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ONC · Química

Questões de Atomística e tabela periódica da ONC

24 questões oficiais da ONC sobre Atomística e tabela periódica, de 2016 a 2025, com gabarito e resolução comentada. Dificuldade estimada: 14 fáceis, 9 médias, 1 difícil.

Treine Atomística e tabela periódica com 24 questões da ONC

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Treinar Atomística e tabela periódica

6 questões de Atomística e tabela periódica resolvidas

ONC 2025 · 8º e 9º anos · Questão 1fácil

A água do mar é uma solução em que são encontradas diversas substâncias dissolvidas. Como parte de uma das principais substâncias presentes, podem ser encontrados átomos com 17 prótons e 18 nêutrons e também átomos com 17 prótons e 20 nêutrons.

Imagem da questão

Fonte: Pixabay

Sobre esses átomos citados, pode-se afirmar que

  1. A

    são dois átomos semelhantes, porém, eles apresentam estados físicos diferentes.

  2. B

    são isótopos, com mesmo número de elétrons e diferentes massas atômicas.

  3. C

    são dois átomos de sódio, com número de elétrons igual a 18 e 20, respectivamente.

  4. D

    são dois átomos que diferem também no número de elétrons presentes.

  5. E

    são os dois únicos átomos responsáveis por formar o cloreto de sódio (Na e Cl).

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Gabarito: B (elaborado pelo Treinamento 101)

O número de prótons (número atômico) define o elemento. Os dois átomos têm 17 prótons: são do mesmo elemento, o cloro (Cl), do sal de cozinha (NaCl) dissolvido na água do mar.

  • Mesmo número de prótons e nêutrons diferentes: são isótopos.
  • Átomos neutros têm elétrons = prótons: os dois têm 17 elétrons.
  • Massas: 17 + 18 = 35 e 17 + 20 = 37 (cloro-35 e cloro-37), diferentes.

Resposta: B

Por que as outras atraem: não são sódio (o sódio tem 11 prótons); o número de nêutrons não altera o de elétrons; isótopos não têm estados físicos diferentes por isso; e o NaCl precisa também do sódio.

Dica: prótons definem o elemento, nêutrons mudam só a massa: isótopos têm o mesmo Z e massas diferentes.

Questão 2 · ONC 2023 · 1º ano do ensino médio · Questão 1fácil

O princípio da construção (em geral expresso em alemão, Aufbau Prinzip) para a estrutura eletrônica de átomos complexos é o seguinte:

1. Cada elétron em um átomo complexo é descrito por um conjunto de quatro números quânticos, sendo estes números quânticos os mesmos usados para descrever os estados do átomo de hidrogênio.

2. O arranjo relativo aos níveis de energia no átomo complexo é aproximadamente o mesmo daquele no átomo de hidrogênio. Para compor a estrutura do átomo complexo, os elétrons são arranjados nos níveis de energia mais baixos possíveis consistentes com restrições próprias, além daquela imposta pelo princípio de Pauli, que por sua vez diz “Num átomo, dois elétrons não podem ter o mesmo conjunto de quatro números quânticos”.

Diante destes requisitos podemos “construir” as configurações eletrônicas dos sistemas multieletrônicos, valendo-se da resolução da equação de Schrödinger para o átomo de hidrogênio e das restrições citadas acima.

Com base no exposto acima, assinale a opção que mostra o único conjunto de números quânticos que é proibido, ou seja, que não pode ser utilizado no princípio da construção.

Considere: n = número quântico principal; l = número quântico secundário; *m*l = número quântico magnético; *m*s = número quântico de spin.

  1. A

    n = 1, l = 0, ml = 0, ms = + ½

  2. B

    n = 4, l = 2, ml = +2, ms = - ½

  3. C

    n = 3, l = 1, ml = +2, ms = + ½

  4. D

    n = 2, l = 1, ml = -1, ms = + ½

  5. E

    n = 5, l = 2, ml = +1, ms = - ½

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Gabarito: C

Regras dos números quânticos:

  • n = 1, 2, 3…
  • l vai de 0 até n − 1;
  • ml vai de −l até +l;
  • ms = +½ ou −½.

