---
title: "Camadas eletrônicas e tabela periódica"
book: "Química dos ensinos fundamental e médio"
subject: chemistry
language: pt
chapter: 23
exercises: 15
source: https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/23-camadas-eletronicas-e-tabela-periodica
license: CC-BY-NC-SA-4.0
credit: "One Chemistry Book, One Course (one-course.com)"
---

# Capítulo 23 — Camadas eletrônicas e tabela periódica

O neônio brilha em vermelho-alaranjado num letreiro; o sódio, um [metal](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/20-a-tabela-periodica-um-primeiro-olhar#def-g9-periodic-table-first-look-metal) mole, pega fogo na água; o cloro é um gás amarelo-esverdeado sufocante. No entanto, os [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) deles diferem por apenas um ou dois [prótons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-proton): o neônio tem 10, o sódio 11, o cloro 17. Por que vizinhos na [tabela periódica](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/20-a-tabela-periodica-um-primeiro-olhar#def-g9-periodic-table-first-look-periodic-table) se comportam de modo tão diferente, enquanto o sódio e o potássio, distantes em [número atômico](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-atomic-number), se comportam de modo tão parecido? A resposta está no modo como os [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) de um [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) estão organizados.

**O que você já sabe.**

Um [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) tem $Z$ [prótons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-proton) no [núcleo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) e, quando neutro, $Z$ [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) em volta dele ([Capítulo 16](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#ch-g9-inside-the-atom)). A [tabela periódica](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/20-a-tabela-periodica-um-primeiro-olhar#def-g9-periodic-table-first-look-periodic-table) ordena os elementos por $Z$ em períodos (linhas) e grupos (colunas); os elementos de um grupo se comportam de modo parecido ([Capítulo 20](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/20-a-tabela-periodica-um-primeiro-olhar#ch-g9-periodic-table-first-look)). Os [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) ganham ou perdem [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) e viram [íons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) ([Capítulo 17](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#ch-g9-ions)).

## 23.1 A configuração eletrônica

**Definição 23.1 (Camadas, subníveis e configuração eletrônica).**

Os [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) de um [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) estão organizados em *camadas*, numeradas $n = 1, 2, 3, \ldots$ do [núcleo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) para fora; quanto maior $n$, mais longe do [núcleo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) e menos presos estão os [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus). Cada camada se divide em *subníveis*, designados por uma letra: a camada 1 tem um subnível s (1s), a camada 2 um subnível s e um p (2s, 2p), a camada 3 tem 3s e 3p (e 3d, visto mais tarde). Um subnível s comporta no máximo 2 [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus), um subnível p no máximo 6. A *configuração eletrônica* de um [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) lista os seus subníveis ocupados, com os seus números de [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) como expoentes: $1\mathrm{s}^2\,2\mathrm{s}^2\,2\mathrm{p}^4$ para o oxigênio.

**Método 23.2 (Escrever uma configuração eletrônica, até Z=20Z = 20Z=20).**

1. Conte os [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) : $Z$ para um [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) neutro.
2. Preencha os [subníveis](#def-g10-electron-shells-configuration) nesta ordem, cada um até o seu máximo antes de começar o seguinte: $$1\mathrm{s} \to 2\mathrm{s} \to 2\mathrm{p} \to 3\mathrm{s} \to  3\mathrm{p} \to 4\mathrm{s}.$$
3. Verifique que os expoentes somam o número de [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) .

Sódio, $Z = 11$: $1\mathrm{s}^2\,2\mathrm{s}^2\,2\mathrm{p}^6\,3\mathrm{s}^1$. Cloro, $Z = 17$: $1\mathrm{s}^2\,2\mathrm{s}^2\,2\mathrm{p}^6\,3\mathrm{s}^2\,3\mathrm{p}^5$. Cálcio, $Z = 20$: $1\mathrm{s}^2\,2\mathrm{s}^2\,2\mathrm{p}^6\,3\mathrm{s}^2\,3\mathrm{p}^6\,4\mathrm{s}^2$.

