Tem-se dois elementos químicos
e
.
a. Demonstre o tipo de ligação que ocorrerá entre esses compostos.
b. Qual a fórmula do composto formado?
c. Discuta, comparativamente, a eletronegatividade e a energia de ionização dos elementos A e B
a. Demonstre o tipo de ligação que ocorrerá entre esses compostos.
b. Qual a fórmula do composto formado?
c. Discuta, comparativamente, a eletronegatividade e a energia de ionização dos elementos A e B
Passo 1
Vou listar claramente o que o enunciado dá e o que pede. (Peguei as configurações eletrônicas diretamente do enunciado.)
- Dados:
- Elemento
: . - Elemento
: .
- Elemento
- O enunciado pede:
a. Demonstrar o tipo de ligação que ocorrerá entre esses elementos.
b. Determinar a fórmula do composto formado.
c. Discutir, comparativamente, a eletronegatividade e a energia de ionização dee .
Passo 2
Interpretar a notação eletrônica e contar elétrons de valência (isto é, os elétrons no nível de valência que participam da ligação).
- Pela notação, as camadas internas estão em
e a camada de valência é a etiqueta . - Em
: a configuração de valência é . Logo, tem elétrons de valência. - Em
: a configuração de valência é . Logo, tem elétrons de valência.
Explicação didática curta sobre o porquê disso importar:
- Os elétrons de valência determinam se um átomo tende a perder ou ganhar elétrons para ficar com configuração estável (regra do octeto: completar 8 elétrons na camada de valência, na maioria dos casos).
- Um átomo com poucos elétrons de valência (como
) costuma perder elétrons; um átomo com muitos elétrons de valência, próximo de 8, tende a ganhar elétrons (como tende a ganhar ).
Passo 3
Decidir quantos elétrons cada átomo tenderá a ganhar/perder para atingir configuração estável.
-
tem elétrons de valência. Para completar um octeto, poderia ganhar elétrons ou perder . Ganhar é energeticamente desfavorável na maioria dos casos; perder é típico para elementos do grupo com configuração . Portanto tende a perder elétrons e formar o cátion . -
tem elétrons de valência. Para completar o octeto, tende a ganhar elétrons, formando o ânion . (Perder elétrons é muito desfavorável.)
Mostrando em símbolos:
-
. -
.
Passo 4
Determinar a fórmula do composto pela neutralidade elétrica (balanceamento de cargas).
- Cargas:
e . - Para que o composto seja eletricamente neutro, devemos combinar íons em números inteiros tal que a soma algébrica das cargas seja zero. O mínimo múltiplo comum entre
e é . - Colocando coeficientes:
íons dão .
íons dão . - Assim a fórmula empírica é
, porque
Passo 5
Explicar o tipo de ligação a partir do que acontece com os elétrons.
- Como ocorre transferência completa (ou quase completa) de elétrons de
para — perde elétrons e ganha — a ligação é de caráter iônico: há atração eletrostática entre íons positivos e negativos. - Didática: ligação iônica caracteriza-se por formação de cátions e ânions por transferência de elétrons, geralmente entre um elemento com baixa eletronegatividade (tende a perder elétrons) e outro com alta eletronegatividade (tende a ganhar elétrons). O resultado é um sólido iônico formado por íons em proporções discretas (aqui
).
Exemplo concreto para fixar (analogia): alumínio e oxigênio têm configurações semelhantes a
e
(Al:
, O:
) e formam
, composto iônico com a mesma estequiometria.
Passo 6
Diálogo didático sobre eletronegatividade e energia de ionização — definições e tendências
- Definições:
- Eletronegatividade: tendência que um átomo tem de atrair para si os elétrons numa ligação química.
- Energia de ionização: energia necessária para remover um elétron de um átomo isolado no estado gasoso (primeira energia de ionização é para remover o primeiro elétron; segunda para o segundo, etc.).
- Tendências periódicas importantes (que vou usar para comparar
e ): - Ao mover-se da esquerda para a direita numa mesma linha (mesmo nível
), a eletronegatividade aumenta e a energia de ionização aumenta (os átomos têm mais prótons atraindo os elétrons de valência). - Para elementos na mesma coluna, eletronegatividade diminui ao descer; mas aqui, pela notação,
e têm a mesma letra na camada de valência, ou seja, estão no mesmo período (mesma camada principal).
- Ao mover-se da esquerda para a direita numa mesma linha (mesmo nível
- Aplicando isso aos nossos elementos:
-
(com ) está mais à esquerda no bloco p do que (com ). Portanto tem menor eletronegatividade que . - Consequentemente, a energia necessária para retirar elétrons (
, energia de ionização) de será menor do que a de — é mais fácil remover os elétrons de valência de do que remover elétrons de .
-
- Comentário prático sobre afinidade eletrônica:
tende a ganhar elétrons com ganho de energia (afinidade eletrônica relativamente alta), favorecendo a formação de . Observação: em casos reais, a segunda afinidade eletrônica pode ser menos favorecida (algumas primeiras afinidades são muito favoráveis, a segunda pode ser menos), mas em sólidos iônicos a estabilização pela rede cristalina compensa.
Passo 7
Representação por pontos de Lewis (para fixar a ideia de transferência de elétrons)
-
: (3 elétrons de valência) — perde os três pontos e vira . -
: (6 elétrons de valência) — ganha 2 pontos e vira com octeto completo. - Dois
doam no total elétrons, que são aceitos por três , resultando no arranjo iônico .
Passo 8
Resumo final e encorajamento: em prova, faça sempre estes passos rápidos — contar elétrons de valência, pensar em ganhar/perder até octeto, formar íons e balancear cargas; isso resolve muita questão de ligações rapidamente. Força — você consegue!
Resposta
(a) Ligação iônica (transferência de elétrons:
e
).
(b) .
(c) tem menor eletronegatividade e menor energia de ionização que
;
é mais eletronegativo e apresenta maior energia de ionização (por isso
tende a perder elétrons e
a ganhar).
(b)
(c)