Compare a formação de compostos iônicos entre os seguintes pares de elementos:
Al e Cl
Explique como a diferença na carga dos íons influencia a proporção de átomos na fórmula química final.
Al e Cl
Passo 1
O que o enunciado pede:
- Comparar como se formam compostos iônicos entre os elementos Al e Cl.
- Explicar como a diferença nas cargas dos íons influencia a proporção de átomos na fórmula química final.
Informações relevantes (dados que vamos usar):
- Alumínio (Al) e cloro (Cl) são elementos que formam íons ao ganhar/perder elétrons.
- Para construir a fórmula do composto iônico, o resultado deve ser eletricamente neutro (soma das cargas zero).
Passo 2
Entendendo os elétrons de valência (por que cada um forma o íon que forma).
- O número atômico do alumínio é
. A configuração eletrônica externa é . Ou seja, o alumínio tem elétrons de valência. - O número atômico do cloro é
. A configuração eletrônica externa é . Ou seja, o cloro tem elétrons de valência.
Explicação didática: átomos “gostam” de atingir estrutura de gás nobre (regra do octeto) — completar ou esvaziar a camada externa para ter
elétrons (ou
para camadas muito pequenas). Para isso, metais tendem a perder elétrons e não metais tendem a ganhar.
Passo 3
Como cada átomo alcança configuração estável (formação de íons).
-
Alumínio (
) pode perder os elétrons de valência para ficar com a configuração do néon. A perda de elétrons gera o cátion . Interpretação: o átomo perdeuelétrons; por isso sua carga é . -
Cloro (
) pode ganhar elétron para completar o octeto e formar o ânion . Interpretação: o átomo ganhouelétron; por isso sua carga é .
Passo 4
Regras para montar a fórmula iônica (neutralidade elétrica).
- Regra fundamental: o composto iônico, como um todo, deve ser neutro. A soma algébrica das cargas dos íons na fórmula deve ser zero.
- Método prático (matemático): escolher inteiros
e (número de cátions e ânions) tais que Aqui é a carga numérica do cátion (positiva) e é a carga do ânion (negativa).
Aplicando a
e
:
-
para . -
para .
Então queremos
e
com
Isto é
O menor par de inteiros positivos que satisfaz é
e
.
Passo 5
Concluir a fórmula a partir da razão encontrada.
- Com
e a fórmula contém átomo de alumínio para cada átomos de cloro. - Escrevendo a fórmula química no menor número inteiro de átomos:
. - Em forma de reação íonica ilustrativa:
Didaticamente: três
com carga total
neutralizam um
com carga
.
Passo 6
Interpretação física e observações práticas (por que a proporção importa).
- A fórmula
representa a razão estequiométrica mínima (razão inteira mais simples) entre íons no retículo iônico; na rede cristalina real haverá muitos íons, mas sempre na proporção . - Regra curta para usar na prova (fácil e rápida):
- Determine as cargas dos íons (Ex.:
, ). - Use os valores absolutos das cargas e faça o “cruzamento” ou calcule o mínimo múltiplo comum para obter a menor razão inteira.
- Simplifique se possível (ex.: se obtiver
e , divide por e escreve ).
- Determine as cargas dos íons (Ex.:
Passo 7
Exemplos rápidos para fixar (aplicando a mesma ideia):
-
com : cargas e → razão → fórmula . -
com : cargas e → razão → fórmula . -
com : cargas e → LCM é → dois Fe ( ) e três O ( ) → .
Passo 8
Resumo curto e encorajamento:
- Para o par pedido (Al e Cl) a combinação iônica mais simples e neutra é
. - A diferença nas cargas força a escolha de uma proporção que zere a soma das cargas; por isso um cátion com carga maior em módulo precisa de mais ânions (ou vice-versa) até que as cargas somem zero.
- Você consegue! Na prova, basta identificar as cargas e aplicar o método do cruzamento/LCM rapidinho.
Resposta
A diferença de cargas (