As fórmulas iônicas de alguns compostos constituídos por elementos representativos são dadas abaixo. Para cada caso, determine quais os grupos dos elementos X e Y .
X^{+1} Y^{-3}

Passo 1

O enunciado dá a fórmula iônica \,X^{+1}Y^{-3}\, e pede: determinar a que grupos da Tabela Periódica pertencem os elementos X e Y.
Informações relevantes fornecidas pelo enunciado:
  • O cátion X tem carga +1.
  • O ânion Y tem carga -3.

Passo 2

Conceito básico que vamos usar (explicado devagar e fácil): átomos dos “elementos representativos” tendem a ganhar ou perder elétrons para alcançar a configuração eletrônica de gás nobre (regra do octeto). Isso significa que, na forma iônica, o número de elétrons de valência inicial mais/minus o número de elétrons transferidos deve dar 8 (ou 2 para H/He, mas aqui tratamos de elementos que fazem octeto). Então:
  • Se um átomo perde elétrons e vira cátion +q, ele tinha originalmente q elétrons de valência (para q=1,2 é direto: grupo 1 tem 1 elétron de valência, grupo 2 tem 2).
  • Se um átomo ganha g elétrons e vira ânion -g, então seus elétrons de valência originais são v = 8 - g.
Explicando as palavras: “elétrons de valência” são os elétrons na camada mais externa do átomo — são esses que participam da formação de íons. “Grupo” da Tabela Periódica (para elementos representativos) corresponde diretamente ao número de elétrons de valência: por exemplo, elementos com 1 elétron de valência estão no grupo 1; com 5 elétrons de valência estão no grupo 15 (porque a contagem moderna vai de 1 a 18, e os p-block com 5 elétrons de valência são o grupo 15).

Passo 3

Aplicando a regra ao cátion X^{+1}:
  • A carga +1 significa que o átomo perdeu 1 elétron para ficar estável.
  • Portanto, originalmente ele tinha 1 elétron de valência.
  • Elementos com 1 elétron de valência pertencem ao grupo 1 da Tabela Periódica (família dos metais alcalinos).
    Logo, X é do grupo 1.

Passo 4

Aplicando a regra ao ânion Y^{-3}:
  • A carga -3 significa que o átomo ganhou 3 elétrons.
  • Usamos a conta para valência: v = 8 - g, onde g é o número de elétrons ganhos. Aqui g=3.
  • Então v = 8 - 3 = 5. Ou seja, Y tinha 5 elétrons de valência.
  • Elementos com 5 elétrons de valência pertencem ao grupo 15 da Tabela Periódica (família do nitrogênio, também chamados de pnictogênios).
    Logo, Y é do grupo 15.

Passo 5

Checando com um exemplo concreto para fixar (isso ajuda na prova):
  • Um exemplo real é \mathrm{Na}^{+} (sódio, grupo 1) e \mathrm{N}^{3-} (nitreto, nitrogênio, grupo 15). Eles formam o composto iônico \mathrm{Na}_3\mathrm{N}, que corresponde à fórmula genérica X^{+1}Y^{-3} balanceada: são necessários três cátions +1 para neutralizar um ânion -3. Isso mostra que a dedução faz sentido na prática.

Resposta

X: grupo 1
Y: grupo 15

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