Química - CBMERJ - Estudo da atomística (moléculas, íons)

Prévia do material em texto

QUÍMICA CBMERJ Estudo da atomística 
 
 
 
1 
Todas os exercícios da apostila que tiverem essa câmera , estão 
gravados em vídeo para você. Nossos professores resolveram as 
questões, comentando cada detalhe para te ajudar na hora de estudar. 
Muitas questões trazem dicas preciosas. Não deixe de assistir aos 
vídeos dentro da plataforma on-line do Perspectiva e bons estudos! 
 
ATOMÍSTICA 
 
Demócrito e Leucipo – 450 a.C 
Acredita-se que foi observando grãos de areia na praia que chegaram ao 
primeiro conceito atomístico. Acreditavam que a matéria era formada por 
pequenas partículas indivisíveis e vazias. Leucipo chamou tais partículas 
de átomos (a – não; tomo – partes). 
 
Leis Ponderais 
 
Lei de Lavoisier (Lei da conservação da massa) 
Numa reação química em um sistema fechado, a soma das massas dos 
reagentes é igual à soma das massas dos produtos. A partir disso, 
lembra-se da célebre frase dita por Lavoisier: 
 
“Nada se cria, nada se perde, tudo se transforma”. 
 
 
Portanto, temos: 
 
 
 
Lei de Proust (Lei das proporções constantes, definidas ou 
fixas) 
 
Quando, em várias experiências, duas substâncias se reúnem para 
formar um composto, sempre o fazem numa mesma proporção. Essa 
proporção é característica de cada reação, isto é, independe da 
quantidade de reagentes utilizados. 
 
 
Modelos Atômicos 
 
 
Dalton – 1803 / 1808 
Para explicar as leis ponderais, Dalton propõe o 1º modelo atômico. 
− Toda matéria é formada por átomos, esferas pequenas, maciças, 
indivisíveis e indestrutíveis; 
− Átomos de um mesmo elemento apresentam a mesma massa; 
− Em uma reação química os átomos dos reagentes se reorganizar 
para formar os produtos. 
 
 
 
Tal modelo foi conhecido como modelo da “bola de bilhar”. Tornou-se 
obsoleto por não explicar os fenômenos da radioatividade e da 
eletricidade. 
 
J.J. Thomson – 1898 
O modelo de Thomson foi desenvolvido baseado em experiências com 
um aparelho chamado ampola de Crookes. Após a descoberta do elétron, 
pelo próprio Thomson, ficou nítido que o átomo não era indivisível. 
 
Thomson então propôs que o átomo era: 
− Uma esfera carregada positivamente, incrustada por partículas com 
carga negativa (elétrons); 
− A quantidade de elétrons seria suficiente para tornar a esfera, e 
consequentemente a matéria formada por ela, neutra. 
 
 
 
O modelo de Thomson ficou conhecido como modelo do “pudim de 
ameixas (passas)”, devido ao aspecto gelatinoso e a forma como as 
passas se encontram dispersas no pudim. 
 
Rutherford - 1911 
Fez a famosa experiência em que atirou partículas alfa em uma chapa 
ultrafina de ouro. Com o auxílio de uma placa de sulfeto de zinco, ele 
pôde verificar a deflexão das partículas. 
 
 
Com essa experiência, Rutherford chegou a algumas conclusões: 
− O átomo é praticamente vazio, e não uma esfera maciça como se 
achava; 
− Possui um núcleo pequeno e positivo que concentra a massa do átomo; 
− Os elétrons movem-se em torno desse núcleo (na eletrosfera). 
Tal modelo ficou conhecido como modelo planetário, pois muitos 
cientistas acreditavam que o modelo era semelhante a um sistema solar, 
com o núcleo no centro e os elétrons girando ao redor como os planetas. 
Também pode ser chamado de modelo atômico clássico. 
 
 
Foram muitas as ponderações com relação a estabilidade do núcleo: 
− O núcleo seria instável devido a presença de cargas somente 
positivas (prótons) 
− [Rutherford disse então que havia outro tipo de partícula no núcleo. 
Muito parecida com os prótons, porém, sem carga. Os nêutrons foram 
descobertos em 1932 por Chadwick]; 
− O átomo deveria ser instável, pois a perda de energia associada ao 
movimento do elétron faria com que sua trajetória fosse em espiral e 
esse se chocaria com o núcleo do átomo em dado momento. 
QUÍMICA CBMERJ Estudo da atomística 
 
 
 
2 
 
 
Niels Bohr – 1913 
O modelo de Bohr aprimorou o modelo atômico de Rutherford. Com 
auxílio da mecânica quântica de Planck, Bohr foi capaz de propor alguns 
postulados que explicaram o modelo de Rutherford. 
 
Postulados de Bohr: 
− A eletrosfera é dividida em infinitas regiões chamadas de níveis, ou 
camadas, onde os elétrons descrevem uma órbita circular e estacionária, 
sem perder nem ganhar energia. 
 
 
 
− Ao se fornecer energia ao átomo, pelo menos um elétron absorve 
essa energia e salta para uma órbita mais externa, mantendo-se nela por 
um tempo. Ao retornar, a energia é emitida na forma de um fóton 
(unidade formadora da luz). 
 
 
 
Apesar de eficiente, o modelo de Bohr ainda apresentava falhas. Não 
funcionava muito bem para átomos com vários elétrons e não explicava 
a interação entre os átomos. Ainda é o modelo mental mais utilizado por 
ser de fácil visualização. 
 