![A ordem de preenchimento, até Z = 20. Cada caixinha é um lugar para um elétron: um subnível s tem 2 lugares, um subnível p tem 6.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g10-electron-shells/fig-b716cf9587ef.svg)

*A ordem de preenchimento, até $Z = 20$. Cada caixinha é um lugar para um [elétron](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus): um [subnível](#def-g10-electron-shells-configuration) s tem 2 lugares, um [subnível](#def-g10-electron-shells-configuration) p tem 6.*

## 23.2 Os elétrons de valência

**Definição 23.3 (Elétrons de valência e elétrons internos).**

Os [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) da [camada](#def-g10-electron-shells-configuration) ocupada mais externa (a camada de maior $n$) são os *elétrons de valência*; os outros são os *elétrons internos*. Só os [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) de valência participam das [reações químicas](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/12-as-reacoes-quimicas-reagentes-e-produtos#def-g7-chemical-reactions-reaction).

**Exemplo 23.4 (Contar os elétrons de valência).**

Oxigênio, $1\mathrm{s}^2\,2\mathrm{s}^2\,2\mathrm{p}^4$: [camada](#def-g10-electron-shells-configuration) externa $n =
2$, $2 + 4 = 6$ [elétrons de valência](#def-g10-electron-shells-valence). Sódio, $\ldots 3\mathrm{s}^1$: 1 [elétron de valência](#def-g10-electron-shells-valence). Cloro, $\ldots 3\mathrm{s}^2\,3\mathrm{p}^5$: 7. Neônio, $1\mathrm{s}^2\,2\mathrm{s}^2\,2\mathrm{p}^6$: 8, uma camada completa.

## 23.3 A tabela reconstruída a partir das configurações

**Proposição 23.5 (Período e grupo a partir da configuração).**

Para os elementos até $Z = 20$:

- o período de um elemento é o número $n$ da sua [camada](#def-g10-electron-shells-configuration) externa;
- os elementos de um mesmo grupo têm o mesmo número de [elétrons de valência](#def-g10-electron-shells-valence) — um no [grupo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/20-a-tabela-periodica-um-primeiro-olhar#def-g9-periodic-table-first-look-period) 1, dois no [grupo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/20-a-tabela-periodica-um-primeiro-olhar#def-g9-periodic-table-first-look-period) 2, de três a oito nos [grupos](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/20-a-tabela-periodica-um-primeiro-olhar#def-g9-periodic-table-first-look-period) 13 a 18 (o hélio, com 2, é uma exceção).

As duas colunas da esquerda, em que os últimos [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) entram num [subnível](#def-g10-electron-shells-configuration) s, formam o bloco s; os [grupos](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/20-a-tabela-periodica-um-primeiro-olhar#def-g9-periodic-table-first-look-period) 13 a 18 formam o bloco p.

![Os vinte primeiros elementos, com o número de elétrons em cada camada embaixo do símbolo (2.8.1 para o sódio: 2 na camada 1, 8 na camada 2, 1 na camada 3). As cores marcam os blocos s e p.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g10-electron-shells/fig-5f0216c4d5e5.svg)

*Os vinte primeiros elementos, com o número de [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) em cada camada embaixo do símbolo ($2.8.1$ para o sódio: 2 na [camada](#def-g10-electron-shells-configuration) 1, 8 na [camada](#def-g10-electron-shells-configuration) 2, 1 na [camada](#def-g10-electron-shells-configuration) 3). As cores marcam os blocos s e p.*

