1. O átomo de alumínio tem configuração eletrônica 2-8 - 3; o de oxigênio, 2-6. Quais são as configurações dos íons formados? Qual é a fórmula do composto resultante?

Passo 1

O enunciado dá as configurações eletrônicas dos átomos neutros:
  • Alumínio: 2-8-3.
  • Oxigênio: 2-6.
O que o exercício pede:
  1. Determinar as configurações eletrônicas dos íons formados a partir desses átomos.
  2. Determinar a fórmula do composto resultante quando esses íons se combinam.
Informações relevantes que temos (não vou resolver ainda, só listar):
  • Número de elétrons em cada átomo na forma dada pelas suas configurações.
  • Os átomos tendem a formar íons para alcançar uma camada externa estável (regra do octeto).
  • Ao formar íons, o alumínio pode perder elétrons (ficando positivo) e o oxigênio pode ganhar elétrons (ficando negativo).
  • Para obter a fórmula do composto, é preciso que a soma das cargas positivas e negativas seja zero (neutralidade elétrica).

Passo 2

Contar elétrons e identificar a camada de valência de cada átomo.
  • Alumínio: a configuração 2-8-3 significa que há 2 elétrons na primeira camada, 8 na segunda e 3 na terceira (camada de valência). Somando, o átomo neutro tem 2+8+3=13 elétrons, o que corresponde ao número atômico 13 do alumínio.
    Explicação didática: a “camada de valência” é a última camada com elétrons ( 3 elétrons aqui) e é essa camada que costuma participar das reações e da formação de íons.
  • Oxigênio: a configuração 2-6 significa 2 elétrons na primeira camada e 6 na segunda (valência). O átomo neutro tem 2+6=8 elétrons, número atômico 8. A camada de valência tem 6 elétrons.

Passo 3

Aplicar a regra do octeto para prever como cada átomo alcança estabilidade.
  • Regra do octeto (explicação didática): muitos átomos ganham, perdem ou compartilham elétrons para ficar com 8 elétrons na camada de valência (configuração de gás nobre). Perder elétrons gera um íon positivo (cátion); ganhar elétrons gera um íon negativo (ânion).
  • Alumínio ( 3 elétrons na valência): para ficar com a camada externa igual à anterior (a que tem 8 elétrons), é mais simples ele perder os 3 elétrons da camada de valência e passar a ter a distribuição das camadas interiores, isto é 2-8. Perder 3 elétrons implica carga +3. Logo o íon formado é \mathrm{Al}^{3+} com configuração de elétrons por camadas 2-8. Em notação orbital completa, essa configuração é 1s^2\,2s^2\,2p^6 (a mesma de neônio).
  • Oxigênio ( 6 elétrons na valência): para completar o octeto precisa ganhar 2 elétrons (ficando com 8 na segunda camada). Ganhar 2 elétrons implica carga -2. Logo o íon formado é \mathrm{O}^{2-} com configuração 2-8, ou em notação orbital 1s^2\,2s^2\,2p^6 (também como neônio).

Passo 4

Determinar a razão em que os íons se combinam para formar um composto neutro.
  • Objetivo: combinar \mathrm{Al}^{3+} e \mathrm{O}^{2-} de modo que a soma algébrica das cargas seja zero.
  • Método prático (aula rápida): achar os menores inteiros positivos x e y tais que
3x-2y=0,
onde x é o número de íons \mathrm{Al}^{3+} e y o número de íons \mathrm{O}^{2-}. Isso garante 3x (carga total positiva) igual a 2y (módulo da carga total negativa).
  • Resolver a equação em inteiros menores: a menor solução positiva é x=2 e y=3, porque 3\cdot 2 = 6 e 2\cdot 3 = 6. Alternativamente, pensar em MMC de 3 e 2 que é 6: para alcançar carga total 6 positiva precisa-se de 2 íons \mathrm{Al}^{3+}; para -6 precisa-se de 3 íons \mathrm{O}^{2-}.

Passo 5

Escrever a fórmula do composto e comentar brevemente sobre o tipo de ligação.
  • Com 2 átomos de alumínio (cada um \mathrm{Al}^{3+}) e 3 átomos de oxigênio (cada um \mathrm{O}^{2-}), a fórmula empírica do composto é \mathrm{Al}_2\mathrm{O}_3.
  • Explicação didática curta: esse é um composto iônico — os cátions \mathrm{Al}^{3+} e os ânions \mathrm{O}^{2-} atraem-se eletrostaticamente e formam uma rede sólida. Em provas, é comum você mostrar a transferência de elétrons (setas) e indicar as cargas dos íons antes de montar a fórmula.

Passo 6

Dicas para a prova (compactas e práticas)
  • Sempre calcule quantos elétrons tem na valência e pense se é mais fácil perder ou ganhar elétrons para chegar a 8.
  • Para achar a fórmula iônica use o MMC das magnitudes das cargas (ou escreva a equação q_+\cdot n_+ = q_-\cdot n_- e ache os menores inteiros).
  • Ao escrever cargas e configurações, usar notação como \mathrm{Al}^{3+} e \mathrm{O}^{2-} e, se pedir, a notação orbital 1s^2\,2s^2\,2p^6.

Resposta

\mathrm{Al}^{3+}:\\\ 2-8
\mathrm{O}^{2-}:\\\ 2-8
Fórmula do composto: \mathrm{Al}_2\mathrm{O}_3

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