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Questão de Química (ENEM): Tabela periódica e propriedades periódicas - raio atômico, energia de ionização e caráter metálico

ENEM · Química · nível difícil

Em um laboratório de pesquisa farmacêutica, uma equipe estuda a substituição de um metal alcalino-terroso por outro elemento do mesmo grupo em um complexo medicamentoso, visando alterar a solubilidade e a reatividade do composto. Para isso, os pesquisadores analisam quatro elementos do grupo 2 da tabela periódica (berílio, magnésio, cálcio e estrôncio) e constroem a seguinte tabela com dados experimentais aproximados:

Elemento | Raio atômico (pm) | 1ª Energia de ionização (kJ/mol)

Berílio | 112 | 899

Magnésio | 160 | 738

Cálcio | 197 | 590

Estrôncio | 215 | 549

Com base nesses dados e nos conhecimentos sobre propriedades periódicas, os pesquisadores concluíram corretamente que, ao se descer no grupo 2 da tabela periódica,

  1. o raio atômico diminui porque o aumento do número de prótons no núcleo exerce maior atração sobre os elétrons de valência, compensando o efeito da adição de novas camadas eletrônicas.
  2. a energia de ionização diminui porque o aumento do raio atômico afasta os elétrons de valência do núcleo, reduzindo a força de atração nuclear sobre esses elétrons, mesmo com o aumento da carga nuclear.
  3. a energia de ionização aumenta porque o maior número de prótons no núcleo aumenta proporcionalmente a atração sobre os elétrons de valência, independentemente da distância ao núcleo.
  4. o caráter metálico diminui porque elementos com maior raio atômico tendem a reter com mais força seus elétrons de valência, dificultando a formação de cátions.
  5. o raio atômico e a energia de ionização aumentam simultaneamente, pois ambas as propriedades dependem exclusivamente do aumento da carga nuclear ao longo do grupo.

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Gabarito: B

Ideia central: Ao descer em um grupo, o raio atômico aumenta devido à adição de novas camadas eletrônicas, e esse aumento de distância entre o núcleo e os elétrons de valência faz com que a energia de ionização diminua, mesmo havendo aumento da carga nuclear.

Resolução passo a passo:

  1. Observe os dados: ao descer no grupo (Be → Mg → Ca → Sr), o raio atômico aumenta consistentemente (112 → 160 → 197 → 215 pm).
  2. Simultaneamente, a energia de ionização diminui (899 → 738 → 590 → 549 kJ/mol).
  3. Isso ocorre porque, embora a carga nuclear (número de prótons) aumente ao descer no grupo, o efeito de blindagem causado pelas camadas eletrônicas internas adicionais é mais significativo.
  4. O aumento do raio atômico afasta os elétrons de valência do núcleo, diminuindo a atração efetiva (carga nuclear efetiva) sobre esses elétrons.
  5. Com menor atração, é necessária menos energia para remover o elétron mais externo, logo a energia de ionização diminui.

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Por que as outras alternativas estão erradas:

Dica para a prova: Lembre-se da regra geral: ao descer em um grupo, o raio atômico AUMENTA e a energia de ionização DIMINUI (são propriedades inversamente relacionadas nesse sentido). O aumento da carga nuclear é compensado pelo efeito de blindagem das camadas internas.

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