O elemento " X ", do terceiro período, que tem maior afinidade eletrônica, combina-se com o elemento " \mathbf{Z} ", do quarto periodo, que possui menor energia de ionização. A fórmula do composto resultante será
a) Z X. b) Z X_{2}. c) Z_{3} X.
d) Z X_{3}. e) Z_{2} X_{3}.

Passo 1

O enunciado dá duas informações sobre elementos genéricos e pergunta qual será a fórmula do composto formado. Em linguagem clara:
  • O elemento X está no 3º período e é o que tem maior afinidade eletrônica nesse período.
  • O elemento \mathbf{Z} está no 4º período e é o que possui menor energia de ionização nesse período.
    A pergunta: qual das fórmulas abaixo é a do composto resultante?
    a) Z X. b) Z X_{2}. c) Z_{3} X. d) Z X_{3}. e) Z_{2} X_{3}.

Passo 2

Entender o que significam as duas propriedades é crucial.
  • Afinidade eletrônica: é a energia liberada quando um átomo neutro captura um elétron e forma um íon negativo. Um valor de afinidade eletrônica grande (mais negativo/no sentido “maior afinidade”) indica que o átomo ganha elétron com facilidade e tende a formar ânions. Escrevendo: se um átomo A captura um elétron, forma A^-.
  • Energia de ionização: é a energia necessária para remover um elétron de um átomo neutro (formando um cátion). Um valor baixo de energia de ionização indica que o átomo perde elétron com facilidade e tende a formar cátions. Escrevendo: se um átomo B perde um elétron, forma B^+.
Vou explicar rapidamente as tendências periódicas que usamos para identificar os elementos:
  • Ao percorrer um período (da esquerda para a direita), a afinidade eletrônica geralmente aumenta até os halogênios (são os que mais querem ganhar um elétron).
  • Ao descer um grupo (de cima para baixo), a energia de ionização geralmente diminui — os metais alcalinos (grupo 1) têm as menores energias de ionização em cada período.

Passo 3

Aplicando essas tendências ao enunciado:
  • X é o elemento do 3º período com maior afinidade eletrônica. No 3º período os elementos relevantes são \mathrm{Na},\mathrm{Mg},\mathrm{Al},\mathrm{Si},\mathrm{P},\mathrm{S},\mathrm{Cl},\mathrm{Ar}. O que tem maior afinidade eletrônica é o halogênio desse período, ou seja \mathrm{Cl}. Portanto, X tem comportamento de halogênio e tende a ganhar 1 elétron, formando o íon \mathrm{Cl}^-.
    Observação didática: halogênios têm configuração de valência com 7 elétrons; ganhar um elétron completa o octeto (8), por isso costumam formar -1.

Passo 4

  • \mathbf{Z} é o elemento do 4º período com menor energia de ionização. No 4º período, o elemento com menor ionização é o metal alcalino do início do período, isto é \mathrm{K} (potássio). Portanto, \mathbf{Z} comporta-se como um átomo que perde 1 elétron facilmente, formando o cátion \mathrm{K}^+.
    Observação didática: metais alcalinos têm 1 elétron de valência; perder esse elétron deixa a configuração de gás nobre, por isso formam +1.

Passo 5

Agora combinamos as tendências de íons:
  • X forma \mathrm{X}^- (no caso concreto \mathrm{Cl}^-) — carga -1.
  • \mathbf{Z} forma \mathrm{Z}^+ (no caso concreto \mathrm{K}^+) — carga +1.
    Para obter um composto eletricamente neutro, as cargas totais devem se cancelar. Com cargas +1 e -1 a razão estequiométrica é 1:1 (um cátion para um ânion).

Passo 6

A razão 1:1 entre \mathrm{Z}^+ e \mathrm{X}^- corresponde à fórmula empírica simples em que há uma unidade de Z para uma unidade de X. Isso identifica a alternativa correta entre as opções dadas.

Resposta

a) Z X

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