm{I}_{3} indica remoção de elétron de camada interna.
D) no silício, \mathrm{I}_{5} ainda corresponde à remoção de elétron da camada de valência.
E) o menor valor de \mathrm{l}_{1} na tabela identifica o elemento mais reativo.

Passo 1

O enunciado fornece energias de ionização sucessivas, em kJ·mol^{-1}, para quatro elementos (valores extraídos da tabela do enunciado):
  • Sódio: \,I_{1}=496, \,I_{2}=4\,562.
  • Magnésio: \,I_{1}=738, \,I_{2}=1\,451, \,I_{3}=7\,733.
  • Alumínio: \,I_{1}=578, \,I_{2}=1\,817, \,I_{3}=2\,745, \,I_{4}=11\,577.
  • Silício: \,I_{1}=786, \,I_{2}=1\,577, \,I_{3}=3\,232, \,I_{4}=4\,356, \,I_{5}=16\,091.
A pergunta pede: entre as afirmativas A) a E) apresentadas, qual é a correta? Cada alternativa faz uma afirmação sobre as energias de ionização e/ou a organização eletrônica dos elementos; é necessário avaliar a verdade de cada uma usando os dados e os conceitos apropriados.

Passo 2

Conceitos essenciais (explicação didática e sem pular etapas).
  • Ionização: energia necessária para retirar um elétron de um átomo ou íon no estado gasoso. A primeira energia de ionização I_{1} é para retirar o primeiro elétron; a segunda I_{2} é para retirar o segundo elétron do íon formado, e assim sucessivamente.
  • Tendência geral: elétrons de valência (os mais externos) são removidos com energias menores; retirar um elétron de uma camada interna (elétron de núcleo ou “core”) exige muito mais energia — isso aparece como um grande salto entre duas energias sucessivas I_{n} e I_{n+1}.
  • Níveis e subníveis: camadas com número quântico principal n (por ex. n=1,2,3) e subníveis s,p,d têm energias diferentes. Em elementos do mesmo período, elétrons em subníveis com maior n (mais externos) geralmente têm energia maior (são menos ligados), portanto são mais fáceis de remover.
  • É útil conhecer as configurações eletrônicas dos elementos para saber quais elétrons são removidos em cada etapa. Vou escrever as configurações dos quatro elementos (forma abreviada, mostrando ocupação das camadas 1,2,3 relevantes):
    • Sódio ( \mathrm{Na}, Z=11): \,1s^{2}\,2s^{2}\,2p^{6}\,3s^{1}.
    • Magnésio ( \mathrm{Mg}, Z=12): \,1s^{2}\,2s^{2}\,2p^{6}\,3s^{2}.
    • Alumínio ( \mathrm{Al}, Z=13): \,1s^{2}\,2s^{2}\,2p^{6}\,3s^{2}\,3p^{1}.
    • Silício ( \mathrm{Si}, Z=14): \,1s^{2}\,2s^{2}\,2p^{6}\,3s^{2}\,3p^{2}.

Passo 3

Interpretação prática dos grandes saltos nas energias de ionização.
  • Quando vemos um aumento pequeno/moderado entre I_{n} e I_{n+1}, isso normalmente indica que ambos os elétrons removidos estão na mesma camada de valência (mesmo nível energético externo).
  • Quando vemos um aumento muito grande (ordens de grandeza) entre I_{n} e I_{n+1}, isso indica que, após n remoções, o próximo elétron pertence a uma camada interna bem mais fortemente atraída pelo núcleo (ou seja, estamos começando a remover elétrons do “core”).
    Exemplos diretos dos dados:
  • Na: salto enorme entre I_{1}=496 e I_{2}=4\,562 — isso significa que, após remover o primeiro elétron (o 3s de valência), o segundo elétron a ser removido viria de uma camada interna (os 2p), portanto exige muito mais energia.
  • Mg: salto enorme entre I_{2}=1\,451 e I_{3}=7\,733 — isto indica que os dois primeiros elétrons removidos são os dois do 3s (valência) e o terceiro é de camada interna (o 2p).
  • Al: salto muito maior entre I_{3}=2\,745 e I_{4}=11\,577 — mostra que os três primeiros são valência ( 3p e 3s), e o quarto já atinge camada interna.
  • Si: salto grande entre I_{4}=4\,356 e I_{5}=16\,091 — após retirar quatro elétrons de valência ( 3s e 3p), o quinto é de camada interna.

