Através de seu conhecimento sobre ligaçōes quimicas, responda os itens abaixo:
3) Através do ion (PO4)^-3, responda os itens a,b e c: (1,25)
b) O cálculo das cargas formais para todos os átomos. (0,5)

Passo 1

Beleza, vamos resolver a parte b) do exercício que pede para calcular as cargas formais de todos os átomos no íon (PO4)^-3. Estamos trabalhando com química, mais especificamente com a teoria das ligações químicas. Para isso, vamos precisar entender o que são cargas formais e como calculá-las em uma molécula ou íon.

Passo 2

Primeiro, vamos recapitular o que é carga formal. A carga formal é uma maneira de distribuir a carga elétrica em uma molécula ou íon, assumindo que os elétrons nas ligações são compartilhados igualmente entre os átomos. A fórmula para calcular a carga formal de um átomo é:
Carga Formal = V - (L + B2)
Onde:
  • $ V $ é o número de elétrons de valência do átomo.
  • $ L $ é o número de elétrons não compartilhados (pares de elétrons) no átomo.
  • $ B $ é o número de elétrons compartilhados nas ligações (ou seja, elétrons em ligações covalentes).

Passo 3

Agora, vamos identificar todos os átomos no íon PO4^3-: temos 1 átomo de fósforo § e 4 átomos de oxigênio (O). Vamos calcular a carga formal para cada um.

Passo 4

Para o átomo de fósforo §:
  • Número de elétrons de valência ($ V $): O fósforo está no grupo 15 da tabela periódica, então tem 5 elétrons de valência.
  • Elétrons não compartilhados ($ L $): No íon V , o fósforo geralmente forma ligações duplas com um dos oxigênios e ligações simples com os outros três oxigênios. Assumindo que não há elétrons não compartilhados no fósforo, $ L = 0 $.
  • Elétrons compartilhados ($ B $): O fósforo faz quatro ligações (uma dupla e três simples), totalizando 8 elétrons compartilhados.
Aplicando na fórmula:
L

Passo 5

Para cada átomo de oxigênio (O):
  • Número de elétrons de valência ($ V $): O oxigênio está no grupo 16, então tem 6 elétrons de valência.
  • Elétrons não compartilhados ($ L $): Cada oxigênio geralmente tem 3 pares de elétrons não compartilhados (6 elétrons).
  • Elétrons compartilhados ($ B $): Cada oxigênio faz uma ligação com o fósforo, o que significa 2 elétrons compartilhados.
Aplicando na fórmula:
V

Passo 6

Portanto, todos os três oxigênios que fazem ligações simples com o fósforo têm uma carga formal de -1 cada. O oxigênio que faz a ligação dupla com o fósforo tem uma carga formal de 0, já que está compartilhando mais elétrons.

Resposta

As cargas formais no íon (PO4)^-3 são:
  • Fósforo §: +1
  • Oxigênios (O): -1 cada

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