Questão 6. Descreva o processo de formação do
, incluindo as configurações eletrônicas dos íons
e
. Explique por que são necessários dois átomos de cloro para cada átomo de magnésio.
Passo 1
O enunciado pede duas coisas principais:
- Descrever o processo de formação do
, isto é, como os átomos se transformam em íons e se ligam para formar o composto. - Apresentar as configurações eletrônicas dos íons
e e explicar por que são necessários dois átomos de cloro para cada átomo de magnésio.
Informações dadas implicitamente (não há números adicionais no enunciado):
- Elementos envolvidos: magnésio (
) e cloro ( ). - O composto final é
.
Passo 2
Primeiro vamos escrever as configurações eletrônicas dos átomos neutros e explicar a notação (aquela coisa que parece intimidadora, mas é só contar elétrons por camadas).
-
Para o magnésio neutro (
, número atômico ):
a configuração eletrônica éque também podemos escrever na forma simplificada (por gás nobre) como.
Aqui cada termo significa: camada principale subníveis com seus expoentes indicando número de elétrons. -
Para o cloro neutro (
, ):
a configuração eletrônica éou na forma de gás nobre.
Explicação rápida do objetivo desses elétrons: átomos tendem a alcançar configurações mais estáveis (tipicamente a dos gases nobres) ao perder ou ganhar elétrons. Isso é a base da formação de íons.
Passo 3
Formação do íon magnésio
.
- O magnésio tem dois elétrons no subnível
: . - Para ficar com a configuração estável de um gás nobre, ele pode perder esses dois elétrons. A reação de ionização escrita de forma simples é
- Ao perder os dois elétrons
, o passa a ter a configuração que é a mesma de . Ou seja, tem a configuração eletrônica .
Didaticamente: perder elétrons custa energia (energia de ionização), mas em químicas reais isso é compensado por energias liberadas depois (ligações, energia de rede), então o processo global pode ser favorável.
Passo 4
Formação do íon cloreto
.
- O cloro neutro tem configuração
, faltando apenas um elétron para completar o subnível e atingir a configuração do gás nobre seguinte. - O ganho de um elétron é descrito por
- Ao ganhar esse elétron, o
fica com a configuração que é a configuração do gás nobre .
Didaticamente: ganhar um elétron libera energia (afinidade eletrônica, no caso do cloro é uma energia relativamente favorável), e o íon resultante fica eletronicamente estável.
Passo 5
Por que aparecem exatamente dois
para cada
?
- O magnésio, quando se transforma em íon, doa dois elétrons e fica com carga
: . - Cada átomo de cloro aceita um elétron e forma um íon com carga
: . - Para que a carga total do composto seja neutra (condição obrigatória para um sólido neutro), é necessário que a soma das cargas dos íons seja zero. Assim:
- Em termos de conservação de elétrons: o
doa 2 elétrons; cada recebe 1 elétron; portanto são precisos dois para aceitar os dois elétrons do .
Escrito como reação iônica global:
Passo 6
Energia e formação do composto sólido (um pouco de física por trás, mastigado).
- O custo energético de tirar dois elétrons do
(ionização) é compensado pela energia liberada quando os íons opostos se atraem e formam um reticulado iônico: essa energia liberada chama-se energia de rede (lattice energy). - A afinidade eletrônica do cloro (energia liberada ao ganhar um elétron) também ajuda a tornar o processo global favorável.
- No estado sólido, os íons não ficam simplesmente aos pares isolados; formam uma estrutura cristalina onde cada
e estão cercados por vários contra-íons, maximizando atrações eletrostáticas e estabilizando o sólido. O resultado macroscópico é a proporção no cristal.
Passo 7
Resumo do mecanismo passo a passo, de forma concreta:
- Um átomo de
perde dois elétrons: - Dois átomos de
capturam, cada um, um elétron: - Íons formados se atraem eletrostaticamente e formam o composto neutro:
Passo 8
Conexão final com conceitos úteis para a prova (dicas rápidas e lembranças):
- Sempre escreva as configurações eletrônicas dos átomos neutros primeiro e veja quantos elétrons precisam ser perdidos/ganhos para chegar à configuração de gás nobre — isso indica a carga do íon.
- A estequiometria do composto iônico vem da neutralidade de cargas: combine cargas até a soma ser zero.
- Em perguntas parecidas: se um metal forma
e um não-metal forma , o composto será . Se o não-metal formasse , então e dariam .
Vai dar certo — lembra que pensar em “elétrons doados” e “elétrons aceitos” ajuda muito a montar a fórmula no calor da prova. Força que você consegue!
Resposta
Configuração de
:
(ou
).
Configuração de :
(ou
).
Por que dois por
:
doa 2 elétrons formando
e cada
aceita 1 elétron formando
; a neutralidade de carga exige
.
Configuração de
Por que dois