## 23.4 As famílias

**Definição 23.6 (Famílias químicas).**

Uma *família química* é um grupo da [tabela periódica](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/20-a-tabela-periodica-um-primeiro-olhar#def-g9-periodic-table-first-look-periodic-table) cujos elementos compartilham as suas principais propriedades químicas. Três famílias têm nome: os *metais alcalinos* (o [grupo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/20-a-tabela-periodica-um-primeiro-olhar#def-g9-periodic-table-first-look-period) 1, menos o hidrogênio: lítio, sódio, potássio…), [metais](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/20-a-tabela-periodica-um-primeiro-olhar#def-g9-periodic-table-first-look-metal) moles que reagem fortemente com a água; os *halogênios* ([grupo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/20-a-tabela-periodica-um-primeiro-olhar#def-g9-periodic-table-first-look-period) 17: flúor, cloro, bromo, iodo), [não metais](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/20-a-tabela-periodica-um-primeiro-olhar#def-g9-periodic-table-first-look-metal) coloridos e reativos; e os *gases nobres* ([grupo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/20-a-tabela-periodica-um-primeiro-olhar#def-g9-periodic-table-first-look-period) 18: hélio, neônio, argônio…), que quase não reagem com nada.

**Proposição 23.7 (Por que uma família se comporta igual).**

Os elementos de uma família têm o mesmo número de [elétrons de valência](#def-g10-electron-shells-valence), e a química é assunto dos [elétrons de valência](#def-g10-electron-shells-valence): o lítio, o sódio e o potássio têm todos um, os [halogênios](#def-g10-electron-shells-family) sete, os [gases nobres](#def-g10-electron-shells-family) uma [camada](#def-g10-electron-shells-configuration) externa completa.

![As famílias da tabela periódica: metais alcalinos, metais alcalinoterrosos (grupo 2), halogênios e gases nobres.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g10-electron-shells/fig-36288aba7521.svg)

*As famílias da [tabela periódica](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/20-a-tabela-periodica-um-primeiro-olhar#def-g9-periodic-table-first-look-periodic-table): [metais alcalinos](#def-g10-electron-shells-family), [metais](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/20-a-tabela-periodica-um-primeiro-olhar#def-g9-periodic-table-first-look-metal) alcalinoterrosos ([grupo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/20-a-tabela-periodica-um-primeiro-olhar#def-g9-periodic-table-first-look-period) 2), [halogênios](#def-g10-electron-shells-family) e [gases nobres](#def-g10-electron-shells-family).*

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g10-electron-shells/img-028868107598.jpg)

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g10-electron-shells/img-496d12f1f4f0.jpg)

*O sódio, um [metal alcalino](#def-g10-electron-shells-family), cortado com uma faca: mole e prateado quando recém-cortado, ele escurece na hora ao [ar](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/4-o-ar-uma-mistura-de-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air). Foto: Dnn87, CC BY-SA 3.0.*

*O cloro, um [halogênio](#def-g10-electron-shells-family): um gás amarelo-esverdeado, aqui lacrado numa ampola de vidro. Foto: W. Oelen, CC BY-SA 3.0.*

**No laboratório — O sódio na água.**

Atrás de uma tela, o professor joga um pedaço de sódio do tamanho de um grão de arroz numa bacia grande com água. Ele flutua, derrete numa bolinha brilhante e dispara de um lado para o outro, chiando, até sumir; o gás liberado é o hidrogênio, e a água que fica é básica.

**Segurança.**

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g10-electron-shells/fig-f133bcfe28d0.svg)

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g10-electron-shells/fig-2ebfb929f83d.svg)

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g10-electron-shells/fig-16febdb222da.svg)

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g10-electron-shells/fig-11944cae5055.svg)

Sódio: libera hidrogênio inflamável com a água (GHS02), provoca queimaduras graves (GHS05). Cloro: um gás oxidante (GHS03), tóxico se inalado (GHS06), também irritante e muito tóxico para os organismos aquáticos. Os dois só são manuseados pelo professor.

## 23.5 Os íons estáveis e a regra dos gases nobres

**Definição 23.8 (Regras do dueto e do octeto).**

Os [gases nobres](#def-g10-electron-shells-family), com uma [camada](#def-g10-electron-shells-configuration) externa completa, quase não reagem: a configuração deles é especialmente estável. Quando os [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) dos primeiros elementos formam [íons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion), eles ganham ou perdem [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) de modo a alcançar a configuração do [gás nobre](#def-g10-electron-shells-family) mais próximo: dois [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) na [camada](#def-g10-electron-shells-configuration) 1, como o hélio, para os [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) mais leves — a *regra do dueto* — e oito [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) na [camada](#def-g10-electron-shells-configuration) externa, como o neônio ou o argônio, para os outros — a *regra do octeto*.

