Dados os átomos a seguir: a)
.
a) Faça a distribuição eletrônica e indique quantos elétrons de valencia tem cada elemento
b) Faça a distribuição eletrônica indicando o core (núcleo) do gás nobre correspondente.
c) Escreva a distribuição eletrônica dos íons:
e
d) Indique que compostos iônicos poderão ser formados a partir desses elementos:
. Escreva as estruturas de Lewis e as fórmulas mínimas.
e) Coloque os átomos em ordem crescente (por grupos de elementos) com relação a: eletronegatividade, potencial de ionização e raio atômico. (explicar)
a) Faça a distribuição eletrônica e indique quantos elétrons de valencia tem cada elemento
b) Faça a distribuição eletrônica indicando o core (núcleo) do gás nobre correspondente.
c) Escreva a distribuição eletrônica dos íons:
d) Indique que compostos iônicos poderão ser formados a partir desses elementos:
e) Coloque os átomos em ordem crescente (por grupos de elementos) com relação a: eletronegatividade, potencial de ionização e raio atômico. (explicar)
Passo 1
Você me deu três conjuntos de átomos e pediu várias coisas. Vou listar com clareza o que o enunciado pede e quais elementos aparecem:
-
Conjuntos de átomos:
- a)
- b)
- c)
- a)
-
Perguntas que o enunciado faz:
- (a) Fazer a distribuição eletrônica de cada elemento do item (a) e indicar quantos elétrons de valência tem cada um.
- (b) Fazer a distribuição eletrônica dos elementos do item (b) indicando explicitamente o “core” (o núcleo eletrônico) correspondente ao gás nobre.
- (c) Escrever a distribuição eletrônica dos íons:
. - (d) Indicar quais compostos iônicos podem ser formados a partir destes elementos:
; escrever as fórmulas mínimas e as estruturas de Lewis (mostrar a transferência de elétrons). - (e) Para cada grupo de elementos (os três conjuntos acima), colocar os átomos em ordem crescente quanto a (i) eletronegatividade, (ii) potencial de ionização e (iii) raio atômico, e explicar por que (tudo com justificativa didática).
-
Informações relevantes dadas (implícitas no enunciado):
- Todos os átomos são de elementos principais (bloco s e p), então podemos usar regras usuais de distribuição eletrônica (aufbau, Pauli, Hund) e contar valência pelas camadas externas.
- Precisamos fornecer explicações didáticas passo a passo para que você entenda como chegar às respostas na prova.
Passo 2
Pequena revisão didática (essencial para não pular etapas):
- Número atômico e elétrons: o número atômico
de um elemento indica quantos elétrons neutros o átomo tem. Para montar uma distribuição eletrônica, colocamos elétrons nos orbitais seguindo regras. - Regras básicas para distribuir elétrons:
- Regra de Aufbau (ordem de enchimento): orbitais são preenchidos aproximadamente na ordem:
. Eu vou usar esta ordem pra escrever as configurações. - Princípio de exclusão de Pauli: cada orbital comporta no máximo
elétrons com spins opostos. - Regra de Hund: ao preencher orbitais degenerados (por exemplo os três
), primeiro colocamos um elétron em cada orbital com spins paralelos antes de parear.
- Regra de Aufbau (ordem de enchimento): orbitais são preenchidos aproximadamente na ordem:
- Capacidade dos subníveis:
comporta elétrons, comporta , comporta . - Síntese prática: para elementos do bloco s e p (como os do enunciado), a valência costuma ser o número de elétrons nas camadas mais externas (camada de maior
), e isso coincide com o grupo da tabela periódica (por ex. metais alcalinos têm 1 elétron de valência). - Notação com gás nobre (core): em vez de escrever toda a configuração, substituímos os elétrons internos pelo símbolo do gás nobre imediatamente anterior entre colchetes, por exemplo
. Isso mostra o “core” que fica inerte em muitas reações iônicas.
