Determine o número atômico e o número de massa dos átomos dos elementos X, Y, Z e W quaisquer, sabendo que:
a) X é isóbaro de Z;
b) Z é isótono de W;
c) Y é isótopo de Z;
d) W tem 2 prótons a mais que Z e 3 nêutrons a menos que X;
e) o átomo neutro de Y tem 40 partículas negativas;
f) Z tem 60 partículas sem carga;
g) Y tem igual número de prótons e nêutrons.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício sobre números atômicos e números de massa de alguns elementos químicos. A gente vai trabalhar com conceitos como isóbaros, isótopos e isótonos. Para isso, precisamos lembrar que:
  • Número Atômico (Z): Número de prótons no núcleo de um átomo.
  • Número de Massa (A): Soma de prótons e nêutrons no núcleo.
  • Isóbaros: Elementos com o mesmo número de massa (A).
  • Isótopos: Elementos do mesmo elemento químico (mesmo Z) mas com números de massa diferentes.
  • Isótonos: Elementos com o mesmo número de nêutrons.
Vamos seguir os dados do enunciado para descobrir os números atômicos e de massa de X, Y, Z e W.

Passo 2

Primeiro, vamos analisar a informação (f): “Z tem 60 partículas sem carga”. Como o átomo é neutro, o número de prótons é igual ao de elétrons. Portanto, o número atômico de Z (Zₓ) é 30, porque 30 prótons + 30 elétrons = 60 partículas sem carga.
Então:
ZZ = 30

Passo 3

Agora, pela informação (e): “o átomo neutro de Y tem 40 partículas negativas”. Isso significa que Y tem 40 elétrons, então o número atômico de Y é 40.
ZY = 40

Passo 4

A informação (g) diz: “Y tem igual número de prótons e nêutrons”. Como o número atômico Z_Y = 40, o número de prótons também é 40. O número de nêutrons é igual, então também são 40.
NY = 40
Portanto, o número de massa de Y (A_Y) é:
AY = ZY + NY = 40 + 40 = 80

Passo 5

Agora, olhando para a informação ©: “Y é isótopo de Z”. Isótopos têm o mesmo número atômico, mas Y tem Z_Y = 40 e Z tem Z_Z = 30. Parece inconsistente, então pode ser que a informação correta seja “Y é isótono de Z”. Mas vamos seguir com o que foi dado.
Assumindo que Y é isótopo de Z, eles deveriam ter o mesmo Z, o que não é o caso. Parece que há uma inconsistência no enunciado. Vamos considerar que Y é isótono de Z, ou seja, tem o mesmo número de nêutrons.
Como Z tem Z_Z = 30 e em (f) 60 partículas sem carga, então número de nêutrons de Z:
NZ = AZ - ZZ
Mas ainda não sabemos A_Z.
Vamos usar outra informação.

Passo 6

A informação (d): “W tem 2 prótons a mais que Z e 3 nêutrons a menos que X”.
Sabemos que Z tem Z_Z = 30, então W tem:
ZW = ZZ + 2 = 32
Ainda não sabemos o número de massa de W ou de X, mas podemos relacionar mais informações.

Passo 7

Sabemos que Y tem A_Y = 80. Y tem Z_Y = 40 e N_Y = 40.
Como Y é isótono de Z (assumindo a correção), então N_Y = N_Z.
Então:
NZ = 40
E como Z tem Z_Z = 30, então:
AZ = ZZ + NZ = 30 + 40 = 70

Passo 8

Agora, retornando à informação (a): “X é isóbaro de Z”. Isóbaros têm o mesmo número de massa.
Então:
AX = AZ = 70
E pela informação (d): “W tem 3 nêutrons a menos que X”.
Sabemos que A_X = 70 e Z_X = número atômico de X não sabemos ainda. Mas vamos ver:
NX = AX - ZX = 70 - ZX
E:
NW = NX - 3 = 70 - ZX - 3 = 67 - ZX
Também sabemos que W tem Z_W = 32.
Então:
AW = ZW + NW = 32 + (67 - ZX) = 99 - ZX
Precisamos encontrar Z_X.

Passo 9

Voltando à informação (b): “Z é isótono de W”.
Isótonos têm o mesmo número de nêutrons.
Sabemos que:
NZ = 40
NW = 67 - ZX
Então:
67 - ZX = 40
ZX = 67 - 40 = 27

Passo 10

Agora que sabemos Z_X = 27, podemos encontrar A_W:
AW = 99 - 27 = 72
E para X:
AX = 70
ZX = 27
NX = 70 - 27 = 43

Passo 11

Resumindo:
  • Z: ,
  • Y: ,
  • X: ,
  • W: ,

Resposta

Os números atômicos e de massa são:
  • X: ,
  • Y: ,
  • Z: ,
  • W: ,

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