Exercícios de gases nobres com gabarito comentado

Exercícios de gases nobres com gabarito ajudam a revisar os elementos do grupo 18 da tabela periódica, sua baixa reatividade e sua relação com a configuração eletrônica estável. Para resolvê-los bem, é necessário reconhecer quais elementos pertencem a essa família, compreender o preenchimento da camada de valência e distinguir propriedades químicas de usos tecnológicos.

O que são os gases nobres?

Os gases nobres são elementos químicos localizados na última coluna da tabela periódica, o grupo 18. Em condições ambientes, apresentam-se como gases monoatômicos, isto é, suas partículas são átomos isolados, e não moléculas formadas pela união de dois ou mais átomos. Integram esse grupo o hélio, o neônio, o argônio, o criptônio, o xenônio, o radônio e o oganessônio.

Durante muito tempo, eles foram chamados de gases inertes porque quase não reagem com outras substâncias. Hoje se sabe que a expressão não é absoluta: compostos de xenônio, principalmente com flúor e oxigênio, já foram obtidos em laboratório. Ainda assim, a baixa reatividade é uma característica central do grupo e é muito cobrada em questões de Química.

A explicação está na distribuição dos elétrons. Com exceção do hélio, que possui dois elétrons na primeira camada, os gases nobres têm oito elétrons na camada mais externa. Essa organização é energeticamente estável. Por isso, em geral, esses átomos não tendem a ganhar, perder ou compartilhar elétrons para formar ligações químicas.

Posição e configuração eletrônica

A posição de um elemento na tabela periódica fornece pistas importantes sobre seu comportamento. Os gases nobres ocupam o grupo 18, situado à extrema direita. O período informa o número de camadas eletrônicas ocupadas, enquanto o grupo indica uma semelhança na organização dos elétrons mais externos para os elementos representativos.

O hélio é uma exceção de classificação eletrônica: sua configuração é 1s², portanto ele possui apenas a primeira camada, que fica completa com dois elétrons. Já o neônio apresenta configuração 1s² 2s² 2p⁶, e o argônio, 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶. Nos dois últimos subníveis de valência, a forma geral é ns² np⁶.

Uma questão pode apresentar a distribuição eletrônica de um átomo e pedir a identificação de sua família. Se a última camada estiver completa e o elemento estiver no grupo 18, a associação com os gases nobres é adequada. Porém, é importante verificar o número atômico ou a distribuição completa, pois outros átomos também podem ter uma camada interna completa sem pertencer a esse grupo.

Propriedades e aplicações

Além da baixa reatividade, os gases nobres são incolores e inodoros nas condições usuais. Eles têm pontos de fusão e de ebulição baixos, pois entre seus átomos atuam forças intermoleculares fracas. Ao descer no grupo, aumentam o número de elétrons, a massa atômica e, de modo geral, a intensidade dessas forças.

As aplicações dependem de características específicas. O hélio é empregado em balões meteorológicos e em equipamentos que exigem temperaturas muito baixas. O neônio é conhecido por tubos luminosos. O argônio é usado em lâmpadas e em processos de soldagem, pois cria uma atmosfera que reduz a interação de materiais aquecidos com componentes do ar. O xenônio aparece em certos tipos de lâmpadas e equipamentos especializados.

O radônio merece atenção especial: é radioativo e pode ser encontrado naturalmente em solos e rochas. Em locais fechados, seu acúmulo é indesejável devido aos riscos associados à exposição à radiação. O oganessônio é sintético, altamente radioativo e produzido em quantidades muito pequenas, de modo que suas propriedades ainda são objeto de pesquisa.

Como resolver questões sobre gases nobres

Antes de escolher uma alternativa, identifique qual conceito a questão está avaliando. Nem toda questão sobre essa família pede apenas a lista de elementos. Algumas relacionam gases nobres à regra do octeto, à formação de íons, às propriedades periódicas ou a situações práticas de uso.

1. Localize o elemento ou a família na tabela periódica. Grupo 18 indica gás nobre.
2. Observe a camada de valência. Dois elétrons no hélio ou oito nos demais explicam a estabilidade usual.
3. Não confunda baixa reatividade com impossibilidade total de reação. O xenônio pode formar alguns compostos.
4. Verifique se a alternativa fala de estado físico, partículas monoatômicas ou aplicação tecnológica.
5. Em comparações no grupo, lembre-se de que os elementos mais abaixo possuem mais camadas e maior massa atômica.

