A fórmula molecular de um composto iônico pode ser deduzida a partir da configuração eletrônica dos seus elementos constituintes. Para cada par de elementos abaixo, siga os passos:
a) Magnésio e Flúor ( \mathrm{Z}_{\mathrm{Mg}}=12 ; \mathrm{Z}_{\mathrm{F}}=9 )

Passo 1

O enunciado pede: a partir das configurações eletrônicas dos elementos dados, deduzir a fórmula molecular do composto iônico formado por magnésio e flúor. Os dados fornecidos são:
  • Z_{\mathrm{Mg}}=12 (número atômico do magnésio)
  • Z_{\mathrm{F}}=9 (número atômico do flúor)
O objetivo final aqui é determinar a fórmula empírica (razão entre íons) do composto iônico formado por esses dois elementos.

Passo 2

Vamos obter as configurações eletrônicas dos átomos (seguindo a ordem dos níveis e subníveis: 1s,2s,2p,3s,\dots). Explico rápido: cada termo como 1s^2 significa nível principal 1, subnível s, com 2 elétrons. A soma dos expoentes dá o número atômico.
  • Para o magnésio ( Z_{\mathrm{Mg}}=12):
    \mathrm{Mg}: 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2
    É comum escrever em forma abreviada usando o gás nobre anterior:
    \mathrm{Mg}: [\mathrm{Ne}]\,3s^2
    Aqui [\mathrm{Ne}] representa 1s^2\,2s^2\,2p^6.
  • Para o flúor ( Z_{\mathrm{F}}=9):
    \mathrm{F}: 1s^2\,2s^2\,2p^5
    Ou em forma abreviada:
    \mathrm{F}: [\mathrm{He}]\,2s^2\,2p^5
    (onde [\mathrm{He}] = 1s^2).

Passo 3

Agora identificamos os elétrons de valência (os elétrons no maior número quântico principal n; são os que participam de ligações/quebra/ganho/perda):
  • Para \mathrm{Mg}: nível mais externo é n=3 com configuração 3s^2. Logo, número de valência = 2.
  • Para \mathrm{F}: nível mais externo é n=2 com configuração 2s^2\,2p^5. Logo, número de valência = 7.
Conceito importante (explicação didática): átomos tendem a alcançar uma configuração eletrônica mais estável, muitas vezes a do gás nobre mais próximo. Para a maioria dos elementos principais, isso corresponde ao “octeto” (ter 8 elétrons na camada de valência), exceto para níveis muito pequenos (ex.: H, He).

Passo 4

Decidir que íons cada átomo formará para atingir estabilidade:
  • O magnésio tem 2 elétrons na camada externa; perder esses 2 elétrons deixa a configuração [\mathrm{Ne}], estável. Perder elétrons resulta em íon positivo (cátion). Assim:
    \mathrm{Mg} \to \mathrm{Mg}^{2+} + 2e^-
    e a configuração de \mathrm{Mg}^{2+} é [\mathrm{Ne}].
  • O flúor tem 7 elétrons na camada externa; ganhar 1 elétron completa o octeto ( 2s^2 2p^6 = [\mathrm{Ne}]). Ganhar elétron resulta em íon negativo (ânion). Assim:
    \mathrm{F} + e^- \to \mathrm{F}^-
    e a configuração de \mathrm{F}^- é [\mathrm{Ne}].
Isso mostra que a transferência de 2 elétrons de um átomo de magnésio para dois átomos de flúor é energeticamente favorável porque todos alcançam a configuração do gás nobre néon.

Passo 5

Fazer o balanço de cargas para obter a fórmula neutra (composto iônico deve ser eletricamente neutro macroscopicamente):
Cada \mathrm{Mg}^{2+} tem carga +2.
Cada \mathrm{F}^- tem carga -1.
Para neutralizar:
  • Uma unidade de \mathrm{Mg}^{2+} precisa de duas unidades de \mathrm{F}^-, porque (+2) + 2\times(-1) = 0.
Logo a razão íon positiva : íon negativa é 1:\,2, e a fórmula empírica do composto iônico é
\mathrm{MgF}_2.

Passo 6

Representação do processo em termos de transferência de elétrons (síntese mental rápida para a prova):
\mathrm{Mg} \to \mathrm{Mg}^{2+} + 2e^-
2\mathrm{F} + 2e^- \to 2\mathrm{F}^-
Combinando:
\mathrm{Mg} + 2\mathrm{F} \to \mathrm{MgF}_2
Dica prática para a prova: conte os elétrons de valência; transforme cada átomo em íon com configuração de gás nobre; depois ajuste a menor razão inteira de íons que zere a carga total.

Passo 7

Nome comum e observação: a substância formada é chamada fluoreto de magnésio. Estruturalmente, trata-se de um sólido iônico no qual o cátion \mathrm{Mg}^{2+} e o ânion \mathrm{F}^- se organizam em rede cristalina na razão 1:2.
Força de ânimo: ótimo trabalho em seguir passo a passo — esse método (configuração → valência → íon → balanço de cargas) resolve a maioria das questões desse tipo na prova!

Resposta

\mathrm{MgF}_2

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