Represente a formação do composto iônico entre alumínio (Al) e nitrogênio (N).
(a) Indique os íons formados.
(b) Determine a fórmula do composto.
(c) Quantos elétrons são transferidos no processo?
(a) Indique os íons formados.
(b) Determine a fórmula do composto.
(c) Quantos elétrons são transferidos no processo?
Passo 1
O enunciado pede três coisas sobre a formação do composto iônico entre alumínio e nitrogênio:
(a) indicar quais íons se formam quando cada átomo se ioniza;
(b) determinar a fórmula do composto iônico formado;
(c) dizer quantos elétrons são transferidos no processo (por unidade de fórmula).
(a) indicar quais íons se formam quando cada átomo se ioniza;
(b) determinar a fórmula do composto iônico formado;
(c) dizer quantos elétrons são transferidos no processo (por unidade de fórmula).
Informações fornecidas: os elementos envolvidos são alumínio (Al) e nitrogênio (N). Não há outros dados numéricos; portanto vamos usar as propriedades eletrônicas padrão desses átomos (números atômicos e configurações eletrônicas).
Passo 2
Conceitos básicos e estratégia (mini-aula rápida):
- Íon é um átomo que ganhou ou perdeu elétrons. Cátion = perda de elétrons (carga positiva). Ânion = ganho de elétrons (carga negativa).
- Átomos tendem a alcançar uma configuração eletrônica estável — frequentemente a configuração do gás nobre mais próximo (regra do octeto para muitos elementos do 2º e 3º períodos).
- Valence electrons (elétrons de valência) são os elétrons na camada de mais alta energia e são os que participam das transferências. Para prever cargas, contamos elétrons de valência e vemos quantos são perdidos ou ganhos para completar o octeto.
- Método prático: escrever a configuração eletrônica do átomo, identificar quantos elétrons de valência tem e decidir se perde ou ganha elétrons para atingir a configuração estável.
Passo 3
Alumínio — configuração eletrônica e formação do cátion:
- O número atômico do alumínio é
. A configuração eletrônica completa é
- Os elétrons de valência estão na camada
: são , ou seja, elétrons de valência. - Para atingir a configuração do gás nobre anterior (neônio,
com ), o alumínio tende a perder os elétrons de valência. Ao perder elétrons, forma-se o cátion
- Explicação: perder
elétrons deixa a configuração , igual à de , que é estável.
Passo 4
Nitrogênio — configuração eletrônica e formação do ânion:
- O número atômico do nitrogênio é
. A configuração eletrônica é
- Elétrons de valência: na camada
há , totalizando elétrons de valência. - Para completar o octeto (atingir a configuração do gás nobre seguinte, neônio), o nitrogênio precisa ganhar
elétrons, passando a ter . A aquisição de elétrons forma o ânion
- Explicação: ganhar
elétrons deixa a configuração igual à de , estável.
Passo 5
Escrevendo as semi-reações e identificando os íons (resposta detalhada para o item (a)):
- Semi-reações (mostrando que os elétrons vêm do alumínio e vão para o nitrogênio):
- Portanto, os íons formados são
(cátion) e (ânion).
Passo 6
Determinar a fórmula do composto iônico (item (b)) — explicação passo a passo:
- Regra de neutralidade: um composto iônico é eletricamente neutro, então a soma algébrica das cargas deve ser zero.
- As cargas dos íons são
para e para . Se combinarmos um íon de cada, a soma das cargas é
- Logo, a proporção estequiométrica necessária é
átomo de Al para átomo de N, resultando na fórmula empírica simples
- Observação prática: quando os módulos das cargas são iguais (
e ), o composto tem razão .
Passo 7
Quantos elétrons são transferidos no processo (item (c)) — contagem e explicação:
- Pela semi-reação do alumínio, cada átomo de Al perde
elétrons. Cada átomo de N ganha elétrons. - No composto por unidade de fórmula
(1 Al combinado com 1 N), o número total de elétrons efetivamente transferidos é : os elétrons saem do Al e vão para o N. - Então, por fórmula unitária, há transferência de
elétrons.
Passo 8
Resumo final (rápido e encorajador): o alumínio perde três elétrons para virar
; o nitrogênio ganha três elétrons para virar
; os dois íons se combinam na razão
formando
; e, por unidade de fórmula, três elétrons foram transferidos. Dá pra decorar: Al costuma formar
, N costuma formar
— assim fica fácil identificar a fórmula na prova. Vai dar certo!
Resposta
(a)
e
(b)
(c) elétrons transferidos por fórmula unitária
(b)
(c)