Exercícios sobre estrutura atômica (com gabarito comentado)

Carolina Batista

Professora de Química

Teste seus conhecimentos com as 10 questões a seguir sobre estrutura atômica. Confira os comentários após o gabarito para tirar suas dúvidas sobre o tema.

Questão 1

O átomo é a unidade fundamental da matéria e as partículas subatômicas que o compõem são diferenciadas, por exemplo, por massa, carga elétrica e localização.

Complete a tabela a seguir com as informações que faltam.

Partícula	Símbolo	Massa (em unidade de massa atômica)	Carga (em unidade de carga elétrica - u.c.e)	Localização
Próton		$1 espaço mu$		núcleo
Nêutron	n	$1 espaço mu$	0
Elétron	e		-1	eletrosfera

Partícula

Símbolo

Massa

(em unidade de

massa atômica)

Carga

(em unidade de

carga elétrica - u.c.e)

Localização

Próton

1 espaço mu

núcleo

Nêutron

1 espaço mu

Elétron

-1

eletrosfera

Ver Resposta

Resposta correta:

Partícula	Símbolo	Massa (em unidade de massa atômica)	Carga (em unidade de carga elétrica - u.c.e)	Localização
Próton	p	$1 espaço mu$	+1	núcleo
Nêutron	n	$1 espaço mu$	0	núcleo
Elétron	e	$quase igual 0$	-1	eletrosfera

Partícula

Símbolo

Massa

(em unidade de

massa atômica)

Carga

(em unidade de

carga elétrica - u.c.e)

Localização

Próton

1 espaço mu

núcleo

Nêutron

1 espaço mu

núcleo

Elétron

quase igual 0

-1

eletrosfera

As três partículas fundamentais que compõem os átomos são: prótons (com carga positiva), nêutrons (partículas neutras) e elétrons (com carga negativa).

O núcleo é a parte central do átomo, onde estão os prótons e os nêutrons. Ao redor dessa região encomtram-se os elétrons.

O próton (p) é uma partícula que apresenta carga positiva (+1) , massa atômica 1 u e está localizado no núcleo atômico.

O elétron (e) é é uma partícula que apresenta carga positiva (-1), massa atômica praticamente nula e está localizado na eletrosfera.

O nêutron (n) é uma partícula que apresenta carga elétrica nula, massa atômica 1 u e está localizado no núcleo atômico.

Questão 2

O elemento químico mais abundante no planeta Terra é o oxigênio. Além de estar presente no ar e ser vital para a respiração dos seres vivos, ele compõe uma substância indispensável para a nossa sobrevivência: a água (H₂O).

Observe a tabela a seguir com as principais informações do átomo de oxigênio e analise as afirmativas a seguir.

Símbolo	O
Número atômico	8
Número de massa	16
Distribuição eletrônica	1s² 2s² 2p⁴

I. O átomo de oxigênio apresenta 8 prótons.
II. O átomo de oxigênio apresenta 7 nêutrons.
III. O átomo de oxigênio apresenta 7 elétrons.
IV. Na camada de valência do oxigênio existem 6 elétrons.

Estão corretas as afirmativas:

a) I e II
b) II e IV
c) I e IV
d) II e III

Ver Resposta

Alternativa correta: c) I e IV.

a) CORRETA. O número atômico de um elemento químico corresponde ao número de prótons em seu núcleo. Sendo assim, o átomo de oxigênio por apresentar Z = 8 tem 8 prótons.

b) ERRADA. O número de massa é a soma do número de prótons e nêutrons, ou seja, A = Z + n. Como o átomo de oxigênio tem 8 prótons, então seu núcleo também apresenta 8 nêutrons.

A = Z + n
16 = 8 + n
16 - 8 = n
n = 8

c) ERRADA. O átomo no estado fundamental é eletricamente neutro. Isso quer dizer que o número de prótons é igual ao número de elétrons. Como o número atômico do oxigênio é 8, isso quer dizer que na sua eletrosfera também existem 8 elétrons.

d) CORRETA. A camada de valência é a camada mais externa da eletrosfera do átomo. Como o oxigênio tem apenas duas camadas, então a camada mais externa é a camada 2, que contém 6 elétrons: 2 elétrons no subnível s e 4 elétrons no subnível p.