Confira cada conjunto:

  • A: n = 1, l = 0, ml = 0: permitido (1s).
  • B: n = 4, l = 2, ml = +2: permitido (4d).
  • C: n = 3, l = 1 (permitido), mas l = 1 (subnível p) só admite ml = −1, 0 ou +1. ml = +2 é impossível. Proibido.
  • D: n = 2, l = 1, ml = −1: permitido (2p).
  • E: n = 5, l = 2, ml = +1: permitido (5d).

Resposta: C

Dica: confira sempre a cadeia n → l (0 a n − 1) → ml (−l a +l); o erro costuma estar num ml maior que l.

Questão 3 · ONC 2022 · 1º ano do ensino médio · Questão 1média

O filme, A Teoria de Tudo, de 2013, mostra a vida de Stephen Hawking, um dos maiores cientistas do mundo. A obra retrata descobertas relevantes feitas por ele para a ciência, além da sua vida pessoal, como o seu romance com a estudante de Cambridge, Jane Wilde, sua futura esposa, e a descoberta da doença motora degenerativa de Stephen, aos 21 anos. Numa das cenas do filme (imagem abaixo), Stephen conversa com Jane no salão do baile de formatura e em um momento em que lâmpadas* de “luz negra” são acendidas. Ele diz olhando para os casais dançando:

— Viu como a frente das camisas e das gravatas borboletas brilham mais do que os vestidos? —

Jane responde afirmativamente e ele prossegue:

— Sabe por quê? Tide.

— Sabão em pó? — Jane questiona.

— Sim. A fluorescência de ingredientes do sabão em pó que captura a luz ultravioleta…

Imagem da questão

Fonte: https://www.discovermagazine.com/the-sciences/the-hand-and-eye-behind-the-theory-of-everything. *Lâmpadas de luz negra são revestidas internamente por um material negro que absorve praticamente toda a radiação visível que seria emitida pela lâmpada e “deixa passar” a luz ultravioleta.

Sobre os aspectos abordados na explicação citada acima, assinale a alternativa correta.

  1. A

    O sabão em pó deixa nas roupas um material que fluoresce devido à excitação eletrônica provocada pela luz ultravioleta.

  2. B

    Stephen Hawking comete um erro na sua fala, uma vez que o fenômeno que eles estão observando é o de fosforescência.

  3. C

    A fluorescência apontada por Stephen corresponde a um fenômeno químico, uma vez que os materiais quando fluorescem mudam sua natureza química.

  4. D

    Fica claro, pela explicação que a luz ultravioleta é uma radiação visível, porém somente à noite e num ambiente com luz negra.

  5. E

    O fenômeno explicado por Stephen é o mesmo observado nos materiais que compõem os interruptores de lâmpadas, quando vistos no escuro.

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Gabarito: A

Na fluorescência, uma substância absorve radiação de alta energia (aqui, o ultravioleta da luz negra), seus elétrons passam para níveis de energia mais altos (excitação eletrônica) e, ao voltar, emitem luz visível. Os branqueadores ópticos do sabão em pó ficam nas roupas e brilham sob luz negra.

Resposta: A.

Por que as outras atraem:
- B: na fosforescência o brilho continua depois que a fonte se apaga (como nos interruptores que brilham no escuro, da E); na fluorescência, o brilho para junto com a fonte.
- C: é fenômeno físico: os elétrons voltam ao estado inicial e a substância não muda.
- D: o ultravioleta é invisível; o que se vê é a luz emitida pelo material.

Dica: fluorescência para quando a luz apaga; fosforescência continua brilhando por um tempo.

