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.
Questão 15
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.
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
, por exemplo significa que no nível principal , no orbital , há elétrons. - Os orbitais mais relevantes para a reatividade são os da camada de valência (o nível de energia mais externo): são os orbitais
e do maior ocupado. - Para a maioria dos átomos, completar a camada de valência (por exemplo alcançar
, que dá 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:
. Aqui a camada mais externa (o único nível) está completa com elétrons. - Neônio:
. A camada de valência ( ) tem elétrons. - Argônio:
. A camada de valência ( ) tem elétrons.
Observação geral: exceto o hélio, os gases nobres terminam em, ou seja, a camada de valência está cheia com 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:
. O cloro tende a ganhar um elétron para ficar com a configuração do argônio: . - 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
(ou para ). Escreva que a camada de valência está completa com elétrons (ou no caso do He) e conclua: “camada completa → alta estabilidade → baixa tendência a reagir”. - Um exemplo rápido para comparar:
é pouco reativo porque já tem ; é muito reativo porque tem 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
e ) 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 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
), 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.:
; outros terminam em
), 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.:
,
) podem reagir sob condições extremas devido à maior polarizabilidade e orbitais acessíveis.