Exame de Física e Química A 2025 · 1.ª fase — item 4.1.1, resolvido

O ponto de partida. As opções têm duas partes, e as duas têm de estar certas: quais os átomos que formam iões monopositivos (com carga $+1$) e porque é que estão juntos na tabela periódica (mesmo grupo ou mesmo período). Ambas as perguntas se respondem com a configuração eletrónica no estado fundamental — e os números atómicos vêm da tabela periódica da prova: $Z(\mathrm{Na})=11$, $Z(\mathrm{Mg})=12$, $Z(\mathrm{K})=19$.

1.º — escrever as três configurações eletrónicas

Preenche as orbitais pela ordem de energia ($1s,2s,2p,3s,3p,4s,\dots$), com dois eletrões por orbital:

2.º — quem forma iões monopositivos

Os elementos representativos tendem a perder (ou ganhar) eletrões até ficarem com a configuração eletrónica do gás nobre mais próximo, que é particularmente estável.

• O $\mathrm{Na}$ tem um eletrão de valência ($3s^1$). Perdendo-o, fica $1s^{2}2s^{2}2p^6$, a configuração do néon: forma $\mathrm{N}{\mathrm{a}}^{+}$.
• O $\mathrm{K}$ tem um eletrão de valência ($4s^1$). Perdendo-o, fica com a configuração do árgon: forma ${\mathrm{K}}^{+}$.
• O $\mathrm{Mg}$ tem dois eletrões de valência ($3s^2$). Para chegar à configuração do néon tem de perder os dois: forma $\mathrm{M}{\mathrm{g}}^{2+}$, um ião dipositivo.

Logo, os átomos com tendência para formar iões monopositivos são os de $\mathrm{Na}$ e de $\mathrm{K}$. Isto elimina logo (A) e (B).

3.º — mesmo grupo ou mesmo período?

Lê-se tudo na configuração:

• o período é o número do nível mais elevado ocupado ($n$ dos eletrões de valência);
• o grupo (nos elementos dos blocos $s$ e $p$) está ligado ao número de eletrões de valência — um eletrão de valência em $n{s}^1$ é o grupo 1.

O $\mathrm{Na}$ ($3s^1$) é do 3.º período e o $\mathrm{K}$ ($4s^1$) é do 4.º período — períodos diferentes. Mas os dois têm um eletrão de valência numa orbital $s$: são ambos do grupo 1, o dos metais alcalinos.

E não é coincidência: é por estarem no mesmo grupo que formam o mesmo tipo de ião. Elementos do mesmo grupo têm o mesmo número de eletrões de valência e, por isso, propriedades químicas semelhantes.

Resposta: opção (C).

a origem de cada opção errada

• (A) $\mathrm{Na}$ e $\mathrm{Mg}$, mesmo grupo — duas falhas: o $\mathrm{Mg}$ tem dois eletrões de valência e forma $\mathrm{M}{\mathrm{g}}^{2+}$, não um ião monopositivo; e o $\mathrm{Na}$ é do grupo 1 enquanto o $\mathrm{Mg}$ é do grupo 2. Escolhe-a quem vê os dois lado a lado na tabela e confunde «vizinhos» com «da mesma família».
• (B) $\mathrm{Na}$ e $\mathrm{Mg}$, mesmo período — a segunda parte é verdadeira ($\mathrm{Na}$ e $\mathrm{Mg}$ são ambos do 3.º período), e é isso que a torna perigosa. Mas a primeira é falsa: o $\mathrm{Mg}$ forma iões dipositivos. É o distrator de quem confere só a metade da frase que sabe.
• (D) $\mathrm{Na}$ e $\mathrm{K}$, mesmo período — os átomos estão certos, a justificação não: o $\mathrm{Na}$ tem os eletrões de valência no nível $n=3$ e o $\mathrm{K}$ no nível $n=4$, logo estão em períodos diferentes. Escolhe-a quem troca «grupo» (coluna) com «período» (linha).

onde se perdem pontos

Item de escolha múltipla: é tudo ou nada. Os $10$ pontos vêm inteiros ou não vêm, e responder errado não desconta.

• Parar a meio da frase. Quem decide só pela primeira parte fica entre (C) e (D); quem decide só pela segunda pode cair em (A) ou (B). As duas metades têm de estar certas.
• Trocar grupo com período. Grupo é a coluna (mesmo número de eletrões de valência); período é a linha (mesmo nível de valência $n$). É a troca que separa (C) de (D).
• Contar os eletrões de valência do $\mathrm{Mg}$ como um. O $\mathrm{Mg}$ é $3s^2$: dois eletrões de valência, ião $\mathrm{M}{\mathrm{g}}^{2+}$.
• Escrever na folha mais do que uma letra. Pelos critérios gerais, com duas respostas ao mesmo item só é classificada a que surgir em primeiro lugar.

a regra a fixar

A carga do ião de um elemento dos grupos 1 e 2 é igual ao número de eletrões de valência ($+1$ no grupo 1, $+2$ no grupo 2), porque é perdendo-os que o átomo fica com a configuração de um gás nobre. E mesmo grupo ⇒ mesmo número de eletrões de valência ⇒ mesmo tipo de ião. Quando uma opção te der dois elementos e uma relação na tabela, escreve as configurações — as duas respostas estão lá.