Recorrendo a uma tabela periódica, determine a carga do íon mais estável de cada um deles:
Cs

Passo 1

O enunciado pede: determinar, recorrendo a uma tabela periódica, a carga (ou carga iônica) do íon mais estável formado pelo elemento \mathrm{Cs} (césio). Informação dada explicitamente: o símbolo do elemento é \mathrm{Cs}. Vou usar a tabela periódica para obter dados básicos sobre \mathrm{Cs} que ajudem a decidir qual íon é mais estável.

Passo 2

Buscar na tabela periódica o número atômico de \mathrm{Cs}. Peguei esse dado na tabela periódica: o número atômico é Z=55. Explicação do que isso significa: Z=55 quer dizer que um átomo neutro de \mathrm{Cs} tem 55 prótons no núcleo e, portanto, tem 55 elétrons ao redor do núcleo quando é neutro.

Passo 3

Determinar a configuração eletrônica do \mathrm{Cs}. Usando a regra de preenchimento dos orbitais (princípio de Aufbau), a configuração eletrônica completa termina com um elétron no subnível 6s. Em notação de gás nobre:
\mathrm{Cs}:\\ [\mathrm{Xe}]\,6s^{1}.
Aqui [\mathrm{Xe}] representa a configuração do xenônio (átomo com 54 elétrons). A parte importante: o césio possui exatamente um elétron no nível de energia mais externo (o elétron do 6s), que chamamos de elétron de valência.

Passo 4

Explicar por que esse elétron de valência determina o íon mais estável. Conceito: átomos tendem a alcançar configurações eletrônicas mais estáveis (frequentemente a configuração de gás nobre) por perda ou ganho de elétrons. Para \mathrm{Cs}, se perder o elétron 6s^{1}, sua configuração fica exatamente como a do xenônio:
\mathrm{Cs} \to \mathrm{Cs}^{+} + e^{-}\quad\text{com}\quad \mathrm{Cs}^{+}:[\mathrm{Xe}].
Ter a configuração [\mathrm{Xe}] é muito estável porque é uma camada de valência completa (estrutura do gás nobre).

Passo 5

Por que não é favorável remover mais elétrons nem adicionar elétrons? Remover um segundo elétron implicaria arrancar um elétron da camada interna já completa (a configuração [\mathrm{Xe}]), o que exige muita energia (a segunda energia de ionização é muito alta). Assim, formar \mathrm{Cs}^{2+} é energeticamente desfavorável. Por outro lado, ganhar um elétron para formar \mathrm{Cs}^{-} também é improvável para metais alcalinos grandes: o elétron adicional se alojaria em um orbital de energia relativamente alta e a afinidade eletrônica não compensa a repulsão; na prática, césio não forma com facilidade ânions estáveis em condições normais. Portanto, perder um elétron (formar \mathrm{Cs}^{+}) é o processo energeticamente mais favorável.

Passo 6

Resumo físico-químico e conclusão lógica: \mathrm{Cs} é um metal alcalino do grupo 1 da tabela periódica, todos esses elementos têm tendência a perder um elétron e formar cátions com carga +1. Isso decorre de terem exatamente um elétron de valência e de o estado com carga +1 corresponder à configuração de gás nobre imediata, que é muito estável.

Resposta

\mathrm{Cs}^{+}

Exercícios relacionados