Utilizando a tabela periódica e configuração eletrônica da camada de valência, escreva as fórmulas empíricas do fluoreto de bário, sulfeto de potássio, nitreto de gálio, óxido de rubídio e fosfeto de cálcio.

Passo 1

O enunciado pede que eu escreva as fórmulas empíricas dos seguintes compostos, usando a tabela periódica e a configuração eletrônica da camada de valência:
  • fluoreto de bário;
  • sulfeto de potássio;
  • nitreto de gálio;
  • óxido de rubídio;
  • fosfeto de cálcio.
Informações relevantes fornecidas (implicitamente): usar a tendência dos elementos da tabela periódica de ganhar/perder elétrons para formar íons com configuração de gás nobre, e combinar esses íons de modo que a carga total seja zero.

Passo 2

Breve explicação didática das regras que vou usar (sem pular etapas):
  1. Valência e formação de íons: átomos dos grupos principais tendem a perder ou ganhar elétrons para atingir a configuração de um gás nobre. O número de elétrons na camada externa (valência) determina a tendência.
  2. Cargas típicas (resumo útil):
    • metais do grupo 1 formam cáions \mathrm{X^{+}};
    • metais do grupo 2 formam cáions \mathrm{X^{2+}};
    • metais do grupo 13 (como Ga) costumam formar \mathrm{X^{3+}};
    • não-metais do grupo 17 (halogênios) formam ânions \mathrm{X^{-}};
    • não-metais do grupo 16 formam ânions \mathrm{X^{2-}};
    • não-metais do grupo 15 formam ânions \mathrm{X^{3-}}.
  3. Balanceamento de cargas para obter fórmula: combinar íons de sinais opostos de forma que a soma algébrica das cargas seja zero. Métodos práticos:
    • trocar os módulos das cargas (método cruzado) para obter subscritos e depois simplificar se possível;
    • ou usar o mínimo múltiplo comum (MMC) das magnitudes das cargas.
Vou aplicar isso elemento a elemento, mostrando a configuração de valência quando relevante.

Passo 3

Fluoreto de bário ( \text{fluoreto de bário}á):
  • Bário ( \mathrm{Ba}) é um metal alcalino-terroso (grupo 2). Configuração de valência (resumida): \mathrm{Ba: [Xe]\,6s^2}. Para atingir gás nobre, perde os dois elétrons 6s^2 e forma o cátion \mathrm{Ba^{2+}}.
  • Flúor ( \mathrm{F}) é halogênio (grupo 17). Configuração de valência: \mathrm{F: [He]\,2s^2\,2p^5}. Precisa ganhar 1 elétron para completar o octeto e forma o ânion \mathrm{F^-}.
  • Balanceando cargas: \mathrm{Ba^{2+}} precisa de duas cargas negativas \mathrm{F^-} para neutralizar. Logo, uma fórmula com um \mathrm{Ba^{2+}} e dois \mathrm{F^-} é neutra.
  • Fórmula empírica: \mathrm{BaF_2}.

Passo 4

Sulfeto de potássio ( \text{ulfeto de potássio}á):
  • Potássio ( \mathrm{K}) é grupo 1. Configuração de valência: \mathrm{K: [Ar]\,4s^1}. Perde 1 elétron e forma \mathrm{K^{+}}.
  • Enxofre ( \mathrm{S}) é grupo 16. Configuração de valência: \mathrm{S: [Ne]\,3s^2\,3p^4}. Precisa ganhar 2 elétrons para completar o octeto e forma \mathrm{S^{2-}}.
  • Balanceando cargas: cada \mathrm{S^{2-}} exige dois \mathrm{K^{+}} para neutralizar. Portanto a razão é \mathrm{K}:\mathrm{S}=2:1.
  • Fórmula empírica: \mathrm{K_2S}.

Passo 5

Nitreto de gálio ( \text{nitreto de gálio}á):
  • Gálio ( \mathrm{Ga}) é do grupo 13. Configuração de valência (resumida): \mathrm{Ga: [Ar]\,4s^2\,3d^{10}\,4p^1}. Tem 3 elétrons de valência efetivos (dois 4s + um 4p) e tende a perder 3 elétrons, formando \mathrm{Ga^{3+}}.
  • Nitrogênio ( \mathrm{N}) é grupo 15. Configuração: \mathrm{N: [He]\,2s^2\,2p^3}. Precisa ganhar 3 elétrons para completar o octeto e forma \mathrm{N^{3-}}.
  • Balanceando cargas: \mathrm{Ga^{3+}} e \mathrm{N^{3-}} têm magnitudes iguais, então se combinam numa razão 1:1.
  • Fórmula empírica: \mathrm{GaN}.

Passo 6

Óxido de rubídio ( \text{óxido de rubídio}óí):
  • Rubídio ( \mathrm{Rb}) é grupo 1. Configuração de valência: \mathrm{Rb: [Kr]\,5s^1}. Perde 1 elétron e forma \mathrm{Rb^{+}}.
  • Oxigênio ( \mathrm{O}) é grupo 16. Configuração de valência: \mathrm{O: [He]\,2s^2\,2p^4}. Ganha 2 elétrons e forma \mathrm{O^{2-}}.
  • Balanceando cargas: cada \mathrm{O^{2-}} precisa de dois \mathrm{Rb^{+}}. Razão \mathrm{Rb}:\mathrm{O}=2:1.
  • Fórmula empírica: \mathrm{Rb_2O}.

Passo 7

Fosfeto de cálcio ( \text{fosfeto de cálcio}á):
  • Cálcio ( \mathrm{Ca}) é grupo 2. Configuração de valência: \mathrm{Ca: [Ar]\,4s^2}. Perde 2 elétrons e forma \mathrm{Ca^{2+}}.
  • Fósforo ( \mathrm{P}) é grupo 15. Configuração de valência: \mathrm{P: [Ne]\,3s^2\,3p^3}. Ganha 3 elétrons e forma \mathrm{P^{3-}}.
  • Balanceando cargas: \mathrm{Ca^{2+}} e \mathrm{P^{3-}} têm magnitudes 2 e 3. O MMC de 2 e 3 é 6. Para obter carga total zero precisamos de três \mathrm{Ca^{2+}} (total +6) e dois \mathrm{P^{3-}} (total -6). Assim a razão \mathrm{Ca}:\mathrm{P}=3:2.
  • Fórmula empírica: \mathrm{Ca_3P_2}.

Passo 8

Verificação rápida e dica prática:
  • Método cruzado (trocar os módulos das cargas para virar subscritos) funciona bem, mas sempre simplifique os subscritos dividindo por fatores comuns. Ex.: para \mathrm{Al^{3+}} e \mathrm{O^{2-}} a troca dá \mathrm{Al_2O_3} (não simplifica).
  • Sempre confira: multiplicar subscritos pelos respectivos sinais deve dar soma zero de cargas.

Resposta

\mathrm{BaF_2}
\mathrm{K_2S}
\mathrm{GaN}
\mathrm{Rb_2O}
\mathrm{Ca_3P_2}

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