- Um pacote apresentava alguns pregos enferrujados. Frente a esse fato, Gabi e Tomás elaboraram três afirmativas.
Assinale verdadeira (V) ou falsa (F) em cada uma delas.
( ) O número máximo de elétrons que um átomo do quarto nível pode apresentar é 18.
( ) A configuração eletrônica do cátion
é
.
( ) O quarto nível é o mais energético para o átomo de
.
A sequência correta é
a)
.
b)
.
c)
.
d)
.
e)
.
Assinale verdadeira (V) ou falsa (F) em cada uma delas.
( ) O número máximo de elétrons que um átomo do quarto nível pode apresentar é 18.
( ) A configuração eletrônica do cátion
( ) O quarto nível é o mais energético para o átomo de
a)
b)
c)
d)
e)
Passo 1
Vou listar claramente o que o enunciado pede e as três afirmativas que devemos julgar como verdadeiras (V) ou falsas (F).
- A tarefa: marcar V ou F em cada uma das três afirmações sobre elétrons, configuração eletrônica e níveis de energia para o átomo de ferro.
- Afirmações (copiadas do enunciado):
- (A1) O número máximo de elétrons que um átomo do quarto nível pode apresentar é
. - (A2) A configuração eletrônica do cátion
é . - (A3) O quarto nível é o mais energético para o átomo de
(Fe neutro).
- (A1) O número máximo de elétrons que um átomo do quarto nível pode apresentar é
As alternativas fornecidas são:
a) .
b) .
c) .
d) .
e) .
a)
b)
c)
d)
e)
Agora vamos analisar cada afirmação passo a passo.
Passo 2
Avaliar a afirmação 1 (A1): “O número máximo de elétrons que um átomo do quarto nível pode apresentar é
.”
- Conceito necessário (explicado com calma): o número máximo de elétrons em um nível principal
é dado pela fórmula . Isso vem do fato de que em cada nível existem orbitais com diferentes valores de (subníveis ), e a soma das capacidades dos subníveis resulta em . Cada orbital acomoda até elétrons e o número de orbitais num nível é , daí . - Aplicando para
: - Interpretação: o quarto nível pode comportar até
elétrons, não . (Obs.: às vezes fala-se em “até 18 elétrons” se considerar apenas subníveis até preenchidos para certos casos, mas a regra geral e correta para o nível é .)
Conclusão do passo: A1 é falsa.
Passo 3
Avaliar a afirmação 2 (A2): “A configuração eletrônica do cátion
é
.”
- Primeiro, identificar o número atômico de Fe: o ferro tem
. Isso significa que o átomo neutro de ferro tem elétrons. - Configuração do átomo neutro (usando a ordem de preenchimento — regra de Aufbau — explicada): preencher orbitais por ordem crescente de energia nominal:
, , , , , , , …
Assim, a configuração do Fe neutro éo que soma elétrons — ok. - Agora, como obter
? Para cátions de metais de transição, a regra prática importante (e que precisa ser decorada/entendida) é: ao formar cátions, os elétrons são removidos primeiro dos orbitais de maior número principal (o elétron de valência), isto é, removem-se os antes dos . Então: -
remover 2 elétrons do para formar : fica . - Para
remover mais 1 elétron (agora de ): fica .
-
- Escrevendo a configuração completa de
: - Comparando com a configuração dada no enunciado para
: . Essa configuração está incorreta por dois motivos: mantém (mas foi esvaziado ao formar cátions do Fe) e distribui os elétrons como (mas deveriam ser ). Portanto a afirmação é falsa.
Conclusão do passo: A2 é falsa.
Passo 4
Avaliar a afirmação 3 (A3): “O quarto nível é o mais energético para o átomo de
.”
- Primeiro, o que significa “mais energético” aqui? Em linguagem de provas de Química Geral, costuma-se interpretar “mais energético” como “o nível ocupado por elétrons que têm maior energia (ou os que são mais facilmente removidos)”. Outra leitura prática é: qual é o maior número quântico principal
que possui elétrons no átomo neutro — esse é o nível mais externo e geralmente o de maior energia relativa. - Para o Fe neutro a configuração é, como vimos,
Os elétrons ocupam níveis com . O maior ocupado é (os elétrons ). - Além disso, na prática experimental e teórica observa-se que, para os metais de transição, os elétrons
são geralmente os primeiros a serem removidos quando se forma cátions — isto indica que os elétrons do nível estão em energia mais alta (menos ligados) do que alguns elétrons do nível . Ou seja: o nível é, de fato, energeticamente mais alto que o nível para esses elétrons. - Portanto, interpretando “o quarto nível é o mais energético” como “o nível de maior energia ocupado por elétrons em Fe neutro é o quarto nível (
)”, a afirmação é verdadeira.
Conclusão do passo: A3 é verdadeira.
Passo 5
Juntando os resultados obtidos:
- A1: falsa.
- A2: falsa.
- A3: verdadeira.
Agora relaciono essa sequência com as alternativas fornecidas:
corresponde à alternativa (a).
Resposta
a)