Exame de Física e Química A 2026 · 1.ª fase — item 1.4, resolvido

O ponto de partida. Isótopos são átomos do mesmo elemento — com o mesmo número atómico $Z$, isto é, o mesmo número de protões — mas com número de neutrões diferente e, por isso, número de massa $A$ diferente. Na representação ${}_Z^A\mathrm{X}$, o índice de cima é o número de massa (protões + neutrões) e o de baixo o número atómico. A prova omite o $Z$, porque o símbolo $\mathrm{O}$ já o fixa: o oxigénio é o elemento $Z=8$ (lês na Tabela Periódica).

Daqui sai tudo o que precisas para decidir cada característica:

• o que é igual nos três isótopos depende só de $Z$: o número de protões ($8$), a carga nuclear ($+8$, em unidades de carga elementar), o número de eletrões do átomo neutro ($8$) e, portanto, a configuração eletrónica ($1{\mathrm{s}}^{2}2{\mathrm{s}}^{2}2{\mathrm{p}}^4$) e o comportamento químico;
• o que é diferente depende de $A$: o número de neutrões ($N=A-Z$), a massa do átomo e a abundância na natureza.

1.º — o número de neutrões de cada isótopo

O isótopo com $9$ neutrões é o ${}^{17}\mathrm{O}$: (b) — (2).

2.º — a massa de cada isótopo

Os três têm os mesmos $8$ protões e $8$ eletrões; o que muda é o número de neutrões, e cada neutrão acrescenta cerca de $1$ unidade de massa atómica. O isótopo com mais neutrões, o ${}^{18}\mathrm{O}$, é o de maior massa: (c) — (5).

3.º — a abundância: lê-a na Tabela Periódica

A massa atómica relativa que a Tabela Periódica da prova dá para o oxigénio é $16,00$. Esse valor é a média das massas isotópicas pesada pelas abundâncias relativas, $A_{\mathrm{r}}=\sum _i{x}_i{A}_{\mathrm{r},i}$. Se a média é praticamente $16$, o isótopo ${}^{16}\mathrm{O}$ tem de pesar quase tudo nela: é, de longe, o mais abundante (cerca de $99,8\%$ dos átomos de oxigénio). (a) — (1).

Resposta: (a) — (1); (b) — (2); (c) — (5).

os números que sobram

Sobram o (3) e o (4), e nenhum deles serve a nenhum isótopo do oxigénio:

• a configuração $1{\mathrm{s}}^{2}2{\mathrm{s}}^{2}2{\mathrm{p}}^{6}3{\mathrm{s}}^{2}3{\mathrm{p}}^4$ tem $2+2+6+2+4=16$ eletrões: é a do enxofre ($Z=16$). Qualquer isótopo do oxigénio tem $8$ eletrões e a configuração $1{\mathrm{s}}^{2}2{\mathrm{s}}^{2}2{\mathrm{p}}^4$;
• uma carga nuclear $+17$ quer dizer $17$ protões: é um átomo de cloro. A carga nuclear de qualquer isótopo do oxigénio é $+8$.

Os dois estão lá de propósito, como armadilhas — ver a seguir.

as trocas que o item convida

• ${}^{16}\mathrm{O}$ com (3) — leu o $16$ como número de eletrões (ou como número atómico) e escreveu a configuração de um átomo com $16$ eletrões. O $16$ é o número de massa: conta protões e neutrões.
• ${}^{17}\mathrm{O}$ com (4) — o mesmo engano com outro número: leu o $17$ como número de protões e atribuiu-lhe a carga nuclear $+17$. A carga nuclear só depende de $Z$, igual nos três isótopos.
• ${}^{18}\mathrm{O}$ com (2) — fez $A-Z$ com $Z=9$, ou contou os neutrões a partir do número de massa errado. Com $Z=8$, o ${}^{18}\mathrm{O}$ tem $10$ neutrões.
• ${}^{16}\mathrm{O}$ com (5) — confundiu «mais abundante» com «de maior massa». São características diferentes: o mais abundante é o mais leve.

onde se perdem pontos

Item de associação, classificado de forma dicotómica: os $10$ pontos só se atribuem à associação completa e correta das três letras. Duas associações certas e uma errada valem zero, tal como três erradas.

É um dos oito itens facultativos da prova: só contam para a classificação final os quatro facultativos com melhor pontuação. Isso não é razão para o deixar em branco — um branco vale $0$ e entra na escolha dos melhores como qualquer outro.

• Ler o número de massa como número atómico. É o engano que as opções (3) e (4) premiam, e um só leva o item inteiro.
• Achar que isótopos diferentes têm configurações eletrónicas diferentes. A configuração depende do número de eletrões, que no átomo neutro é igual a $Z$ — o mesmo para os três.
• Deixar em branco. Errar não tira pontos; o branco vale $0$ de certeza. Mesmo com dúvidas entre duas hipóteses, responde.
• Escrever duas respostas. Os critérios gerais dizem que, se aparecer mais do que uma resposta ao mesmo item, só se classifica a que surgir em primeiro lugar. Riscar mal ou acrescentar «ou (…)» não salva nada.
• Não indicar a versão da prova. Os critérios gerais são claros: sem indicação inequívoca da versão, todas as respostas aos itens de seleção valem zero. Esta chave é a da Versão 1; na Versão 2 as opções estão por outra ordem.

a regra a fixar

Num isótopo ${}_Z^A\mathrm{X}$: $Z$ decide o elemento e tudo o que é eletrónico ou químico (protões, carga nuclear, eletrões, configuração, propriedades químicas); $A$ decide a massa e, com $Z$, o número de neutrões, $N=A-Z$. Para saber qual o isótopo mais abundante, compara a massa atómica relativa da Tabela Periódica com os números de massa: a média fica sempre perto do isótopo que domina.