Sommerfeld – 1915 
O modelo de Sommerfeld melhorou o modelo de Bohr. Também pode ser 
chamado de modelo Bohr-Sommerfeld. Tal modelo foi proposto através 
do estudo de espectros de átomos maiores que o de hidrogênio. 
Somerfeld introduziu a ideia de que em cada camada (n), havia uma 
órbita circular e órbitas elípticas com excentricidades distintas. Essas 
órbitas foram denominadas subníveis. Os átomos que conhecemos 
apresentam no máximo quatro tipos de subníveis: “s”, “p”, “d”e“f ”. 
 
Modelo Atômico Atual 
O modelo atômico hoje trabalha com base nos orbitais, isto é, regiões em 
que a probabilidade de se encontrar um elétron é mais elevada. Não 
pensamos mais no elétron movendo-se em órbitas, mas sim, na 
existência de uma nuvem eletrônica. Até o momento, tal modelo é 
satisfatório para explicar comportamento do átomo. 
 
Partícula Atômica 
Nome Símbolo Massa (g) Massa 
(u.m.a) Carga 
próton P+ 1,673.10-24 1 1 
nêutron n0 1,675.10-24 1 0 
elétron e- 9,109.10-28 0,0005 -1 
 
Conceitos Fundamentais 
 
Número Atômico (Z) 
Corresponde ao número de prótons presentes no núcleo atômico. 
Exemplo: Ca: Z = 20. 
 
Número de Massa (A) 
Quantitativo do número de partículas no núcleo. É calculado pela 
fórmula: A = Z + N, onde Z é o número atômico e N é o número de nêutrons 
da espécie química. 
Exemplo: O: Z = 8, N = 8, logo: A = 16. 
 
Número de elétrons (e-) 
O átomo é neutro, portanto possui quantidades iguais de prótons e 
elétrons. Apresenta carga 0. 
Exemplo: Na: 11 prótons (Z = 11) e 11 e- (elétrons) 
 
Íon 
Espécie química que possui diferentes quantidades de prótons e 
elétrons. Podemos ter dois tipos de íons. 
− Cátions: íons que possuem mais prótons que elétrons. São positivos. 
São formados perdendo-se elétrons. 
Exemplo: Mg2+: 12 prótons e 10 elétrons. 
− Ânions: íons que possuem mais elétrons que prótons. São negativos. 
São formados ganhando-se elétrons. 
Exemplo: F-: 9 prótons e 10 elétrons. 
 
Representação Atômica 
 
±qA
ZX 
 
Representa a carga da espécie. No caso de átomos neutros, é comum 
representarmos o número de massa em cima do lado direito. 
 
Semelhanças Atômicas 
 
Isótopos 
São átomos diferentes que apresentam a mesma quantidade de prótons. 
São necessariamente átomos do mesmo elemento, visto que um 
elemento químico é identificado por seu número atômico. 
Exemplo: 8O16 e 8O18. 
Observe que tais átomos não apresentam número de nêutrons nem 
número de massa iguais. Caso isso ocorre-se, teríamos representações 
do mesmo átomo e não átomos semelhantes. Assim, há a necessidade, 
em todas as semelhanças atômicas, que exista apenas uma igualdade. 
 
Isótonos 
São átomos que apresentam a mesma quantidade de nêutrons. Através 
da observação anterior, fica claro que número de prótons, e 
consequentemente o número de massa, das espécies será diferente. 
Exemplo: 20Ca40 e 19K39. 
 
Isóbaros 
São átomos que apresentam a mesmo valor numérico para o número de 
massa. 
Exemplo: 18Ar40 e 19K40. 
QUÍMICA CBMERJ Estudo da atomística 
 
 
 
3 
OBS: Número de massa é diferente de massa atômica. A massa atômica 
é calculada pela média ponderada das massas dos isótopos existentes 
na natureza. 
Exemplo: 35Cl – 75% e 37Cl – 25%. 
 
35.75 + 37.25
M.A. = = 35,5
100
 
 
As porcentagens utilizadas correspondem a abundância de cada isótopona natureza e funcionam como pesos na média ponderada. A unidade 
utilizada para massa atômica é u.m.a. (unidade de massa atômica), ou 
apenas u. Para calcularmos a massa de uma molécula, isto é, a massa 
molecular, basta somarmos a massa de cada átomo presente na 
molécula (conjunto de átomos unidos por ligação química. Só para efeito 
de conhecimento, caso a ligação estabelecida seja iônica, o termo 
adequado não é molécula e sim aglomerado iônico). 
 
Isoeletrônicos 
São espécies que apresentam o mesmo número de elétrons. 
Exemplo: 18Ar e 17Cl-. 
Podemos ir ainda mais fundo no estudo do núcleo do átomo e da 
eletrosfera. A palavra-chave para entendermos como funcionam tais 
regiões é estabilidade. O objetivo de todo elemento é adquirir 
estabilidade, seja ela nuclear ou eletrônica. 
 
Estudo da eletrosfera 
A eletrosfera atômica pode ser dividida em níveis, subníveis e orbitais. 
Já tivemos a oportunidade de falar sobre tais divisões quando falamos 
de modelos atômicos. Os elétrons se organizam em tais regiões em 
ordem crescente de energia. 
Devemos saber que existe uma quantidade máxima de subníveis para 
cada camada da eletrosfera, como também há uma quantidade máxima 
de orbitais por subnível e uma quantidade máxima de elétrons em cada 
orbital. Teoricamente, para cada camada (n), temos 2n2 elétrons. Assim, 
a camada 1 (K) teria no máximo 2 elétrons, a camada 2 (L) teria máximo 
8 elétrons e assim sucessivamente. Na prática, os átomos que 
conhecemos não têm elétrons suficientes para ocuparem ao máximo 
todas as camadas. 
 
