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:
d) Cálcio e Nitrogênio (
)
d) Cálcio e Nitrogênio (
Passo 1
O enunciado pede para deduzir a fórmula molecular do composto iônico formado por cálcio e nitrogênio, com as informações fornecidas:
e
.
Informações relevantes dadas:
Informações relevantes dadas:
-
(número atômico do cálcio). -
(número atômico do nitrogênio).
Pergunta a responder: qual é a fórmula do composto iônico formado pore ?
Passo 2
Determinar a configuração eletrônica de cada átomo (isso mostra quantos elétrons na camada de valência e ajuda a prever que íon cada um forma).
Breve lembrete: a configuração eletrônica lista os orbitais preenchidos do elétron mais interno ao externo. A camada de valência é a mais externa e é a que participa na formação de íons.
- Para o cálcio,
. A configuração completa pode ser escrita como
ou de forma abreviada usando gás nobre:
Aqui o elétron de valência está no orbital
com
elétrons.
- Para o nitrogênio,
. A configuração é
A camada de valência é a segunda (
), totalizando
elétrons de valência.
Passo 3
Decidir quais íons cada elemento tende a formar, usando a regra do octeto (átomos tendem a ganhar/perder elétrons para alcançar a configuração do gás nobre mais próximo).
- Cálcio (
): tem na camada de valência. Perder esses elétrons deixa a configuração igual à do argônio , um gás nobre estável. Logo, é muito provável que o cálcio forme o cátion
Perder elétrons é típico de metais como
.
- Nitrogênio (
): tem elétrons na camada de valência ( ). Para completar o octeto (chegar a elétrons, como o neônio ), o nitrogênio precisa ganhar elétrons. Portanto forma o ânion
Ganhar elétrons é típico de não-metais como
.
Passo 4
Escrever explicitamente os íons e suas cargas:
Explicação curta sobre por que essas cargas:
perde
elétrons do
→ carga
.
ganha
elétrons para completar
→ carga
.
Passo 5
Balancear as cargas para obter um composto eletricamente neutro. Procedimento didático (método do mínimo múltiplo comum):
- As cargas envolvidas são
(por ) e (por ). - O mínimo múltiplo comum de
e é . Para totalizar carga precisamos de cátions (porque ). Para totalizar carga precisamos de ânions (porque ). - Assim, a combinação com cargas somando zero é:
e .
Outra forma rápida (método criss-cross, que dá o mesmo resultado): trocar os algarismos das cargas (sem sinais) para subscritos — carga
vira subíndice do nitrogênio e carga
vira subíndice do cálcio — resultando em
(em seguida simplifica-se se possível; aqui já está na forma mais simples).
Passo 6
Escrever a fórmula molecular e checar neutralidade e átomos:
- Fórmula resultante:
-
Verificação de neutralidade:
. Está neutro, certo. -
Contagem de átomos: 3 átomos de cálcio e 2 átomos de nitrogênio — é consistente com os íons escolhidos.
Passo 7
Dica rápida para a prova (motivação): sempre primeiro determine quantos elétrons cada elemento precisa ganhar/perder para atingir o octeto (ou configuração de gás nobre). Isso dá a carga provável de cada íon. Depois é só balancear cargas pelo mínimo múltiplo comum (ou pelo método criss-cross). Você consegue — respira fundo e aplica esses passos que fica bem mecânico!