Um determinado elemento químico possui a seguinte distribuição eletrônica:
.
Pode-se afirmar que o elemento
a) pertence ao terceiro período da Tabela Periódica e possui 5 elétrons na camada de valência.
b) possui o raio atômico menor e mais eletronegativo que o enxofre.
c) possui uma energia de ionização menor que a do enxofre.
d) possui maior raio atômico e maior afinidade eletrônica do que o fósforo.
a) pertence ao terceiro período da Tabela Periódica e possui 5 elétrons na camada de valência.
b) possui o raio atômico menor e mais eletronegativo que o enxofre.
c) possui uma energia de ionização menor que a do enxofre.
d) possui maior raio atômico e maior afinidade eletrônica do que o fósforo.
Passo 1
O enunciado fornece a configuração eletrônica
e pede que se escolha qual das afirmações (a), (b), (c) ou (d) pode ser afirmada sobre o elemento.
As afirmações a serem avaliadas são:
a) pertence ao terceiro período da Tabela Periódica e possui 5 elétrons na camada de valência.
b) possui o raio atômico menor e mais eletronegativo que o enxofre.
c) possui uma energia de ionização menor que a do enxofre.
d) possui maior raio atômico e maior afinidade eletrônica do que o fósforo.
As afirmações a serem avaliadas são:
a) pertence ao terceiro período da Tabela Periódica e possui 5 elétrons na camada de valência.
b) possui o raio atômico menor e mais eletronegativo que o enxofre.
c) possui uma energia de ionização menor que a do enxofre.
d) possui maior raio atômico e maior afinidade eletrônica do que o fósforo.
Passo 2
Identificar o elemento a partir da configuração eletrônica.
Contagem dos elétrons a partir da configuração: .
O elemento com número atômico é o cloro (símbolo Cl). Portanto o enunciado refere-se ao elemento cloro.
Contagem dos elétrons a partir da configuração:
O elemento com número atômico
Passo 3
Determinar período e elétrons de valência (conceitos e aplicação).
- Definição prática de período: o período é o maior número quântico principal
presente na configuração (camada mais externa). Na configuração dada o maior é (os orbitais e ). Logo o elemento pertence ao terceiro período. - Definição prática de elétrons de valência: são os elétrons na camada de maior
(a camada externa). Na configuração externa temos . Portanto o número de elétrons na camada de valência é .
Conclusão: o cloro está no terceiro período e temelétrons de valência (não ).
Passo 4
Relembre os conceitos de tendências periódicas (explicação didática):
- Raio atômico: é uma medida do tamanho do átomo (distância típica do núcleo aos elétrons externos). Ao mover-se da esquerda para a direita em um mesmo período, o número de prótons no núcleo aumenta sem aumento significativo do mesmo nivel de blindagem, então a atração efetiva sobre os elétrons aumenta e o raio diminui. Ao descer numa coluna (grupo), adicionam‑se camadas eletrônicas, e o raio aumenta.
- Eletronegatividade: tendência de um átomo em atrair elétrons em uma ligação química. Geralmente aumenta ao ir da esquerda para a direita num período (mais prótons → maior atração) e diminui ao descer um grupo.
- Energia de ionização (primeira): energia necessária para remover o elétron mais fracamente ligado. Geralmente aumenta da esquerda para a direita no mesmo período (átomos menores, mais atração) e diminui ao descer um grupo.
- Afinidade eletrônica: energia liberada quando um átomo neutro captura um elétron (quanto maior, mais favorável é ganhar um elétron). Em regra geral tende a aumentar da esquerda para a direita (com exceções), e diminuir ao descer o grupo.
Essas tendências são explicadas pelo aumento da carga nuclear efetiva (mais prótons atraindo os elétrons) e pelo efeito de blindagem (shielding) das camadas internas.
Passo 5
Comparação cloro (Cl) versus enxofre (S) usando as tendências (aplicando para as opções b e c).
- Ambos estão no mesmo período (período 3). O enxofre tem
e o cloro tem . Como Cl está à direita de S no mesmo período, a carga nuclear efetiva em Cl é maior, puxando os elétrons mais fortemente e tornando o átomo menor. Logo o raio atômico de Cl é menor que o de S. - Para eletronegatividade: como Cl está à direita de S no período, Cl é mais eletronegativo que S.
- Para energia de ionização: como Cl é menor e atrai mais fortemente os elétrons, sua primeira energia de ionização é maior que a de S (logo Cl NÃO possui energia de ionização menor que a do enxofre).
Conclusão para b e c: a afirmação (b) está coerente com as tendências (raio menor e maior eletronegatividade que S). A afirmação (c) está incorreta (Cl tem energia de ionização maior que S).
Passo 6
Comparação cloro (Cl) versus fósforo § para avaliar a opção d.
- Ambos estão no mesmo período (período 3). O fósforo tem
, o cloro . Como Cl está mais à direita que P, o raio atômico de Cl é menor que o de P (portanto a parte “possui maior raio atômico” é falsa). - Quanto à afinidade eletrônica: em geral, ao avançar no período a afinidade eletrônica aumenta (com algumas variações), e Cl tem afinidade eletrônica maior que a do fósforo. Assim a segunda parte da frase (“maior afinidade eletrônica do que o fósforo”) é verdadeira, mas a primeira parte é falsa. Como a opção d exige as duas afirmações, a opção d é falsa.
Passo 7
Veredicto final sobre cada alternativa (resumo claro e curto):
- (a) Falsa. O elemento pertence ao terceiro período (isso é verdade) mas possui
elétrons de valência, não . - (b) Verdadeira. Cl tem raio atômico menor e maior eletronegatividade que o enxofre.
- (c) Falsa. Cl tem energia de ionização maior (não menor) que a do enxofre.
- (d) Falsa. Cl não possui maior raio atômico que o fósforo (tem raio menor); só possui maior afinidade eletrônica.
Resposta
b