Nível de 
energia Camada Número máximo de 
elétrons 
1º K 2 
2º L 8 
3º M 18 
4º N 32 
5º O 32 
6º P 18 
7º Q 2 
 
Cada camada apresenta uma quantidade determinada de subníveis. 
Cada subnível apresenta um determinado valor de número quântico 
secundário ou azimutal (l) diferente. Para cada camada (n), existe um 
número teoricamente igual de subníveis. No entanto, os átomos que 
conhecemos apresentam no máximo 4 tipos de subníveis. Já 
denominamos tais subníveis de “s”, “p”, “d” e “f” em um momento 
anterior. É interessante sabermos o valor de l para cada subnível. 
 
 
 
 
 
 
 
A distribuição eletrônica 
A distribuição eletrônica serve para que os elétrons de um átomo sejam 
organizados segundo uma ordem crescente de energia. Existem diversas 
maneiras fazermos isso. 
 
Distribuição em ordem crescente de energia dos subníveis 
Sem dúvida é a mais usada hoje em dia. Tal tipo de distribuição foi 
proposta por Linus Pauling. 
Observe o diagrama de Pauling abaixo e atente-se a forma como tal 
diagrama deve ser lido. Para o seu auxílio, existem setas que indicam a 
ordem que deve ser seguida, bem como o sentido do crescimento da 
energia. 
 
 
 
De forma direta, temos: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 
5f 6d 7p. 
OBS: A distribuição deve ser feita seguindo esta sequência de forma que 
os expoentes (não foram indicados pois são variáveis. Há um valor 
máximo, mas não um fixo para os expoentes de cada subnível), que 
representam a quantidade de elétrons em cada subnível, tenham a soma 
igual ao total de elétrons da espécie analisada. 
Exemplo: 11Na – 1s2 2s2 2p6 3s1. (2 + 2 + 6 + 1 = 11) 
 
Distribuição em ordem crescente de energia dos níveis 
A forma mais fácil de distribuir em níveis é agrupando, na distribuição 
em subníveis, os membros que apresentam o mesmo valor de número 
quântico principal, isto é, o mesmo número de camadas. Após o 
agrupamento, basta somar os elétrons e organizar de acordo com cada 
camada. 
Exemplo: 26Fe – 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6. Agrupamento: 1s2 2s2 2p6 
3s2 3p6 3d6 4s2. 
Distribuição: K = 2, L = 8, M = 14, N = 2. 
 
Distribuição pelo gás nobre anterior 
É uma distribuição bem semelhante à de subníveis. No entanto, após 
fazermos a distribuição por subníveis, localizamos na distribuição o 
último p6 escrito. Substituímos a distribuição até p6 pelo gás nobre 
correspondente. 
Exemplo: 26Fe – 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6. A distribuição do argônio 
é: 26Fe – 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6. Assim, podemos escrever a distribuição do 
ferro como: 26Fe – [Ar] 4s2 3d6. 
 
Distribuição de íons 
Devemos ter muita atenção com tal distribuição. Na verdade, a atenção 
maior deve ser na distribuição dos cátions. 
 
− Cátions: Devemos fazer primeiro a distribuição do átomo neutro e 
depois remover os elétrons da camada mais externa. 
Exemplo: 30Zn – 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10. Removendo os elétrons 
temos: 30Zn+2 – 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10. 
− Ânions: Fazemos a distribuição do átomo neutro e logo após, 
acrescentamos os elétrons necessários. 
Exemplo: 17Cl – 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5. Acrescentando os elétrons 
temos: 17Cl – 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6. 
 
 
QUÍMICA CBMERJ Estudo da atomística 
 
 
 
4 
Exercícios 
 
1. A figura abaixo foi proposta por um ilustrador para representar 
um átomo de lítio (Li) no estado fundamental, segundo o modelo de 
Rutherford-Bohr. 
 
 
 
Constatamos que a figura está incorreta em relação ao número de: 
a) nêutrons no núcleo 
b) partículas no núcleo 
c) elétrons por camada 
d) partículas na eletrosfera 
 
2. O íon 24 2+
12 Mg e o átomo neutro do gás nobre neônio 20
10Ne 
têm em comum 
a) o número de elétrons. 
b) o número de massa. 
c) o número atômico. 
d) a massa atômica absoluta. 
e) a carga elétrica total. 
 
3. Em 1919, E. Rutherford realizou a primeira transmutação 
artificial. Em seu experimento, bombardeou átomos de nitrogênio-14 
com partículas  (núcleos de hélio), produzindo átomos de oxigênio-17 e 
núcleos de hidrogênio. A equação abaixo representa apenas os núcleos 
atômicos envolvidos na reação nuclear: 
 
14 4 17 1
7 2 8 1N + He O + H→ 
 
O número de nêutrons em cada núcleo atômico representado na equação 
acima é RESPECTIVAMENTE: 
a) 14, 4, 17 e 1 d) 21, 6, 25 e 2 
b) 7, 2, 9 e 0 e) 28, 8, 34 e 2 
c) 7, 2, 8 e 1 
 
4. Analise as frases abaixo e assinale a alternativa que contém uma 
afirmação incorreta. 
a) Os nuclídeos 12
6 C e 13
6 C são isótopos. 
b) Os isóbaros são nuclídeos com mesmo número de massa. 
c) O número de massa de um nuclídeo é a soma do número de elétrons 
com o número de nêutrons. 
d) A massa atômica de um elemento químico é dada pela média 
ponderada dos números de massa de seus isótopos. 
e) Os isótonos são nuclídeos que possuem o mesmo número de 
nêutrons. 
 
