Considere os átomos \mathrm{X}, \mathrm{Y}, \mathrm{Z} todos do mesmo período. X é um metal alcalino, Y esta no grupo VA e Z é um halogênio. (a) Qual dos três atomos é mais eletronegativo? Qual o menos? Explique. (b) Qual das ligações X-Y, X-Z, Y-Z deve ser iônica? (c) escreva a estrutura de Lewis para o composto de \mathrm{Xe} \mathrm{Y}, \mathrm{Xe} Z, Y e Z.

Passo 1

O enunciado dá três átomos \mathrm{X}, \mathrm{Y}, \mathrm{Z} e pede três coisas separadas:
  1. (a) Qual dos três é mais eletronegativo e qual é o menos eletronegativo? Explique.
  2. (b) Qual das ligações \mathrm{X}\!-\!\mathrm{Y},\; \mathrm{X}\!-\!\mathrm{Z},\; \mathrm{Y}\!-\!\mathrm{Z} deve ser iônica?
  3. (c) Escreva a(s) estrutura(s) de Lewis para o composto formado por \mathrm{X} e \mathrm{Y}, para o composto formado por \mathrm{X} e \mathrm{Z}, e para o composto formado por \mathrm{Y} e \mathrm{Z}.
Informações fornecidas e relevantes:
  • Os três átomos estão no mesmo período.
  • \mathrm{X} é um metal alcalino (grupo \mathrm{I}, valência típica: 1 elétron).
  • \mathrm{Y} está no grupo \mathrm{V}\!\mathrm{A} (grupo 15, valência típica: 5 elétrons).
  • \mathrm{Z} é um halogênio (grupo \mathrm{VII}\!\mathrm{A} / 17, valência típica: 7 elétrons).

Passo 2

Vamos entender o conceito que precisamos: eletronegatividade e como ela varia no período.
O que é eletronegatividade?
  • Eletronegatividade é a tendência que um átomo tem de atrair elétrons numa ligação química.
  • É uma escala qualitativa (ex.: escala de Pauling) em que átomos com maior carga efetiva e menor tamanho atraem elétrons com mais força.
Tendência periódica (mesmo período):
  • Ao andar da esquerda para a direita em um mesmo período, o número atômico aumenta e o raio atômico diminui (aprox.), de modo que a carga nuclear efetiva aumenta.
  • Com mais carga efetiva e praticamente a mesma proteção por elétrons interiores, o átomo atrai elétrons com mais força → eletronegatividade cresce da esquerda para a direita no período.
Consequência prática para nossos átomos (memorização útil):
  • Metais alcalinos (grupo \mathrm{I}) ficam à esquerda → baixa eletronegatividade.
  • Halogênios (grupo \mathrm{VII}\!\mathrm{A}) ficam à direita → alta eletronegatividade.
  • Elementos do grupo \mathrm{V}\!\mathrm{A} ficam entre esses dois.

Passo 3

Aplicando a tendência ao caso concreto:
  • \mathrm{X} é metal alcalino (grupo \mathrm{I}): está bem à esquerda no período → eletronegatividade baixa.
  • \mathrm{Y} é do grupo \mathrm{V}\!\mathrm{A}: posição intermediária → eletronegatividade intermediária.
  • \mathrm{Z} é halogênio (grupo \mathrm{VII}\!\mathrm{A}): está à direita do período → eletronegatividade alta.
Logo, em ordem de eletronegatividade crescente:
\mathrm{X} < \mathrm{Y} < \mathrm{Z}.
Portanto, o mais eletronegativo é \mathrm{Z} e o menos eletronegativo é \mathrm{X}.

Passo 4

Agora vamos definir como decidir se uma ligação será iônica ou covalente.
Regra prática (qualitativa):
  • Quando um átomo muito eletropositivo (baixa eletronegatividade) se liga a um átomo muito eletronegativo, a tendência é ocorrer transferência quase completa de elétrons → ligação iônica (formam-se íons).
  • Quando dois átomos têm eletronegatividades parecidas, compartilham elétrons → ligação covalente (pura ou polar).
  • Uma regra numérica usada por vezes: diferença de eletronegatividade maior que cerca de 1{,}7 (escala de Pauling) sugere caráter predominantemente iônico. Aqui não precisamos de valores exatos: basta o raciocínio qualitativo.
Aplicando ao tripé \mathrm{X},\mathrm{Y},\mathrm{Z}:
  • \mathrm{X} (muito pouco eletronegativo) com \mathrm{Z} (muito eletronegativo) → grande diferença → comportamento iônico típico (ex.: NaCl).
  • \mathrm{X} com \mathrm{Y}: também grande diferença (metal + elemento do grupo 15) — porém, entre as três opções a ligação mais marcadamente iônica e clássica é metal + halogênio.
  • \mathrm{Y} com \mathrm{Z}: são ambos não-metais; a ligação tende a ser covalente (polar), tipicamente com Y como átomo central formando ligações covalentes a átomos Z.
Interpretação coerente para a pergunta (única resposta correta esperada):
  • A ligação que “deve ser iônica” (a mais claramente iônica dentre as três) é \mathrm{X}\!-\!\mathrm{Z} (metal alcalino + halogênio).

