Um composto é formado pelo cátion X e ânion Y , com fórmula química representada por \mathrm{X}_{2} \mathrm{Y}_{3}. A respeito desse composto, assinale a alternativa correta.
a) O átomo X possui 2 elétrons na camada de valência.
b) O átomo Y possui 6 elétrons na camada de valência.
c) O átomo Y possui 2 elétrons na camada de valência.
d) O átomo X possui 6 elétrons na camada de valência.
e) O composto se estabiliza por ligação química covalente.
Explique:

Passo 1

O enunciado dá a fórmula do composto formada pelo cátion X e pelo ânion Y: \mathrm{X}_2\mathrm{Y}_3. Pede para assinalar a alternativa correta entre:
a) O átomo X possui 2 elétrons na camada de valência.
b) O átomo Y possui 6 elétrons na camada de valência.
c) O átomo Y possui 2 elétrons na camada de valência.
d) O átomo X possui 6 elétrons na camada de valência.
e) O composto se estabiliza por ligação química covalente.
Informações relevantes dadas:
  • O composto é formado por íons: X é cátion e Y é ânion.
  • A fórmula estequiométrica é \mathrm{X}_2\mathrm{Y}_3, ou seja, há 2 cátions X para cada 3 ânions Y.

Passo 2

Entender a neutralidade elétrica: um composto iônico é eletricamente neutro, então a soma das cargas dos íons deve ser zero. Vamos representar a carga do cátion X por +a e a carga do ânion Y por -b, com a e b números inteiros positivos. A condição de neutralidade dá a equação
2a - 3b = 0.
Expliquei: multiplicamos a carga de X por 2 (há 2 íons X) e a carga de Y por 3 (há 3 íons Y); a soma deve ser zero.

Passo 3

Resolver a equação de balanceamento de cargas. Da equação 2a - 3b = 0 vem
2a = 3b \quad\Rightarrow\quad a = \frac{3}{2}b.
Procuramos a menor solução inteira positiva para a e b. Se escolher b=2 então
a = \frac{3}{2}\cdot 2 = 3.
Portanto, a menor solução inteira é a=3 e b=2. Conclusão: os íons são X^{3+} e Y^{2-}.

Passo 4

O que significa X^{3+} para os elétrons de valência do átomo neutro X?
  • Um cátion X^{3+} perdeu 3 elétrons em relação ao átomo neutro. Essas perdas geralmente vêm da camada de valência (a camada exterior). Logo, o átomo neutro X tinha 3 elétrons na camada de valência antes de formar X^{3+}. Em linguagem simples: perder 3 elétrons indica que o átomo neutro tinha 3 elétrons para perder na camada externa.

Passo 5

O que significa Y^{2-} para os elétrons de valência do átomo neutro Y?
  • Um ânion Y^{2-} ganhou 2 elétrons em relação ao átomo neutro. Esses elétrons ganhos vão para a camada de valência, aumentando o número de elétrons nessa camada até, geralmente, completar o octeto. Portanto, o átomo neutro Y tinha 8-2=6 elétrons na camada de valência: ao ganhar 2 elétrons alcança 8 elétrons (configuração estável típica). Em termos práticos: ganhar 2 elétrons indica que o átomo neutro tinha 6 elétrons na camada externa.

Passo 6

Verificação das alternativas:
  • a) diz que X tem 2 elétrons na camada de valência — isso está errado porque deduzimos que X tem 3.
  • b) diz que Y tem 6 elétrons na camada de valência — isso está de acordo com Y^{2-} (correta).
  • c) diz que Y tem 2 elétrons na camada de valência — falso; seria o caso de um elemento que forma Y^{6-} hipoteticamente, não aqui.
  • d) diz que X tem 6 elétrons na camada de valência — falso.
  • e) afirma ligação covalente — também falso: a presença explícita de cátion e ânion indica ligações iônicas (atração eletrostática entre X^{3+} e Y^{2-}), não covalentes por compartilhamento predominante.
Um exemplo concreto para fixar: \mathrm{Al}_2\mathrm{O}_3 é um composto do tipo \mathrm{X}_2\mathrm{Y}_3 onde X=\mathrm{Al} (forma \mathrm{Al}^{3+}, com 3 elétrons de valência) e Y=\mathrm{O} (forma \mathrm{O}^{2-}, oxigênio tem 6 elétrons de valência). Isso ajuda a visualizar.

Resposta

(b) O átomo Y possui 6 elétrons na camada de valência.

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