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(Uerj) As fotocélulas são dispositivos largamente empregados para acender lâmpadas, abrir portas, tocar campainhas, etc. O seu mecanismo baseia-se no chamado "efeito fotoelétrico", que é facilitado quando se usam metais com energia de ionização baixa. Os metais que podem ser empregados para esse fim são: sódio, potássio, rubídio e césio.
a) De acordo com o texto anterior, cite o metal mais eficiente para a fabricação de fotocélulas, indicando o nome da família a que ele pertence, de acordo com a Tabela de Classificação Periódica.
b) Escreva a fórmula mínima e o nome do composto formado pelo ânion O2- e o cátion potássio.
Respostas
Resposta:
a) Dentre os elementos químicos citados no texto do enunciado, o Césio (Cs) é o elemento com menor energia de ionização. Ele pertence à família dos metais alcalinos.
b) O composto descrito é o K2O, o óxido de potássio.
Explicação:
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a) O metal mais eficiente para a fabricação de fotocélulas é o césio. O césio pertence à família dos metais alcalinos.
b) A fórmula mínima do composto formado entre o ânion O²⁻ e o cátion potássio é K₂O. Seu nome é óxido de potássio.
Energia de ionização é a energia necessária para se remover um elétron de um átomo na fase gasosa.
O efeito fotoelétrico, segundo o texto, é facilitado quando se usam metais com energia de ionização baixa. Dentre os metais citados, aquele que apresentar energia de ionização mais baixa, será o metal mais eficiente para a fabricação de fotocélulas.
a)
Para descobrir o metal com energia de ionização mais baixa dentre os citados e o nome da família a que ele pertence, é necessário consultar a tabela periódica. Os elementos estão localizados no grupo 1 ou família IA da tabela. Os elementos da família IA são chamados metais alcalinos.
A energia de ionização diminui à medida que for descendo em um grupo. Como o césio é o último do grupo, ele é o que possui menor energia de ionização, portando, será o metal mais eficiente.
b)
Para descobrir a fórmula mínima do composto formado entre o ânion O2- e o cátion potássio, é necessário saber de um detalhe:
O potássio está na família IA, portanto, ele perde um elétron quando reage com outro composto e sua carga fica +1. O O2- possui carga -2, pois receberá os 2 elétrons do potássio.
Lembre-se que uma substância neutra possui carga total igual a zero.
Então, para neutralizar a carga do oxigênio que é -2, serão necessários dois átomos de potássio, pois:
+1+1-2= 0
Fórmula mínima ⇒ K₂O
A substância é um óxido, portanto, o nome será a palavra óxido + o nome do metal.
Nome do composto ⇒ Óxido de potássio
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