Prediga a fórmula química dos compostos iônicos formados pela combinação dos seguintes elementos, indicando qual deles formará um cátion e qual formará um anion
alumínio e oxigênio.

Passo 1

O enunciado pede duas coisas ao mesmo tempo para a combinação dos elementos alumínio e oxigênio:
  • Indicar qual elemento formará o cátion.
  • Indicar qual elemento formará o ânion.
  • Predizer a fórmula química do composto iônico formado por esses dois elementos.
Informações relevantes dadas (explicitamente pelo enunciado): os dois elementos envolvidos são alumínio e oxigênio. Não há mais dados numéricos. A partir disso precisamos usar propriedades típicas dos elementos (tendência a perder/ganhar elétrons e cargas iônicas usuais) para obter a fórmula.

Passo 2

Entendendo, de forma simples, como átomos viram íons (aula rápida e prática).
  • Átomos tendem a ganhar ou perder elétrons para atingir uma configuração eletrônica estável (geralmente a dos gases nobres).
  • Quando um átomo perde elétrons, ele fica com carga positiva e é chamado de cátion.
  • Quando um átomo ganha elétrons, ele fica com carga negativa e é chamado de ânion.
    Vou aplicar isso aos dois elementos: alumínio e oxigênio.

Passo 3

Por que o alumínio forma um cátion e qual a carga típica?
  • A configuração eletrônica do alumínio é \mathrm{Al: [Ne]\,3s^{2}\,3p^{1}}.
  • Para ficar com configuração semelhante a \mathrm{Ne} (estável), o alumínio tende a perder os três elétrons da camada \,3s e \,3p.
  • Perder 3 elétrons significa ficar com carga +3. Logo o alumínio forma o cátion
\mathrm{Al^{3+}}.

Passo 4

Por que o oxigênio forma um ânion e qual a carga típica?
  • A configuração eletrônica do oxigênio é \mathrm{O: [He]\,2s^{2}\,2p^{4}}.
  • Faltam 2 elétrons para completar o octeto (atingir a configuração de \mathrm{Ne}).
  • Ganhar 2 elétrons dá ao oxigênio carga -2. Logo o oxigênio forma o ânion
\mathrm{O^{2-}}.

Passo 5

Regra fundamental para compostos iônicos: a carga total deve ser zero (neutra).
  • Temos \mathrm{Al^{3+}} e \mathrm{O^{2-}}.
  • Precisamos combinar números inteiros de \mathrm{Al^{3+}} e \mathrm{O^{2-}} de modo que a soma algébrica das cargas seja zero.

Passo 6

Método prático (mínimo de subíndices / criss-cross ou MMC):
  • Tome os valores absolutos das cargas: 3 (do alumínio) e 2 (do oxigênio).
  • O menor múltiplo comum de 3 e 2 é 6.
  • Para alcançar carga total 6 positiva usando \mathrm{Al^{3+}} são necessárias \dfrac{6}{3}=2 unidades de \mathrm{Al^{3+}} (resultado: 2\times(+3)=+6).
  • Para alcançar carga total 6 negativa usando \mathrm{O^{2-}} são necessárias \dfrac{6}{2}=3 unidades de \mathrm{O^{2-}} (resultado: 3\times(-2)=-6).
  • Somando +6 e -6 obtém-se 0: neutralidade satisfeita.

Passo 7

Escrevendo a fórmula com os menores índices inteiros:
  • Colocando os subscritos obtidos (2 átomos de Al e 3 átomos de O) obtemos a fórmula
\mathrm{Al_{2}O_{3}}.
  • Esta é a fórmula empírica (e também a fórmula real) do óxido formado: óxido de alumínio.

Passo 8

Verificação rápida (checar se faz sentido na prova):
  • Carga total: 2\times(+3)+3\times(-2)=+6-6=0. Está neutro — correto.
  • Alternativa rápida (método criss-cross comum): trocar magnitudes das cargas como subscritos (3 e 2) e simplificar se possível — aqui dá \mathrm{Al_{2}O_{3}}.

Passo 9

Exemplos curtos para fixar (a mesma ideia aplicada a outros pares):
  • \mathrm{Na^{+}} e \mathrm{Cl^{-}} formam \mathrm{NaCl} (1:1).
  • \mathrm{Ca^{2+}} e \mathrm{S^{2-}} formam \mathrm{CaS} (1:1).
  • Mesma lógica: determinar cargas típicas e combinar para neutralidade.

Resposta

Cátion: \mathrm{Al^{3+}}
Ânion: \mathrm{O^{2-}}
Fórmula do composto iônico: \mathrm{Al_{2}O_{3}}

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