Determine a fórmula química do composto iônico formado entre os seguintes pares de elementos e explique como as cargas dos íons determinam essa fórmula:
Ca e F
Ca e F
Passo 1
O enunciado pede para determinar a fórmula química do composto iônico formado entre os elementos
e
e explicar como as cargas dos íons determinam essa fórmula.
Informações dadas: os elementos envolvidos são (cálcio) e
(flúor).
Informações dadas: os elementos envolvidos são
Passo 2
Como cada átomo vira um íon (passo básico para formar compostos iônicos). Vou explicar isso devagarinho.
- Cálcio: um átomo de
tem duas elétrons na sua camada de valência (configuração externa ). Para alcançar a configuração eletrônica estável de gás nobre, ele costuma perder esses dois elétrons. Ao perder dois elétrons forma um cátion com carga . Escrevemos isso como
Aqui
representa um elétron; o expoente
indica que o íon perdeu dois elétrons.
- Flúor: um átomo de
tem sete elétrons na camada de valência. Para completar o octeto, ele costuma ganhar um elétron. Ao ganhar um elétron forma um ânion com carga . Escrevemos:
O expoente
significa que ganhou um elétron.
Resumo: os íons relevantes são
e
.
Passo 3
Princípio da neutralidade elétrica (a regra que determina a fórmula): um composto iônico é eletricamente neutro, ou seja, a soma algébrica das cargas dos íons que aparecem na fórmula deve ser zero.
Se eu usar
íons de cálcio (
) e
íons de fluoreto (
), a condição de neutralidade é
Resolvendo essa equação para inteiros positivos pequenos (procuramos a menor razão inteira):
O menor par de inteiros positivos que satisfaz isso é
e
. Portanto a razão entre íons é 1 cátion
para 2 ânions
.
Passo 4
Escrever a fórmula a partir da razão encontrada: com
átomo de cálcio e
átomos de flúor, a fórmula empírica é
Outra maneira rápida (método “cruzado”): pegar as magnitudes das cargas e usá-las como subscritos (reduzir ao menor inteiro possível). De
e
vem inicialmente
, que simplifica para
.
Passo 5
Visualizando como ocorre a formação do composto (transferência de elétrons): um átomo de cálcio doa seus dois elétrons, um para cada átomo de flúor. Escrevendo o processo global:
Assim cada flúor fica com octeto completo (completou 8 elétrons) e o cálcio adquire configuração estável ao perder dois elétrons.
Passo 6
Verificação final de neutralidade:
portanto a fórmula
está correta e representa um composto eletricamente neutro. O nome comum desse composto é fluoreto de cálcio.