(Mack-2006) Átomos do elemento químico potássio, que possuem 20 nêutrons, estão no quarto período da tabela periódica, na família dos metais alcalinos.
Em relação a seus íons, é correto afirmar que
a) têm Z=18.
b) têm 20 elétrons e \mathrm{A}=40.
c) têm 18 elétrons e \mathrm{A}=39.
d) são cátions bivalentes.
e) têm \mathrm{A}=38.

Passo 1

Dados fornecidos pelo enunciado:
  • Átomos do elemento químico potássio, com 20 nêutrons.
  • Esses átomos estão no quarto período e na família dos metais alcalinos (informação do enunciado).
  • Pergunta: entre as alternativas a)–e), qual afirmação sobre os íons desses átomos é correta?
Alternativas (transcritas):
a) têm Z=18.
b) têm 20 elétrons e \mathrm{A}=40.
c) têm 18 elétrons e \mathrm{A}=39.
d) são cátions bivalentes.
e) têm \mathrm{A}=38.

Passo 2

Definições e fórmulas fundamentais (explicação didática):
  • Z é o número atômico: é o número de prótons no núcleo de um átomo. Num átomo neutro, o número de elétrons é igual a Z.
  • N é o número de nêutrons.
  • \mathrm{A} é o número de massa (massa atômica inteira aproximada): é a soma do número de prótons e nêutrons. A fórmula é
\mathrm{A} = Z + N.
Explicação simples: prótons e nêutrons somam a maior parte da massa do átomo; os elétrons têm massa desprezível para esse cálculo e não entram em \mathrm{A}.

Passo 3

Encontrar Z do potássio (como raciocinar na prova):
  • O potássio é o elemento químico com símbolo \mathrm{K}. Pela tabela periódica, o potássio tem número atômico Z=19.
    (se na prova você não decorou, lembranças rápidas ajudam: metais alcalinos iniciam em H/Li/Na/K e o potássio é o integrante do 4º período, conhecido como Z=19.)

Passo 4

Calcular o número de massa \mathrm{A} do átomo dado:
  • Usando a fórmula \mathrm{A}=Z+N com Z=19 e N=20,
\mathrm{A} = 19 + 20 = 39.
Comentário didático: a massa atômica inteira \mathrm{A} do átomo (e do seu íon) é 39.

Passo 5

Número de elétrons no átomo neutro e no íon (explicando formação de íons para metais alcalinos):
  • Átomo neutro: número de elétrons = Z = 19.
  • Metais alcalinos (família do potássio) têm um elétron de valência e tendem a perder esse elétron para alcançar configuração eletrônica estável, formando um cátion com carga +1. Ou seja, o íon típico do potássio é \mathrm{K}^{+}.
  • Ao perder um elétron, o número de elétrons do íon é
\text{elétrons no íon} = 19 - 1 = 18.éí
Observação importante: a perda de elétrons não altera Z nem N; portanto \mathrm{A} permanece 39.

Passo 6

Verificação das alternativas usando os resultados:
  • a) Diz Z=18. Errado: calculamos Z=19.
  • b) Diz que têm 20 elétrons e \mathrm{A}=40. Errado: átomo neutro tem 19 elétrons; o íon tem 18. Além disso \mathrm{A}=39, não 40.
  • c) Diz que têm 18 elétrons e \mathrm{A}=39. Isso coincide com nossos cálculos: íon \mathrm{K}^{+} tem 18 elétrons e \mathrm{A}=39.
  • d) Diz que são cátions bivalentes. Errado: são cátions monovalentes ( +1), não bivalentes ( +2).
  • e) Diz que têm \mathrm{A}=38. Errado: \mathrm{A}=39.

Passo 7

Conclusão lógica (motivação final para escolher a alternativa):
  • Os cálculos e a química de formação de íons mostram que o íon do potássio formado a partir do átomo com 20 nêutrons tem 18 elétrons e \mathrm{A}=39, portanto a alternativa correta é a que afirma exatamente isso.

Resposta

c) têm 18 elétrons e \mathrm{A}=39.

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