Escrever a equação de transferência de elétrons para a formação do composto iônico \mathrm{MgBr}_{2} (s) a partir de seus elementos neutros, mostrando a configuração eletrônica de cada uma das espécies envolvidas.

Passo 1

O que o enunciado pede: escrever a equação de transferência de elétrons para a formação do composto iônico \mathrm{MgBr}_{2} (s) a partir dos seus elementos neutros, e mostrar a configuração eletrônica de cada espécie envolvida.
Informações relevantes dadas ou subentendidas:
  • O composto final é \mathrm{MgBr}_{2} no estado sólido.
  • Os elementos neutros de partida são o magnésio metálico e o bromo elementar (que, como todo halogênio, existe como molécula diatômica \mathrm{Br}_2).
  • Precisamos indicar onde os elétrons saem (oxidação) e onde entram (redução) e apresentar as configurações eletrônicas de átomo e de íons formados.

Passo 2

Identificar os números atômicos e as configurações eletrônicas de partida dos átomos neutros (isso é essencial para saber quais elétrons se movem).
  • Magnésio: número atômico Z=12. Configuração eletrônica completa (estado fundamental):
\mathrm{Mg}:\;1s^{2}\;2s^{2}\;2p^{6}\;3s^{2}
Aqui as últimas duas cargas eletrônicas em \;3s^{2}\; são os elétrons de valência do magnésio.
  • Bromo: número atômico Z=35. Configuração eletrônica completa (estado fundamental):
\mathrm{Br}:\;1s^{2}\;2s^{2}\;2p^{6}\;3s^{2}\;3p^{6}\;4s^{2}\;3d^{10}\;4p^{5}
Repare que o bromo tem uma lacuna de um elétron para completar o subnível \;4p\; (ficaria \;4p^{6}\; como gás nobre).

Passo 3

Explicar, de maneira simples, por que os elétrons se transferem assim:
  • O magnésio, como metal do grupo 2, tende a perder elétrons para atingir a configuração estável do gás nobre anterior (néon). Perder os dois elétrons \;3s^{2}\; leva \mathrm{Mg} à configuração do \mathrm{Mg}^{2+}.
  • O bromo, como halogênio, tende a ganhar um elétron para completar seu subnível \;4p\; e atingir a configuração do gás nobre seguinte (cripton). Cada átomo de bromo aceita exatamente um elétron para formar \mathrm{Br}^{-}.

Passo 4

Escrever as meias-reações de oxidação e redução (essas meias-reações mostram claramente a transferência de elétrons):
  • Oxidação (magnésio perde elétrons):
\mathrm{Mg} \to \mathrm{Mg}^{2+} + 2e^{-}
Explanação: aqui o magnésio neutro doa seus dois elétrons de valência ( 3s^{2}) e vira \mathrm{Mg}^{2+}.
  • Redução (bromo ganha elétrons). Como o bromo elementar é diatômico, a meia-reação que consome elétrons é para a molécula \mathrm{Br}_2:
\mathrm{Br}_{2} + 2e^{-} \to 2\mathrm{Br}^{-}
Explanação: cada átomo de bromo na molécula \mathrm{Br}_2 recebe um elétron; como há dois átomos em \mathrm{Br}_2, no total são necessários 2e^{-}.

Passo 5

Mostrar as configurações eletrônicas das espécies iônicas formadas, justificando porque elas ficam assim:
  • Íon \mathrm{Mg}^{2+}: ao perder os dois elétrons 3s, sua configuração reduz-se a aquela do neônio:
\mathrm{Mg}^{2+}:\;1s^{2}\;2s^{2}\;2p^{6}
Isto é a configuração eletrônica estável [\mathrm{Ne}].
  • Íon \mathrm{Br}^{-}: ao ganhar um elétron, o bromo completa o \;4p\; e alcança a configuração do criptônio:
\mathrm{Br}^{-}:\;1s^{2}\;2s^{2}\;2p^{6}\;3s^{2}\;3p^{6}\;4s^{2}\;3d^{10}\;4p^{6}
Isto corresponde à configuração [\mathrm{Kr}].

Passo 6

Equilibrar elétrons entre as meias-reações e preparar a forma global da transferência de elétrons: as duas meias-reações acima usam 2e^{-} cada uma, então os elétrons se cancelam quando somadas. Essa soma descreve a transferência total de elétrons entre os elementos neutros.

Passo 7

Relacionar a soma das meias-reações com a fórmula do sólido iônico formado: uma unidade de \mathrm{Mg}^{2+} precisa de dois ânions \mathrm{Br}^{-} para neutralizar a carga, daí a estequiometria \mathrm{MgBr}_{2}. A atração eletrostática entre \mathrm{Mg}^{2+} e dois \mathrm{Br}^{-} forma o retículo iônico sólido \mathrm{MgBr}_{2}(s).

Passo 8

Resumo prático — como fazer no gabarito da prova:
  • Escreva as meias-reações (oxidação do metal, redução do halogênio como \mathrm{X}_2 quando for halogênio diatômico).
  • Mostre as configurações eletrônicas do átomo neutro e do íon para justificar quantos elétrons se movem.
  • Some as meias-reações, cancele os elétrons e escreva a reação global e a fórmula do sal iônico resultante.

Resposta

Oxidação: \mathrm{Mg} \to \mathrm{Mg}^{2+} + 2e^{-}
Redução: \mathrm{Br}_{2} + 2e^{-} \to 2\mathrm{Br}^{-}
Reação global (a partir dos elementos neutros, formando o sólido iônico): \mathrm{Mg} + \mathrm{Br}_{2} \to \mathrm{MgBr}_{2}(s)
Configurações eletrônicas: \mathrm{Mg}:\;1s^{2}\;2s^{2}\;2p^{6}\;3s^{2} ; \mathrm{Mg}^{2+}:\;1s^{2}\;2s^{2}\;2p^{6} ; \mathrm{Br}:\;1s^{2}\;2s^{2}\;2p^{6}\;3s^{2}\;3p^{6}\;4s^{2}\;3d^{10}\;4p^{5} ; \mathrm{Br}^{-}:\;1s^{2}\;2s^{2}\;2p^{6}\;3s^{2}\;3p^{6}\;4s^{2}\;3d^{10}\;4p^{6}

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