Iniciante

a) Os principais componentes do ar atmosférico são: nitrogênio (N₂, 78%), oxigênio (O₂, 21%) e gás carbônico (CO₂, ~1%)

b) Os componentes da mistura têm pontos de ebulição significativamente diferentes, por isso uma liquefação fracionada

c) O principal componente da atmosfera é o nitrogênio e o da crosta terrestre é o oxigênio. A molécula de nitrogênio tem uma ligação tripla e é altamente inerte, sendo difícil a sua fixação. Já o oxigênio tem uma ligação dupla e é muito mais reativo que o nitrogênio, sendo de fácil fixação

d) O nitrogênio é encontrado em toda molécula de aminoácidos (estrutura básica: carbono alfa ligado a um grupo amino, carboxilato, hidrogênio e radical, que determina o aminoácido). Muito embora ele seja essencial, devido à sua baixa reatividade, não conseguimos assimilá-lo pela respiração, que tem o papel de absorver o oxigênio. Portanto, caso submetido a uma atmosfera de nitrogênio, um animal morreria asfixiado

Intermediário

a) O hélio é um elemento muito leve e a temperatura ambiente, sua velocidade quadrática média é maior que a velocidade de escape da terra, por isso, ele não fica na atmosfera

b) O urânio é radioativo e na sua série de decaimento emite várias partículas alfa, que nada mais são que núcleos de hélio. Ao capturar dois elétrons, vira um átomo de hélio e acaba se acumulando perto do urânio

c) O Sol tem uma massa e uma temperatura enorme, fazendo com que no seu núcleo a fusão nuclear seja possível. Esse processo consiste em juntar dois núcleos mais leves para gerar um mais pesado. Quando o combustível é o hidrogênio, hélio acaba sendo formado.

d) Ao analisar mais minuciosamente o espectro emitido pelo Sol, os cientistas foram capazes de identificar raias que faltavam nele. Então, analisaram o espectro de emissão de vários elementos e foram capazes de identificar vários elementos da composição do Sol, no entanto, algumas raias não eram emitidas por elemento algum. Dessa forma, deveria haver um novo elemento químico que absorvesse naquelas áreas, sendo assim descoberto o hélio.

Avançado

a) Os elementos da família 17 são chamados de halogênios e podem ser encontrados na forma X₂ e devido a isso, são moléculas apolares e a força de interação entre elas é por força de van der Waals que aumenta conforme a quantidade de elétrons do composto e da polarizabilidade de sua nuvem eletrônica. O F e o Cl têm relativamente poucos elétrons e baixa polarizabilidade e por isso são compostos gasosos. O I, por outro lado, tem muitos elétrons e é muito polarizável e é sólido. O Br é um caso intermediário e é líquido. O mercúrio é um metal e forma ligações metálicas. Elementos da família 12 tem ligações especialmente fracas por serem d¹⁰. O orbital 6s do mercúrio são muito externos e por isso o momento do elétron é muito alto o que resulta em correções relativísticas e isso diminui a energia do orbital. Devido a isso, o átomo de Hg é bem estável, o que diminui a força da ligação e faz com que ele seja líquido.

b) É importante localizar o Ga na tabela periódica. Ele está logo após a primeira série d. Os elétrons d não blindam tão bem a carga nuclear e por isso o próximo elétron sente uma atração maior, o que resulta num raio atômico menor e numa menor temperatura de ebulição.

c) Esse metal é o Cr. Devido a sua distribuição anômala ele é da forma 3d⁵4s¹ e isso justifica os dados da ionização.

d) Esse fato é realmente paradoxal, porque o potencial de redução deveria ser uma medida do quão fácil é tirar um elétron de um átomo e a energia de ionização do lítio é a maior da família. No entanto, a energia de ionização não é o único fator que influencia no potencial de redução. Em condições padrão, o Li⁺ é hidratado e como ele tem uma alta relação carga-raio, tem uma alta energia de hidratação o que acaba compensado a alta energia de ionização e faz com que o seu potencial de redução seja o menor da família.