Por terem camada de valência completa, alta energia de ionização e afinidade eletrônica praticamente nula, considerou-se por muito tempo que os gases nobres não formariam compostos químicos. Porém, em 1962, foi realizada com sucesso a reação entre o xenônio (camada de valência 5s25p6) e o hexafluoreto de platina e, desde então, mais compostos novos de gases nobres vêm sendo sintetizados. Tais compostos demonstram que não se pode aceitar acriticamente a regra do octeto, na qual se considera que, numa ligação química, os átomos tendem a adquirir estabilidade assumindo a configuração eletrônica de gás nobre. Dentre os compostos conhecidos, um dos mais estáveis é o difluoreto de xenônio, no qual dois átomos do halogênio flúor (camada de valência 2s22p5) se ligam covalentemente ao átomo de gás nobre para ficarem com oito elétrons de valência.
Ao se escrever a fórmula de Lewis do composto de xenônio citado, quantos elétrons na camada de valência haverá no átomo do gás nobre?
A) 6
B) 8
C) 10
D) 12
E) 14
Resolução em Texto
Matérias Necessárias para a Solução da Questão:
- Ligações Químicas, Regra do Octeto, Estruturas de Lewis.
Nível da Questão: Médio.
Gabarito: Alternativa C (10 elétrons na camada de valência).
Passo 1: Análise do Comando e Definição do Objetivo
📌 Comando da questão:
A questão apresenta a descoberta de compostos formados por gases nobres, especificamente o difluoreto de xenônio (XeF₂), e pede para determinar quantos elétrons na camada de valência o átomo de xenônio possui na estrutura de Lewis do composto.
Palavras-chave:
- Gases nobres (xenônio).
- Camada de valência e estrutura de Lewis.
- Regra do octeto.
- Difluoreto de xenônio (XeF₂).
📌 Objetivo:
Determinar a quantidade de elétrons na camada de valência do xenônio ao formar o composto XeF₂, levando em consideração ligações químicas e elétrons livres.
⚠ Dica Geral:
Os gases nobres podem formar compostos em condições específicas devido à expansão do octeto, usando orbitais d disponíveis.
Passo 2: Explicação de Conceitos Necessários
🔹 1. O que é a Camada de Valência?
A camada de valência é a última camada eletrônica de um átomo e contém os elétrons que participam das ligações químicas.
🔹 2. Regra do Octeto e sua Exceção
✔ A regra do octeto diz que os átomos tendem a completar 8 elétrons na camada de valência.
✔ No entanto, átomos do terceiro período em diante (como o xenônio) podem expandir o octeto, acomodando mais de 8 elétrons devido à presença de orbitais d disponíveis.
🔹 3. Estrutura de Lewis e Ligação no XeF₂
✔ O xenônio possui 8 elétrons de valência na sua configuração original (5s² 5p⁶).
✔ No XeF₂, cada átomo de flúor (F) forma uma ligação covalente simples com o xenônio.
✔ Como o xenônio compartilha dois elétrons, ele ainda mantém 8 elétrons não ligados (pares isolados) + 2 elétrons compartilhados, totalizando 10 elétrons de valência.
Passo 3: Tradução e Interpretação do Texto
📌 Resumo da Situação:
- O texto menciona que os gases nobres foram considerados inertes por muito tempo, mas podem formar compostos.
- O xenônio tem 8 elétrons de valência originalmente, mas pode expandir sua camada de valência ao formar ligações químicas.
- No difluoreto de xenônio (XeF₂), o xenônio forma ligações covalentes com dois átomos de flúor, e a questão pede para calcular quantos elétrons permanecem em sua camada de valência.
📌 Conclusão Parcial:
O xenônio possui 10 elétrons na camada de valência ao formar o XeF₂.
Passo 4: Desenvolvimento do Raciocínio e Cálculos
1. Configuração Eletrônica do Xenônio (Xe):
✔ Xenônio (Z = 54): [Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p⁶
✔ A camada de valência contém 8 elétrons (5s² 5p⁶).
2. Formação do XeF₂:
✔ O xenônio forma duas ligações simples com dois átomos de flúor.
✔ Cada ligação envolve um par de elétrons compartilhado.
✔ Isso adiciona 2 elétrons à camada de valência do xenônio, totalizando 10 elétrons.
3. Estrutura de Lewis do XeF₂:
- O xenônio mantém 3 pares de elétrons isolados (não ligantes).
- O xenônio compartilha 2 elétrons com os flúors, resultando em 10 elétrons na camada de valência.
✔ Conclusão: O átomo de xenônio no XeF₂ tem 10 elétrons na camada de valência.
Passo 5: Análise das Alternativas e Resolução
✅ Alternativa Correta – C) 10 elétrons:
O xenônio expande seu octeto e fica com 10 elétrons na camada de valência.
❌ Alternativa A) 6 elétrons:
- Errado! O xenônio tem 8 elétrons antes de se ligar, e não perde elétrons na ligação.
❌ Alternativa B) 8 elétrons:
- Errado! Essa seria a quantidade de elétrons do xenônio se não houvesse ligações, mas ele expande a camada de valência para 10 elétrons.
❌ Alternativa D) 12 elétrons:
- Errado! O xenônio pode formar compostos com 12 elétrons na camada de valência (como XeF₄), mas no XeF₂ ele possui apenas 10 elétrons.
❌ Alternativa E) 14 elétrons:
- Errado! Nenhum composto do xenônio conhecido possui essa configuração.
⚠ Dica Geral:
Para elementos do terceiro período ou superiores, como o xenônio, verifique sempre a possibilidade de expansão do octeto.
Passo 6: Conclusão e Justificativa Final
📌 Conclusão:
- O xenônio no difluoreto de xenônio (XeF₂) mantém 10 elétrons na camada de valência.
- Ele forma duas ligações simples com o flúor, expandindo seu octeto.
- Assim, a alternativa correta é C – 10 elétrons.
🔍 Resumo Final:
✔ O xenônio, ao formar o XeF₂, expande sua camada de valência.
✔ Com os 8 elétrons originais + 2 elétrons compartilhados, ele fica com 10 elétrons na camada de valência.
✔ Alternativa correta: C.
