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Cesgranrio · Petrobras · Técnico(a) de Operação Júnior · 2017 · questão 22

Cesgranrio Petrobras 2017 Física · Natureza elétrica da matéria também em Química · Estrutura do átomo e isótopos

Questão 22

O cobre é um material muito empregado em sistemas elétricos, isto porque o átomo de cobre possui

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Resposta da banca: C

Resolução comentada

Situar o problema antes de resolver.

Assunto

Condução nos metais: o elétron solitário da camada mais externa se solta com facilidade e forma o mar de elétrons livres.

Objetivo

Explicar por que o cobre é bom condutor. O que está em jogo é a estrutura eletrônica: um elétron de valência fracamente preso.

Conceitos para revisar

Um elétron de valência

O cobre tem 29 elétrons, com um só na camada mais externa. Esse elétron se desprende e circula entre os átomos.

\[\text{Cu: } [\text{Ar}]\, 3d^{10}\, 4s^{1}\]
4s¹o elétron livre

Átomo neutro

No estado natural o átomo tem prótons e elétrons em número igual: alternativas que falam em excesso de elétrons estão erradas.

\[n_{e} = n_{p} = 29\]
neutro

Preparar o terreno antes de resolver.

Dados

GrandezaValor
Pergunta a característica do átomo de cobre que o faz condutor

Conversões

Nenhuma: a questão é conceitual.

Estratégia

  1. Descarte as que dizem que o átomo tem carga.
  2. Descarte as que põem muitos elétrons na camada externa.

Agora sim, resolver.

Passos lógicos

A resolução tem 3 passos. Revele um de cada vez e, antes de abrir cada um, tente prever a linha de raciocínio.

1

Átomo é neutro

Caem (A) e (E).

\[\text{(A), (E): erradas}\]
2

Distribuição

A maior parte dos elétrons está nas camadas internas, não uniforme nem na externa. Caem (B) e (D).

\[\text{(B), (D): erradas}\]
3

Responder

Um elétron na camada externa. (C).

\[(C)\]

Resposta

\[\text{um elétron na camada externa}\]
Alternativa C

Acelerar, conferir e escapar da armadilha.

Como resolver rápido

É reconhecimento: metal condutor tem poucos elétrons de valência, e o cobre tem um.

\[\text{Cu: } 4s^{1}\ \text{livre}\]
\[\text{(C)}\]

Avaliar a coerência

1Átomo com carga líquida não existe em equilíbrio

Elimina (A) e (E). Atalho mental.

2Camada externa com muitos elétrons é de isolante

Elimina (B) e (D), confirma (C).