**Exemplo 23.9 (Íons previstos pela regra).**

O sódio, $2.8.1$, perde o seu único [elétron de valência](#def-g10-electron-shells-valence): $\ce{Na+}$, $2.8$, como o neônio. O magnésio, $2.8.2$, perde dois: $\ce{Mg^{2+}}$. O alumínio, $2.8.3$, perde três: $\ce{Al^{3+}}$. O cloro, $2.8.7$, ganha um: $\ce{Cl-}$, $2.8.8$, como o argônio. O oxigênio, $2.6$, ganha dois: $\ce{O^{2-}}$. O enxofre, $2.8.6$: $\ce{S^{2-}}$. O lítio, $2.1$, perde um e fica com $2$, como o hélio: $\ce{Li+}$.

![O íon sódio tem a configuração do neônio, o gás nobre mais próximo.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g10-electron-shells/fig-a1205ee87d2c.svg)

*O [íon](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) sódio tem a configuração do neônio, o [gás nobre](#def-g10-electron-shells-family) mais próximo.*

**Observação 23.10 (Limites da regra).**

A regra funciona bem para os vinte primeiros elementos e os seus [íons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) simples. Muitos elementos, como o ferro ($\ce{Fe^{2+}}$ e $\ce{Fe^{3+}}$), não a seguem; as razões, e uma descrição melhor dos [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus), são dadas no volume do primeiro ano da universidade.

## 23.6 Exercícios

**Exercício 23.1 ★.**

Escreva as [configurações eletrônicas](#def-g10-electron-shells-configuration) do carbono ($Z = 6$), do nitrogênio ($Z = 7$) e do magnésio ($Z = 12$).

**Solução de Exercício 23.1.**

C: $1\mathrm{s}^2\,2\mathrm{s}^2\,2\mathrm{p}^2$. N: $1\mathrm{s}^2\,2\mathrm{s}^2\,2\mathrm{p}^3$. Mg: $1\mathrm{s}^2\,2\mathrm{s}^2\,2\mathrm{p}^6\,3\mathrm{s}^2$.

**Exercício 23.2 ★.**

Quantos [elétrons de valência](#def-g10-electron-shells-valence) têm o carbono, o nitrogênio e o magnésio?

**Solução de Exercício 23.2.**

Carbono 4, nitrogênio 5, magnésio 2.

**Exercício 23.3 ★.**

Em que período e em que grupo está o elemento de configuração $1\mathrm{s}^2\,2\mathrm{s}^2\,2\mathrm{p}^6\,3\mathrm{s}^2\,3\mathrm{p}^3$?

**Solução de Exercício 23.3.**

[Camada](#def-g10-electron-shells-configuration) externa $n = 3$: período 3. $2 + 3 = 5$ [elétrons de valência](#def-g10-electron-shells-valence): [grupo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/20-a-tabela-periodica-um-primeiro-olhar#def-g9-periodic-table-first-look-period) 15 (fósforo).

**Exercício 23.4 ★.**

Dê o nome das três famílias deste capítulo e dois elementos de cada uma.

**Solução de Exercício 23.4.**

[Metais alcalinos](#def-g10-electron-shells-family) (lítio, sódio, potássio); [halogênios](#def-g10-electron-shells-family) (flúor, cloro, bromo, iodo); [gases nobres](#def-g10-electron-shells-family) (hélio, neônio, argônio).

**Exercício 23.5 ★.**

Enuncie a [regra do octeto](#def-g10-electron-shells-octet).

**Solução de Exercício 23.5.**

Os [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) tendem a ganhar ou perder [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) de modo a ter oito [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) na [camada](#def-g10-electron-shells-configuration) externa, como o [gás nobre](#def-g10-electron-shells-family) mais próximo.

