(PUC - RS/2-2001) Os metais alcalinos-terrosos, à temperatura e pressão ambiente, são sólidos prateados, de baixa dureza, e reagem facilmente com a água e o oxigênio do ar. À medida que aumenta o número atômico desses metais,
A) aumenta a energia de ionização.
B) diminui o número de oxidação.
C) diminui o caráter metálico.
D) aumenta a afinidade eletrônica.
E) diminui a eletronegatividade.
A) aumenta a energia de ionização.
B) diminui o número de oxidação.
C) diminui o caráter metálico.
D) aumenta a afinidade eletrônica.
E) diminui a eletronegatividade.
Passo 1
O enunciado diz que os metais alcalino-terrosos, à temperatura e pressão ambiente, são sólidos prateados, de baixa dureza, e reagem facilmente com a água e o oxigênio do ar. Pergunta: “À medida que aumenta o número atômico desses metais, qual das alternativas a seguir ocorre?” As alternativas são:
A) aumenta a energia de ionização.
B) diminui o número de oxidação.
C) diminui o caráter metálico.
D) aumenta a afinidade eletrônica.
E) diminui a eletronegatividade.
A) aumenta a energia de ionização.
B) diminui o número de oxidação.
C) diminui o caráter metálico.
D) aumenta a afinidade eletrônica.
E) diminui a eletronegatividade.
Informações relevantes do enunciado que vou usar: trata-se do conjunto de elementos conhecidos como metais alcalino-terrosos (por exemplo
) e a variação pedida é quando o número atômico aumenta (isto é, descendo o grupo desses elementos).
Passo 2
O que é eletronegatividade e por que ela tende a mudar? Eletronegatividade é uma medida qualitativa da tendência de um átomo em uma molécula de atrair elétrons para si. Em linguagem simples: quanto mais “forte” for a atração que o núcleo exerce sobre os elétrons de ligação, maior a eletronegatividade. Dois fatores que determinam isso são (1) a carga efetiva sentida pelos elétrons externos (Z_eff) e (2) a distância entre o núcleo e os elétrons de valência (raio atômico).
Ao aumentar o número atômico dentro de um mesmo grupo (por exemplo de
para
) o elétron de valência passa a ocupar camadas com maior número quântico principal: fica mais longe do núcleo e há mais blindagem pelos elétrons internos. Resultado prático: a atração do núcleo sobre elétrons externos diminui. Portanto a eletronegatividade tende a diminuir. Isso já indica que a alternativa E (“diminui a eletronegatividade”) é plausível.
Passo 3
A energia de ionização: definição e tendência. Energia de ionização é a energia necessária para remover um elétron de um átomo isolado no estado gasoso. Se o elétron está mais afastado do núcleo e mais blindado, fica mais fácil removê-lo, então a energia de ionização diminui ao descer no grupo.
A alternativa A diz “aumenta a energia de ionização”. Isso é o contrário do comportamento esperado para metais alcalino-terrosos quando o número atômico aumenta. Logo A é falsa.
Passo 4
Número de oxidação: o que é e como se comporta nesses metais. Número de oxidação (ou estado de oxidação) é um valor formal que representa a carga que um átomo teria numa ligação iônica completa. Metais alcalino-terrosos têm dois elétrons de valência (
elétrons na camada externa), portanto seu estado de oxidação mais comum é
— por isso formam íons
. Esse
é praticamente constante para os elementos do grupo. Assim, ao aumentar o número atômico, o número de oxidação típico não diminui nem muda de maneira sistemática: permanece
na grande maioria dos compostos comuns. Portanto a alternativa B (“diminui o número de oxidação”) é incorreta.
Passo 5
Caráter metálico: definição e tendência. Caráter metálico é a facilidade com que um elemento perde elétrons para formar cátions (propriedade associada a comportamento típico de metais: maleabilidade, condutividade, tendência a reduzir). Quanto mais fácil for perder elétrons, maior o caráter metálico. Como já vimos, ao descer no grupo os elétrons de valência ficam mais afastados e mais blindados, tornando mais fácil a perda de elétrons — logo o caráter metálico aumenta ao aumentar o número atômico. A alternativa C diz “diminui o caráter metálico”, que é o oposto; portanto C é falsa.
Passo 6
Afinidade eletrônica: definição e comportamento. Afinidade eletrônica é a energia liberada quando um átomo isolado no estado gasoso captura um elétron para formar um ânion. Para metais (especialmente metais alcalino-terrosos) a afinidade eletrônica é tipicamente pequena em magnitude e muitas vezes menos favorável (menos exoterma) à medida que descemos um grupo, porque o elétron extra fica mais afastado do núcleo e sofre maior repulsão pelos elétrons internos. Assim a afinidade eletrônica não aumenta ao descer o grupo; na prática ela tende a tornar-se menos negativa (ou “diminuir” em sentido de tornar-se menos favorecida). A alternativa D afirma “aumenta a afinidade eletrônica”, então está incorreta para esse caso.
Passo 7
Resumo das eliminações e conclusão lógica. Vimos:
- A (energia de ionização aumenta)? Não — na verdade diminui ao aumentar o número atômico. A é falsa.
- B (número de oxidação diminui)? Não — o estado
permanece. B é falsa. - C (caráter metálico diminui)? Não — aumenta. C é falsa.
- D (afinidade eletrônica aumenta)? Não — não aumenta; geralmente torna-se menos favorecida. D é falsa.
- E (eletronegatividade diminui)? Sim — devido ao aumento do raio e maior blindagem, a eletronegatividade dos metais alcalino-terrosos diminui ao subir o número atômico dentro do grupo. E é verdadeira.
Resposta
E