O tálio e o oxigênio formam dois compostos com as seguintes características:

(a)Determine as fórmulas químicas dos dois compostos. (b) Determine o número de oxidação do tálio em oxidação do tálio em cada composto. (c) Suponha que os compostos são iônicos e escreva a configuração eletrônica de cada íon tálio. (d) Use os pontos de fusão para decidir que composto tem mais caráter covalente em suas ligações. O que você encontrou é consistente com o que você esperaria a partir da capacidade de polarização dos dois cátions?

Vamos lá, começamos olhando na tabela periódica as massas moleculares e informações do Tl e O.

Tl:

MM: 204,38

6s2 6p1

Bem, com essas informações, percebemos que números de oxidações possíveis para o Tl são:

+3 (atinge o octeto)

+1 (ele é mais estável se tiver o orbital s preenchido do que o p semi preenchido).

O:

MM: 16,00

2s2 2p4

Já sabemos que seu nox é -2

Pelo ponto de fusão, percebemos que a ligação no Composto 1 é mais estável, logo, sua ligação é mais forte, espera-se que os átomos que compõem a molécula estejam com os maiores nox possíveis para cada situaçõ e portanto, mais estáveis.

No composto 1:

89.49% Tl, 10.51 % O

Agora, vamos calcular a massa total da molécula:

(X. MMTl + Y. MMO)/100 = MMTOTAL

Mas pera, como funcionaria a molécula se os casos possíveis de nox do Tálio são +1 e +3? Vamos ver que em ambos os casos temos O com nox -2.

Se Tálio tem nox +3:

Temos a molécula Tl2O3

Se Tálio tem nox +1:

Temos a molécula Tl2O

Agora vamos confirmar os casos matematicamente.

Suspeita 1: Para o composto 1 mais estável, temos nox +3

MM Tl2O3 = 2 . 204,38 + 3 . 16 = 408,76 + 48 = 456,76

MM Tl2O = 2 . 204,38 + 16 = 422.76

Fazendo as contas de percentagem:

=

X = 48

Número de átomos de Oxigênio na molécula: 48/16 = 3

Logo, o composto 1 é o Tl2O3

Para o segundo composto

=

X = 16

Número de átomos de Oxigênio na molécula: 16/16 = 1

Logo, o composto 2 é o Tl2O.

Com isso, conseguimos responder os itens a e b ao mesmo tempo.

Para o item c, vamos supor que o composto é iônico e dar sua configuração eletrônica em cada caso:

Como vimos no início da questão, a configuração do Tl tem final 6s2 6p1

Seguindo a sequência de Pauling:

-Composto 1: Com nox +3

[Xe] = 4f14 5d10

-Composto 2: Com nox +1

[Ba] = 4f14 5d10 6s2

A ligação iônica é mais forte que a ligação covalente, por definição. Logo, a ligação mais estável será mais forte e a de menor caráter covalente.

Logo a de maior caráter covalente é a ligação do Composto 2. Isso pode ser concluído pelas nossas discussões iniciais do ponto de Fusão.

Se falarmos de polarizabilidade, este resultado é consistente visto que um íon +3 é mais polarizante do que um +1.