**Exercício 23.6 ★★.**

Usando a regra dos [gases nobres](#def-g10-electron-shells-family), dê o [íon](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) formado pelo potássio ($Z = 19$) e pelo flúor ($Z = 9$), com as suas configurações.

**Solução de Exercício 23.6.**

K, $2.8.8.1$, perde um: $\ce{K+}$, $1\mathrm{s}^2\,2\mathrm{s}^2\,2\mathrm{p}^6\,3\mathrm{s}^2\,3\mathrm{p}^6$ (argônio). F, $2.7$, ganha um: $\ce{F-}$, $1\mathrm{s}^2\,2\mathrm{s}^2\,2\mathrm{p}^6$ (neônio).

**Exercício 23.7 ★★.**

Um elemento tem 2 [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) na terceira camada, e a terceira camada é a sua [camada](#def-g10-electron-shells-configuration) externa. Dê a sua configuração, o seu [número atômico](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-atomic-number) e o seu nome.

**Solução de Exercício 23.7.**

$1\mathrm{s}^2\,2\mathrm{s}^2\,2\mathrm{p}^6\,3\mathrm{s}^2$: $Z = 12$, magnésio.

**Exercício 23.8 ★★.**

Usando os [íons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) estáveis, escreva a fórmula do [composto iônico](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ionic-compound) formado pelo magnésio e pelo cloro, e depois pelo alumínio e pelo oxigênio.

**Solução de Exercício 23.8.**

$\ce{Mg^{2+}}$ e $\ce{Cl-}$: $\ce{MgCl2}$. $\ce{Al^{3+}}$ e $\ce{O^{2-}}$: $\ce{Al2O3}$.

**Exercício 23.9 ★★.**

Olhe a tabela dos vinte primeiros elementos. Que elementos têm o mesmo número de [elétrons de valência](#def-g10-electron-shells-valence) que o oxigênio?

**Solução de Exercício 23.9.**

O enxofre (6 [elétrons de valência](#def-g10-electron-shells-valence), $2.8.6$), no mesmo grupo, o 16.

**Exercício 23.10 ★★.**

Por que o neônio, ao contrário do sódio e do cloro, não forma [íons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) nas [reações químicas](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/12-as-reacoes-quimicas-reagentes-e-produtos#def-g7-chemical-reactions-reaction)?

**Solução de Exercício 23.10.**

A [camada](#def-g10-electron-shells-configuration) externa dele já está completa (oito [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus)): ele não tem nada a ganhar perdendo ou ganhando [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus).

**Exercício 23.11 ★★.**

O [íon](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) $\ce{X^{2+}}$ tem a configuração do argônio. Encontre $X$.

**Solução de Exercício 23.11.**

O argônio tem 18 [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus); $\ce{X^{2+}}$ perdeu 2, então X tem 20: o cálcio.

**Exercício 23.12 ★★★.**

O hélio tem 2 [elétrons de valência](#def-g10-electron-shells-valence), mas fica no [grupo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/20-a-tabela-periodica-um-primeiro-olhar#def-g9-periodic-table-first-look-period) 18, e não no [grupo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/20-a-tabela-periodica-um-primeiro-olhar#def-g9-periodic-table-first-look-period) 2. Explique usando a sua configuração.

**Solução de Exercício 23.12.**

O hélio, $1\mathrm{s}^2$, tem a [camada](#def-g10-electron-shells-configuration) externa completa (a [camada](#def-g10-electron-shells-configuration) 1 só comporta dois [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus)), como os outros [gases nobres](#def-g10-electron-shells-family); ele não se comporta como os [metais](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/20-a-tabela-periodica-um-primeiro-olhar#def-g9-periodic-table-first-look-metal) do [grupo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/20-a-tabela-periodica-um-primeiro-olhar#def-g9-periodic-table-first-look-period) 2.