5. Observe o esquema para os elementos X, Y, Z e W, todos neutros: 
 
A B B C
Z Z K LX - - Y - - Z - - W 
 
Considere as afirmativas a seguir: 
I. Os compostos X e Y possuem o mesmo número de elétrons. 
II. Se os compostos Z e W forem isótonos: C – L = B – K. 
III. Os compostos Y e Z têm o mesmo número de massa. 
IV. X e Y são isótonos, Y e Z são isótopos e Z e W são isóbaros. 
 
Assinale a alternativa correta: 
a) Apenas I e II são verdadeiras. 
b) Apenas I, II e III são verdadeiras. 
c) Apenas II é verdadeira. 
d) Apenas III é verdadeira. 
e) Todas são verdadeiras. 
 
6. Recentemente, cientistas conseguiram produzir hidrogênio 
metálico, comprimindo hidrogênio molecular sob elevada pressão. As 
propriedades metálicas desse elemento são as mesmas dos demais 
elementos do grupo 1 da tabela de classificação periódica. 
Essa semelhança está relacionada com o subnível mais energético 
desses elementos, que corresponde a: 
a) 1ns 
b) 2np 
c) 3nd 
d) 4nf 
 
7. O desastre de Chernobyl ainda custa caro para a Ucrânia. A 
radiação na região pode demorar mais de 24.000 anos para chegar a 
níveis seguros. 
Adaptado de Revista Superinteressante, 12/08/2016. 
Após 30 anos do acidente em Chernobyl, o principal contaminante 
radioativo presente na região é o césio-137, que se decompõe formando 
o bário-137. 
Esses átomos, ao serem comparados entre si, são denominados: 
a) isótopos 
b) isótonos 
c) isóbaros 
d) isoeletrônicos 
 
8. Com base no número de partículas subatômicas que compõem 
um átomo, as seguintes grandezas podem ser definidas: 
 
Grandeza Símbolo 
número atômico Z 
número de massa A 
número de nêutrons N 
número de elétrons E 
 
O oxigênio é encontrado na naturezasob a forma de três átomos: 16O, 17O 
e 18O. No estado fundamental, esses átomos possuem entre si 
quantidades iguais de duas das grandezas apresentadas. 
Os símbolos dessas duas grandezas são: 
a) Z e A 
b) E e N 
c) Z e E 
d) N e A 
 
9. Gaarder discute a questão da existência de uma “substância 
básica”, a partir da qual tudo é feito. Considerando o átomo como 
“substância básica”, atribua V (verdadeiro) ou F (falso) às afirmativas a 
seguir. 
( ) De acordo com o modelo atômico de Rutherford, o átomo é 
constituído por duas regiões distintas: o núcleo e a eletrosfera. 
( ) Thomson propôs um modelo que descrevia o átomo como uma esfera 
carregada positivamente, na qual estariam incrustados os elétrons, com 
carga negativa. 
( ) No experimento orientado por Rutherford, o desvio das partículas alfa 
era resultado da sua aproximação com cargas negativas presentes no 
núcleo do átomo. 
QUÍMICA CBMERJ Estudo da atomística 
 
 
 
5 
( ) Ao considerar a carga das partículas básicas (prótons, elétrons e 
nêutrons), em um átomo neutro, o número de prótons deve ser superior 
ao de elétrons. 
( ) Os átomos de um mesmo elemento químico devem apresentar o 
mesmo número atômico. 
 
Assinale a alternativa que contém, de cima para baixo, a sequência 
correta. 
a) V – V – F – F – V. 
b) V – F – V – F – V. 
c) V – F – F – V – F. 
d) F – V – V – V – F. 
e) F – F – F – V – V. 
 
10. Para fabricar um dispositivo condutor de eletricidade, uma 
empresa dispõe dos materiais apresentados na tabela abaixo: 
 
Material Composição química 
I C 
II S 
III As 
IV Fe 
 
Sabe-se que a condutividade elétrica de um sólido depende do tipo de 
ligação interatômica existente em sua estrutura. Nos átomos que 
realizam ligação metálica, os elétrons livres são os responsáveis por 
essa propriedade. 
 
Assim, o material mais eficiente para a fabricação do dispositivo é 
representado pelo seguinte número: 
a) I 
b) II 
c) III 
d) IV 
 
11. Uma forma de identificar a estabilidade de um átomo de 
qualquer elemento químico consiste em relacionar seu número de 
prótons com seu número de nêutrons em um gráfico denominado 
diagrama de estabilidade, mostrado a seguir. 
 