Passo 5

Vamos construir as estruturas de Lewis pedindo passo a passo. Relembre: para fazer uma estrutura de Lewis usamos o número de elétrons de valência, a regra do octeto (quando aplicável) e a tendência de formar íons quando ocorre transferência completa.
  1. Determinar valências típicas (já dadas pela posição nos grupos):
  • \mathrm{X} (grupo \mathrm{I}) tem 1 elétron de valência.
  • \mathrm{Y} (grupo \mathrm{V}\!\mathrm{A}) tem 5 elétrons de valência.
  • \mathrm{Z} (halogênio) tem 7 elétrons de valência.
  1. Combinando para satisfazer octetos:
  • \mathrm{X} precisa perder 1 elétron para ficar com configuração estável (tornar-se \mathrm{X}^+).
  • \mathrm{Y} precisa ganhar 3 elétrons para completar o octeto ( 5+3=8); por isso, se houver doação completa, a estequiometria iônica seria \mathrm{X}_3\mathrm{Y} (ex.: \mathrm{Na}_3\mathrm{N} analogamente).
  • \mathrm{Z} precisa ganhar 1 elétron para completar o octeto ( 7+1=8); combinação com um metal alcalino forma um sal \mathrm{XZ} (1:1), por exemplo \mathrm{NaCl}.
  • Para ligações covalentes entre \mathrm{Y} e \mathrm{Z}: \mathrm{Y} quer completar o octeto formando geralmente três ligações (pois tem 5 elétrons, faz 3 ligações e fica com um par isolado). Assim a fórmula típica é \mathrm{YZ}_3 (ex.: \mathrm{PCl}_3).
  1. Esboço das estruturas de Lewis (representação descritiva clara):
  • Para o composto entre \mathrm{X} e \mathrm{Y}: fórmula iônica típica \mathrm{X}_3\mathrm{Y}.
    • Cada \mathrm{X} doa seu único elétron e vira \mathrm{X}^+ (sem pontos de elétrons de valência).
    • \mathrm{Y} recebe 3 elétrons e forma [\mathrm{Y}]^{3-} com octeto completo (quatro pares de elétrons ao redor).
    • Podemos escrever a descrição de Lewis como: \mathrm{X}^+,\,\mathrm{X}^+,\,\mathrm{X}^+,\;[\mathrm{Y}]^{3-}, onde [\mathrm{Y}]^{3-} tem quatro pares de elétrons (quatro pares de pontos) em seu entorno.
  • Para o composto entre \mathrm{X} e \mathrm{Z}: fórmula iônica \mathrm{XZ}.
    • \mathrm{X} doa 1 elétron → \mathrm{X}^+.
    • \mathrm{Z} recebe 1 elétron → [\mathrm{Z}]^- com octeto completo (quatro pares de elétrons).
    • Descrição de Lewis: \mathrm{X}^+ \; [\mathrm{Z}]^-, com [\mathrm{Z}]^- mostrando quatro pares de elétrons (quatro pares de pontos).
  • Para o composto entre \mathrm{Y} e \mathrm{Z}: fórmula covalente típica \mathrm{YZ}_3.
    • \mathrm{Y} (5 elétrons) forma três ligações simples com três átomos \mathrm{Z}; após as três ligações, \mathrm{Y} fica com um par de elétrons não-ligantes (um lone pair).
    • Cada \mathrm{Z} (7 elétrons) compartilha um elétron na ligação e mantém três pares isolados (três lone pairs) para completar seu octeto.
    • Estrutura de Lewis descritiva: átomo central \mathrm{Y} com três ligações simples a três \mathrm{Z}; \mathrm{Y} tem 1 par isolado; cada \mathrm{Z} tem 3 pares isolados.

Passo 6

Vou traduzir as descrições acima em formas compactas e explícitas (boa para revisão de prova):
  • \mathrm{X}_3\mathrm{Y} (iônico): três cátions \mathrm{X}^+ e um ânion [\mathrm{Y}]^{3-} com quatro pares de elétrons ao redor de \mathrm{Y}.
  • \mathrm{XZ} (iônico): \mathrm{X}^+ e [\mathrm{Z}]^- onde [\mathrm{Z}]^- tem quatro pares de elétrons.
  • \mathrm{YZ}_3 (covalente, polar): estrutura com \mathrm{Y} no centro ligado a três \mathrm{Z} por ligações simples; \mathrm{Y} possui um par isolado; cada \mathrm{Z} possui três pares isolados.

Resposta

(a) Mais eletronegativo: \mathrm{Z}. Menos eletronegativo: \mathrm{X}.
(b) A ligação que deve ser iônica é \mathrm{X}\!-\!\mathrm{Z}.
(c) Estruturas de Lewis (formas/descrições):
\mathrm{X}_3\mathrm{Y}:\; \mathrm{X}^+,\,\mathrm{X}^+,\,\mathrm{X}^+,\;[\mathrm{Y}]^{3-} (onde [\mathrm{Y}]^{3-} tem quatro pares de elétrons ao redor, octeto completo).
\mathrm{XZ}:\; \mathrm{X}^+ \; [\mathrm{Z}]^{-} (onde [\mathrm{Z}]^{-} tem quatro pares de elétrons ao redor, octeto completo).
\mathrm{YZ}_3:\; \mathrm{Y} central ligada por três ligações simples a três \mathrm{Z}; \mathrm{Y} tem um par isolado; cada \mathrm{Z} tem três pares isolados.

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