**Exercício 23.13 ★★★.**

O potássio reage com a água de modo ainda mais violento que o sódio. Usando a distância do [elétron de valência](#def-g10-electron-shells-valence) ao [núcleo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus), sugira por quê.

**Solução de Exercício 23.13.**

O [elétron de valência](#def-g10-electron-shells-valence) dele está na [camada](#def-g10-electron-shells-configuration) 4, mais longe do [núcleo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) que o do sódio, na [camada](#def-g10-electron-shells-configuration) 3: menos preso, ele é perdido com mais facilidade.

**Exercício 23.14 ★★★.**

Dê as configurações de $\ce{S^{2-}}$, $\ce{Cl-}$, $\ce{K+}$ e $\ce{Ca^{2+}}$. O que elas têm em comum?

**Solução de Exercício 23.14.**

Os quatro têm 18 [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) e a configuração do argônio:

$$
1\mathrm{s}^2\,2\mathrm{s}^2\,2\mathrm{p}^6\,3\mathrm{s}^2\,3\mathrm{p}^6.
$$

**Exercício 23.15 ★★★.**

Um elemento do período 3 forma o [íon](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) $\ce{Y^{3-}}$. Encontre o seu grupo, a sua configuração e o seu nome.

**Solução de Exercício 23.15.**

Ele ganha 3 [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) para alcançar um octeto: tem 5 [elétrons de valência](#def-g10-electron-shells-valence), [grupo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/20-a-tabela-periodica-um-primeiro-olhar#def-g9-periodic-table-first-look-period) 15. No período 3, é o fósforo:

$$
1\mathrm{s}^2\,2\mathrm{s}^2\,2\mathrm{p}^6\,3\mathrm{s}^2\,3\mathrm{p}^3.
$$

## 23.7 Problema: rubi, safira e coríndon

**Problema 23.1.**

Problema de fim de semana — os elétrons por trás de uma pedra preciosa: de duas configurações ao número de elétrons transferidos num grama

Os rubis e as safiras são formas preciosas do coríndon, um [composto iônico](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ionic-compound) de alumínio e oxigênio; um traço de outros [metais](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/20-a-tabela-periodica-um-primeiro-olhar#def-g9-periodic-table-first-look-metal) dá a eles as suas cores. O coríndon é duro o bastante para riscar quase tudo, e o coríndon em pó é usado para polir lentes. Tome a massa de um [núcleon](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-proton) como $1.67 \times 10^{-27}\,\mathrm{kg}$; o alumínio-27 tem 27 [núcleons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-proton), o oxigênio-16 tem 16.

**Parte I — Os [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom).**

1. Dê os números de [prótons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-proton) e de [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) de um [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de alumínio ( $Z = 13$ ) e de um [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de oxigênio ( $Z = 8$ ).
2. Escreva as suas [configurações eletrônicas](#def-g10-electron-shells-configuration) .
3. Quantos [elétrons de valência](#def-g10-electron-shells-valence) tem cada um? Em que período e em que grupo está cada um?
4. O alumínio é um [metal](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/20-a-tabela-periodica-um-primeiro-olhar#def-g9-periodic-table-first-look-metal) ou um [não metal](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/20-a-tabela-periodica-um-primeiro-olhar#def-g9-periodic-table-first-look-metal) ? E o oxigênio?

**Parte II — Os [íons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion).**

5. Usando a [regra do octeto](#def-g10-electron-shells-octet) , que [íon](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) o alumínio forma? Escreva a sua configuração.
6. Que [íon](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) o oxigênio forma? Escreva a sua configuração.
7. Que [gás nobre](#def-g10-electron-shells-family) tem a mesma configuração que os dois [íons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) ?
8. Quantos [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) um [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de alumínio perde, e quantos um [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de oxigênio ganha?

