Sobre os gases nobres, responda:
(1,5 ponto) São os átomos mais estáveis em cada período. Justifique com base na energia de troca!
(1,5 ponto) São os átomos mais estáveis em cada período. Justifique com base na energia de troca!
Passo 1
O enunciado pede uma justificativa da afirmação “São os átomos mais estáveis em cada período” (referindo-se aos gases nobres), e essa justificativa deve ser feita “com base na energia de troca”. As informações relevantes que temos aqui (implícitas na pergunta) e que vou usar são:
- A afirmação a ser justificada: os gases nobres são os átomos mais estáveis em cada período.
- O termo pedido para usar: “energia de troca” (vou interpretá-lo como as grandezas energéticas que representam a energia envolvida em trocar elétrons entre átomos: isto é, energia de ionização e afinidade eletrônica — esses são os conceitos energéticos diretamente ligados a perder/ganhar elétrons).
- Fatos sobre os gases nobres que são usados como dados conhecidos: eles têm configuração eletrônica de camada de valência completa (por exemplo
, , , etc.).
Passo 2
Definição clara do que significa “energia de troca” aqui (duas grandezas importantes):
- Energia de primeira ionização
: é a energia necessária para remover um elétron de um átomo neutro no estado gasoso. Escrevendo o processo:
Explicação didática:
indica o quanto o elétron está ligado ao átomo. Quanto maior
, mais difícil é tirar um elétron desse átomo.
- Afinidade eletrônica
: é a energia liberada (ou absorvida) quando um átomo neutro em fase gasosa ganha um elétron:
Explicação didática: se
for negativo (libera energia), o átomo “gosta” de ganhar um elétron; se
for pouco negativo ou positivo (requer energia), ganhar um elétron é desfavorável. Observação sobre sinal: muitos autores definem
como a energia liberada (valor negativo indica liberação), outros usam magnitude; aqui vou tratar qualitativamente: maior afinidade → energeticamente favorável ganhar elétron; pequena/positiva afinidade → desfavorável.
Passo 3
Ligando as definições às propriedades dos gases nobres:
- Configuração de camada de valência completa: em cada período, o gás nobre tem a última camada (nível eletrônico) completamente preenchida. Isso é uma situação de baixa energia eletrônica porque elétrons emparelhados em orbitais completos maximizam a estabilidade do átomo.
- Consequência para
: remover um elétron de um gás nobre significa tirar um elétron de uma camada completa e, muitas vezes, do que fica é um íon com uma camada incompleta em nível mais baixo. Isso quebra uma configuração muito estável, por isso a energia necessária é grande. Em termos práticos, os gases nobres apresentam os maiores valores de dentro do mesmo período — ou seja, é energeticamente custoso “trocar” (perder) elétrons deles. - Consequência para
: adicionar um elétron a um gás nobre normalmente exige colocá-lo em um nível energético mais alto (uma nova camada/ orbital), o que é energeticamente pouco favorável; portanto, a afinidade eletrônica dos gases nobres é muito baixa (às vezes positiva em termos de energia que deve ser fornecida), ou seja, eles não liberam energia ao ganhar elétrons. Em palavras simples: ganhar um elétron não compensa energeticamente para um gás nobre. - Sumário energético: para um átomo ser reativo via troca de elétrons, convém que seja fácil perder elétrons (baixo
) ou energeticamente favorável ganhar elétrons (alta afinidade eletrônica). Nos gases nobres, nem perder nem ganhar elétrons é energeticamente atraente — perder custa muito (alto ) e ganhar não libera (ou até requer) energia (baixa/indevida ).
Passo 4
Conclusão física e química passo a passo (como responder numa prova):
- Passo lógico: estabilidade química significa pouca tendência a mudar o número de elétrons de valência. A tendência a trocar elétrons é governada por
(facilidade de perder elétrons) e por (facilidade de ganhar elétrons). - Nos gases nobres:
(muito difícil remover elétron) e muito baixo/indesejável (difícil e não compensador ganhar elétron). - Portanto, a troca de elétrons é energeticamente desfavorável em ambos os sentidos; por isso os gases nobres são quimicamente inertes e constituem os átomos mais estáveis em cada período.
Passo 5
Resposta-curta pronta para a prova (texto que você pode copiar, objetivo e direto):
- “Sim. Os gases nobres têm camada de valência completa; por isso a primeira energia de ionização
é muito alta (é caro energeticamente remover elétron) e a afinidade eletrônica é muito baixa ou desfavorável (não há ganho energético em adicionar elétron). Como perder ou ganhar elétrons é energeticamente desvantajoso, esses átomos têm pouca tendência a reagir e são os mais estáveis de cada período.”
Passo 6
Dica prática para lembrar: pense na camada de valência cheia como um “cofre completo” — abrir o cofre (tirar elétrons) custa muita energia e pôr mais coisas dentro (ganhar elétron) não cabe bem. Isso ajuda a lembrar por que tanto
quanto
conspiram para a inércia dos gases nobres. Força aí — você manda bem!
Resposta
Sim. Porque apresentam camada de valência completa; isso torna a primeira energia de ionização
muito alta (difícil perder elétron) e a afinidade eletrônica
muito baixa ou desfavorável (difícil/indesejável ganhar elétron), logo trocar elétrons é energeticamente desfavorável e eles são os mais estáveis de cada período.