Considere os elementos A, B e C e seus números atômicos ( A: Z=17 ; B: Z=33 ; C: Z=50 ).
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 A se combina com o elemento B, qual é a fórmula molecular provável do composto que se forma? Justifique as respostas.

Passo 1

O enunciado dá três elementos e seus números atômicos e pede duas coisas:
  • Informação fornecida:
    • A:\;Z=17
    • B:\;Z=33
    • C:\;Z=50
  • 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 A se combine com B, 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 s e p (os chamados elementos “principais”), os elétrons de valência são exatamente os elétrons nos orbitais ns e np 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 ( n maior).

Passo 3

Determinar as configurações eletrônicas externas e os elétrons de valência de cada elemento, com desenvolvimento passo a passo.
  • Para A com Z=17 (elemento cloro):
    • Configuração completa até a terceira camada: \,1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^5.
    • Os orbitais da camada externa são 3s^2 e 3p^5. Portanto o número de elétrons de valência é 2 + 5 = 7.
    • Conclusão provisória: A tem 7 elétrons de valência.
  • Para B com Z=33 (elemento arsênico):
    • Notação de gás nobre: [Ar]\,4s^2\,3d^{10}\,4p^3.
    • Os elétrons de valência vêm de 4s^2 e 4p^3; os 3d^{10} são de camada interior e, em química de valência, não contam como valência.
    • Portanto o número de elétrons de valência é 2 + 3 = 5.
    • Conclusão provisória: B tem 5 elétrons de valência.
  • Para C com Z=50 (elemento estanho, Sn):
    • Notação de gás nobre: [Kr]\,5s^2\,4d^{10}\,5p^2.
    • Os elétrons de valência são os de 5s^2 e 5p^2: 2 + 2 = 4.
    • Conclusão provisória: C tem 4 elétrons de valência.

Passo 4

Identificar os grupos da Tabela Periódica a partir dos elétrons de valência (explicação didática).
  • Regra prática: para os elementos do bloco p (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 7 elétrons de valência pertencem ao grupo 17 (halogênios).
    • Elementos com 5 elétrons de valência pertencem ao grupo 15 (pnictogênios).
    • Elementos com 4 elétrons de valência pertencem ao grupo 14 (grupo do carbono/tetrelos).
  • Aplicando:
    • A ( 7 elétrons de valência) → grupo 17 (halogênios).
    • B ( 5 elétrons de valência) → grupo 15 (pnictídios/pnictogênios).
    • C ( 4 elétrons de valência) → grupo 14 (grupo do carbono / tetrelo).

Passo 5

Eletronegatividade: conceito e comparação entre A,B,C (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:
    • A (cloro, Z=17) está mais à direita e acima em relação a B e C, portanto tem maior eletronegatividade.
    • Para referência numérica (escala de Pauling): \chi_{\text{Cl}}\approx3,16, \chi_{\text{As}}\approx2,18, \chi_{\text{Sn}}\approx1,96. Esses valores confirmam que A tem a maior eletronegatividade.
  • Conclusão: o elemento com maior eletronegatividade é A.

Passo 6

Prever a fórmula do composto formado por A e B (estratégia e justificativa passo a passo).
  • Primeiro classificar o tipo de ligação esperado:
    • A (cloro) é um não‑metal muito eletronegativo; B (arsênico) é um metaloide (ou semimetal).
    • A diferença de eletronegatividade \chi_{\text{Cl}}-\chi_{\text{As}} é moderada ( \approx0,98), 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:
    • B (arsênico) tem 5 elétrons de valência. Para completar o octeto, o arsênico precisa de mais 3 elétrons compartilhados (pois 5+3=8).
    • Cada átomo de A (cloro) tem 7 elétrons e precisa de 1 elétron para completar o octeto; portanto cada Cl 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 1\!:\!3.
  • Representação de elétrons (esquemática, sem desenho gráfico):
    • Arsênico central com três ligações simples a três cloros: \text{As}-\text{Cl}_3. Após as três ligações, o arsênico tem um par de elétrons não ligantes (lone pair) e alcança o octeto.
  • Oxidação formal:
    • Em \text{AsCl}_3, cada cloro tem oxidação -1, então arsênico fica com oxidação +3, 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).
  • Observação sobre alternativa \text{AsCl}_5:
    • Embora o arsênico possa atingir +5 (formando \text{AsCl}_5) em condições apropriadas, o estado +3 (formando \text{AsCl}_3) é frequentemente o mais provável e estável para a combinação direta com cloro sob condições normais. Portanto a fórmula mais provável e típica é \text{AsCl}_3.

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 ns e np mais externos.
  • Identificou‑se os grupos pela correspondência entre elétrons de valência e número do grupo para os elementos do bloco p.
  • 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: B precisa de 3 elétrons, cada A contribui 1, levando à fórmula \text{AsCl}_3 (ligações covalentes polares).

Resposta

a) A:\;7 elétrons de valência — grupo 17 (halogênios).
b) B:\;5 elétrons de valência — grupo 15 (pnictogênios).
c) C:\;4 elétrons de valência — grupo 14 (grupo do carbono).
d) O elemento de maior eletronegatividade é A.
e) Fórmula provável do composto entre A e B: \text{AsCl}_3.

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