O íon \mathrm{Fe}^{2+}, que faz parte da molécula de hemoglobina e integra o sistema de transporte de oxigênio no interior do corpo, possui 24 elétrons e número de massa igual a 56 . O número atômico e o número de nêutrons desse íon correspondem, respectivamente, a:
(a) Z=26 e n=30.
(b) Z=24 e n=30.
(c) \mathrm{Z}=24 e \mathrm{n}=32.
(d) Z=30 e n=24.
(e) Z=26 e \mathrm{n}=32.

Passo 1

O enunciado fornece as seguintes informações e faz a seguinte pergunta:
  • Íon: \mathrm{Fe}^{2+}.
  • Número de elétrons do íon: 24.
  • Número de massa: 56.
    Pergunta: determinar o número atômico Z e o número de nêutrons n do íon (ou do átomo correspondente).

Passo 2

Conceitos essenciais (explicação didática):
  • O número atômico Z é o número de prótons no núcleo de um átomo; num átomo neutro, o número de elétrons e é igual a Z.
  • O número de massa A é a soma do número de prótons e nêutrons no núcleo:
A = Z + n,
onde n é o número de nêutrons.
  • Para íons, a carga elétrica q (em unidades do elétron elementar) relaciona prótons e elétrons por
q = Z - e,
onde q é positivo se o íon é catião (perdeu elétrons) e negativo se é ânion (ganhou elétrons). Essa fórmula vem do fato de que prótons positivos menos elétrons negativos dá a carga líquida.

Passo 3

Aplicando a relação entre carga, Z e elétrons ao caso dado:
  • Para o íon \mathrm{Fe}^{2+} temos q = +2 (carga positiva +2).
  • Sabendo que o íon tem e = 24 elétrons, use a fórmula
q = Z - e.
Rearranjando para Z,
Z = e + q.

Passo 4

Substituindo os números na fórmula para obter Z:
Z = 24 + 2 = 26.
Interpretação: o elemento tem 26 prótons; portanto o número atômico é \,Z=26. (Verificação mental: um átomo neutro de ferro teria 26 elétrons; o íon 2+ tem 2 elétrons a menos, ou seja, 24 — consistente.)

Passo 5

Agora calcular o número de nêutrons n usando a relação com o número de massa:
A = Z + n \quad\Rightarrow\quad n = A - Z.

Passo 6

Substituindo A=56 e Z=26:
n = 56 - 26 = 30.
Portanto o núcleo contém 30 nêutrons.

Passo 7

Resumo e checagem rápida:
  • Z=26 significa 26 prótons.
  • Com carga +2 e 24 elétrons, a relação Z-e=2 é satisfeita.
  • n=30 vem de 56-26.
    Tudo consistente.

Resposta

(a) Z=26 e n=30.

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