1-0 fluoreto de cálcio apresenta fórmula química \mathrm{CaF}_{2}. Qual o tipo de ligação para a formação dessa molécula? Represente-a.

Passo 1

O enunciado pede duas coisas: qual o tipo de ligação que forma o composto \mathrm{CaF}_{2} e que essa ligação seja representada. Informação dada explicitamente: a fórmula química é \mathrm{CaF}_{2}. Informação implícita relevante que vamos usar: cálcio ( \mathrm{Ca}) é um metal alcalino-terroso com 2 elétrons de valência; flúor ( \mathrm{F}) é um halogênio (não‑metal) com 7 elétrons de valência. Não vamos resolver nada ainda, apenas registrei o que foi pedido e os dados que o enunciado fornece ou nos sugere.

Passo 2

Entendendo os elétrons de valência (a parte que decide como os átomos se ligam).
  • O cálcio neutro tem configuração eletrônica externa \,[\mathrm{Ar}]\,4s^{2}. Isso significa que o cálcio tem 2 elétrons na camada de valência que pode perder relativamente fácil.
  • O flúor neutro tem configuração externa \,2s^{2}2p^{5}, ou seja, 7 elétrons na camada de valência; para completar o octeto precisa ganhar 1 elétron.
    Explicação didática curta: elétrons de valência são os que participam de ligações. Metais tendem a perder elétrons e formar cátions; não‑metais como o flúor tendem a ganhar elétrons e formar ânions.

Passo 3

Conceito de ligação iônica (aula rápida e prática).
  • Ligação iônica ocorre quando um átomo doa(s) elétrons para outro átomo, formando íons com cargas opostas que se atraem eletrostaticamente.
  • No nosso caso, como o cálcio pode doar 2 elétrons e cada flúor precisa de 1 elétron para completar o octeto, faz sentido que um átomo de cálcio doe dois elétrons, um para cada átomo de flúor.
    Equações de transferência de elétrons (mostram o processo):
\mathrm{Ca} \rightarrow \mathrm{Ca}^{2+} + 2e^{-}
\mathrm{F} + e^{-} \rightarrow \mathrm{F}^{-}\quad(\text{repetido para dois átomos de F})á
Juntando:
\mathrm{Ca} + 2\mathrm{F} \rightarrow \mathrm{Ca}^{2+} + 2\mathrm{F}^{-}
Isso produz íons com cargas que se compensam: +2 de \mathrm{Ca}^{2+} e 2\times(-1) dos dois \mathrm{F}^{-}, resultando em carga total neutra.

Passo 4

Representação em termos de estrutura de elétrons (diagrama de Lewis / transferência).
  • Mostrando a doação de elétrons com setas:
\mathrm{Ca} \xrightarrow{\;2e^{-}\;} \mathrm{Ca}^{2+}
\mathrm{F}\; \xleftarrow{\;e^{-}\;}\; \mathrm{F}^{-}\quad\text{(duas vezes)}
  • Em Lewis simplificado (cada \mathrm{F}^{-} com octeto completo):
\big[\mathrm{F}:\!\!:\big]^{-}\quad \big[\mathrm{F}:\!\!:\big]^{-}\quad \text{e}\quad \mathrm{Ca}^{2+}
(onde os dois pontos representam pares de elétrons ao redor do flúor; cada \mathrm{F}^{-} tem agora 8 elétrons na camada de valência).
Observação prática: em prova, escrever a equação de transferência \mathrm{Ca} + 2\mathrm{F} \rightarrow \mathrm{Ca}^{2+} + 2\mathrm{F}^{-} e desenhar os dois \mathrm{F}^{-} com octeto é suficiente para mostrar a ligação iônica.

Passo 5

Por que a fórmula fica \mathrm{CaF}_{2} (explicação sobre estequiometria iônica).
  • Cada \mathrm{Ca} forma \mathrm{Ca}^{2+}. Cada \mathrm{F} forma \mathrm{F}^{-}.
  • Para neutralizar a carga +2 do cálcio são necessários dois fluoretos com carga -1 cada.
  • Assim a razão é 1 átomo de \mathrm{Ca} : 2 átomos de \mathrm{F}, ou seja \mathrm{CaF}_{2}.

Passo 6

Estrutura no sólido — cuidado: não é uma molécula isolada, é um sólido iônico.
  • Compostos iônicos como \mathrm{CaF}_{2} não existem como moléculas discretas; no sólido eles formam uma rede cristalina ordenada.
  • Estrutura típica de \mathrm{CaF}_{2} (estrutura do tipo fluorita): os íons \mathrm{Ca}^{2+} ocupam posições regulares e cada \mathrm{Ca}^{2+} fica rodeado por 8 íons \mathrm{F}^{-}; cada \mathrm{F}^{-} é rodeado por 4 íons \mathrm{Ca}^{2+}. No celular unitário há 4 \mathrm{Ca}^{2+} e 8 \mathrm{F}^{-}, resultando na estequiometria \mathrm{CaF}_{2}.
  • Em prova, basta escrever que o composto é iônico e opcionalmente mencionar a estrutura tipo fluorita com as coordenações 8 (para Ca) e 4 (para F).

Passo 7

Exemplo rápido para fixar (comparação com NaCl, já conhecido).
  • No \mathrm{NaCl}, \mathrm{Na} doa 1 elétron para \mathrm{Cl}, formando \mathrm{Na}^{+} e \mathrm{Cl}^{-} e a rede é 1:1.
  • Em \mathrm{CaF}_{2} a lógica é a mesma (doação/aceitação de elétrons), só que o cálcio doa 2 elétrons e precisa de dois átomos de flúor para cada cálcio, daí a fórmula \mathrm{CaF}_{2}.

Passo 8

Resumo prático do que você deve escrever na prova (frases curtas, prontas para copiar).
  • Escreva que a ligação é iônica, justificando com a transferência de elétrons e formação de íons.
  • Mostre a equação de formação dos íons e desenhe as duas unidades \mathrm{F}^{-} com octeto ao redor de \mathrm{Ca}^{2+}.
  • Se quiser completar, mencione que no sólido o arranjo é do tipo fluorita (coordenações 8 e 4).

Resposta

Ligação iônica.
Representação: \mathrm{Ca} + 2\mathrm{F} \rightarrow \mathrm{Ca}^{2+} + 2\mathrm{F}^{-} (Lewis: \mathrm{Ca}^{2+} e dois \mathrm{F}^{-} com octeto).

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