Escreva a fórmula do fosfato de cálcio, formado por íons cálcio e fosfato \left(\mathrm{PO}_{4}{ }^{3-}\right).

Passo 1

O que o enunciado pede: escrever a fórmula do fosfato de cálcio, formado por íons cálcio e fosfato \left(\mathrm{PO}_{4}^{3-}\right).
Informações dadas no enunciado:
  • O ânion é o fosfato: \mathrm{PO}_{4}^{3-}.
  • O cátion é o íon cálcio (átomo de cálcio que virou íon). O enunciado não mostrou explicitamente a carga do cálcio, apenas disse que o composto é formado por íons cálcio e fosfato.

Passo 2

Determinar a carga do íon cálcio. Explicação didática curta e prática:
  • O cálcio é um metal alcalino-terroso (grupo 2 da tabela periódica). Metais desse grupo costumam perder dois elétrons para atingir uma configuração eletrônica estável.
  • Quando perde dois elétrons, o íon cálcio fica com carga +2. Escrevemos isso como \mathrm{Ca}^{2+}.
Resumo desta etapa em fórmulas:
  • cátion: \mathrm{Ca}^{2+}
  • ânion: \mathrm{PO}_{4}^{3-}

Passo 3

Como combinar íons com cargas diferentes para formar um composto neutro? Método e raciocínio:
  • Se houver x íons \mathrm{Ca}^{2+} e y íons \mathrm{PO}_{4}^{3-}, a soma algébrica das cargas deve ser zero (composto neutro).
  • Escrevendo isso em equação: 2x - 3y = 0.
  • Resolver esta equação em inteiros positivos mínimos. Da equação 2x = 3y segue que x deve ser múltiplo de 3 e y múltiplo de 2. Escrevendo x=3k e y=2k para algum inteiro k\ge1, o menor caso (menores coeficientes inteiros positivos) é k=1, então x=3 e y=2.
Interpretação prática: são necessários 3 cátions \mathrm{Ca}^{2+} (total +6) e 2 ânions \mathrm{PO}_{4}^{3-} (total -6) para que as cargas se cancelem.

Passo 4

Como escrever a fórmula a partir dos números de íons encontrados (regra prática para provas):
  • Coloca-se primeiro o símbolo do cátion e depois o do ânion.
  • O subscrito após cada símbolo indica quantos íons daquele tipo aparecem na fórmula mínima.
  • Quando o ânion for um íon poliatômico (como \mathrm{PO}_{4}^{3-}), se for preciso mais de uma unidade desse íon, coloca-se o grupo entre parênteses e aplica-se o subscrito fora dos parênteses.
Dica rápida (método “criss-cross” mental, útil em prova): trocar os valores absolutos das cargas para obter os subscritos (cuidado com simplificação), mas é mais seguro sempre fazer o balanço algébrico como em \#Passo 3 para evitar erros.

Passo 5

Exemplos para fixar (sem repetir a resposta final do problema principal):
  • Exemplo simples: cálcio com cloreto. \mathrm{Ca}^{2+} e \mathrm{Cl}^{-} requerem dois \mathrm{Cl}^{-} para neutralizar um \mathrm{Ca}^{2+}; a fórmula fica \mathrm{CaCl}_{2}.
  • Outro exemplo de uso do mesmo ânion fosfato: magnésio ( \mathrm{Mg}^{2+}) com fosfato também pede 3 cátions \mathrm{Mg}^{2+} e 2 ânions \mathrm{PO}_{4}^{3-}, então o composto formado tem os mesmos índices relativos encontrados no balanço (mesma razão 3:2).
Força aí — você já sabe o que fazer em prova: identifique cargas, equacione a neutralidade elétrica, ache os menores inteiros positivos, e escreva o cátion primeiro seguido do ânion (com parênteses se o ânion for poliatômico).

Resposta

\mathrm{Ca}_{3}(\mathrm{PO}_{4})_{2}

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