 
São considerados estáveis os átomos cuja interseção entre o número de 
prótons e o de nêutrons se encontra dentro da zona de estabilidade 
mostrada no gráfico. 
Verifica-se, com base no diagrama, que o menor número de massa de um 
isótopo estável de um metal é igual a: 
a) 2 
b) 3 
c) 6 
d) 9 
 
12. A descoberta dos isótopos foi de grande importância para o 
conhecimento da estrutura atômica da matéria. 
Sabe-se, hoje, que os isótopos 54Fe e 56Fe têm, respectivamente, 28 e 30 
nêutrons. 
A razão entre as cargas elétricas dos núcleos dos isótopos 54Fe e 56Fe é 
igual a: 
a) 0,5 
b) 1,0 
c) 1,5 
d) 2,0 
 
13. Segundo pesquisas recentes, há uma bactéria que parece ser 
capaz de substituir o fósforo por arsênio em seu DNA. Uma semelhança 
entre as estruturas atômicas desses elementos químicos que possibilita 
essa substituição é: 
a) número de elétrons 
b) soma das partículas nucleares 
c) quantidade de níveis eletrônicos 
d) configuração da camada de valência 
 
14. O ácido não oxigenado formado por um ametal de configuração 
eletrônica da última camada 
3s23p4 é um poluente de elevada toxicidade gerado em determinadas 
atividades industriais. 
Para evitar seu descarte direto no meio ambiente, faz-se a reação de 
neutralização total entre esse ácido e o hidróxido do metal do 4º período 
e grupo IIA da tabela de classificação periódica dos elementos. 
A fórmula do sal formado nessa reação é: 
a) CaS 
b) CaCℓ 2 
c) MgS 
d) MgCℓ2 
 
 
15. As bebidas isotônicas, muito utilizadas por atletas, foram 
desenvolvidas para repor líquidos e sais minerais perdidos pelo suor 
durante a transpiração. Um determinado frasco de 500 mL desta bebida 
contém 225 mg de íons sódio, 60,0 mg de íons potássio, 210 mg de íons 
cloreto e 30,0 g de carboidrato. 
Com relação aos íons presentes nesse frasco, é correto afirmar: 
 
Dados: 
Número de Avogrado = 6,0 x 1023 
Número atômico Na = 11; Cℓ = 17; K = 19 
Massas molares (g/mol) Na = 23,0; Cℓ = 35,5; K = 39,0 
 
a) Os íons sódio têm 10 prótons na eletrosfera e 11 elétrons no núcleo 
do átomo. 
b) Os íons potássio apresentam igual número de prótons e elétrons. 
c) A configuração eletrônica dos elétrons do íon cloreto é: K = 2, L = 8, M 
= 7. 
d) A somatória das cargas elétricas dos íons é igual a zero. 
e) A massa total dos íons positivos é maior que a massa total dos íons 
negativos. 
 
16. O selênio é um elemento químico essencial ao funcionamento 
do organismo, e suas principais fontes são o trigo, as nozes e os peixes. 
Nesses alimentos, o selênio está presente em sua forma aniônica Se2-. 
Existem na natureza átomos de outros elementos químicos com a 
mesma distribuição eletrônica desse ânion. 
O símbolo químico de um átomo que possui a mesma distribuição 
eletrônica desse ânion está indicado em: 
a) Kr 
b) Br 
c) As 
d) Te 
 
17. A maioria dos elementos químicos é constituída por um conjunto 
de átomos quimicamente idênticos, denominados isótopos. 
 
Observe, a seguir, os isótopos de dois elementos químicos: 
- hidrogênio - 1H, 2H e 3H; 
- oxigênio - 16O, 17O e 18O. 
 
Combinando-se os isótopos do hidrogênio com os do oxigênio em 
QUÍMICA CBMERJ Estudo da atomística 
 
 
 
6 
condições adequadas, obtêm-se diferentes tipos de moléculas de água 
num total de: 
a) 6 
b) 9 
c) 12 
d) 18 
 
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: 
O experimento clássico de Rutherford levou à descoberta do núcleo 
atômico e abriu um novo capítulo no estudo da Estrutura da Matéria, ao 
fazer incidir um feixe de partículas sobre um alvo fixo no laboratório. As 
partículas desviadas eram observadas com detectores de material 
cintilante. Experimentos desse tipo são ainda realizados hoje em dia. 
 
18. Uma manifestação comum nas torcidas de futebol é a queima 
de fogos de artifício coloridos, de acordo com as cores dos times. Fogos 
com a cor vermelha, por exemplo, contêm um elemento que possui, como 
mais energético, um subnível s totalmente preenchido. 
 
Assim, a torcida do América, para saudar o seu time com um vermelho 
brilhante, deverá usar fogos contendo o elemento cujo símbolo é: 
a) Cd 
b) Co 
c) K 
d) Sr 
 
19. Em 1911, o cientista Ernest Rutherford realizou um experimento 
que consistiu em bombardear uma finíssima lâmina de ouro com 
partículas α, emitidas por um elemento radioativo, e observou que: 
- a grande maioria das partículas α atravessava a lâmina de ouro sem 
sofrer desvios ou sofrendo desvios muito pequenos; 
- uma em cada dez mil partículas α era desviada para um ângulo maior 
do que 90°. 
Com base nas observações acima, Rutherford pôde chegar à seguinte 
conclusão quanto à estrutura do átomo: 
a) o átomo é maciço e eletricamente neutro 
b) a carga elétrica do elétron é negativa e puntiforme 
c) o ouro é radioativo e um bom condutor de corrente elétrica 
d) o núcleo do átomo é pequeno e contém a maior parte da massa 
 
20. Observe os esquemas a seguir, que representam experimentos 
envolvendo raios catódicos. 
 
(Adaptado de HARTWIG, D. R. e outros. "Química geral e inorgânica." São Paulo: 
Scipione. 1999.) 
 
