Massa e tamanho dos átomos

Exame Nacional 2017, 2.ª fase — Grupo VII, item 4

Um dos dois isótopos naturais do nitrogénio tem número de massa \(15\).

Quantos neutrões existem, no total, no núcleo de um átomo desse isótopo?

(A) \(7\) neutrões.

(B) \(8\) neutrões.

(C) \(14\) neutrões.

(D) \(15\) neutrões.

Exame Nacional 2019, época especial — Grupo IV, item 1

Os dois isótopos mais abundantes do enxofre, S, são o enxofre-32 e o enxofre-34.

Os átomos destes isótopos têm

(A) número atómico diferente.

(B) número de eletrões diferente.

(C) o mesmo número de neutrões.

(D) o mesmo número de protões.

Exame Nacional 2020, 1.ª fase — Grupo IV, item 1

Na natureza, existem três isótopos de carbono: \({​}^{12}C\), \({​}^{13}C\) e \({​}^{14}C\).

Átomos destes isótopos têm o mesmo número de

(A) protões e massas diferentes.

(B) protões e massas iguais.

(C) neutrões e massas iguais.

(D) neutrões e massas diferentes.

Exame Nacional 2024, 1.ª fase — item 2.2.3

Na reciclagem de equipamentos eletrónicos, a extração de metais pode ser feita através de diferentes processos.

O ouro pode originar um ião positivo, representado simbolicamente por \({​}_{ 79}^{197}{\text{Au}}^{3+}\).

Este ião contém

(A) \(76\) neutrões.

(B) \(79\) neutrões.

(C) \(118\) neutrões.

(D) \(197\) neutrões.

Exame Nacional 2025, 2.ª fase — item 4.2

Qual das espécies seguintes apresenta o mesmo número de eletrões que a espécie \({​}_{1}^{3}H\)?

(A) \({​}_{2}^{3}\text{He}\)

(B) \({​}_{2}^{3}{\text{He}}^{+}\)

(C) \({​}_{2}^{4}\text{He}\)

(D) \({​}_{2}^{4}{\text{He}}^{2+}\)

Exame Nacional 2017, 1.ª fase — Grupo I, item 1.2

Considere que o teor de \({\text{CO}}_{2}\left( g \right)\) no ar seco é, aproximadamente, \(0,05 \% \left( m/m \right)\).

Qual das expressões seguintes permite calcular a quantidade de \({\text{CO}}_{2}\) que existirá numa amostra de \(1 \text{kg}\) de ar seco?

(A) \(\left( \frac{0,05\times 10}{44,01} \right) \text{mol}\)

(B) \(\left( \frac{0,05\times 100}{44,01} \right) \text{mol}\)

(C) \(\left( \frac{0,05}{100\times 44,01} \right) \text{mol}\)

(D) \(\left( \frac{0,05}{10\times 44,01} \right) \text{mol}\)

Exame Nacional 2017, 1.ª fase — Grupo VI, item 1.1

Admita que, num reator com a capacidade de \(1,00 L\), se introduziram, à temperatura \(T\), \(0,400 \text{mol}\) de \(A\left( g \right)\) e \(0,400 \text{mol}\) de \(B\left( g \right)\).

Considere que A e B são substâncias moleculares.

Quantas moléculas foram, no total, inicialmente introduzidas no reator?

(A) \(2,41\times {10}^{23}\)

(B) \(4,82\times {10}^{23}\)

(C) \(1,93\times {10}^{24}\)

(D) \(9,63\times {10}^{23}\)

Exame Nacional 2017, 2.ª fase — Grupo VI, item 2

Uma amostra pura de \(100 g\) de \({N}_{2}\left( g \right)\) conterá, no total, cerca de

(A) \(2,15\times {10}^{24}\) átomos.

(B) \(3,37\times {10}^{23}\) átomos.

(C) \(4,30\times {10}^{24}\) átomos.

(D) \(1,69\times {10}^{23}\) átomos.

Exame Nacional 2017, época especial — Grupo I, itens 2, 4

a) [★] Um dos isótopos naturais do cobre é o cobre-63.

Quantos neutrões existem no núcleo de um átomo deste isótopo do cobre?

(A) \(29\) neutrões.

(B) \(34\) neutrões.

(C) \(63\) neutrões.

(D) \(92\) neutrões.

b) [★★] As moedas de \(10\) cêntimos de euro têm uma massa de \(4,10 g\). No ouro nórdico, a percentagem, em massa, de cobre é \(89 \%\).

Determine o número de átomos de cobre numa moeda de \(10\) cêntimos de euro.

Apresente todas as etapas de resolução.

Exame Nacional 2018, época especial — Grupo IV, item 1.1

No corpo humano, os átomos de oxigénio estão maioritariamente ligados a átomos de hidrogénio, formando moléculas de água.

