Para as espécies { }^{23} \mathrm{Na}^{+},{ }^{24} \mathrm{Mg}^{2+} e { }^{22} \mathrm{Ne} determine prótons e elétrons e diga se são isoeletrônicas.

Passo 1

O enunciado pede duas coisas para cada espécie: (1) determinar o número de prótons e (2) determinar o número de elétrons; e também pedir para dizer se as espécies são isoeletrônicas. As espécies dadas são {}^{23}\mathrm{Na}^+, {}^{24}\mathrm{Mg}^{2+} e {}^{22}\mathrm{Ne}. Informação adicional fornecida: os números de massa são 23, 24 e 22 respectivamente (esses números não influenciam o número de prótons nem de elétrons, apenas a massa do núcleo).

Passo 2

Conceitos fundamentais que vamos usar (explicadinho, passo a passo):
  • O número atômico Z de um elemento é igual ao número de prótons no núcleo. Ex.: se Z=11, então há 11 prótons.
  • Um átomo neutro tem o mesmo número de elétrons e prótons, ou seja, elétrons =Z.
  • Um íon com carga positiva perde elétrons; numericamente, o número de elétrons é
\text{elétrons} = Z - (\text{carga positiva}).é
Um íon com carga negativa ganha elétrons:
\text{elétrons} = Z + (\text{módulo da carga negativa}).éó
  • Observação sobre o número de massa (os expoentes na notação {}^{A}\mathrm{X}): o número de massa A = prótons + nêutrons. Aqui não precisamos calcular nêutrons, então podemos ignorar A para contar prótons e elétrons.

Passo 3

Identificar os números atômicos Z (esses vêm da tabela periódica; aqui estão os valores usados):
  • Para \mathrm{Na} (sódio): \,Z=11.
  • Para \mathrm{Mg} (magnésio): \,Z=12.
  • Para \mathrm{Ne} (neônio): \,Z=10.

Passo 4

Determinar o número de prótons (é exatamente o Z):
  • {}^{23}\mathrm{Na}^+: prótons =11.
  • {}^{24}\mathrm{Mg}^{2+}: prótons =12.
  • {}^{22}\mathrm{Ne}: prótons =10.

Passo 5

Determinar o número de elétrons usando as regras de carga:
  • {}^{23}\mathrm{Na}^+: é um cátion com carga +1, então
\text{elétrons} = Z - 1 = 11 - 1 = 10.é
  • {}^{24}\mathrm{Mg}^{2+}: cátion com carga +2, então
\text{elétrons} = Z - 2 = 12 - 2 = 10.é
  • {}^{22}\mathrm{Ne}: átomo neutro, então
\text{elétrons} = Z = 10.é
Mostramos as contas para cada espécie; todas deram 10 elétrons.

Passo 6

Comentário didático sobre configuração eletrônica (útil para prova): com 10 elétrons, a ordem de preenchimento dá a configuração
\mathrm{1s}^2\,2s^2\,2p^6,
porque os subníveis comportam 1s até 2 elétrons, 2s até 2 elétrons e 2p até 6 elétrons; 2+2+6=10. Assim {}^{23}\mathrm{Na}^+, {}^{24}\mathrm{Mg}^{2+} e {}^{22}\mathrm{Ne} têm a mesma configuração eletrônica — é por isso que são isoeletrônicas.

Passo 7

Conclusão curta e dica para prova: conte sempre primeiro os prótons pelo Z; para elétrons, ajuste pelo sinal da carga (subtrai para cátions, soma para ânions). Se vários íons/átomos tiverem o mesmo número de elétrons, são isoeletrônicos.

Resposta

{}^{23}\mathrm{Na}^+: prótons =11, elétrons =10
{}^{24}\mathrm{Mg}^{2+}: prótons =12, elétrons =10
{}^{22}\mathrm{Ne}: prótons =10, elétrons =10
São isoeletrônicas: Sim — todas têm 10 elétrons e configuração \mathrm{1s}^2\,2s^2\,2p^6.

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