Passo 3
Como contar elétrons de valência (explicação prática):
- Para elementos do bloco
e , os elétrons de valência são os elétrons em todos os orbitais com maior número quântico principal . Ex.: para (configuração termina em ), a valência é (o elétron no ). - Em íons de metais, ao formar cátions removemos elétrons primeiro da camada de maior
(por exemplo o antes do em elementos mais pesados); para os itens do enunciado apenas precisamos remover elétrons externos para formar os cátions indicados.
Passo 4
Vou dar a distribuição completa (quando útil) e também a notação com gás nobre. Lembre-se: todos os símbolos químicos e expoentes estarão em TeX.
-
( ): - Distribuição:
. - Notação com gás nobre:
. - Elétrons de valência:
(apenas o elétron ).
- Distribuição:
-
( ): - Distribuição:
. - Notação com gás nobre:
. - Elétrons de valência:
(o ).
- Distribuição:
-
( ): - Distribuição:
. - Notação com gás nobre:
. - Elétrons de valência:
(o ).
- Distribuição:
-
( ): - Distribuição:
. - Notação com gás nobre:
. - Elétrons de valência:
(o ).
- Distribuição:
(Nesta parte todos são metais alcalinos; fica claro que cada um tem exatamente
elétron de valência.)
Passo 5
Para os elementos do item (b) vamos escrever a configuração usando explicitamente o gás nobre que representa o core.
-
( ): - Notação com gás nobre:
. - Aqui o core
significa os elétrons internos .
- Notação com gás nobre:
-
( ): - Notação com gás nobre:
. - Aqui o core
representa .
- Notação com gás nobre:
-
( ): - Notação com gás nobre:
. - Aqui o core
representa .
- Notação com gás nobre:
Explicação rápida: o “core” corresponde ao gás nobre do período anterior e contém os elétrons internos que, em química inorgânica simples, normalmente não participam diretamente da formação de ligações iônicas.
Passo 6
Regra prática: ao formar cátions de metais retiramos elétrons da camada de maior
; para ânions (haletos) adiciona-se elétron(s) ao orbital externo.
-
: átomo neutro tem elétrons; ao perder elétron sobra . - Configuração:
. - Notação com gás nobre:
.
- Configuração:
-
: átomo neutro tem configuração ; perde o . - Configuração:
.
- Configuração:
-
: átomo neutro é ; perdendo elétrons fica com elétrons totais. - Configuração:
.
- Configuração:
-
: átomo neutro tem com configuração ; ao ganhar um elétron fica com elétrons. - Configuração:
.
- Configuração:
-
: átomo neutro ( ) tem ; ao ganhar um elétron fica com elétrons. - Configuração:
.
- Configuração:
Observação didática: veja que muitos íons simples alcançam a configuração do gás nobre mais próximo — por isso a estabilidade iônica.
Passo 7
Princípio: metais tendem a perder elétrons formando cátions com cargas positivas típicas (Na
, Mg
, Ca
); halogênios ganham elétrons formando ânions com carga
(Cl
, Br
, F
). Combinando cargas obtém-se fórmulas mínimas elétroneutralas.
Possíveis compostos entre os elementos fornecidos:
- Sódio com halogênios:
-
, , .
-
- Magnésio com halogênios:
-
, , .
-
- Cálcio com halogênios:
-
, , .
-
Agora as estruturas de Lewis (mostrando a transferência de elétrons). Vou representar cátions como
ou
e ânions com dois pontos
para indicar pares de elétrons; por exemplo
mostra os oito elétrons ao redor de
.
-
Para
: - Transferência:
e . - Lewis iônico (simplificado):
. - Fórmula mínima:
.
- Transferência:
-
Para
: - Transferência:
; . - Lewis iônico (simplificado):
. - Fórmula mínima:
.
- Transferência:
-
Para
: - Transferência:
; . - Lewis iônico (simplificado):
. - Fórmula mínima:
.
- Transferência:
Você pode formar análogos iguais trocando os halogênios (Cl ↔ Br ↔ F) mantendo as mesmas estequiometrias. Em provas normalmente basta mostrar um exemplo de cada tipo (metal monovalente com haleto; metal divalente com dois haletos).
