Demonstre a formação da ligação iônica entre os seguintes compostos: apresente a distribuição eletrônica e as fórmulas de Lewis.
Passo 1
O enunciado pede que eu demonstre a formação da ligação iônica entre
e
, apresentando:
- As distribuições eletrônicas (dos átomos neutros e dos íons envolvidos).
- As fórmulas de Lewis (representação dos elétrons de valência) que mostrem como ocorre a transferência de elétrons e a formação do composto iônico resultante.
Informações dadas explicitamente: os dois elementos envolvidos são(alumínio) e (bromo). Não foram fornecidos outros dados no enunciado.
Passo 2
Primeiro passo prático: identificar quantos elétrons cada átomo tem (número atômico) e quantos são os elétrons de valência (os que participam da ligação).
- O número atômico de
é (ou seja, 13 elétrons no átomo neutro). - O número atômico de
é (ou seja, 35 elétrons no átomo neutro).
Vou usar essas informações para escrever as distribuições eletrônicas e descobrir quantos elétrons de valência cada átomo possui.
Passo 3
Explicando como montar a distribuição eletrônica (passo curto de teoria): escrevemos os níveis e subníveis ocupados até somar o número total de elétrons do átomo; os elétrons da camada mais externa (maior número quântico principal) são os elétrons de valência.
Aplicando para (
):
Aplicando para
Daí, os elétrons de valência de
são os do nível
:
elétrons de valência.
Aplicando para (
): é comum usar a forma com gás nobre para ficar mais claro:
Aplicando para
Os elétrons de valência de
são os do nível
:
elétrons de valência.
Passo 4
Interpretação química simples e objetivo da regra do octeto (aqui explico de forma leve):
- Metais como
tendem a perder elétrons para atingir a configuração eletrônica estável (a de um gás nobre). tem 3 elétrons de valência; perdendo esses 3 fica com a configuração do gás nobre anterior. - Não-metais como
tendem a ganhar elétrons para completar o octeto (8 elétrons na camada externa). tem 7 elétrons de valência; ganhando 1 elétron completa 8 (octeto).
Portanto esperamos queforme um cátion e que forme um ânion .
Passo 5
Agora escrevo as distribuições eletrônicas dos íons formados, explicando a regra prática de remoção/adição:
- Para cátion, removemos elétrons a partir dos níveis de maior
(camada externa). - Para ânion, adicionamos elétrons ao mesmo nível de valência.
Distribuições:
Aqui removemos os três elétrons
do átomo neutro, sobrando a configuração do neônio.
Aqui
ganhou 1 elétron, completando o
e alcançando a configuração de criptônio
.
Passo 6
Representação de Lewis (teoria curta): em diagramas de Lewis representamos somente os elétrons de valência ao redor do símbolo do elemento. Pares de elétrons são normalmente mostrados como dois pontos ou um par.
-
neutro tem elétrons de valência: Lewis com três pontos ao redor de . -
neutro tem elétrons de valência: Lewis com três pares (seis elétrons) + um elétron isolado.
Escrevendo isso de forma compacta (apenas contagem de valência):
Passo 7
Mostrando a transferência de elétrons (o cerne da ligação iônica) com uma equação simples:
Explicando: cada átomo de
aceita 1 elétron; o átomo de
doa os seus 3 elétrons de valência, um para cada
. Isso gera três íons
e um íon
. A atração eletrostática entre
e três
forma o composto iônico neutro cuja fórmula empírica é
.
Passo 8
Fórmulas de Lewis finais para os íons no composto iônico (representação típica):
- O cátion
não possui elétrons de valência na representação de Lewis (porque doou os 3 elétrons). Costuma-se mostrar apenas sem pontos ao redor.
- Cada ânion
tem oito elétrons de valência (quatro pares). Em Lewis representa-se frequentemente como — isto é, o símbolo cercado por quatro pares de elétrons e com carga negativa.
Colocando juntos, a representação qualitativa do íon composto é:
Esses íons se organizam em retículo iônico no sólido, mas para a química da prova basta saber que a fórmula neutra resultante é
.
Resposta
Fórmula do composto iônico formada: