Questão 108, caderno azul do ENEM 2019 – DIA 2

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

Química Geral (Ligações Químicas)
Teoria do Octeto (e suas exceções/expansão)
Estruturas de Lewis

Tema/Objetivo Geral:
A questão aborda a capacidade dos gases nobres, especificamente o Xenônio (Xe), de formarem compostos, desafiando a regra clássica do octeto. O objetivo é que o aluno construa mentalmente ou desenhe a estrutura de Lewis do composto Difluoreto de Xenônio (XeF2) e conte o número total de elétrons ao redor do átomo central (Xe), identificando o fenômeno da expansão do octeto.

Nível da Questão: Médio

Classificada como média porque exige que o aluno saiba montar a estrutura de Lewis e compreenda que elementos a partir do 3º período podem ter mais de 8 elétrons na camada de valência (expansão do octeto). O aluno preso à regra básica do octeto (apenas 8 elétrons) erraria a questão.

Gabarito: C

Esta alternativa está correta pois o átomo de Xenônio (que já tem 8 elétrons) compartilha mais 2 elétrons ao se ligar com dois átomos de flúor, totalizando 10 elétrons na sua camada de valência (expansão do octeto).

1️⃣ PASSO 1 – O QUE A QUESTÃO QUER? (O MAPA DA MINA)

Decodificação do Objetivo:
O enunciado conta a história de como descobrimos que gases nobres não são tão nobres assim e podem reagir. Ele descreve o Difluoreto de Xenônio (XeF2). A missão é simples: desenhar essa molécula e contar quantos elétrons ficam “morando” na última camada do Xenônio depois que a ligação acontece.

Simplificação Radical (A Analogia Central):
Imagine o Xenônio como um polvo que já tem 8 tentáculos (elétrons) próprios. A regra antiga dizia que ele nunca daria a mão para ninguém.
Mas, na realidade, ele encontra dois amigos (os Flúors) e decide dar a mão para eles.

Ele usa 1 tentáculo para segurar o Flúor 1.

Ele usa 1 tentáculo para segurar o Flúor 2.

Os outros 6 tentáculos ficam livres.

A pergunta é: Quantos “braços” (elétrons) estão conectados ao corpo do Xenônio agora? (Os dele + os que ele está segurando dos amigos).

Nosso Plano de Ataque será o seguinte:

Contar a Bagagem: Ver quantos elétrons de valência cada átomo traz (Xe e F).
Montar o Quebra-Cabeça (Lewis): Ligar os átomos para que o Flúor fique feliz (com 8 elétrons).
Contar o Resultado: Somar tudo o que está ao redor do Xenônio.

2️⃣ PASSO 2 – DESVENDANDO AS FERRAMENTAS (A CAIXA DE FERRAMENTAS)

Função Pedagógica: Visualizar a estrutura eletrônica.

DOSSIÊ DE LEWIS

Xenônio (Xe): Família 8A (Gás Nobre).
- Traz 8 elétrons de valência.
Flúor (F): Família 7A (Halogênio).
- Traz 7 elétrons de valência.
- Precisa ganhar 1 elétron para ficar estável (com 8).

A Estrutura do XeF2:

O Xenônio é o átomo central.
Temos 2 Flúors querendo se ligar.
Cada Flúor faz 1 ligação simples com o Xenônio para completar seu octeto.

3️⃣ PASSO 3 – INTERPRETAÇÃO GUIADA (MÃO NA MASSA)

Execução Sequencial:

O Xenônio Solteiro: Ele tem 8 elétrons (4 pares) ao redor dele.
A Ligação:
- O Xenônio “abre” um de seus pares ou usa seus elétrons para compartilhar.
- Ele forma uma ligação simples com o primeiro Flúor: (Xe – F). Nessa ligação, tem 2 elétrons (1 do Xe, 1 do F).
- Ele forma uma ligação simples com o segundo Flúor: (F – Xe – F). Nessa ligação, tem mais 2 elétrons.
A Contagem Final:
- Quantos elétrons o Xenônio tinha? 8.
- Quantos ele “ganhou” (compartilhou) dos Flúors? 2 (um de cada Flúor).
- Total na valência do Xe = 8 (dele) + 2 (dos vizinhos) = 10 elétrons.

🚨 ARMADILHA CLÁSSICA! 🚨
O erro mais comum é o aluno pensar: “Se é gás nobre, tem 8. Se formou ligação, deve continuar com 8, senão explode”.
Cuidado! A partir do 3º período da tabela periódica, os átomos têm “quartos vazios” (orbitais d) onde podem guardar elétrons extras. Isso se chama Expansão do Octeto ou Camada de Valência Expandida. O Xenônio é grande, ele aguenta mais que 8 elétrons.

A Bússola (O Perfil do Culpado):

Síntese do raciocínio: O Xe tinha 8 elétrons. Fez duas ligações simples (recebendo o compartilhamento de 2 elétrons extras). 8 + 2 = 10.
Expectativa: O número deve ser maior que 8. Procurar o número 10.

4️⃣ PASSO 4 – ALTERNATIVAS COMENTADAS (A AUTÓPSIA)

A) 6.

Diagnóstico do Erro: Subtração Indevida. O aluno pode ter pensado que o Xenônio “perdeu” 2 elétrons para o flúor (ligação iônica), ficando com 6. Mas a ligação é covalente (compartilhamento), ninguém perde nada.
Conclusão: ❌ Alternativa incorreta.

B) 8.

Diagnóstico do Erro: Regra do Octeto Rígida. O aluno ignorou o fato de que houve reação e assumiu que gás nobre sempre tem 8, não importando o que aconteça. Ou pensou que as ligações foram feitas “gastando” elétrons sem reposição.
Conclusão: ❌ Alternativa incorreta.

C) 10.

Análise de Correspondência: Perfeito. O Xenônio possui 8 elétrons de valência originais. Ao formar duas ligações covalentes simples (compartilhando 1 elétron com cada um dos 2 átomos de Flúor), ele passa a ter acesso a mais 2 elétrons. Total: 8 + 2 = 10. Isso caracteriza a expansão do octeto (hipervalência).
Conclusão: ✔️ Alternativa correta.

D) 12.

Diagnóstico do Erro: Exagero de Ligações. Isso aconteceria se fosse o tetrafluoreto de xenônio (XeF4), onde haveria 4 ligações simples (8 + 4 = 12). Para o XeF2, a conta não fecha.
Conclusão: ❌ Alternativa incorreta.

E) 14.

Diagnóstico do Erro: Exagero de Ligações. Isso ocorreria no hexafluoreto de xenônio (XeF6), com 6 ligações simples (8 + 6 = 14).
Conclusão: ❌ Alternativa incorreta.

5️⃣ PASSO 5 – O GRAND FINALE (APRENDIZAGEM EXPANDIDA)

Frase de Fechamento:
Confirmamos que a nobreza dos gases é relativa: o Xenônio, quando provocado pelo Flúor, aceita expandir seus horizontes (e seu octeto) para acomodar 10 elétrons em sua eletrosfera.

Resumo-flash (A Imagem Mental):
🎈 O Xenônio é um balão cheio (8 elétrons), mas o Flúor consegue soprar mais um pouco e ele não estoura (10 elétrons).

🧠 Para ir Além (A Ponte para o Futuro):
A capacidade dos gases nobres de formar compostos abriu portas para a Química de Materiais Energéticos e lasers. O composto XeF2 é usado hoje como um poderoso agente de ataque químico (etching) na fabricação de Microchips de Silício (MEMS). Ele corrói o silício com precisão atômica, transformando gás nobre em ferramenta essencial para a tecnologia que você está usando agora para ler isso.