Responda as questões de 11 a 16
A configuração eletrônica de um átomo influencia diretamente suas propriedades químicas, como reatividade, condutividade elétrica e ligação química. Com base nisso, resolva as questões a seguir:
Questão 15
Desafio: Propriedades Relacionadas à Estrutura Eletrônica:
Por que os elementos do grupo 18 (gases nobres) apresentam baixa reatividade química? Relacione sua resposta à configuração eletrônica.

Passo 1

O que o enunciado pede: explicar por que os elementos do grupo 18 (gases nobres) apresentam baixa reatividade química e relacionar essa explicação à configuração eletrônica.
Informações relevantes dadas (implícitas na pergunta): são os elementos do grupo 18, chamados gases nobres; devo usar sua configuração eletrônica para justificar a baixa reatividade. Vou usar exemplos concretos de configurações eletrônicas para ilustrar.

Passo 2

Entendendo a notação de configuração eletrônica (mini-aula):
  • A configuração eletrônica descreve como os elétrons estão distribuídos em orbitais ao redor do núcleo.
  • A notação típica é \text{nível}^{\text{nº de elétrons}}íºé, por exemplo \;1s^2 significa que no nível principal n=1, no orbital s, há 2 elétrons.
  • Os orbitais mais relevantes para a reatividade são os da camada de valência (o nível de energia mais externo): são os orbitais s e p do maior n ocupado.
  • Para a maioria dos átomos, completar a camada de valência (por exemplo alcançar \;ns^2 np^6, que dá 8 elétrons na camada externa) corresponde a uma situação de baixa energia e, portanto, de grande estabilidade.

Passo 3

Mostrando as configurações dos gases nobres (exemplos):
  • Hélio: \mathrm{He}:\;1s^2. Aqui a camada mais externa (o único nível) está completa com 2 elétrons.
  • Neônio: \mathrm{Ne}:\;1s^2\,2s^2\,2p^6. A camada de valência ( n=2) tem 2+6=8 elétrons.
  • Argônio: \mathrm{Ar}:\;1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6. A camada de valência ( n=3) tem 8 elétrons.
    Observação geral: exceto o hélio, os gases nobres terminam em \;ns^2 np^6, ou seja, a camada de valência está cheia com 8 elétrons (a chamada regra do octeto).

Passo 4

Por que uma camada de valência completa reduz a reatividade (explicação física e química):
  • Átomos reagem porque, ao trocar ou compartilhar elétrons, podem atingir uma configuração mais estável (menor energia). Um exemplo simples: o sódio tende a perder um elétron para ficar com a configuração do neônio: \mathrm{Na}:\;1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^1 \rightarrow \mathrm{Na}^+ (1s^2\,2s^2\,2p^6). O cloro tende a ganhar um elétron para ficar com a configuração do argônio: \mathrm{Cl}:\; \dots 3s^2\,3p^5 \rightarrow \mathrm{Cl}^- (\dots 3s^2\,3p^6).
  • Gases nobres já possuem a camada de valência completa, então não ganham nem perdem elétrons facilmente: perder elétrons exige energia alta; ganhar elétrons é pouco favorável porque o átomo já está em uma configuração de baixa energia. Em termos de grandezas físicas: apresentam alta energia de ionização e baixa (ou pouco negativa) afinidade eletrônica relativa, o que significa baixa tendência a perder ou ganhar elétrons.
  • Além disso, compartilhar elétrons (formar ligações covalentes) também não é atraente porque a combinação com outro átomo normalmente não leva a uma configuração mais estável do átomo nobre — ele já está estável.

Passo 5

Exemplificando de forma intuitiva (estilo prova):
  • Na prova, ao ver um elemento do grupo 18, identifique a configuração final: termina em \;ns^2 np^6 (ou \;1s^2 para \mathrm{He}). Escreva que a camada de valência está completa com 8 elétrons (ou 2 no caso do He) e conclua: “camada completa → alta estabilidade → baixa tendência a reagir”.
  • Um exemplo rápido para comparar: \mathrm{Ne} é pouco reativo porque já tem \;2s^2 2p^6; \mathrm{Na} é muito reativo porque tem \;3s^1 e perde esse elétron facilmente para atingir o octeto.

Passo 6

Exceções e detalhes adicionais (para ganhar pontos extras na prova):
  • Gases nobres pesados (como \mathrm{Xe} e \mathrm{Kr}) podem formar compostos sob condições específicas. Isso ocorre porque em átomos maiores as energias de ionização são menores e os elétrons são mais polarizáveis; além disso, orbitais de ordem superior (por exemplo orbitais d disponíveis em elementos mais pesados) permitem alguma química sob condições fortes (agentes oxidantes fortes, altas pressões). Mas isso não invalida a ideia geral: a maior parte dos gases nobres é muito pouco reativa.
  • Dica prática: sempre justifique a resposta pelo fato “camada de valência completa = estabilidade eletrônica” e, se pedir, cite a configuração eletrônica como evidência.

Passo 7

Recap e incentivo final:
  • Resumindo na sua folha de prova: escreva a configuração eletrônica do elemento (ou a forma geral \;ns^2 np^6), explique que a camada de valência está completa e conclua que isso implica alta estabilidade e baixa tendência a reagir. Está pronto — você já tem a resposta construída passo a passo. Vai dar certo, respira e manda ver!

Resposta

Porque os átomos do grupo 18 têm a camada de valência completa (ex.: \mathrm{He}:\;1s^2; outros terminam em \;ns^2 np^6), o que lhes confere grande estabilidade energética, alta energia de ionização e baixa tendência a ganhar, perder ou compartilhar elétrons; por isso apresentam baixa reatividade química. Exceções: gases nobres pesados (ex.: \mathrm{Xe}, \mathrm{Kr}) podem reagir sob condições extremas devido à maior polarizabilidade e orbitais acessíveis.

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