Na mitologia grega, Nióbia era a filha de Tântalo, dois personagens conhecidos pelo sofrimento. O elemento químico de número atômico (Z) igual a 41 tem propriedades químicas e físicas tão parecidas com as do elemento de número atômico 73 que chegaram a ser confundidos. Por isso, em homenagem a esses dois personagens da mitologia grega, foi conferido a esses elementos os nomes de nióbio (Z = 41) e tântalo (Z = 73). Esses dois elementos químicos adquiriram grande importância econômica na metalurgia, na produção de supercondutores e em outras aplicações na indústria de ponta, exatamente pelas propriedades químicas e físicas comuns aos dois.
KEAN, S. A colher que desaparece: e outras histórias reais de loucura, amor e morte a
partir dos elementos químicos. Rio de Janeiro: Zahar, 2011 (adaptado).
A importância econômica e tecnológica desses elementos, pela similaridade de suas propriedades químicas e físicas, deve-se a
A) terem elétrons no subnível f.
B) serem elementos de transição interna.
C) pertencerem ao mesmo grupo na tabela periódica.
D) terem seus elétrons mais externos nos níveis 4 e 5, respectivamente.
E) estarem localizados na família dos alcalinos terrosos e alcalinos, respectivamente.
Resolução em Texto
📚 Matérias Necessárias para a Solução
- Tabela Periódica
- Propriedades Periódicas
🔢 Nível da Questão
Médio
✅ Gabarito
Alternativa C – “Pertencerem ao mesmo grupo na tabela periódica.”
📝 Resolução Passo a Passo
🔎 Passo 1: Análise do Comando e Definição do Objetivo
A questão descreve dois elementos químicos, nióbio (Nb, Z = 41) e tântalo (Ta, Z = 73), e pergunta o motivo pelo qual eles possuem propriedades físicas e químicas tão semelhantes.
💡 Palavras-chave:
- Propriedades químicas e físicas semelhantes → Indica que os elementos podem estar no mesmo grupo da tabela periódica.
- Números atômicos diferentes (41 e 73) → Indica que estão em períodos distintos, mas ainda podem ter configuração eletrônica similar.
- Importância na indústria → Reforça que a questão trata de elementos de transição.
🎯 Objetivo da questão: Descobrir o motivo da semelhança entre esses dois elementos.
📖 Passo 2: Explicação de Conceitos e Conteúdos Necessários
🔢 1. A Tabela Periódica e os Grupos
A Tabela Periódica é organizada em grupos (colunas) e períodos (linhas):
- Elementos do mesmo grupo possuem propriedades químicas e físicas semelhantes, pois têm a mesma quantidade de elétrons na camada mais externa.
- Os períodos indicam o número de camadas eletrônicas do elemento.
🔍 Os grupos são numerados de 1 a 18. O nióbio (Nb) e o tântalo (Ta) pertencem ao grupo 5 da Tabela Periódica.
⚛ 2. Configuração Eletrônica e Elementos de Transição
A configuração eletrônica define como os elétrons estão distribuídos nos átomos:
- Nióbio (Nb, Z = 41) → 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d³
- Tântalo (Ta, Z = 73) → 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6s² 4f¹⁴ 5d³
🧩 Semelhança: Ambos possuem três elétrons no subnível “d” → (d³). Isso influencia sua reatividade e comportamento químico.
🔹 Os elementos de transição (grupos 3 a 12) são caracterizados por preencherem o subnível “d” progressivamente.
📘Passo 3: Tradução e Interpretação do Texto
- A questão menciona que Nb e Ta foram confundidos devido à semelhança de suas propriedades.
- Isso acontece porque estão no mesmo grupo e compartilham a mesma configuração de valência (d³).
- A referência mitológica ao sofrimento de Nióbia e Tântalo é apenas uma curiosidade sobre os nomes dos elementos, não interfere na solução química da questão.
✏ Passo 4: Desenvolvimento de Raciocínio
Aqui, a chave da resposta é perceber que elementos no mesmo grupo compartilham propriedades químicas semelhantes. Isso ocorre porque:
- Possuem a mesma quantidade de elétrons na camada mais externa.
- A distribuição eletrônica da camada de valência é idêntica.
- Comportam-se de maneira semelhante em reações químicas.
✅ Conclusão: O motivo da semelhança entre nióbio e tântalo é que eles pertencem ao mesmo grupo na tabela periódica (Grupo 5).
🔍 Passo 5: Análise das Alternativas e Resolução
Agora, vamos analisar cada alternativa para entender por que a correta é a C e as outras estão erradas.
(A) Terem elétrons no subnível f. ❌ ERRADO
- O subnível f só começa a ser preenchido em elementos de terras raras (lantanídeos e actinídeos).
- Nb e Ta preenchem o subnível “d”, não o “f”.
Como ficaria correta?
👉 Se a questão falasse de lantanídeos ou actinídeos, essa alternativa poderia estar correta.
(B) Serem elementos de transição interna. ❌ ERRADO
- Elementos de transição interna são os lantanídeos e actinídeos, que ocupam a parte inferior da tabela.
- Nb e Ta são elementos de transição externa, pois estão no bloco d.
Como ficaria correta?
👉 Se a questão tratasse de elementos como o Urânio (U, Z = 92) ou Lutécio (Lu, Z = 71).
(C) Pertencerem ao mesmo grupo na tabela periódica. ✅ CORRETO
✔️ Como explicado nos passos anteriores, elementos do mesmo grupo têm a mesma configuração eletrônica na camada de valência, o que explica suas propriedades semelhantes.
✔️ Nb e Ta estão no grupo 5.
(D) Terem seus elétrons mais externos nos níveis 4 e 5, respectivamente. ❌ ERRADO
- Embora seja verdade que o Nb tem elétrons mais externos no nível 5 e o Ta no nível 6, isso não justifica a similaridade química.
- A semelhança química vem do mesmo número de elétrons na última camada, não do número da camada.
Como ficaria correta?
👉 Se a questão perguntasse sobre diferentes períodos da tabela, poderia ser uma explicação aceitável.
(E) Estarem localizados na família dos alcalinos terrosos e alcalinos, respectivamente. ❌ ERRADO
- Metais alcalinos (Grupo 1) e alcalinos terrosos (Grupo 2) têm propriedades químicas muito diferentes dos elementos de transição.
- Nb e Ta pertencem ao Grupo 5, não aos alcalinos ou alcalinos terrosos.
Como ficaria correta?
👉 Se estivéssemos falando do sódio (Na, grupo 1) e do cálcio (Ca, grupo 2).
🎯 Passo 6: Conclusão e Justificativa Final
A questão testa o conhecimento sobre a Tabela Periódica e os grupos. Elementos no mesmo grupo compartilham propriedades semelhantes, pois têm a mesma configuração eletrônica na camada de valência.
🔹 Nióbio (Nb) e tântalo (Ta) pertencem ao grupo 5 → Isso explica sua similaridade.
✅ Resposta correta: Alternativa C.
