Alternativa C - elétrons
Análise da Estabilidade Química
A questão aborda o conceito de estabilidade eletrônica e a Regra do Octeto. Para entender por que esses íons são estáveis, precisamos analisar sua configuração eletrônica em relação aos gases nobres.
Conceito Fundamental: Isóeletrônico
Espécies químicas (átomos ou íons) que possuem o mesmo número de elétrons são chamadas de isóeletrônicas. Quando um átomo perde ou ganha elétrons para atingir a mesma configuração de um gás nobre (como o Argônio), ele adquire estabilidade, pois sua camada de valência fica completa (geralmente com 8 elétrons).
Cálculo do Número de Elétrons
Vamos verificar quantos elétrons cada espécie possui, considerando os números atômicos (Z) fornecidos:
- Argônio (Ar): Gás nobre natural, Z = 18.
- Elétrons = 18
- Cátion Manganês (Mn^{7+}):
- Número atômico (Z) = 25 (neutro tem 25 elétrons).
- Carga +7: perdeu 7 elétrons.
- $25 - 7 =$ 18 elétrons.
- Cátion Cromo (Cr^{6+}):
- Número atômico (Z) = 24 (neutro tem 24 elétrons).
- Carga +6: perdeu 6 elétrons.
- $24 - 6 =$ 18 elétrons.
- Ânion Cloreto (Cl^-):
- Número atômico (Z) = 17 (neutro tem 17 elétrons).
- Carga -1: ganhou 1 elétron.
- $17 + 1 =$ 18 elétrons.
Comparativo das Espécies
| Espécie | Processo | Cálculo | Total de Elétrons |
|---|
| Argônio (Ar) | Neutro | — | 18 |
| Manganês (Mn^{7+}) | Perdeu 7e⁻ | $25 - 7$ | 18 |
| Cromo (Cr^{6+}) | Perdeu 6e⁻ | $24 - 6$ | 18 |
| Cloro (Cl^-) | Ganhou 1e⁻ | $17 + 1$ | 18 |
Por que as outras alternativas estão incorretas?
- Carga: Cada íon possui uma carga diferente (+7, +6, -1), enquanto o Argônio é neutro (0).
- Prótons: O número de prótons define a identidade do elemento (Z). Como são elementos diferentes (Mn, Cr, Cl, Ar), seus números de prótons são distintos (25, 24, 17, 18).
- Nêutrons: O número de nêutrons depende do isótopo específico e não determina a estabilidade química eletrônica diretamente neste contexto.
Conclusão
A estabilidade dessas espécies advém do fato de elas serem isóeletrônicas com o Argônio, possuindo todos a mesma quantidade de partículas negativas (elétrons), o que preenche suas camadas de valência.
Portanto, a semelhança é o mesmo número de elétrons.