Saiba mais sobre estrutura atômica.

Questão 3

Os elétrons são partículas subatômicas que orbitam ao redor do núcleo atômico em níveis de energia bem definidos.

O sódio (Na) é um elemento químico de número atômico 11 e sua distribuição eletrônica é 1s²2s²2p⁶3s¹.

Sobre a disposição dos elétrons na eletrosfera do átomo de sódio é correto afirmar que

a) A única camada preenchida com o número máximo de elétrons é a primeira camada.
b) Os elétrons do átomo de sódio estão distribuídos em três níveis de energia.
c) O elétron que é utilizado para fazer uma ligação química com outro átomo, obrigatoriamente, está localizado na segunda camada eletrônica do átomo de sódio, pois é a que apresenta mais elétrons disponíveis.
d) A estabilidade do átomo de sódio é adquirida recebendo elétrons para preencher totalmente a última camada eletrônica.

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Alternativa correta: b) Os elétrons do átomo de sódio estão distribuídos em três níveis de energia.

a) ERRADA. A primeira e a segunda camada na distribuição eletrônica estão com o número máximo de elétrons possíveis.

Camada eletrônica	Número máximo de elétrons	Distribuição dos elétrons
K	2	1s²
L	8	2s² 2p⁶

b) CORRETA. Ao todo, um átomo pode conter até 7 níveis de energia, nomeados de K até Q. Por apresentar 11 elétrons, o átomo de sódio preenche três camadas eletrônicas: K, L e M.

Nível de energia	Camada eletrônica	Distribuição dos elétrons
1º	K	1s²
2º	L	2s² 2p⁶
3º	M	3s¹

c) ERRADA. Os elétrons utilizados para uma ligação química estão localizados na camada mais externa do átomo. Sendo assim, o elétrons que está localizado no subnível s da camada M é que vai ser utilizado para efetuar uma associação com outro átomo.

d) ERRADA. O sódio é um elemento de baixa eletronegatividade e, por isso, tem a tendência de doar elétrons ao invés de recebê-los. Portanto, para se tornar estável, o átomo de sódio estabelece uma ligação química do tipo iônica, pois ao transferir seu elétron para um átomo mais eletronegativo, cria-se o íon Na⁺, cuja distribuição eletrônica é 1s²2s² 2p⁶.

Saiba mais sobre distribuição eletrônica.

Questão 4

O átomo de nitrogênio apresenta número atômico 7. No estado fundamental, como o átomo é eletricamente neutro, a eletrosfera desse elemento químico apresenta 7 elétrons.

Sabendo que a distribuição eletrônica do nitrogênio é 1s²2s²2p³, preencha corretamente a localização dos elétrons nos orbitais a seguir.

$tabela linha com célula com espaço espaço espaço espaço espaço espaço em moldura de caixa fecha moldura fim da célula blank blank blank blank blank linha com célula com 1 s fim da célula blank blank blank blank blank linha com célula com espaço espaço espaço espaço espaço espaço em moldura de caixa fecha moldura fim da célula blank célula com espaço espaço espaço espaço espaço espaço em moldura de caixa fecha moldura fim da célula célula com espaço espaço espaço espaço espaço espaço em moldura de caixa fecha moldura espaço fim da célula célula com espaço espaço espaço espaço espaço espaço em moldura de caixa fecha moldura espaço fim da célula blank linha com célula com 2 s fim da célula blank blank célula com 2 p fim da célula blank blank fim da tabela$

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Resposta correta:

Os orbitais atômicos correspondem às regiões em que se tem maior probabilidade de encontrar elétrons. Cada orbital abriga no máximo 2 elétrons e esse preenchimento é feito a partir da distribuição eletrônica.

Na distribuição eletrônica de orbitais, inicialmente, preenchemos todos os orbitais com um elétron no mesmo sentido, que é voltado para cima. Após todos os orbitais estarem preenchidos com um elétron, podemos retomar ao primeiro orbital e inserir os elétrons restantes, agora com o sentido contrário.

$tabela linha com célula com espaço espaço seta para cima à esquerda de seta para baixo espaço espaço em moldura de caixa fecha moldura fim da célula blank blank blank blank blank linha com célula com 1 s fim da célula blank blank blank blank blank linha com célula com espaço espaço seta para cima à esquerda de seta para baixo espaço espaço em moldura de caixa fecha moldura fim da célula blank célula com espaço espaço seta para cima espaço espaço em moldura de caixa fecha moldura fim da célula célula com espaço espaço seta para cima espaço espaço em moldura de caixa fecha moldura espaço fim da célula célula com espaço espaço seta para cima espaço espaço em moldura de caixa fecha moldura espaço fim da célula blank linha com célula com 2 s fim da célula blank blank célula com 2 p fim da célula blank blank fim da tabela$

Observe que no caso do nitrogênio, 2 orbitais ficaram totalmente preenchidos e 3 ficaram com orbitais incompletos, pois estão com elétrons desemparelhados.

Isso porque o subnível s apresenta um orbital, que comporta no máximo 2 elétrons, e o subnível p apresenta três orbitais, que podem ser preenchidos com no máximo 6 elétrons.

Questão 5

Os números quânticos são como coordenadas, que tem como função localizar os elétrons na eletrosfera de um átomo. Cada elétron possui um conjunto específico de números quânticos.

Relacione corretamente o número quântico (coluna 1) com sua descrição (coluna 2).

( I ) Número quântico principal
( II ) Número quântico secundário
( III ) Número quântico magnético
( IV ) Número quântico spin

( ) indica o subnível de energia, ou seja, o subnível energético a que o elétron pertence.
( ) indica o sentido de rotação do elétron dentro de um orbital.
( ) indica o nível de energia, ou seja, a camada eletrônica em que o elétron está.
( ) indica o orbital onde o elétron se encontra, ou seja, a região mais provável de encontrá-lo dentro de um subnível de energia.

A sequência correta é:

a) I, II, III e IV
b) II, IV , I e III
c) III, I, IV e II
d) IV, III, II e I

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Alternativa correta: b) II, IV , I e III.

( II ) O número quântico secundário indica o subnível de energia, ou seja, o subnível energético a que o elétron pertence.

( IV ) O número quântico spin indica o sentido de rotação do elétron dentro de um orbital.

( I ) O número quântico principal indica o nível de energia, ou seja, a camada eletrônica em que o elétron está.

( III ) O número quântico magnético indica o orbital onde o elétron se encontra, ou seja, a região mais provável de encontrá-lo dentro de um subnível de energia.

Saiba mais sobre números quânticos.

Questão 6

Os números quânticos principal “n”, secundário “l” e magnético “m” do elétron mais energético do átomo de ferro (Z = 26) são, respectivamente:

a) 2, 2, -2
b) 3, 1, 2
c) 1, -3, 2
d) 3, 2, -2

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Alternativa correta: d) 3, 2, -2.

O primeiro passo para responder a essa questão é fazer a distribuição eletrônica do átomo de ferro. Como seu número atômico é 26, o átomo tem 26 prótons e, consequentemente, 26 elétrons.

Distribuição eletrônica do ferro: 1s²2s²2p⁶ 3s²3p⁶4s²3d⁶

A partir disso, podemos extrair as seguintes observações:

Tendo em conta que o seu elétron mais energético se encontra na camada 3, então, n = 3;
Seu subnível é d, então, l = 2;
O subnível d possui 5 orbitais. Ao distribuir os elétrons, o último fica no orbital -2, então, m = -2.

Portanto, a alternativa correta é d) 3, 2, -2.

Questão 7

De acordo com o número de partículas subatômicas, os átomos dos elementos químicos podem ser classificados em

Isótopos: átomos de um mesmo elemento químico e, por isso, apresentam o mesmo número atômico (Z).
Isóbaros: átomos de distintos elementos químicos que apresentam o mesmo número de massa (A).
Isótonos: átomos de elementos químicos distintos que apresentam o mesmo número de nêutrons (n).