Desses experimentos resultou a descoberta de uma partícula 
subatômica. 
As propriedades massa e carga elétrica dessa partícula apresentam, 
respectivamente, a seguinte caracterização: 
a) igual a zero; igual a zero 
b) igual a zero; maior que zero 
c) diferente de zero; igual a zero 
d) diferente de zero; menor que zero 
 
21. Recentemente, cientistas conseguiram produzir hidrogênio 
metálico, comprimindo hidrogênio molecular sob elevada pressão. As 
propriedades metálicas desse elemento são as mesmas dos demais 
elementos do grupo 1 da tabela de classificação periódica. Essa 
semelhança está relacionada com o subnível mais energético desses 
elementos, que corresponde a: 
a) ns1 
b) np2 
c) nd3 
d) nf4 
 
22. Um sistema é formado por partículasque apresentam 
composição atômica: 10 prótons, 10 elétrons e 11 nêutrons. A ele foram 
adicionadas novas partículas. O sistema resultante será quimicamente 
puro se as partículas adicionadas apresentarem a seguinte composição 
atômica: 
a) 21 prótons, 10 elétrons e 11 nêutrons. 
b) 20 prótons, 20 elétrons e 22 nêutrons. 
c) 10 prótons, 10 elétrons e 12 nêutrons. 
d) 11 prótons, 11 elétrons e 12 nêutrons. 
e) 11 prótons, 11 elétrons e 11 nêutrons. 
 
 
 
23. São dadas as seguintes informações relativas aos átomos X, Y 
e Z. 
I. X é isóbaro de Y e isótono de Z. 
II. Y tem número atômico 56, número de massa 137 e é isótopo de Z. 
III. O número de massa de Z é 138. 
 
O número atômico de X é: 
a) 53 
b) 54 
c) 55 
d) 56 
e) 57 
 
24. O silício, elemento químico mais abundante na natureza depois 
do oxigênio, tem grande aplicação na indústria eletrônica. Por outro lado, 
o enxofre é de importância fundamental na obtenção do ácido sulfúrico. 
Sabendo-se que o átomo 𝑆𝑆𝑆𝑆14
28 é isótono de uma das variedades 
isotópicas do enxofre, 16S, pode-se afirmar que esse átomo de enxofre 
tem número de massa: 
a) 14. 
b) 16. 
c) 30. 
d) 32. 
e) 34 
 
25. Os íons representados por 𝑁𝑁𝑎𝑎+11
23 e 𝑁𝑁𝑎𝑎+11
24 apresentam o 
mesmo número de: 
a) prótons, somente. 
b) elétrons, somente. 
c) nêutrons, somente. 
d) prótons e elétrons, somente. 
e) prótons, nêutrons e elétrons 
 
26. Analise as seguintes afirmativas: 
I. Isótopos são átomos de um mesmo elemento que possuem mesmo 
número atômico e diferente número de massa. 
II. O número atômico de um elemento corresponde ao número de prótons 
no núcleo de um átomo. 
III. O número de massa corresponde à soma do número de prótons e do 
número de elétrons de um elemento. 
 
Está(ão) correta(s): 
a) apenas I. 
QUÍMICA CBMERJ Estudo da atomística 
 
 
 
7 
b) apenas II. 
c) apenas III. 
d) apenas I e II. 
e) apenas II e III. 
 
27. A tabela seguinte fornece o número de prótons e o número de 
nêutrons existentes no núcleo de vários átomos. 
 
 
 
Considerando os dados da tabela, o átomo isótopo de a e o átomo que 
tem o mesmo número de massa do átomo a são, respectivamente: 
a) d e b 
b) c e d 
c) b e c 
d) b e d 
e) c e b 
 
28. A soma dos prótons, elétrons e nêutrons (p+ + e– + n°) do átomo 
2x–2Q4x, que possui 22 nêutrons, é igual a: 
a) 62 
b) 58 
c) 74 
d) 42 
e) 92 
 
29. O isótopo 51 do cromo pode ser usado na medicina para o 
estudo das hemácias. Os íons Cr2+ e Cr3+ provenientes desse isótopo 
diferem quanto ao número: 
a) atômico. 
b) de massa. 
c) de nêutrons. 
d) de elétrons. 
e) de prótons. 
 
30. As afirmações que se seguem dizem respeito a dois elementos 
A e B. 
I. B possui massa atômica igual a 39. 
II. O número atômico de A é igual a 20. 
III. B é isoeletrônico com A+. 
IV. A e B são isótonos. 
 
Podemos afirmar que: 
a) A e B+ são isoeletrônicos. 
b) o número de massa de A é igual a 40. 
c) o número de elétrons de B é igual a 20. 
d) o número de nêutrons de A é igual a 17. 
e) A e B são isóbaros. 
 