Questão 4 · ONC 2021 · 2º ano do ensino médio · Questão 17média

Na série de comédia e ação da Amazon Prime Video, denominada The Boys (Os caras, em tradução livre), é mostrado um mundo onde super-heróis “que são tão populares quanto celebridades, tão influentes quanto políticos e tão reverenciados como deuses, abusam de seus superpoderes ao invés de usá-los para o bem”. Um dos super-heróis do controverso grupo intitulado “Os Sete”, é chamado de Translúcido. Ele possui o poder de invisibilidade devido à capacidade de transformar sua pele em, segundo suas próprias palavras, “um metamaterial de carbono que refrata a luz e cria uma capa de invisibilidade”. Adicionalmente, quando está invisível, Translúcido tem o corpo a prova de balas, graças à extrema rigidez do metamaterial que forma a sua pele. No entanto, em uma luta, Translúcido acaba derrotado, pois o seu oponente usa uma descarga elétrica de um fio, evidenciando que a pele invisível de Translúcido conduzia eletricidade. Imagem da questão

Fonte: https://www.primevideo.com/detail/0KRGHGZCHKS920ZQGY5LBRF7MA/ref=atv_dp_season_select_s1?language=pt_BR

Sobre a leitura acima e a partir dos seus conhecimentos, assinale a opção INCORRETA.

  1. A

    Os nanotubos de carbono, o grafeno e os fulerenos são alótropos do carbono de ocorrência não natural, enquanto o diamante e a grafita são alótropos naturais.

  2. B

    A rigidez do metamaterial no qual a pele do Translúcido se transforma indica que este tem propriedade semelhante àquela de outro material feito de carbono, o diamante.

  3. C

    Diferentemente da pele invisível de Translúcido, a grafita, que é feita de carbono, não é condutora de eletricidade, diferenciando-se também por ser menos rígida.

  4. D

    O metamaterial citado pelo personagem, se existisse e pudesse ser caracterizado, seria um alótropo do elemento carbono, assim como os fulerenos, por exemplo.

  5. E

    Se Translúcido existisse, ele ficaria cego toda vez que estivesse invisível, uma vez que sua retina não conseguiria ser sensibilizada pela luz.

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Gabarito: C (elaborado pelo Treinamento 101)

A questão pede a afirmação incorreta.

A grafita conduz eletricidade: em cada camada, cada carbono faz três ligações, e o quarto elétron fica deslocalizado, livre para se mover ao longo das camadas. Por isso ela é usada em eletrodos e escovas de motores. A afirmação de que ela não conduz está errada (a parte "menos rígida" até é verdadeira: as camadas deslizam).

As demais estão de acordo com a química: um material só de carbono seria um alótropo do carbono, como os fulerenos (D); rigidez extrema lembra o diamante (B); a retina só enxerga se absorver luz, e uma pele que deixa toda a luz passar não deixaria a retina absorver nada (E); e a prova trata nanotubos, grafeno e fulerenos como alótropos obtidos em laboratório, ao contrário do diamante e da grafita (A).

Resposta: C

Dica: diamante (cada C com 4 ligações) é duro e isolante; grafita (camadas com elétrons livres) é macia e condutora.

Questão 5 · ONC 2020 · 1º ano do ensino médio · Questão 17difícil

Em 1913, o cientista dinamarquês Niels Bohr (1865 - 1962) foi bem sucedido na explicação dos espectros atômicos com um modelo para sistemas com apenas um elétron, descrevendo como as transições eletrônicas entre níveis de energia quantizados originavam as linhas espectrais. O modelo concordava com os dados experimentais relativos aos estudos do espectro atômico do hidrogênio e permitia a descrição das séries espectrais que já eram previstas por uma equação empírica conhecida como fórmula de Rydberg (mostrada abaixo). A série de Balmer corresponde àquela cujas transições eletrônicas envolvem o retorno do elétron ao nível “L” (nf = 2) no átomo de Hidrogênio e envolvem a luz na região do visível e do ultravioleta próximo.

Diante do exposto, assinale a opção que mostra a razão entre o comprimento de onda da luz associada à primeira transição da série de Balmer (ni = 3, luz vermelha) e a segunda transição (ni = 4, luz azul-esverdeada). Dado:

Imagem da questão

Fórmula de Rydberg, onde RH é uma constante com valor de 1,1 × 107 m-1 para o átomo de hidrogênio, nf e ni, são os números dos níveis associados à transição.

