Sugira uma fórmula para um mineral plausível contendo cada um dos íons a seguir.
Cobre(I)

Passo 1

O enunciado pede: sugerir uma fórmula para um mineral plausível que contenha o íon \mathrm{Cu^+}.
Informações dadas e relevantes:
  • Íon presente: \mathrm{Cu^+} (cobre no estado de oxidação +1).
  • Um mineral (composto iônico) deve ser eletricamente neutro: a soma algébrica das cargas dos íons que formam o composto tem de ser zero.
  • Precisaremos escolher um ânion plausível que ocorra em minerais (por exemplo \mathrm{O^{2-}}, \mathrm{S^{2-}}, \mathrm{Cl^-}, \mathrm{CO_3^{2-}}, \mathrm{SO_4^{2-}}, etc.) e combinar com \mathrm{Cu^+} de modo a obter neutralidade.

Passo 2

Conceito básico (explicação didática e bem mastigada): neutralidade elétrica e formação de fórmulas iônicas.
  • Íons têm cargas elétricas: um cátion tem carga positiva e um ânion tem carga negativa.
  • Para formar um composto iônico estável, o número de cargas positivas deve igualar o número de cargas negativas, de forma que a soma das cargas seja zero.
  • Procedimento prático: escolher um ânion com carga conhecida e calcular quantos cátions \mathrm{Cu^+} são necessários para anular a carga total negativa do ânion.
Exemplo de ânions comuns e suas cargas (frequentes em minerais):
  • \mathrm{O^{2-}} (óxido)
  • \mathrm{S^{2-}} (sulfeto)
  • \mathrm{Cl^-} (cloreto)
  • \mathrm{CO_3^{2-}} (carbonato)
  • \mathrm{SO_4^{2-}} (sulfato)

Passo 3

Escolhendo o ânion óxido \mathrm{O^{2-}} — por que este é bom?
  • Oxigênio como óxido aparece em muitos minerais (óxidos são abundantes).
  • A carga de \mathrm{O^{2-}} é -2, enquanto cada \mathrm{Cu^+} tem carga +1.
Agora balancear as cargas para obter neutralidade:
2\times(+1) + 1\times(-2) = +2 - 2 = 0.
Isto mostra que são necessários dois íons \mathrm{Cu^+} para neutralizar um íon \mathrm{O^{2-}}.
Regra de escrita: o cátion vem primeiro no fórmula, seguido pelo ânion; os subscritos indicam quantos de cada íon aparecem na fórmula empírica. Assim obtemos a fórmula:
\mathrm{Cu_2O}.

Passo 4

Verificação de plausibilidade histórica/geológica (curiosidade e segurança para prova):
  • \mathrm{Cu_2O} é um mineral real muito conhecido: cuprita (nome mineral: cuprite) é um óxido de cobre com essa fórmula, contendo \mathrm{Cu^+}.
  • Outras fórmulas plausíveis também seriam possíveis dependendo do ânion escolhido: \text{com } \mathrm{S^{2-}}: \quad 2\times(+1)+1\times(-2)=0 \Rightarrow \mathrm{Cu_2S}\\ (\text{chalcocite é \(\mathrm{Cu_2S}\) — sulfeto de cobre}),é
\text{com } \mathrm{Cl^-}: \quad 1\times(+1)+1\times(-1)=0 \Rightarrow \mathrm{CuCl}\\ (\text{nantokite é \(\mathrm{CuCl}\)}).é
Essas alternativas mostram que o método de balanceamento é geral.

Passo 5

Dica prática para a prova (método geral fácil de aplicar):
  • Para íons A^{m+} e B^{n-}, a fórmula empírica é A_nB_m, onde os subscritos vêm da menor combinação inteira que iguala as cargas (ou usar o mínimo múltiplo comum).
  • Aplicando aqui: para A=\mathrm{Cu^{+}} ( m=1) e B=\mathrm{O^{2-}} ( n=2), a fórmula é \mathrm{Cu_2O}.

Passo 6

Resumo final e incentivo:
  • Seguindo a regra de neutralidade de cargas e escolhendo um ânion óxido comum, obtém-se uma fórmula simples, comprovadamente existente na natureza.
  • Vai dar certo na prova: identifique a carga do cátion, escolha um ânion plausível, iguale as cargas com a menor combinação inteira e escreva a fórmula com o cátion primeiro.

Resposta

\mathrm{Cu_2O}

Exercícios relacionados