31. A configuração eletrônica de um átomo neutro no estado 
fundamental é 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5. O número de elétrons no nível M é: 
a) 0 
b) 1 
c) 5 
d) 7 
e) 10 
 
32. O fenômeno da supercondução de eletricidade, descoberto em 1911, 
voltou a ser objeto da atenção do mundo científico com a constatação 
de Bednorz e Müller de que materiais cerâmicos podem exibir esse tipo 
de comportamento, valendo um prêmio Nobel a esses dois físicos em 
1987. Um dos elementos químicos mais importantes na formulação da 
cerâmica supercondutora é o ítrio (39 Y 89). O número de camadas e o 
número de elétrons mais energéticos para o ítrio, serão, respectivamente: 
a) 4 e 1. 
b) 5 e 1. 
c) 4 e 2. 
d) 5 e 3. 
e) 4 e 3 
 
33. Um íon de carga -3 tem o mesmo número de elétrons que um certo 
átomo neutro cujo número atômico é 14. Sabendo-se que o íon possui 20 
nêutrons, o número atômico e o número de massa do átomo que dá 
origem a esse íon são, respectivamente: 
a) 11 e 31 
b) 14 e 34 
c) 17 e 37 
d) 37 e 17 
e) 34 e 14 
 
34. São dados 3 elementos genéricos A, B e C. O átomo A tem número 
atômico 70 e número de massa 160. O átomo C tem 94 nêutrons, sendo 
isótopo de A. O átomo B é isóbaro de C e isótono de A. O número de 
elétrons do átomo B é: 
a) 160. 
b) 70. 
c) 74. 
d) 78. 
e) 164 
 
 
35. O escândio é um elemento químico de símbolo Sc que apresenta 
número atômico igual a 21. É sólido a 25oC, metálico, macio, de cor 
branco-prateada. A configuração eletrônica do escândio, no estado 
fundamental, é: 
a) K: 8; L: 8; M: 5. 
b) K: 2; L: 8; M: 11. 
c) K: 2; L: 2; M: 15; N: 2. 
d) K: 2; L: 8; M: 8; N: 3. 
e) K: 2; L: 8; M: 9; N: 2. 
 
36. O Brasil inaugurou em 2014 o Projeto Sirius, um acelerador de 
partículas que permitirá o desenvolvimento de pesquisa na área de 
materiais, física, química e biologia. Seu funcionamento se dará pelo 
fornecimento de energia a feixes de partículas subatômicas 
eletricamente carregadas: prótons e elétrons. 
(http://www.brasil.gov.br/ciencia-e-tecnologia/2014/02/. Adaptado) 
 
Na tabela, são apresentadas informações das quantidades de algumas 
partículas subatômicas para os íons X2– e A2+: 
 
 
Nessa tabela, o nome do elemento X e o valor de y são, respectivamente, 
a) argônio e 16. 
b) argônio e 20. 
c) enxofre e 16. 
d) enxofre e 18. 
e) enxofre e 20. 
 
37. A tabela a seguir apresenta os três isótopos naturais do elemento 
químico magnésio, os quais são encontrados na natureza em diferentes 
proporções. 
 
QUÍMICA CBMERJ Estudo da atomística 
 
 
 
8 
A partir dos dados fornecidas pela tabela, e da massa atômica do 
magnésio (24,3 u) podemos concluir que a abundância do isótopo de 
massa 26 é igual a: 
a) 30 
b) 20 
c) 15 
d) 10 
e) 25 
38.A argentita é um minério de prata no qual o cátion monovalente do 
metal nobre encontra-se ligado ao ânion sulfeto(S2-). 
Considerando o ânion sulfeto com 20 nêutrons, o número total de 
elétrons e o número de massa desse ânion que constitui a argentita são, 
respectivamente, 
a) 18 e 36 . 
b) 18 e 26. 
c) 36 e 18. 
d) 16 e 36. 
e) 16 e 38. 
 
39.A tabela seguinte apresenta dados referentes às espécies K, K+, Ca2+ 
e S2–. 
 
 
Em relação a essas espécies, são feitas as seguintes afirmações: 
I. K+ e Ca2+ são isótonos; 
II. K e Ca2+ são isóbaros; 
III. K+ tem mais prótons que K; 
IV. K+ e S2– têm o mesmo número de elétrons. 
 
É correto apenas o que se afirma em 
a) I e II. 
b) I e III. 
c) I e IV. 
d) II e III. 
e) II e IV. 
 
40.Ao longo da história da Química, diversos modelos atômicos foram 
propostos até chegarmos no modelo atômico atual. A respeito dos 
modelos proposto, é correto afirmar que: 
a) Segundo o modelo de Bohr, quando o elétron passa de um nível de 
energia externo para outro mais interno, emite um quantum de energia. 
b) Segundo o modelo proposto por Dalton, em uma reação, um átomo de 
qualquer elemento pode ser transformado em um átomo de outro 
elemento. 
c) Rutherford considerou que o átomo é constituído de uma estrutura 
maciça e indivisível 
d) O átomo, segundo Thomson, é constituído de núcleo e eletrosfera. 
e) Chadwick foi o primeiro cientista a utilizar a palavra átomo. 
 
41.Uma nova e promissora classe de materiais supercondutores tem 
como base o composto diboreto de zircônio e vanádio. Esse composto é 
sintetizado a partir de um sal de zircônio (IV). 
(Revista Pesquisa FAPESP, Junho 2013. Adaptado) 
 
O número de prótons e de elétrons no íon Zr4+ e o subnível mais 
energético do elemento boro são, 
respectivamente: 
 a) 36; 40; s1. 
 b) 36; 40; p1. 
 c) 40; 44; p2. 
 d) 40; 36; s2. 
 e) 40; 36; p1. 
 
42.Oxigênio é um elemento químico que se encontra na natureza sob a 
forma de três isótopos estáveis: oxigênio 16 (ocorrência de 99%); 
oxigênio 17 (ocorrência de 0,60%) e oxigênio 18 (ocorrência de 0,40%). 
A massa atômica do elemento oxigênio, levando em conta a ocorrência 
natural dos seus isótopos, é igual a: 
a) 15,84 
b) 15,942 
c) 16,014 
d) 16,116 
e)16,188 
43. Se um elétron move-se de um nível de energia para outro, mais 
afastado do núcleo do mesmo átomo, pode-se afirmar que, segundo 
Bohr: 
a) há emissão de energia. 
b) há absorção de energia. 
c) não há variação de energia. 
d) há emissão de luz de um determinado comprimento de onda. 
e) o número atômico varia. 
 