Se todos os átomos de oxigénio existentes em \(46 \text{kg}\) desse elemento estivessem ligados a átomos de hidrogénio (H), formando água, teriam de existir, no mínimo,

(A) \(1,4 \text{kg}\) de hidrogénio.

(B) \(5,8 \text{kg}\) de hidrogénio.

(C) \(2,9 \text{kg}\) de hidrogénio.

(D) \(15,3 \text{kg}\) de hidrogénio.

Exame Nacional 2020, 1.ª fase — item 3.2.1

Os tempos de descida da esfera sobre o plano inclinado foram medidos indiretamente a partir dos volumes de água vertidos por uma bureta. Assim, em cada ensaio realizado, abriu-se a torneira da bureta no instante em que a esfera foi largada sobre o plano inclinado e fechou-se a torneira da bureta no instante em que a esfera atingiu a base do plano.

Considere que, nos ensaios realizados, a bureta vertia, aproximadamente, \(1,6 {\text{cm}}^{3}\) de água em cada segundo. A massa volúmica da água, nas condições em que foram realizados esses ensaios, é \(1,0 {\text{g cm}}^{-3}\).

Quantas moléculas de água foram, aproximadamente, vertidas pela bureta em cada segundo?

(A) \(6,8\times {10}^{24}\)

(B) \(9,6\times {10}^{23}\)

(C) \(3,8\times {10}^{23}\)

(D) \(5,3\times {10}^{22}\)

Exame Nacional 2020, 2.ª fase — Grupo I, item 1

Na Terra, praticamente todos os átomos de nitrogénio têm número de massa \(14\) ou \(15\).

A massa de um átomo de nitrogénio será, em média, __________ vezes maior do que a massa de um átomo de carbono-12, sendo o isótopo mais abundante do nitrogénio o __________.

(A) \(14,01\ldots {​}^{14}N\)

(B) \(1,17\ldots {​}^{15}N\)

(C) \(1,17\ldots {​}^{14}N\)

(D) \(14,01\ldots {​}^{15}N\)

Exame Nacional 2021, 2.ª fase — item 8.2

Dois átomos de nitrogénio ligam-se entre si por uma ligação covalente tripla, formando uma molécula de \({N}_{2}\).

Qual é, em média, a massa de uma molécula de \({N}_{2}\)?

(A) \(4,65\times {10}^{-23} g\)

(B) \(28,0 g\)

(C) \(14,0 g\)

(D) \(2,33\times {10}^{-23} g\)

Exame Nacional 2022, época especial — item 7.3.2

O elemento cloro apresenta dois isótopos estáveis, o cloro-35 (\({​}^{35}\text{Cl}\)) e o cloro-37 (\({​}^{37}\text{Cl}\)), de massas isotópicas relativas \(34,97\) e \(36,97\), respetivamente.

O isótopo cloro-35 é

(A) mais abundante e tem menos dois neutrões do que o cloro-37.

(B) mais abundante e tem menos dois protões do que o cloro-37.

(C) menos abundante e tem menos dois neutrões do que o cloro-37.

(D) menos abundante e tem menos dois protões do que o cloro-37.

Exame Nacional 2023, 2.ª fase — item 8.2

Na monitorização do ar à saída de um precipitador eletrostático, é avaliada a concentração de material particulado, PM, constituído fundamentalmente por partículas em suspensão.

Considere que, a partir de uma amostra de \(1 {m}^{3}\) de gases de exaustão, se obtém, por filtração, uma massa de \(5,00\times {10}^{-5} g\) de material particulado. Admita um valor médio de \(2,62\times {10}^{-20} g\) de massa para uma partícula de PM.

Qual é a quantidade de PM, em unidades SI, na amostra considerada?

(A) \(5,24\times {10}^{-6}\)

(B) \(3,15\times {10}^{8}\)

(C) \(1,91\times {10}^{15}\)

(D) \(3,17\times {10}^{-9}\)

Exame Nacional 2025, época especial — itens 5.3, 5.4

Os artefactos de ferro são fabricados desde a Antiguidade, sendo frequente encontrá-los em naufrágios de diferentes épocas.

a) [★] Considere o ião ferro(3+), representado por \({​}_{26}^{56}{\text{Fe}}^{3+}\).

Em relação ao átomo de ferro que lhe deu origem, o ião representado tem

(A) mais três protões.

(B) menos três protões.

(C) mais três eletrões.

(D) menos três eletrões.

b) [★★] O ferro apresenta quatro isótopos naturais, sendo o mais abundante o ferro-56, com uma abundância relativa de \(91,754 \%\).

Qual das expressões permite calcular o número de átomos de ferro-56 presentes numa peça de ferro com a massa de \(17,42 g\)?