Passo 8
Primeiro, regras gerais (didático e simples):
- Eletronegatividade (
): tendência de um átomo atrair elétrons numa ligação. Na tabela periódica, aumenta para a direita e para cima (o top-right é mais eletronegativo). Em um mesmo grupo, a eletronegatividade diminui ao descer o grupo (porque os elétrons adicionados ficam mais afastados do núcleo e o efeito de atração é menor). - Energia de ionização (
): energia necessária para remover um elétron do átomo no estado gasoso. Geralmente aumenta para a direita e para cima; portanto, dentro de um grupo, diminui ao descer. - Raio atômico (
): distância típica do núcleo até a “nuvem” eletrônica externa. Em um grupo, o raio aumenta ao descer (novo nível mais externo); em um período, diminui para a direita. Assim, em um grupo, a ordem crescente é do topo para baixo.
Agora as ordens pedidas (colocadas de forma crescente, ou seja do menor para o maior, com uma curta justificativa).
-
Grupo a)
(alcalinos): - Eletronegatividade (crescente):
. - Justificativa: desce-se o grupo aumenta-se o tamanho e aumenta o blindamento, então menor atração por elétrons → menor
.
- Justificativa: desce-se o grupo aumenta-se o tamanho e aumenta o blindamento, então menor atração por elétrons → menor
- Potencial de ionização (crescente):
. - Justificativa: mais fácil remover elétron quando ele está mais longe do núcleo; portanto
diminui ao descer.
- Justificativa: mais fácil remover elétron quando ele está mais longe do núcleo; portanto
- Raio atômico (crescente):
. - Justificativa: cada elemento abaixo tem um nível quântico principal maior
, então maior raio.
- Justificativa: cada elemento abaixo tem um nível quântico principal maior
- Eletronegatividade (crescente):
-
Grupo b)
(alcalino-terrosos): - Eletronegatividade (crescente):
. - Potencial de ionização (crescente):
. - Raio atômico (crescente):
. - (As justificativas seguem a mesma lógica de blindagem e número quântico principal
.)
- Eletronegatividade (crescente):
-
Grupo c)
(halogênios) — note: você listou na pergunta ; eu ordeno aqui de forma clara: - Eletronegatividade (crescente):
. - Justificativa: flúor é o mais eletronegativo (topo do grupo), iodeto está mais abaixo e é menos eletronegativo.
- Potencial de ionização (crescente):
. - Justificativa: elétrons externos mais afastados tornam mais fácil removê-los; portanto
é menor para baixo do grupo.
- Justificativa: elétrons externos mais afastados tornam mais fácil removê-los; portanto
- Raio atômico (crescente):
. - Justificativa: cada halogênio abaixo tem níveis eletrônicos com maior
, logo maior raio.
- Justificativa: cada halogênio abaixo tem níveis eletrônicos com maior
- Eletronegatividade (crescente):
Resposta
a)
— valência
;\quad
— valência
;\quad
— valência
;\quad
— valência
.
b)
;\quad
;\quad
. (Aqui o core indicado é
, respectivamente.)
c)
;\quad
;\quad
;\quad
;\quad
.
d) Compostos iônicos possíveis (fórmulas mínimas) e Lewis (simplificado):
-
. Ex.: . -
. Ex.: . -
. Ex.: .
e) Ordens crescentes (do menor para o maior) com justificativa breve:
-
Grupo a)
: - Eletronegatividade:
. - Potencial de ionização:
. - Raio atômico:
. - (Justificativa: descendo o grupo aumenta
e blindagem → menor e menor ; raio aumenta ao descer.)
- Eletronegatividade:
-
Grupo b)
: - Eletronegatividade:
. - Potencial de ionização:
. - Raio atômico:
. - (Mesma lógica de blindagem e nível
.)
- Eletronegatividade:
-
Grupo c)
: - Eletronegatividade:
. - Potencial de ionização:
. - Raio atômico:
. - (Justificativa: top-right mais atraente eletronicamente; para baixo do grupo maior raio e menor
e .)
- Eletronegatividade:
Boa! Você agora tem as configurações, os elétrons de valência, os íons, exemplos de compostos iônicos com suas estruturas de Lewis simplificadas e as ordens pedidas com justificativas. Se quiser, eu monto um resumo em forma de tabela compacta para consulta rápida da prova.