Uma armadilha frequente é afirmar que todos os elementos com oito elétrons são gases nobres. O número oito pode aparecer em uma camada interna de vários átomos. Para caracterizar a estabilidade típica do grupo 18, é preciso que a camada mais externa esteja completa.

Exercícios de gases nobres

1. Qual alternativa apresenta somente gases nobres?

1. Hélio, neônio e argônio.
2. Hidrogênio, hélio e lítio.
3. Oxigênio, neônio e cloro.
4. Argônio, cálcio e criptônio.

2. A baixa reatividade dos gases nobres é explicada principalmente pela:

1. ausência total de elétrons.
2. camada de valência completa.
3. presença de elétrons desemparelhados em todas as camadas.
4. facilidade para perder elétrons.

3. Um átomo neutro possui distribuição eletrônica 2, 8, 8. Esse átomo é classificado como:

1. metal alcalino.
2. halogênio.
3. gás nobre.
4. metal alcalino-terroso.

4. O hélio apresenta estabilidade química mesmo tendo apenas dois elétrons porque:

1. a primeira camada comporta no máximo dois elétrons.
2. ele pertence ao grupo dos halogênios.
3. sua segunda camada está completa.
4. ele tende a receber seis elétrons.

5. Assinale a aplicação mais relacionada ao uso do argônio.

1. Produção de sal de cozinha.
2. Criação de atmosfera protetora em processos de soldagem.
3. Composição principal do ar atmosférico.
4. Neutralização de ácidos fortes em solução.

6. Sobre o xenônio, assinale a afirmativa correta.

1. É um metal de transição.
2. Não possui elétrons na camada de valência.
3. É totalmente incapaz de formar compostos.
4. É um gás nobre que pode formar alguns compostos em condições específicas.

7. Em relação ao neônio e ao xenônio, é correto afirmar que:

1. o neônio possui maior número atômico.
2. o xenônio possui mais camadas eletrônicas.
3. ambos pertencem aos halogênios.
4. ambos são líquidos à temperatura ambiente.

8. O elemento radioativo que pertence ao grupo dos gases nobres e pode ocorrer naturalmente em solos e rochas é o:

1. radônio.
2. radiação.
3. rádio.
4. rutênio.

Gabarito comentado

1. Alternativa A. Hélio, neônio e argônio são elementos do grupo 18. Hidrogênio, lítio, oxigênio, cloro e cálcio pertencem a outras famílias da tabela periódica.

2. Alternativa B. A camada externa completa reduz a tendência de o átomo ganhar, perder ou compartilhar elétrons. Essa é a justificativa mais importante para a baixa reatividade dos gases nobres.

3. Alternativa C. A distribuição 2, 8, 8 corresponde ao argônio, de número atômico 18. Como a terceira camada, que é a mais externa, tem oito elétrons, o átomo pertence ao grupo 18.

4. Alternativa A. A primeira camada eletrônica, também chamada camada K, só comporta dois elétrons. Dessa forma, o hélio possui sua única camada completa, não sendo necessário que tenha oito elétrons para ser estável.

5. Alternativa B. O argônio é usado como gás de proteção em soldagens. Sua baixa reatividade dificulta reações indesejadas entre o material aquecido e gases presentes no ar, como o oxigênio.

6. Alternativa D. O xenônio é um gás nobre e, embora seja pouco reativo, pode originar compostos, especialmente com elementos muito eletronegativos, como o flúor. Portanto, dizer que ele é absolutamente inerte está incorreto.

7. Alternativa B. O neônio está no segundo período, enquanto o xenônio está no quinto período. Por isso, o xenônio possui mais camadas eletrônicas e também maior número atômico.

8. Alternativa A. O radônio é um gás nobre radioativo de ocorrência natural. Não se deve confundir seu nome com rádio, que é outro elemento químico, pertencente aos metais alcalino-terrosos.

Síntese para revisão

Os gases nobres ocupam o grupo 18 e incluem He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn e Og. São gases monoatômicos e pouco reativos porque apresentam a camada mais externa completa. O hélio é a exceção à regra do octeto, pois sua estabilidade decorre do preenchimento da primeira camada com dois elétrons.

Para revisar, associe o argônio à soldagem, o neônio a tubos luminosos e o radônio à radioatividade. Em questões objetivas, procure a posição no grupo 18, a configuração de valência completa e as exceções importantes: gases nobres não são totalmente incapazes de reagir, e o xenônio pode formar compostos em condições específicas.