(A) \(\frac{17,42\times 91,754\times {N}_{A}}{55,85\times 100}\)

(B) \(\frac{55,85\times 17,42\times 91,754}{100\times {N}_{A}}\)

(C) \(\frac{55,85\times 91,754}{17,42\times 100\times {N}_{A}}\)

(D) \(\frac{17,42\times 55,85\times 91,754\times {N}_{A}}{100}\)

Exame Nacional 2026, 1.ª fase — itens 1.2, 1.4

No podcast de Carlos Fiolhais e David Marçal, Mais lento do que a luz, publicado em 11 de maio de 2023, a astrobióloga Zita Martins refere que um dos requisitos para a procura de vida fora da Terra é a presença dos elementos químicos essenciais para a existência de vida: carbono, hidrogénio e oxigénio, entre outros.

a) [★★] A Figura 2 apresenta valores típicos das percentagens em massa dos elementos químicos mais abundantes no corpo humano.

A razão entre o número de átomos de hidrogénio e o número de átomos de oxigénio, \(\frac{{N}_{H}}{{N}_{O}}\), no corpo humano, é

(A) \(6,5\)

(B) \(2,4\)

(C) \(0,41\)

(D) \(0,15\)

b) [★] Na natureza, existem três isótopos do oxigénio, que podem ser representados simbolicamente por \({​}^{16}O\), \({​}^{17}O\) e \({​}^{18}O\).

Associe cada isótopo apresentado na Coluna I a uma das suas características, apresentada na Coluna II. A cada letra corresponde apenas um número.

Exame Nacional 2026, 2.ª fase — item 1.2.3

Em 1871, Dmitri Mendeleev publicou uma versão da sua Tabela Periódica, em que organizava os 65 elementos conhecidos à data numa tabela, segundo dois princípios:

cada elemento tinha uma massa atómica superior à do elemento à sua esquerda;

cada elemento tinha propriedades químicas semelhantes às dos outros elementos da mesma coluna.

Nessa tabela, existiam lugares por preencher, mas Mendeleev não tentou encaixar aí elementos já conhecidos e percebeu que esses lugares corresponderiam a elementos ainda por descobrir.

Paul de Boisbaudran conseguiu isolar \(3,4 \text{mg}\) de gálio metálico, que apresentou na Academia de Ciências de Paris, em 1875.

O número de átomos de gálio na amostra pode ser calculado pela expressão

(A) \(\frac{69,72}{3,4\times {10}^{-3}\times 6,02\times {10}^{23}}\)

(B) \(\frac{3,4\times {10}^{-3}\times 6,02\times {10}^{23}}{69,72}\)

(C) \(\frac{3,4\times {10}^{-3}}{69,72\times 6,02\times {10}^{23}}\)

(D) \(\frac{69,72\times 6,02\times {10}^{23}}{3,4\times {10}^{-3}}\)

Areal, Prova-modelo 2018 — Grupo I, item 1

A fosfina, \({\text{PH}}_{3}\), à temperatura ambiente e pressão atmosférica normal é um gás incolor, inflamável e tóxico. Esta substância é comercializada sob a forma de pastilhas e pastas com o objetivo de combater pragas em produtos armazenados.

Qual é o número total de átomos que existem em \(50,0 {\text{dm}}^{3}\) de fosfina, medidos nas condições normais de pressão e de temperatura?

(A) \(2,70\times {10}^{23}\) átomos

(B) \(1,08\times {10}^{24}\) átomos

(C) \(1,34\times {10}^{24}\) átomos

(D) \(5,38\times {10}^{24}\) átomos

Exame Nacional 2019, 2.ª fase — Grupo I, item 3

A \(25{ }^{\circ }C\), a massa volúmica da substância B (\(M=146,16 {\text{g mol}}^{-1}\)) é \(1,5\) vezes superior à massa volúmica da substância A (\(M=116,24 {\text{g mol}}^{-1}\)).

Considere uma amostra pura da substância B com o dobro do volume de uma amostra pura da substância A, a \(25{ }^{\circ }C\).

Determine o quociente entre o número de moléculas da substância B e o número de moléculas da substância A existentes nas respetivas amostras.

Apresente todas as etapas de resolução, explicitando todos os cálculos efetuados.

Exame Nacional 2022, 1.ª fase — item 3.2

A procura de vida extraterrestre envolve a deteção de substâncias cuja existência pode ser indicadora da presença de vida.

A descoberta da origem do metano, \({\text{CH}}_{4}\) (\(M=16,05 {\text{g mol}}^{-1}\)), em Marte irá, provavelmente, requerer medições isotópicas.

No planeta Terra, o carbono apresenta dois isótopos estáveis, o carbono-12 (\({​}^{12}C\)) e o carbono-13 (\({​}^{13}C\)). A fração molar do isótopo \({​}^{13}C\) no carbono é \(0,0108\).

