Considere os elementos
e
e seus números atômicos (
).
a) Indique o número de elétrons de valência de cada elemento e identifique os grupos da Tabela Periódica a que pertencem os três elementos.
b) Indique qual dos três elementos tem maior eletronegatividade. Se o elemento
se combina com o elemento
, qual é a fórmula molecular provável do composto que se forma? Justifique as respostas.
a) Indique o número de elétrons de valência de cada elemento e identifique os grupos da Tabela Periódica a que pertencem os três elementos.
b) Indique qual dos três elementos tem maior eletronegatividade. Se o elemento
Passo 1
O enunciado dá três elementos e seus números atômicos e pede duas coisas:
- Informação fornecida:
-
- Perguntas:
- (a) Determinar o número de elétrons de valência de cada elemento e identificar a que grupo da Tabela Periódica cada um pertence.
- (b) Dizer qual dos três tem maior eletronegatividade e, supondo que
se combine com , indicar a fórmula molecular provável do composto formado e justificar.
Passo 2
O que são elétrons de valência e como vamos encontrá‑los (explicação didática).
- Elétrons de valência são os elétrons na camada eletrônica mais externa de um átomo; são esses elétrons que participam das ligações químicas.
- Para elementos do bloco
e (os chamados elementos “principais”), os elétrons de valência são exatamente os elétrons nos orbitais e da camada mais externa. - Método prático: escrever a configuração eletrônica (ou usar a notação de gás nobre) e contar os elétrons do nível mais externo (
maior).
Passo 3
Determinar as configurações eletrônicas externas e os elétrons de valência de cada elemento, com desenvolvimento passo a passo.
-
Para
com (elemento cloro): - Configuração completa até a terceira camada:
. - Os orbitais da camada externa são
e . Portanto o número de elétrons de valência é - Conclusão provisória:
tem elétrons de valência.
- Configuração completa até a terceira camada:
-
Para
com (elemento arsênico): - Notação de gás nobre:
. - Os elétrons de valência vêm de
e ; os são de camada interior e, em química de valência, não contam como valência. - Portanto o número de elétrons de valência é
- Conclusão provisória:
tem elétrons de valência.
- Notação de gás nobre:
-
Para
com (elemento estanho, Sn): - Notação de gás nobre:
. - Os elétrons de valência são os de
e : - Conclusão provisória:
tem elétrons de valência.
- Notação de gás nobre:
Passo 4
Identificar os grupos da Tabela Periódica a partir dos elétrons de valência (explicação didática).
- Regra prática: para os elementos do bloco
(colunas da 13 à 18), o número de elétrons de valência é igual ao número da família menos 10. Alternativamente, basta saber que: - Elementos com
elétrons de valência pertencem ao grupo (halogênios). - Elementos com
elétrons de valência pertencem ao grupo (pnictogênios). - Elementos com
elétrons de valência pertencem ao grupo (grupo do carbono/tetrelos).
- Elementos com
- Aplicando:
-
( elétrons de valência) → grupo (halogênios). -
( elétrons de valência) → grupo (pnictídios/pnictogênios). -
( elétrons de valência) → grupo (grupo do carbono / tetrelo).
-
Passo 5
Eletronegatividade: conceito e comparação entre
(didática).
- Eletronegatividade é a tendência de um átomo em atrair elétrons numa ligação química.
- Tendência periódica qualitativa: em uma mesma linha (período) aumenta da esquerda para a direita; em uma mesma coluna (grupo) diminui de cima para baixo.
- Aplicando isso qualitativamente aos três elementos:
-
(cloro, ) está mais à direita e acima em relação a e , portanto tem maior eletronegatividade. - Para referência numérica (escala de Pauling):
, , . Esses valores confirmam que tem a maior eletronegatividade.
-
- Conclusão: o elemento com maior eletronegatividade é
.
Passo 6
Prever a fórmula do composto formado por
e
(estratégia e justificativa passo a passo).
- Primeiro classificar o tipo de ligação esperado:
-
(cloro) é um não‑metal muito eletronegativo; (arsênico) é um metaloide (ou semimetal). - A diferença de eletronegatividade
é moderada ( ), o que favorece ligações covalentes polares, não uma ligação fortemente iônica.
-
- Segundo, usar a contagem de elétrons de valência e a regra do octeto para prever razão de combinação:
-
(arsênico) tem elétrons de valência. Para completar o octeto, o arsênico precisa de mais elétrons compartilhados (pois ). - Cada átomo de
(cloro) tem elétrons e precisa de elétron para completar o octeto; portanto cada tende a formar uma ligação simples (compartilhar 1 elétron). - Assim, um átomo de arsênico pode se ligar a três átomos de cloro, cada cloro fornecendo/compartilhando o par de elétrons para formar uma ligação simples, resultando em uma espécie com razão
.
-
- Representação de elétrons (esquemática, sem desenho gráfico):
- Arsênico central com três ligações simples a três cloros:
. Após as três ligações, o arsênico tem um par de elétrons não ligantes (lone pair) e alcança o octeto.
- Arsênico central com três ligações simples a três cloros:
- Oxidação formal:
- Em
, cada cloro tem oxidação , então arsênico fica com oxidação , que é um estado de oxidação comum e estável para arsênico (os estados +3 e +5 são possíveis; +3 é mais comum para arsênico em compostos com halogênios).
- Em
- Observação sobre alternativa
: - Embora o arsênico possa atingir
(formando ) em condições apropriadas, o estado (formando ) é frequentemente o mais provável e estável para a combinação direta com cloro sob condições normais. Portanto a fórmula mais provável e típica é .
- Embora o arsênico possa atingir
Passo 7
Resumo final dos raciocínios essenciais (curto e prático para a prova).
- Encontrou‑se os elétrons de valência por contagem dos elétrons nos orbitais
e mais externos. - Identificou‑se os grupos pela correspondência entre elétrons de valência e número do grupo para os elementos do bloco
. - Usou‑se a tendência periódica de eletronegatividade para escolher o elemento mais eletronegativo.
- Para prever a fórmula do composto, usou‑se a regra do octeto e a contagem de elétrons de valência:
precisa de 3 elétrons, cada contribui 1, levando à fórmula (ligações covalentes polares).
Resposta
a)
elétrons de valência — grupo
(halogênios).
b) elétrons de valência — grupo
(pnictogênios).
c) elétrons de valência — grupo
(grupo do carbono).
d) O elemento de maior eletronegatividade é .
e) Fórmula provável do composto entre e
:
.
b)
c)
d) O elemento de maior eletronegatividade é
e) Fórmula provável do composto entre