Exercícios sobre semelhanças atômicas (com respostas explicadas)
Os exercícios sobre semelhanças atômicas exploram conceitos fundamentais de Química, permitindo que os estudantes identifiquem e diferenciem átomos e íons com características específicas, como isótopos, isótonos, isóbaros e espécies isoeletrônicas.
Com questões que envolvem cálculo de números de nêutrons, massas atômicas e configuração eletrônica, os alunos podem consolidar a compreensão sobre como pequenas variações na estrutura atômica influenciam propriedades químicas e físicas, além de relacionar teoria com situações práticas e problemas de vestibulares e ENEM.
Questão 1
Átomos que possuem o mesmo número de prótons, mas diferentes números de nêutrons, são denominados:
a) Isóbaros
b) Isótonos
c) Isótopos
d) Alótropos
Resposta: alternativa C.
Isótopos são átomos de um mesmo elemento químico, portanto, compartilham o mesmo número atômico (Z - número de prótons). A diferença entre eles está no número de massa (A), que resulta de uma variação no número de nêutrons no núcleo.
Isóbaros (A) possuem mesma massa atômica, Isótonos (B) possuem mesmo número de nêutrons, e Alótropos (D) são formas diferentes do mesmo elemento no estado sólido.
Questão 2
Considere os seguintes átomos:
I. ⁴⁰Ca₂₀
II. ⁴⁰K₁₉
III. ⁴¹K₁₉
Qual par representa átomos isótonos entre si?
a) I e II
b) I e III
c) II e III
d) Apenas I e III
e) Nenhuma das alternativas
Resposta: alternativa E.
Para ser isótono, os átomos devem possuir o mesmo número de nêutrons (N). O número de nêutrons é calculado por N = A - Z.
I. ⁴⁰Ca₂₀: N = 40 - 20 = 20 nêutrons.
II. ⁴⁰K₁₉: N = 40 - 19 = 21 nêutrons.
III. ⁴¹K₁₉: N = 41 - 19 = 22 nêutrons.
Analisando os pares: I e II (20 e 21 nêutrons) não são isótonos; I e III (20 e 22 nêutrons) não são isótonos; II e III (21 e 22 nêutrons) não são isótonos.
Nenhum par listado possui o mesmo valor de N.
Questão 3
Um átomo X é isóbaro do ⁵⁹Ni₂₈ e isótopo do ⁵⁶Fe₂₆. Portanto, seu número de nêutrons é:
a) 28
b) 30
c) 31
d) 33
Resposta: alternativa D.
Para resolver, é necessário descobrir os números atômicos (Z) e de massa (A) do átomo X.
Ser isóbaro de ⁵⁹Ni₂₈ significa que X tem o mesmo número de massa: A = 59.
Ser isótopo de ⁵⁶Fe₂₆ significa que X tem o mesmo número atômico que o Ferro: Z = 26.
Portanto, o átomo X é ⁵⁹X₂₆.
O número de nêutrons (N) é calculado por: N = A - Z = 59 - 26 = 33.
Questão 4
Os íons Mg²⁺ e O²⁻ são considerados espécies isoeletrônicas. Isso significa que eles possuem:
a) O mesmo número de massa.
b) A mesma carga elétrica.
c) O mesmo número de elétrons.
d) O mesmo número de prótons.
Resposta: alternativa C.
Espécies isoeletrônicas são aquelas que possuem a mesma quantidade total de elétrons. O cátion Mg²⁺ (Z=12) perde 2 elétrons, ficando com 10 elétrons. O ânion O²⁻ (Z=8) ganha 2 elétrons, ficando também com 10 elétrons.
Portanto, ambas as espécies possuem a mesma configuração eletrônica, caracterizando a isoeletronicidade. Eles não possuem mesma massa (A), mesma carga (uma é positiva e outra negativa) nem mesmo número de prótons.
Questão 5
Dois átomos, A e B, são isótonos entre si. O átomo A tem número atômico 25 e número de massa 55. O átomo B neutro possui 22 elétrons. Qual é o número de massa de B?
a) 52
b) 54
c) 55
d) 58
Resposta: alternativa A.
Se os átomos são isótonos, eles possuem o mesmo número de nêutrons (N).
Para o átomo A (Z=25, A=55): N = A - Z = 55 - 25 = 30 nêutrons.
O átomo B, sendo isótono de A, também possui N = 30.
O átomo B possui 22 elétrons. Em um átomo neutro, o número de elétrons é igual ao número de prótons (Z). Portanto, Z = 22.
O número de massa de B é calculado por: A = Z + N = 22 + 30 = 52.
Questão 6
Analise as seguintes afirmações sobre os átomos ⁷⁹Br₃₅ e ⁸¹Br₃₅:
I. Eles são isótopos.
II. Eles possuem o mesmo número de nêutrons.
III. Eles possuem propriedades químicas idênticas.
Está(ão) correta(s):
a) Apenas I.
b) Apenas I e III.
c) Apenas II e III.
d) I, II e III.
Resposta: alternativa B.
I. Correta. Isótopos são átomos do mesmo elemento (mesmo Z) com diferentes números de massa. Ambos são Bromo (Z=35).
II. Incorreta. O número de nêutrons é diferente: Para ⁷⁹Br₃₅, N=44; para ⁸¹Br₃₅, N=46.
III. Correta. As propriedades químicas são determinadas pela configuração eletrônica, que, por sua vez, depende do número de prótons (Z) e elétrons. Como são do mesmo elemento e neutros, sua química é essencialmente idêntica.
Questão 7
Um ânion trivalente X³⁻ é isoeletrônico do íon Mg²⁺ (Z=12). Sabendo que o átomo neutro X possui número de massa 27, seu número de nêutrons é:
a) 10
b) 12
c) 13
d) 20
Resposta: alternativa D.
O íon Mg²⁺ (Magnésio, Z=12) perde 2 elétrons, ficando com 10 elétrons.
O ânion X³⁻ é isoeletrônico do Mg²⁺, portanto, também possui 10 elétrons.
Se o ânion X³⁻ tem 10 elétrons, isso significa que o átomo neutro X (que tem o mesmo número de elétrons e prótons) ganhou 3 elétrons para se tornar esse ânion. Portanto, o átomo neutro X tem 7 elétrons e, consequentemente, Z = 7 prótons.
Verificando com os outros dados: Se Z=7 e A=27, então N = 27 - 7 = 20.
Para mais exercícios:
Exercícios sobre átomos (com gabarito resolvido)
Exercícios sobre estrutura atômica (com gabarito comentado)
ALVES, Gustavo. Exercícios sobre semelhanças atômicas (com respostas explicadas). Toda Matéria, [s.d.]. Disponível em: https://www.todamateria.com.br/exercicios-sobre-semelhancas-atomicas-com-respostas-explicadas/. Acesso em:
