Questão 1. A regra do octeto afirma que os átomos tendem a adquirir oito elétrons em sua camada de valência para atingir a estabilidade. Com base nessa regra, explique por que o cloro ( Cl , configuração eletrônica [\mathrm{Ne}] 3 \mathrm{~s}^{2} 3 \mathrm{p}^{5} ) forma a molécula \mathrm{Cl}_{2} por compartilhamento de um par de elétrons, e não por transferência eletrônica.

Passo 1

O enunciado pede que eu explique por que o cloro ( \mathrm{Cl}, configuração eletrônica [\mathrm{Ne}]\,3\mathrm{s}^2\,3\mathrm{p}^5) forma a molécula \mathrm{Cl}_2 por compartilhamento de um par de elétrons (ligação covalente simples) em vez de por transferência eletrônica (formando íons \mathrm{Cl}^- e \mathrm{Cl}^+).\n
Informações dadas e relevantes:
  • Configuração eletrônica do cloro: [\mathrm{Ne}]\,3\mathrm{s}^2\,3\mathrm{p}^5.
  • Regra do octeto: átomos tendem a alcançar 8 elétrons na camada de valência para maior estabilidade.

Passo 2

Quantos elétrons de valência o cloro tem e o que ele “precisa” para o octeto?\n
  • Da configuração [\mathrm{Ne}]\,3\mathrm{s}^2\,3\mathrm{p}^5 vem que o cloro tem 2+5=7 elétrons na camada de valência; portanto, cada átomo de cloro possui 7 elétrons de valência. Escrevendo: cada \mathrm{Cl} tem 7 valência e precisa de 1 elétron para completar o octeto ( 8 elétrons).
  • Logo existem duas maneiras, em princípio, de cada átomo alcançar o octeto: (A) receber um elétron (formando \mathrm{Cl}^-), ou (B) compartilhar um elétron com outro átomo (formando uma ligação covalente).

Passo 3

Mostrar como o compartilhamento resolve o problema (descrição por Lewis e contagem de elétrons).\n
  • Representação de pontos de Lewis: cada \mathrm{Cl} tem sete pontos ao redor: \cdot\!\mathrm{Cl}\!\cdot (imagine sete elétrons).
  • Se dois átomos de cloro compartilham um elétron cada (um par de elétrons compartilhado), formam uma ligação simples \mathrm{Cl}-\mathrm{Cl}. Nesse arranjo cada átomo “vê” 8 elétrons ao redor (os seus 6 não ligados + o par compartilhado + o elétron compartilhado do outro átomo), completando o octeto.
  • Em termos práticos: contribuição de cada átomo para o par ligado = 1 elétron; depois da ligação, a contagem de valência efetiva de cada átomo é 8. Assim, o compartilhamento resolve o objetivo do octeto de ambos simultaneamente.

Passo 4

Por que a transferência eletrônica (formar \mathrm{Cl}^- e \mathrm{Cl}^+) é energeticamente desfavorável?\n
  • Para ocorrer transferência completa de um elétron de um átomo de cloro para o outro, é preciso remover um elétron de um átomo (formando \mathrm{Cl}^+), o que custa energia: a primeira energia de ionização de \mathrm{Cl} é alta (ordem de grandeza de milhares de \mathrm{kJ/mol}).
  • O outro átomo que aceita o elétron libera energia (afinidade eletrônica), mas a energia liberada ao formar \mathrm{Cl}^- não é suficiente para compensar o grande gasto energético necessário para produzir \mathrm{Cl}^+. Em números aproximados: a primeira energia de ionização de \mathrm{Cl} é da ordem de \approx1250\\ \mathrm{kJ/mol} enquanto a afinidade eletrônica libera algo como \approx349\\ \mathrm{kJ/mol}; o balanço é fortemente desfavorável à formação simétrica de \mathrm{Cl}^+ e \mathrm{Cl}^- na ausência de outros fatores estabilizadores.
  • Além disso, para formar um composto iônico estável normalmente é necessária diferença significativa de eletronegatividade entre os átomos (por exemplo, metal muito eletropositivo e não-metal muito eletronegativo). No caso de dois átomos idênticos ( \mathrm{Cl} e \mathrm{Cl}) a diferença de eletronegatividade é zero, logo não existe “força” que puxe completamente o elétron de um para o outro.

Passo 5

Situação física / geométrica e forças que estabilizam íons não existem aqui\n
  • Mesmo que a formação de um ânion \mathrm{Cl}^- fosse energeticamente favorecida, para haver um íon \mathrm{Cl}^+ tão isolado seria necessário um ambiente que estabilize muito esse cátion (por exemplo, um retículo iônico com grande energia reticular fornecendo ganho energético que compense a ionização). Em um par \mathrm{Cl} isolado (molécula \mathrm{Cl}_2), não há retículo cristalino ou outro mecanismo que compense o custo de formar \mathrm{Cl}^+.
  • Logo, no contexto de duas átomos de cloro formando uma espécie neutra e estável, o caminho covalente (compartilhamento de um par) é muito mais favorável energeticamente.

Passo 6

Resumo físico-químico e conclusão conceitual (como aplicar isso numa prova)\n
  • Regra prática para a prova: se dois átomos idênticos (mesma eletronegatividade) têm menos de 8 elétrons e cada um precisa de um pequeno número (tipicamente 1) para completar o octeto, a solução típica é o compartilhamento (ligação covalente) porque: (i) ambos alcançam o octeto ao mesmo tempo, (ii) não há diferença de eletronegatividade que force a transferência, e (iii) a remoção completa de elétrons de um átomo costuma custar muita energia e não é compensada pela afinidade do outro.
  • Aplicando ao cloro: cada \mathrm{Cl} tem 7 elétrons de valência e precisa de 1. Compartilhando um par (cada átomo dá 1 elétron) formam a ligação simples \mathrm{Cl}-\mathrm{Cl} e cada um atinge 8 elétrons — situação estável e energeticamente favorável. A alternativa (transferir um elétron para fazer \mathrm{Cl}^- e \mathrm{Cl}^+) exigiria formar \mathrm{Cl}^+, o que demanda muita energia e não é compensado, portanto não ocorre.

Resposta

Cada átomo de cloro tem 7 elétrons de valência e precisa de 1 para completar o octeto; ao compartilhar um elétron cada um forma um par ligado ( \mathrm{Cl}-\mathrm{Cl}) e ambos alcançam 8 elétrons, enquanto a transferência eletrônica exigiria formar \mathrm{Cl}^+ (alto custo de ionização) que não é compensado pela energia liberada ao formar \mathrm{Cl}^-; além disso, por serem átomos idênticos não há diferença de eletronegatividade que favoreça a transferência, logo a ligação covalente por compartilhamento é a via energeticamente favorável.

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