**Parte III — A fórmula.**

9. Encontre a fórmula do coríndon, o composto neutro desses [íons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) .
10. Numa unidade de fórmula, quantos [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) são perdidos pelos [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de alumínio? E ganhos pelos [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de oxigênio?
11. Por que esses dois números têm de ser iguais?
12. Um rubi contém um traço de [íons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) cromo $\ce{Cr^{3+}}$ no lugar de alguns $\ce{Al^{3+}}$ . Por que um [íon](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) $\ce{Cr^{3+}}$ pode tomar o lugar de um [íon](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) $\ce{Al^{3+}}$ sem desequilibrar as cargas?

**Parte IV — Um grama de coríndon.**

13. Quantos [núcleons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-proton) há numa unidade de fórmula de coríndon?
14. Calcule a massa de uma unidade de fórmula (desprezando os [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) ).
15. Quantas unidades de fórmula há em $1\,\mathrm{g}$ de coríndon?
16. Quantos [íons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) $\ce{Al^{3+}}$ e quantos [íons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) $\ce{O^{2-}}$ isso representa?
17. Por que os [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) podem ser desprezados na questão 14?
18. Quantos [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) foram transferidos do alumínio para o oxigênio para formar $1\,\mathrm{g}$ de coríndon?

**Solução de Problema 23.1.**

**1.** Alumínio: 13 [prótons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-proton), 13 [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus). Oxigênio: 8 [prótons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-proton), 8 [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus).

**2.** Al: $1\mathrm{s}^2\,2\mathrm{s}^2\,2\mathrm{p}^6\,3\mathrm{s}^2\,3\mathrm{p}^1$. O: $1\mathrm{s}^2\,2\mathrm{s}^2\,2\mathrm{p}^4$.

**3.** Al: 3 [elétrons de valência](#def-g10-electron-shells-valence), período 3, [grupo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/20-a-tabela-periodica-um-primeiro-olhar#def-g9-periodic-table-first-look-period) 13. O: 6, período 2, [grupo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/20-a-tabela-periodica-um-primeiro-olhar#def-g9-periodic-table-first-look-period) 16.

**4.** O alumínio é um [metal](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/20-a-tabela-periodica-um-primeiro-olhar#def-g9-periodic-table-first-look-metal), o oxigênio um [não metal](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/20-a-tabela-periodica-um-primeiro-olhar#def-g9-periodic-table-first-look-metal).

**5.** $\ce{Al^{3+}}$: $1\mathrm{s}^2\,2\mathrm{s}^2\,2\mathrm{p}^6$.

**6.** $\ce{O^{2-}}$: $1\mathrm{s}^2\,2\mathrm{s}^2\,2\mathrm{p}^6$.

**7.** O neônio.

**8.** O alumínio perde 3, o oxigênio ganha 2.

**9.** $2 \times (+3) + 3 \times (-2) = 0$: $\ce{Al2O3}$.

**10.** Perdidos: $2 \times 3 = 6$. Ganhos: $3 \times 2 = 6$.

**11.** Os [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) não são criados nem destruídos: os que o alumínio perde são exatamente os que o oxigênio ganha, e o composto é neutro.

**12.** Ele tem a mesma carga, $+3$: as cargas do cristal continuam equilibradas.

**13.** $2 \times 27 + 3 \times 16 = 102$ [núcleons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-proton).

**14.** $102 \times 1.67 \times 10^{-27} = 1.70 \times 10^{-25}\,\mathrm{kg}$.

**15.** $10^{-3} / 1.70 \times 10^{-25} \approx 5.87 \times 10^{21}$ unidades de fórmula.

**16.** $2 \times 5.87 \times 10^{21} = 1.17 \times 10^{22}$ [íons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) $\ce{Al^{3+}}$; $3 \times 5.87 \times 10^{21} = 1.76 \times 10^{22}$ [íons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) $\ce{O^{2-}}$.

**17.** Um [elétron](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) é cerca de 1836 vezes mais leve que um [núcleon](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-proton); os 50 [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) de uma unidade de fórmula pesam menos de três centésimos de um [núcleon](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-proton).

**18.** $6 \times 5.87 \times 10^{21} \approx 3.5 \times 10^{22}$ [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) transferidos para $1\,\mathrm{g}$ de coríndon.