  1. A

    10/27

  2. B

    15/27

  3. C

    20/27

  4. D

    27/20

  5. E

    27/10

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Gabarito: D

Pela fórmula de Rydberg, 1/λ = RH × (1/nf² − 1/ni²), com nf = 2 na série de Balmer.

1. Primeira transição (ni = 3).

1/λ1 = RH × (1/4 − 1/9) = RH × (9 − 4)/36 = RH × 5/36

2. Segunda transição (ni = 4).

1/λ2 = RH × (1/4 − 1/16) = RH × (4 − 1)/16 = RH × 3/16

3. Razão. Como o comprimento de onda é o inverso:

λ1/λ2 = (3/16) ÷ (5/36) = (3 × 36)/(16 × 5) = 108/80 = 27/20

O valor de RH se cancela. Faz sentido: a luz vermelha (λ1) tem comprimento de onda maior que a azul-esverdeada (λ2), então a razão é maior que 1.

Resposta: D (27/20).

Por que as outras atraem: 20/27 é a razão entre as energias (ou entre os 1/λ), invertida; quem esquece de inverter cai nela.

Dica: energia e 1/λ são proporcionais; comprimento de onda é o inverso. Confira o sentido da razão com a cor: vermelho tem λ maior que azul.

Questão 6 · ONC 2019 · 8º e 9º anos · Questão 15média

Um elemento sintético é aquele que não ocorre naturalmente na Terra, mas pode ser gerado artificialmente por reações nucleares. O primeiro elemento sintético produzido foi o tecnécio (Tc), com número atômico Z = 43. O isótopo de mais longa vida do tecnécio é o tecnécio-98 (98Tc) e aquele de uso mais comum é o tecnécio-99m (99mTc), onde o "m" indica um estado metaestável para este isótopo que emite raios gama (γ) de alta energia. O tempo necessário para que metade dos isótopos de 99mTc decaiam emitindo a radiação, ou seja, o seu tempo de meia-vida, é de 6,0 horas. Esta propriedade faz esse isótopo atraente para o uso in vivo em medicina nuclear em investigações por imagem ou estudos funcionais de órgãos (cérebro, ossos, pulmão, fígado, rins, entre outros), uma vez que os raios gama podem ser detectados do lado de fora do corpo e em 24 horas a maior parte do isótopo terá decaído. Em laboratório, o principal modo de produzir tecnécio-99m é usando um gerador que se baseia no decaimento do molibdênio-99 (99Mo). Utiliza-se o íon molibdato 99MoO42− para a formação do íon 99mTcO4−, com uma etapa posterior de isolamento do 99mTc.

Com base na leitura do texto acima e nos conceitos de isótopos, isóbaros, isótonos e espécies isoeletrônicas, assinale a opção INCORRETA:

Dados (números atômicos): Molibdênio, Z = 42; Oxigênio, Z = 8;

  1. A

    Os íons 99MoO42− e 99mTcO4− são espécies isoeletrônicas.

  2. B

    Os átomos 99Mo e 99Tc são isóbaros.

  3. C

    Os átomos de tecnécio-98 e molibdênio-99 são isótonos.

  4. D

    Os átomos de tecnécio-98 e tecnécio-99m são isótopos.

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Gabarito: C

Lembre: isótopos têm mesmo Z; isóbaros, mesma massa A; isótonos, mesmo número de nêutrons (N = A − Z); isoeletrônicos, mesmo número de elétrons.

A – correta. Elétrons do MoO42−: 42 + 4·8 + 2 = 76. Elétrons do TcO4−: 43 + 4·8 + 1 = 76. Mesmo número: isoeletrônicos.

B – correta. 99Mo e 99Tc têm a mesma massa (99) e Z diferentes: isóbaros.

C – incorreta. Nêutrons do 98Tc: 98 − 43 = 55. Nêutrons do 99Mo: 99 − 42 = 57. Números diferentes: não são isótonos.

D – correta. Tc-98 e Tc-99m são do mesmo elemento (Z = 43) com massas diferentes: isótopos.

Resposta: C

Dica: para isótonos, sempre calcule N = A − Z de cada átomo; números de massa vizinhos com Z também vizinhos costumam enganar.