De acordo com as informações anteriores, julgue as alternativas a seguir.

I. ₁₇³⁷Cl e ₂₀⁴⁰Ca são isótonos
II. ₂₀⁴⁰Ca e ₁₈⁴⁰Ar são isóbaros
III. ₁¹H e ₁²H são isótopos

Estão corretas as afirmativas.

a) I e II
b) II e III
c) I e III
d) Todas as alternativas

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Alternativa correta: d) Todas as alternativas.

I. CORRETA. Os elementos₁₇³⁷Cl e₂₀⁴⁰Ca são isótonos pois apresentam o mesmo número de nêutrons e diferentes números de massa e número atômico.

O número de massa é calculado pela soma dos prótons e dos nêutrons (A= p + n). A partir dessa informação, podemos calcular o número de nêutrons da seguinte forma:

Elemento A: ₁₇³⁷Cl

A = p + n
37 = 17 + n
37 - 17 = n
20 = n

Elemento B: ₂₀⁴⁰Ca

A = p + n
40 = 20 + n
40 - 20 = n
20 = n

II. CORRETA. Os elementos ₂₀⁴⁰Ca e₁₈⁴⁰Ar são isóbaros uma vez que possuem mesmo número de massa e diferentes números atômicos;

III. CORRETA. Os elementos₁¹H e ₁²H são isótopos pois possuem o mesmo número atômico e diferentes números de massa.

Saiba mais sobre isótopos, isóbaros e isótonos.

Questão 8

(UFU-MG) Dalton, Thomson, Rutherford e Bohr são cientistas que contribuíram, significativamente, para o desenvolvimento da teoria atômica.

Em relação à estrutura atômica, assinale com (V) a(s) alternativa(s) verdadeira(s) e com (F) a(s) falsa(s).

1. ( ) Dalton postulou, baseado em evidências experimentais, que o átomo era uma “bolinha” extremamente pequena, maciça e indivisível.
2. ( ) Os resultados dos experimentos de descargas elétricas em gases rarefeitos permitiram a Thomson propor um modelo atômico constituído de cargas negativas e positivas.
3. ( ) Experimentos de bombardeamento de uma placa de ouro com partículas alfa levaram Rutherford a propor um modelo atômico em que o átomo era constituído de um núcleo e uma eletrosfera de iguais tamanhos.
4. ( ) A interpretação dos estudos com espectros do hidrogênio levou Bohr a propor que o átomo possui órbitas definidas por determinadas energias.
5. ( ) No modelo atômico de Bohr, os diversos estados energéticos, para os elétrons, foram chamados camadas ou níveis de energia.

A sequência correta é:

a) V, V, F, V, V
b) F, V, F, V, V
c) V, V, F, F, F
d) V, F, F, V, V
e) F, V, F, V, F

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Resposta correta: a) V, V, F, V, V.

Os modelos atômicos foram elaborados por cientistas na tentativa de desvendar a constituição da matéria e estudar a composição do átomo.

1. VERDADEIRA. Dalton postulou, baseado em evidências experimentais, que o átomo era uma “bolinha” extremamente pequena, maciça, permanente e indivisível. Por isso, segundo o cientista, os átomos não poderiam ser criados e nem destruídos.

2. VERDADEIRA. Os resultados dos experimentos de descargas elétricas em gases rarefeitos permitiram a Thomson propor um modelo atômico constituído de cargas negativas e positivas. Seu modelo atômico ficou conhecido como “pudim de passas”, pois, segundo ele, os elétrons fixavam-se na superfície do átomo carregada positivamente.

3. FALSA. Experimentos de bombardeamento de uma placa de ouro com partículas alfa levaram Rutherford a propor um modelo atômico em que o átomo era constituído de um núcleo, carregado positivamente, e se concentrava num volume extremamente pequeno, ao contrário da eletrosfera.

4. VERDADEIRA. A interpretação dos estudos com espectros do hidrogênio levou Bohr a propor que o átomo possui órbitas definidas por determinadas energias e os elétrons se movimentam nessas camadas ao redor do núcleo.

