Utilizando símbolos de Lewis, represente a reação entre bário (Ba) e cloro (Cl).
(a) Indique quantos elétrons são transferidos.
(b) Identifique quais íons são formados.
(c) Determine a fórmula química do composto formado.

Passo 1

O enunciado pede que eu represente, usando símbolos de Lewis, a reação entre bário e cloro e responda três coisas:
  • (a) quantos elétrons são transferidos;
  • (b) quais íons são formados;
  • (c) qual é a fórmula química do composto formado.
Informações relevantes que eu uso (dados básicos de química que vêm do sistema periódicos e do modelo de Lewis):
  • O bário é um metal do grupo 2, portanto possui \,2 elétrons de valência.
  • O cloro é um halogênio do grupo 17, portanto possui \,7 elétrons de valência.
  • Em ligações iônicas, metais tendem a perder seus elétrons de valência para atingir a configuração de gás nobre; não metais (como o cloro) tendem a ganhar elétrons para completar o octeto (ter 8 elétrons na camada de valência).
  • Vou representar elétrons como pontos (símbolos de Lewis) e mostrar a transferência desses elétrons, formando íons com cargas formais indicadas.

Passo 2

Relembrando como montar símbolos de Lewis (mini-aula):
  • Símbolos de Lewis colocam pontos ao redor do símbolo do elemento para indicar os elétrons de valência.
  • Cada ponto representa um elétron de valência. Pares de pontos representam pares de elétrons.
  • Exemplo prático: um átomo com \,2 elétrons de valência é escrito como o símbolo do elemento com dois pontos próximos; com \,7 elétrons de valência, o símbolo tem sete pontos (três pares e um ímpar).
Agora escrevo os símbolos de Lewis dos reagentes (cada expressão química deve ficar em modo matemático):
  • Bário (átomo neutro, \,2 elétrons de valência):
\mathrm{Ba}\!\,\cdot\!\cdot
(aqui os dois \cdot representam os dois elétrons de valência de \mathrm{Ba}).
  • Cloro (átomo neutro, \,7 elétrons de valência). Há duas unidades de \mathrm{Cl} reagindo com um \mathrm{Ba} (isso será justificado adiante), cada uma com sete pontos; uma forma de indicar sete elétrons ao redor de \mathrm{Cl} é:
\cdot\!\cdot\mathrm{Cl}\!\cdot\!\cdot\!\cdot
(numa notação simples: três pares e um elétron isolado totalizando \,7 elétrons).

Passo 3

Explicando por que ocorre transferência e como ela acontece (mini-aula sobre ligação iônica):
  • O \mathrm{Ba} tem \,2 elétrons na camada de valência. Perdendo esses \,2 elétrons, ele alcança a configuração do gás nobre anterior e fica com carga positiva \,+2.
  • Cada átomo de \mathrm{Cl} precisa de \,1 elétron para completar o octeto (passar de \,7 para \,8 elétrons na camada de valência). Ao receber um elétron, cada \mathrm{Cl} forma o íon \mathrm{Cl}^-.
  • Portanto, um átomo de \mathrm{Ba} pode dar seus \,2 elétrons, um para cada um de dois átomos de \mathrm{Cl}. Isso resulta em dois íons \mathrm{Cl}^- e um íon \mathrm{Ba}^{2+}.
Vou representar essa transferência com setas (cada ponto que parte do \mathrm{Ba} vai para um \mathrm{Cl}):
Átomos antes da reação (Lewis):
\mathrm{Ba}\!\,\cdot\!\cdot \;+\; \cdot\!\cdot\mathrm{Cl}\!\cdot\!\cdot\!\cdot \;+\; \cdot\!\cdot\mathrm{Cl}\!\cdot\!\cdot\!\cdot
Setas mostrando a transferência de dois elétrons (um para cada \mathrm{Cl}):
\mathrm{Ba}\!\,\cdot\!\cdot \longrightarrow \mathrm{Ba}^{2+} \quad\text{e}\quad \cdot\!\cdot\mathrm{Cl}\!\cdot\!\cdot\!\cdot \longrightarrow [\mathrm{Cl}\\ \text{com 8 elétrons}]^{-}é

Passo 4

Representação dos íons com símbolos de Lewis (após a transferência):
  • O \mathrm{Ba} perde os \,2 elétrons e vira o cátion:
\mathrm{Ba}^{2+}
(neste íon não se costuma desenhar elétrons de valência porque a camada de valência do metal ficou vazia quanto aos elétrons externos; a carga é o que importa).
  • Cada \mathrm{Cl} recebe um elétron adicional e passa a ter \,8 elétrons (octeto). O íon \mathrm{Cl}^- com octeto pode ser representado com 8 pontos dentro de colchetes, mostrando a carga:
[\:\mathrm{Cl}\!\:\cdot\!\cdot\!\cdot\!\cdot\:\:]^{-}
(aqui os oito \cdot representam os oito elétrons de valência do íon \mathrm{Cl}^-; o colchete e o expoente {}^{-} indicam a carga negativa).

Passo 5

Contagem explícita de elétrons transferidos (resposta para (a)):
  • O \mathrm{Ba} perde \,2 elétrons no total.
  • Cada \mathrm{Cl} ganha \,1 elétron; como há dois \mathrm{Cl}, são ganhos \,2 elétrons no total (um por cada cloro).
    Portanto, o número total de elétrons transferidos na reação é \,2.

Passo 6

Identificação dos íons formados (resposta para (b)):
  • O bário forma o cátion \mathrm{Ba}^{2+} (perdeu \,2 elétrons).
  • Cada cloro forma o ânion \mathrm{Cl}^- (cada um ganhou \,1 elétron). Há duas unidades de \mathrm{Cl}^- por cada \mathrm{Ba}^{2+}.

Passo 7

Determinação da fórmula do composto (resposta para (c)) e checagem de neutralidade:
  • Para obter um composto neutro, as cargas totais positiva e negativa devem somar zero.
  • Um \mathrm{Ba}^{2+} (carga +2) vai se combinar com duas unidades de \mathrm{Cl}^- (cada uma com carga -1), porque +2 + (-1) + (-1) = 0.
  • Logo, a fórmula que indica a razão \,1 átomo de \mathrm{Ba} para \,2 átomos de \mathrm{Cl} é:
\mathrm{BaCl}_2

Passo 8

Resumo visual final da reação em símbolos de Lewis (combinação das peças anteriores):
\mathrm{Ba}\!\,\cdot\!\cdot \;+\; \cdot\!\cdot\mathrm{Cl}\!\cdot\!\cdot\!\cdot \;+\; \cdot\!\cdot\mathrm{Cl}\!\cdot\!\cdot\!\cdot \longrightarrow \mathrm{Ba}^{2+} \;+\; [\:\mathrm{Cl}\!\:\cdot\!\cdot\!\cdot\!\cdot\:\:]^{-} \;+\; [\:\mathrm{Cl}\!\:\cdot\!\cdot\!\cdot\!\cdot\:\:]^{-}
Isto corresponde ao composto iônico \mathrm{BaCl}_2, formado pela atração eletrostática entre \mathrm{Ba}^{2+} e duas unidades de \mathrm{Cl}^-.

Resposta

(a) \,2 elétrons\n
(b) \mathrm{Ba}^{2+} e \mathrm{Cl}^{-} (duas unidades de \mathrm{Cl}^{-})\n
(c) \mathrm{BaCl}_2

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