Passo 4

Analisando a alternativa A:
“A) para o sódio, é mais difícil retirar um elétron do orbital 3s do que do orbital 2p.”
  • Dados relevantes: Na tem I_{1}=496 (remoção do elétron 3s) e I_{2}=4\,562 (remoção do próximo elétron, que segundo a configuração será de 2p).
  • Observação direta: I_{2} (remoção de 2p) é muito maior que I_{1} (remoção de 3s). Logo retirar um elétron do 2p é muito mais difícil do que do 3s.
  • Conclusão sobre A: a afirmação diz o contrário do que os dados mostram; portanto A é falsa.

Passo 5

Analisando a alternativa B:
“B) o magnésio apresenta \,I_{2} elevado porque o segundo elétron pertence a subnível mais energético que no sódio.”
  • Primeiro, identificar quais elétrons são removidos:
    • Em \mathrm{Mg}: \,I_{1} e \,I_{2} correspondem à remoção dos dois elétrons 3s (valência).
    • Em \mathrm{Na}: \,I_{1} remove 3s, mas \,I_{2} remove um elétron do 2p (camada interna).
  • Comparando valores: \,I_{2}(\mathrm{Mg})=1\,451 e \,I_{2}(\mathrm{Na})=4\,562. O \,I_{2} do magnésio é bem menor que o do sódio; portanto não é “elevado” quando comparado ao sódio.
  • A frase “porque o segundo elétron pertence a subnível mais energético que no sódio” está confusa e invertida em lógica: no Mg o segundo elétron está em 3s (mais externo, portanto menos ligado), enquanto no Na o segundo elétron vem de 2p (mais interno, portanto mais fortemente ligado). Assim a justificativa está errada e a conclusão também.
  • Conclusão sobre B: é falsa.

Passo 6

Analisando a alternativa C:
“C) no alumínio, o pequeno aumento entre \,I_{2} e \,I_{3} indica remoção de elétron de camada interna.”
  • Dados do Al: \,I_{1}=578, \,I_{2}=1\,817, \,I_{3}=2\,745, \,I_{4}=11\,577.
  • Observação: o aumento entre I_{2} e I_{3} (de 1\,817 para 2\,745) é moderado, não um salto gigantesco. O salto grande ocorre entre I_{3} e I_{4} (até 11\,577).
  • Interpretação: os três primeiros elétrons removidos em Al estão todos na camada de valência (configuração com 3p^{1} e 3s^{2}); só depois, ao tentar remover o quarto, alcança-se a camada interna. Portanto um pequeno aumento entre I_{2} e I_{3} indica remoção ainda da mesma camada externa, não de camada interna.
  • Conclusão sobre C: a afirmação é incorreta; C é falsa.

Passo 7

Analisando a alternativa D:
“D) no silício, \,I_{5} ainda corresponde à remoção de elétron da camada de valência.”
  • Dados do Si: \,I_{1}=786, \,I_{2}=1\,577, \,I_{3}=3\,232, \,I_{4}=4\,356, \,I_{5}=16\,091.
  • Observação: há um salto pronunciado entre I_{4}=4\,356 e I_{5}=16\,091. Isso indica que os quatro primeiros elétrons removidos pertencem à camada de valência ( 3s^{2}3p^{2} — quatro elétrons), e o quinto já é de camada interna (mais fortemente ligada).
  • Conclusão sobre D: a afirmação é falsa.

Passo 8

Analisando a alternativa E e conclusão final:
“E) o menor valor de \,I_{1} na tabela identifica o elemento mais reativo.”
  • Observação dos \,I_{1} fornecidos: \mathrm{Na}=496, \mathrm{Mg}=738, \mathrm{Al}=578, \mathrm{Si}=786. O menor \,I_{1} é realmente o do sódio ( \,496).
  • Interpretação química: para metais (e neste conjunto temos metais e um metaloide), reatividade metálica relacionada à facilidade de perder um elétron tende a aumentar quando a primeira energia de ionização é menor: quanto mais fácil perder o elétron mais reativo (no sentido de reagir por perda de elétrons, como em reações de oxidação).
  • Aplicando isto aqui: o sódio, com \,I_{1} mais baixo, tende a perder seu elétron de valência mais facilmente e, portanto, é o mais reativo do grupo no sentido de reagir por doação de elétron (comportamento típico de metais alcalinos). Embora “reatividade” possa depender do tipo de reação e do contexto, no contexto usual de comparação entre estes elementos (facilidade de perder elétrons) a menor \,I_{1} identifica o elemento mais reativo.
  • Conclusão sobre E: é a alternativa correta conforme os dados e a interpretação padrão.

Resposta

E

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