Calcule o número de átomos do isótopo carbono-13 presentes numa amostra de \(1000 g\) de \({\text{CH}}_{4}\) terrestre.

Apresente todos os cálculos efetuados.

Exame Nacional 2024, 1.ª fase — itens 1.2, 1.3

As medalhas atribuídas nos Jogos Olímpicos de Tóquio, que decorreram em 2021, foram totalmente produzidas a partir de material reciclado de equipamentos eletrónicos.

A Figura 1 apresenta a massa de cada medalha, de ouro, de prata e de bronze, e a percentagem, em massa, dos elementos que as constituem.

a) [★★] Na medalha de ouro, o número de átomos de prata, quando comparado com o número de átomos de ouro, é, aproximadamente,

(A) \(183\) vezes superior.

(B) \(82\) vezes superior.

(C) \(99\) vezes superior.

(D) \(150\) vezes superior.

b) [★★★] O cobre tem dois isótopos naturais, o cobre-63 e o cobre-65.

A massa isotópica relativa do cobre-63 é \(62,93\), e existem \(4,653 \text{mol}\) deste isótopo na medalha de bronze.

Determine a percentagem, em massa, do isótopo cobre-63 no cobre da medalha.

Apresente todos os cálculos efetuados.

Exame Nacional 2024, 2.ª fase — item 1.4.1

Enquanto nos espelhos comuns, na Terra, se utiliza, como superfície refletora, o alumínio, Al, o espelho principal do JWST é revestido por uma camada de ouro, Au.

Compare o número de átomos de ouro com o número de átomos de alumínio necessários para revestir espelhos de área igual com uma camada metálica de espessura igual.

Considere as massas volúmicas do ouro e do alumínio, respetivamente, \({\rho }_{\text{Au}}=19,3 {\text{g cm}}^{-3}\) e \({\rho }_{\text{Al}}=2,7 {\text{g cm}}^{-3}\).

Na sua resposta, estabeleça a razão entre o número de átomos de ouro e o número de átomos de alumínio, arredondada às unidades.

Mostre como chegou ao resultado solicitado.

Exame Nacional 2026, época especial — item 2.1

Durante a época dos descobrimentos, os navegadores portugueses enfrentaram muitas dificuldades, de entre as quais o escorbuto, uma doença causada pela deficiência de vitamina C (ácido ascórbico – \({C}_{6}{H}_{8}{O}_{6}\)).

Na tabela seguinte, está apresentado um excerto de um rótulo de um suplemento alimentar.

Complete o texto seguinte, selecionando a opção correta para cada espaço.

Das vitaminas apresentadas no excerto do rótulo do suplemento alimentar, a que está presente em menor massa, num comprimido, é a (a) __________, e a razão entre as massas das vitaminas C e A, \(\frac{{m}_{\text{vitamina C}}}{{m}_{\text{vitamina A}}}\), é (b) __________.

Num comprimido, existem cerca de \({10}^{20}\) moléculas de vitamina C, que contêm, aproximadamente, (c) __________ átomos. Na vitamina C, o átomo que mais contribui para a massa de uma molécula é o (d) __________.

Areal, Prova-modelo n.º 1 — Grupo II, item 4

«São as iniciais de partes por milhão em volume, ou ppm. É uma forma de medir o dióxido de carbono na atmosfera.» (…) «Os estudos paleoclimáticos mostram que o dióxido de carbono é responsável por metade das alterações térmicas no passado. Ora há quinhentos anos o dióxido de carbono atingiu o mínimo de 270 ppm. Mas a expansão da presença humana fez aumentar o dióxido de carbono até aos 380 ppm atuais.»

Extraído de O Sétimo Selo, de José Rodrigues dos Santos, pp. 204–206.

Atendendo à informação presente no texto, quantas moléculas de dióxido de carbono existem atualmente a mais num litro de ar, em condições PTN, comparativamente com o número mínimo de moléculas de dióxido de carbono, há quinhentos anos atrás?

Porto Editora, Prova-modelo 2019 — Grupo II, itens 2.2, 2.3

O cloro e o bromo são dois halogéneos que apresentam ambos dois isótopos naturais.

O bromo apresenta dois isótopos naturais, \({​}^{79}\text{Br}\) e \({​}^{81}\text{Br}\). Em \(1000 g\) de bromo puro (\({A}_{r}=79,904\)) há \(3,8203\times {10}^{24}\) átomos do isótopo \({​}^{79}\text{Br}\) (\({A}_{r}=78,918\)).

a) [★★★] Calcule a abundância relativa do isótopo \({​}^{81}\text{Br}\).

b) [★★] Calcule a massa isotópica relativa do isótopo \({​}^{81}\text{Br}\).

(Admita que a abundância relativa do isótopo \({​}^{81}\text{Br}\) é \(49,29 \%\).)