5. VERDADEIRA. No modelo atômico de Bohr, os diversos estados energéticos, para os elétrons, foram chamados camadas ou níveis de energia, pois apresentam valores específicos de energia. Logo, quando um elétron vai para um nível mais externo o elétron, ele deve absorver energia. Ao retornar para uma camada mais próxima do núcleo, o elétron então libera energia.

Saiba mais sobre modelos atômicos.

Questão 9

(UFSC) A palavra átomo é originária do grego e significa indivisível, ou seja, segundo os filósofos gregos, o átomo seria a menor partícula da matéria que não poderia ser mais dividida. Atualmente, essa ideia não é mais aceita.

A respeito dos átomos, é verdadeiro afirmar que:

01. não podem ser desintegrados.
02. são formados por, pelo menos, três partículas fundamentais.
04. possuem partículas positivas denominadas elétrons.
08. apresentam duas regiões distintas, o núcleo e a eletrosfera.
16. apresentam elétrons, cuja carga elétrica é negativa.
32. contêm partículas sem carga elétrica, os nêutrons.

O somatório das afirmativas verdadeiras é:

a) 56
b) 58
c) 62
d) 63

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Alternativa correta: a) 56.

01. FALSA. Essa ideia foi defendida pelos gregos, no início do estudo dos átomos.

02. FALSA. As partículas mais conhecidas do átomo são: prótons, elétrons e nêutrons. Entretanto, hoje sabe-se que prótons e nêutrons são formados por partículas ainda menores, os quarks.

04. FALSA. Os prótons são dotados de carga positiva.

08. VERDADEIRA. O núcleo é uma pequena e central região do átomo, onde estão localizados os prótons e os nêutrons. Na eletrosfera estão os elétrons movimentando-se ao redor do núcleo.

16. VERDADEIRA. Os elétrons possuem carga negativa e estão localizados na eletrosfera do átomo.

32. VERDADEIRA. Os nêutrons são partículas subatômicas que apresentam massa, mas a carga elétrica é praticamente nula.

Saiba mais sobre átomos.

Questão 10

(Ufscar-SP) Um modelo relativamente simples para o átomo o descreve como sendo constituído por um núcleo contendo prótons e nêutrons, e elétrons girando ao redor do núcleo.

Um dos isótopos do elemento ferro é representado pelo símbolo ₂₆⁵⁶Fe. Em alguns compostos, como a hemoglobina do sangue, o ferro encontra--se no estado de oxidação 2+ (Fe²⁺). Considerando-se somente o isótopo mencionado, é correto afirmar que no íon Fe²⁺:

a) o número de nêutrons é 56, o de prótons é 26 e o de elétrons é 24.
b) o número de nêutrons + prótons é 56 e o número de elétrons é 24.
c) o número de nêutrons + prótons é 56 e o número de elétrons é 26.
d) o número de prótons é 26 e o número de elétrons é 56.
e) o número de nêutrons + prótons + elétrons é 56 e o número de prótons é 28.

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Alternativa correta: b) o número de nêutrons + prótons é 56 e o número de elétrons é 24.

O estado de oxidação +2 indica que o átomo de ferro, que no estado fundamental contém 26 elétrons, perdeu 2 elétrons e, por isso, o número de elétrons do íon Fe²⁺ é 24.

O número de massa é a soma do número de prótons e nêutrons, que no caso do ferro é 56.

Continue testando seus conhecimentos com:

Referências Bibliográficas

ATKINS, P.W.; JONES, Loretta. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 3.ed. Porto Alegre: Bookman, 2006.

BROWN, Theodore; LEMAY, H. Eugene; BURSTEN, Bruce E. Química: a ciência central. 9 ed. Prentice-Hall, 2005.

USBERCO, João; Salvador, Edgard. Química Geral. 12ª.ed. São Paulo: Saraiva, 2006.

Carolina Batista

Bacharela em Química Tecnológica e Industrial pela Universidade Federal de Alagoas (2018) e Técnica em Química pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Pernambuco (2011).