Recorrendo a uma tabela periódica, determine a carga do íon mais estável de cada um deles:
Cs
Cs
Passo 1
O enunciado pede: determinar, recorrendo a uma tabela periódica, a carga (ou carga iônica) do íon mais estável formado pelo elemento
(césio). Informação dada explicitamente: o símbolo do elemento é
. Vou usar a tabela periódica para obter dados básicos sobre
que ajudem a decidir qual íon é mais estável.
Passo 2
Buscar na tabela periódica o número atômico de
. Peguei esse dado na tabela periódica: o número atômico é
. Explicação do que isso significa:
quer dizer que um átomo neutro de
tem
prótons no núcleo e, portanto, tem
elétrons ao redor do núcleo quando é neutro.
Passo 3
Determinar a configuração eletrônica do
. Usando a regra de preenchimento dos orbitais (princípio de Aufbau), a configuração eletrônica completa termina com um elétron no subnível
. Em notação de gás nobre:
Aqui
representa a configuração do xenônio (átomo com
elétrons). A parte importante: o césio possui exatamente um elétron no nível de energia mais externo (o elétron do
), 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
, se perder o elétron
, sua configuração fica exatamente como a do xenônio:
Ter a configuração
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
), o que exige muita energia (a segunda energia de ionização é muito alta). Assim, formar
é energeticamente desfavorável. Por outro lado, ganhar um elétron para formar
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
) é o processo energeticamente mais favorável.
Passo 6
Resumo físico-químico e conclusão lógica:
é um metal alcalino do grupo 1 da tabela periódica, todos esses elementos têm tendência a perder um elétron e formar cátions com carga
. Isso decorre de terem exatamente um elétron de valência e de o estado com carga
corresponder à configuração de gás nobre imediata, que é muito estável.