Compare a formação de compostos iônicos entre os seguintes pares de elementos:
Na e Cl
Na e Cl
Passo 1
O enunciado pede que eu compare a formação de compostos iônicos entre os elementos fornecidos. Informações relevantes (dados conhecidos sobre os elementos):
- Os elementos são
e . - Números atômicos (informação padrão usada):
tem e tem . - O objetivo é descrever como ocorre a formação do composto iônico entre esses dois átomos, indicar as espécies iônicas formadas, a fórmula do composto e comentar aspectos energéticos/estruturais que expliquem por que esse composto existe.
Passo 2
Eletronicamente: como cada átomo alcança estabilidade por transferência de elétrons
- Configuração eletrônica (forma completa e abreviada):
-
(ou abreviado ). -
(ou abreviado ).
-
- O que isso significa em palavras simples:
-
tem um elétron sozinho na camada . Perder esse elétron deixa a configuração do gás nobre precedente ( ), que é uma configuração estável. -
tem falta de um elétron para completar a camada e atingir a configuração do gás nobre seguinte ( ). Ganhar um elétron torna mais estável.
-
- Conclusão prática: é favorável que
perca um elétron e ganhe esse elétron. Assim formam-se os íons e .
Passo 3
Reações elementares envolvidas (etapas e conceitos energéticos básicos)
- Transferência de elétron do sódio:
Explicação: a primeira energia de ionização ( ) é a energia necessária para remover um elétron de um átomo neutro. Para isso é relativamente baixo (é um metal alcalino). - Ganho de elétron pelo cloro:
Explicação: afinidade eletrônica ( ) é a energia liberada quando o átomo aceita um elétron. Para é bastante favorável. - Formação do retículo iônico (ligação eletrostática):
Explicação: quando íons de sinais opostos se juntam para formar o cristal, a forte atração eletrostática libera energia (energia reticular). Essa liberação compensa o custo inicial de ionização e torna o processo global energeticamente favorável. - Regra prática (Born–Haber qualitativo): o processo total de formar
gasoso a partir dos elementos costuma ser exotérmico porque a energia reticular é grande o suficiente para superar a do .
Passo 4
Cargas, fórmula e representante do composto formado
- Cargas típicas após transferência:
-
perde um elétron → . -
ganha um elétron → .
-
- Como equilibrar cargas para escrever a fórmula: um cátion
e um ânion se combinam numa razão . - Fórmula do composto iônico resultante:
- Representação por pontos de Lewis (síntese visual rápida):
-
(um elétron de valência) -
(sete elétrons de valência) - Após transferência:
e (com octeto completo).
-
Passo 5
Estrutura cristalina e propriedades macroscópicas (por que o composto tem aquelas propriedades)
- Estrutura:
cristaliza no tipo “sal-gema” (estrutura cúbica de face centrada com coordenação 6:6). Em palavras: cada fica rodeado por seis e vice-versa. - Origem das propriedades:
- Alto ponto de fusão e ebulição: devido à forte atração eletrostática entre íons (energia reticular grande).
- Dureza e fragilidade: redes iônicas são rígidas; ao aplicar força, planos de íons iguais podem ficar alinhados e as repulsões entre íons de mesmo sinal tornam o cristal fraturado (fragilidade).
- Solubilidade em água e condutividade: em água, a interação com dipolos solvatantes separa os íons → solução condutora. No estado sólido não conduz (íons fixos), mas fundido ou em solução sim.
- Expressão simples da interação coulômbica entre dois íons:
onde e são as cargas dos íons e é a distância entre eles. Para e temos e .
Passo 6
Como responder isso numa prova — passo a passo curto e direto (o que escrever para garantir pontos)
- Escreva as configurações eletrônicas e identifique elétrons de valência:
- Declare a transferência de elétron e os íons formados:
- Escreva a fórmula do composto e a justifique (razão das cargas):
- Comente a favorabilidade energética em termos qualitativos (IE baixo do
, EA favorável do , energia reticular grande). - Mencione estrutura cristalina e propriedades macroscópicas relevantes (alto ponto de fusão, solubilidade, condução quando fundido/solução).
Essa sequência garante que o examinador veja raciocínio completo e organizado.
Passo 7
Exemplo rápido visual (como desenhar no rascunho da prova)
- Desenhe
com um ponto e com sete pontos (Lewis). Setinha do ponto do indo para . Ao lado escreva e . Embaixo escreva e um comentário: “formação por atração eletrostática; cristal iônico tipo NaCl; alto ponto de fusão”.
Passo 8
Resumo didático rápido e encorajador
- Em uma frase prática: o sódio doa um elétron para o cloro; formam-se
e ; a forte atração entre esses íons gera o composto iônico com propriedades típicas de sais iônicos. - Você consegue: seguir os passos de cima na prova e ganhar os pontos explicando transferência, carga, fórmula e propriedades. Vai dar certo!
Resposta
A formação entre
e
ocorre por transferência de um elétron de
para
, formando
e
e o composto iônico
.
A ligação é eletrostática (energia reticular grande), a razão é (fórmula
), estrutura cristalina tipo sal-gema (coordenação 6:6), e o composto apresenta alto ponto de fusão, é solúvel em água e conduz eletricidade quando fundido ou em solução.
A ligação é eletrostática (energia reticular grande), a razão é