44. Quantas das afirmações dadas a seguir estão corretas? 
I. A Lei de Lavoisier (Conservação das Massas) e Lei de Proust 
(Proporções Definidas) serviram de base para a Teoria Atômica de 
Dalton. 
II. A descoberta das partículas alfa (α) foi de fundamental importância 
para a descoberta do “núcleo” dos átomos. 
III. Foi interpretando o “tubo de raios catódicos” (espectro de linhas) que 
Bohr propôs a existência dos “estados estacionários” no átomo. 
IV. Quando o elétron de um átomo salta de uma camada mais externa 
para outra mais próxima do núcleo, há emissão de energia. 
a) 0 
b) 1 
c) 2 
d) 3 
e) 4 
 
45. Considere as seguintes afirmações, referentes à evolução dos 
modelos atômicos: 
I - No modelo de Dalton, o átomo é dividido em prótons e elétrons. 
II - No modelo de Rutherford, os átomos são constituídos por um núcleo 
muito pequeno e denso e carregado positivamente. Ao redor do núcleo 
estão distribuídos os elétrons, como planetas em torno do Sol. 
III - O físico inglês Thomson afirma, em seu modelo atômico, que um 
elétron, ao passar de uma órbita para outra, absorve ou emite um 
quantum (fóton) de energia. 
 
Das afirmações feitas, está(ão) correta(s) 
a) apenas III. 
b) apenas I e II. 
c) apenas II e III. 
d) apenas II. 
e) todas. 
 
46. Considere as seguintes afirmações: 
 
I - A configuração eletrônica, segundo o diagrama de Linus Pauling, do 
ânion trivalente de nitrogênio (7N3-), que se origina do átomo nitrogênio, 
é 1s2 2 s2 2p6. 
II – Um mesmo elemento pode ter átomos diferentes. 
III - O íon 𝐾𝐾+
19
39 possui 19 nêutrons. 
IV - Os íons Fe2+ e Fe3+ do elemento químico ferro diferem somente 
quanto ao número de prótons. 
 
Das afirmações feitas, está(ão) correta(s): 
a) apenas I e II. 
b) apenas I, II e III. 
c) apenas IV. 
d) apenas III e IV. 
QUÍMICA CBMERJ Estudo da atomística 
 
 
 
9 
e) todas. 
 
47.O carbono possui 3 isótopos naturais: 6C12, 6C13 e 6C14. As 
abundâncias dos isótopos 6C12 e 6C13 são, respectivamente, 98,9% e 
1,1%, restando apenas traços do 6C14. Sobre os átomos 6C12, 6C13 e 6C14, 
é correto afirmar que eles possuem 
a) números de prótons diferentes. 
b) números de nêutrons diferentes. 
c) números de elétrons diferentes. 
d) números atômicos diferentes. 
e) números de camadas eletrônicas diferentes. 
 
48.Considerando os átomos neutros W, Y e C, sabe-se que W tem 
número atômico igual a 2X e massa igual a 40. Y é isóbaro de W, tem 
massa igual a 3X+10 e número atômico igual a 21. C tem número 
atômico 19 e é isotono de W. 
 
Com base nas informações acima, a massa e o número atômico dos 
átomos W, Y e C são, respectivamente: 
a) W (A=40 e Z=20); Y (A= 40 e Z= 21), C (A=39 e Z=19). 
b) W (A=40 e Z=20); Y (A= 40 e Z= 21), C (A=40 e Z=19). 
c) W (A=42 e Z=20); Y (A= 40 e Z= 21), C (A=39 e Z=19). 
d) W (A=40 e Z=20); Y (A= 39 e Z= 21), C (A=39 e Z=40). 
e) W (A=40 e Z=20); Y (A= 40 3 Z= 21), C (A=41 e Z=19). 
 
49.São denominadas isoeletrônicas as espécies químicas que 
apresentam o mesmo número de elétrons. 
 
Assim entre S2-, Fe3+, K, Ca2+, Na+ e Cℓ são isoeletrônicas: 
a) K e S2-. 
b) Na+ e Cℓ. 
c) Ca2+ e S2-. 
d) Fe3+ e Cℓ. 
e) Fe3+ e S2-. 
 
50.O átomo do elemento químico, do qual se originou um cátion 
trivalente com 78 elétrons e 123 nêutrons, tem número de massa e 
número atômico, respectivamente, 
a) 204 e 78. 
b) 201 e 78. 
c) 204 e 81. 
d) 207 e 81. 
e) 201 e 81. 
 
 
Gabarito 
 
1. C 
2. A 
3. B 
4. C 
5. B 
6. A 
7. C 
8. C 
9. A 
10. D 
11. C 
12. B 
13. D 
14. A 
15. E 
16. A 
17. D 
18. D 
19. D 
20. D 
21. A 
22. C 
23. C 
24. C 
25. D 
26. D 
27. A 
28. B 
29. D 
30. B 
31. D 
32. B 
33. A 
34. C 
35. E 
36. E 
37. D 
38. A 
39. C 
40. A 
41. E 
42. C 
43. B 
44. D 
45. D 
46. A 
47. B 
48. A 
49. C 
50. C