(FGV 2007) O titânio e seus compostos são amplamente empregados tanto na área metalúrgica como na produção de cosméticos e fármacos. No Brasil, são extraídos os minérios na forma de óxidos, rutilo (TiO₂) e ilmenita (FeTiO₃). O titânio apresenta o mesmo estado de oxidação nesses dois minérios. O número de oxidação do titânio e a configuração eletrônica da camada de valência do ferro no estado de oxidação em que se encontra na ilmenita são, respectivamente.

Dados: ferro Z = 26





O oxigênio sempre possui nox -2 (exceto nos peróxidos e superóxidos, onde possui o nox -1 e -1/2 respectivamente).



Peróxidos são substâncias binárias, isto é, formadas por dois elementos químicos diferentes, um deles é o oxigênio.
O outro elemento químico deve ser:

• da família IA
• da família IIA
• zinco (Zn)
• prata (Ag)
• hidrogênio, um peróxido muito conhecido é o H₂O₂

Superóxidos são compostos iônicos binários formados por metais alcalinos ou alcalinos terrosos + oxigênio.




Titânio não é da família IA nem IIA, portanto no rutilo (TiO₂) o oxigénio tem carga -2.

Como são 2 átomos de O cada um com carga -2, a soma das cargas dos átomos de O é -4.

A carga da molécula deve ser 0.



Qual é a carga do Ti para neutralizar a carga negativa dos átomos de oxigênio ?


Perfeito, agora vamos olhar a ilmenita.

Não é um composto binário, portanto cada oxigénio tem carga -2, totalizando uma carga de -6.

Segundo a questão, “o titânio apresenta o mesmo estado de oxidação nesses dois minérios”, logo seu NOX é +4.


Novamente, a carga da molécula deve ser nula. Qual deve ser a carga do Fe que somada às cargas do titânio e do oxigênio resulta em 0?



Agora nós precisamos da configuração eletrônica da camada de valência do ferro +2, muito simples. É só fazermos sua distribuição eletrônica. Nós utilizamos o diagrama de Pauling (dita a ordem de disposição dos elétrons na eletrosfera)





Segundo a questão, o número atômico ferro é 26.

Mas nós sabemos que a distribuição eletrônica dispõe os elétrons nos níveis e subníveis atômicos, não tem nada a ver com prótons, e nós só temos o número atômico.

Sem problema, no átomo neutro a quantidade de elétrons é igual a quantidade de prótons¹, logo ele tem 26 elétrons (desconsidere a carga por enquanto).



Agora é só seguir a seta do diagrama e preencher os subníveis até atingirmos a quantidade desejada de elétrons, veja: os 2 primeiros estão localizados em 1s




depois temos o subnível 2s, portanto temos mais 2




6 elétrons no subnível 2p




e assim nós iremos até completar os 26 elétrons






Agora nós só temos que remover 2 deles. Nós sempre retiramo-os da camada + externa


A configuração eletrônica da camada de valência do ferro +2 é 3d⁶.




Gabarito letra d.


1: como a questão não falou nada sobre a carga do átomo, podemos considerá-lo eletricamente neutro.

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