3{ }^{\text {a }} QUESTÃO

Por que, podemos afirmar que átomos são espécies eletricamente neutras?
a) Porque apresentam a mesma quantidade de cátions e ânions.
b) Porque os nêutrons são as espécies predominantes.
c) Porque o somatório das cargas dos prótons, das cargas dos elétrons e das cargas dos nêutrons é zero.
d) Porque a quantidade de elétrons é igual à quantidade de prótons.
e) Porque os átomos, em um processo sequencial, ganham e depois perdem a mesma quantidade de partículas positivas e negativas, e assim, ficam zerados em termos elétricos.

Passo 1

O enunciado pergunta claramente: “Por que podemos afirmar que átomos são espécies eletricamente neutras?” e oferece cinco opções de resposta:
a) Porque apresentam a mesma quantidade de cátions e ânions.
b) Porque os nêutrons são as espécies predominantes.
c) Porque o somatório das cargas dos prótons, das cargas dos elétrons e das cargas dos nêutrons é zero.
d) Porque a quantidade de elétrons é igual à quantidade de prótons.
e) Porque os átomos, em um processo sequencial, ganham e depois perdem a mesma quantidade de partículas positivas e negativas, e assim, ficam zerados em termos elétricos.
Informações relevantes dadas ou implícitas no enunciado:
  • A pergunta trata da neutralidade elétrica de átomos (ou seja, por que a carga elétrica total de um átomo é zero).
  • As partículas subatômicas que importam aqui são prótons, elétrons e nêutrons (essas são mencionadas nas alternativas).
  • Não há números específicos no enunciado; trata-se de um conceito geral.

Passo 2

Vamos revisar os conceitos básicos sobre as partículas subatômicas — isso é essencial para entender a neutralidade elétrica.
  • Próton: partícula com carga elétrica positiva. A carga de um próton é +e, onde e é a carga elementar (valor numérico não preciso aqui).
  • Elétron: partícula com carga elétrica negativa. A carga de um elétron é -e.
  • Nêutron: partícula eletricamente neutra. A carga de um nêutron é 0.
Explicando de forma simples: prótons puxam para o “positivo” com +e, elétrons puxam para o “negativo” com -e, e nêutrons não puxam para nenhum lado (são neutros).

Passo 3

Agora escrevemos a carga elétrica total de um átomo em termos do número de cada partícula. Seja:
  • Z o número de prótons (número atômico),
  • n_e o número de elétrons,
  • N o número de nêutrons,
  • e a carga elementar (positiva por convenção).
A carga total Q do átomo é:
Q = Z\cdot(+e) + n_e\cdot(-e) + N\cdot 0.
Aqui a última parcela aparece porque cada nêutron tem carga zero.

Passo 4

Simplificando a expressão da carga total:
Q = Z e - n_e e + 0 = (Z - n_e)\,e.
Para que um átomo seja eletricamente neutro é preciso que a carga total seja zero, ou seja Q=0. Assim:
(Z - n_e)\,e = 0.
A carga elementar e é diferente de zero, logo a única maneira de fazer o produto acima ser zero é ter
Z - n_e = 0 \quad\Rightarrow\quad n_e = Z.
Em palavras: em um átomo neutro, o número de elétrons é igual ao número de prótons.

Passo 5

Interpretação e por que isso responde a pergunta:
  • A razão física da neutralidade é exatamente que as cargas positivas dos prótons se cancelam com as cargas negativas dos elétrons porque há igual quantidade de cada uma. Os nêutrons não afetam a carga total porque têm carga 0.
  • Portanto, a explicação “a quantidade de elétrons é igual à quantidade de prótons” é a razão direta pela qual a carga total é zero.

Passo 6

Analisando rapidamente as outras alternativas para eliminar confusões:
  • a) “mesma quantidade de cátions e ânions”: isso fala de íons (espécies carregadas) e não de um átomo neutro isolado; não é a justificativa correta para um átomo neutro.
  • b) “nêutrons são as espécies predominantes”: a predominância de nêutrons não garante neutralidade elétrica, pois nêutrons não têm carga; o que importa são prótons e elétrons.
  • c) “o somatório das cargas dos prótons, das cargas dos elétrons e das cargas dos nêutrons é zero”: essa afirmação, pensada literalmente, é verdadeira para um átomo neutro — mas é redundante/menos clara porque os nêutrons têm carga zero; a razão essencial é o equilíbrio entre prótons e elétrons, não a contribuição dos nêutrons.
  • e) “ganham e depois perdem…”: descreve um processo hipotético e não explica a propriedade estável de um átomo neutro em sua condição normal.

Passo 7

Exemplo numérico simples para fixar (sem calculadora): o carbono-12 tem Z=6 prótons, n_e=6 elétrons e N=6 nêutrons. A carga total é:
Q = 6\cdot(+e) + 6\cdot(-e) + 6\cdot 0 = (6-6)e = 0.
Isso mostra concretamente o cancelamento entre prótons e elétrons.

Resposta

d)

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