Os óxidos sào substâncias binárias na qual um dos elementos necessariamente é o oxigênio (o mais eletronegativo). Existem varias aplicaçōes para esse grupo de compostos inorgànicos, como o dioxido de enxofre, largamente utilizado como conservante de vinhos; o dióxido de carbono, fundamental na produção do gelo seco; e o oxido de aluminio, encontrado no rubi. As formulas moleculares dos óxidos citados såo:
a) \mathrm{SO}_{2}, \mathrm{CO}_{2}, \mathrm{Al}_{2} \mathrm{O}_{3}.
b) \mathrm{SO}, \mathrm{CO}_{2}, \mathrm{Al}_{2} \mathrm{O}_{3}.
c) \mathrm{SO}_{2}, \mathrm{CO}_{2}, \mathrm{AlO}.
d) \mathrm{SO}, \mathrm{CO}, \mathrm{AlO}.
e) \mathrm{SO}_{3}, \mathrm{CO}_{2}, \mathrm{Al}_{2} \mathrm{O}_{3}

Passo 1

O enunciado pede que identifiquemos as fórmulas moleculares dos três óxidos citados: dióxido de enxofre (conservante de vinhos), dióxido de carbono (gás do gelo seco) e óxido de alumínio (presente no rubi). As alternativas dadas são (a) a (e). Informações relevantes que o enunciado dá e que vamos usar: que se trata de óxidos (um dos elementos é o oxigênio) e os nomes comuns dos compostos citados (dióxido de enxofre, dióxido de carbono, óxido de alumínio). Não há mais dados numéricos na figura ou tabela.

Passo 2

Princípio usado (explicado passo a passo): em óxidos binários o oxigênio tem, na maioria dos casos, número de oxidação igual a -2. O número de oxidação é um número que representa a “carga parcial” que cada átomo teria numa fórmula, e a soma algébrica dos números de oxidação dos átomos da molécula neutra deve ser zero. Portanto, se um elemento X forma um óxido com fórmula \mathrm{X}_{a}\mathrm{O}_{b}, devemos ter a equação
a\cdot(\text{n.o. de }X)+b\cdot(-2)=0.
As incógnitas a e b são os menores inteiros positivos que satisfazem a equação (razão estequiométrica mínima).

Passo 3

Determinar a fórmula do dióxido de enxofre (enunciado diz “dióxido”, ou seja, tem 2 átomos de oxigênio). Vamos aplicar a regra: seja x o número de oxidação do enxofre. Como a molécula é neutra e há dois oxigênios (-2) cada,
x + 2\cdot(-2)=0.
Resolvendo:
x -4 =0 \implies x = +4.
Isso significa que o enxofre está no estado de oxidação +4 e se combina com dois oxigênios. A fórmula é \mathrm{SO}_2. Nome correto: dióxido de enxofre.

Passo 4

Determinar a fórmula do dióxido de carbono (o enunciado diz “dióxido”, ou seja, 2 oxigênios). Seja y o número de oxidação do carbono. Como há dois oxigênios com -2 cada,
y + 2\cdot(-2)=0.
Resolvendo:
y -4 =0 \implies y = +4.
Portanto o carbono está em +4 e a fórmula fica \mathrm{CO}_2. Nome correto: dióxido de carbono.

Passo 5

Determinar a fórmula do óxido de alumínio. Aqui não foi dito “monóxido” ou “dióxido”, apenas “óxido de alumínio”. Sabemos que o alumínio tipicamente tem número de oxidação +3 (grupo 13 da tabela periódica, perde três elétrons para ficar estável). Seja o número estequiométrico do alumínio a e do oxigênio b. Aplicando a soma dos n.o. = 0:
a\cdot(+3) + b\cdot(-2) = 0.
Queremos os menores inteiros positivos a,b que satisfaçam isso. Multiplicando ambos os lados mostra que precisamos de combinações que tornem o somatório zero; o mínimo comum múltiplo de 3 e 2 é 6. Para atingir soma zero, escolhemos a e b tais que 3a=2b. Tomando a=2 3\cdot2=6 e b=3 2\cdot3=6, então:
2\cdot(+3) + 3\cdot(-2) = 6 - 6 = 0.
Logo os menores inteiros são a=2 e b=3, e a fórmula mínima é \mathrm{Al}_2\mathrm{O}_3. Nome: óxido de alumínio (ou óxido de alumínio(III)).

Passo 6

Comparando com as alternativas dadas: encontramos as fórmulas \mathrm{SO}_2, \mathrm{CO}_2 e \mathrm{Al}_2\mathrm{O}_3. Verifiquei que isso corresponde exatamente à alternativa (a).

Resposta

a) \mathrm{SO}_2, \mathrm{CO}_2, \mathrm{Al}_2\mathrm{O}_3