10- Faça a distribuição eletrônica abaixo:
a) Quais(al) são cátions e quais são
ânions?
b) Quais são isoeletrônicos?
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a) Quais(al) são cátions e quais são |
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ânions? |
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b) Quais são isoeletrônicos? |
Passo 1
O enunciado nos dá três íons e pede duas coisas: (a) identificar quais são cátions e quais são ânions; (b) dizer quais pares são isoeletrônicos. As espécies fornecidas são
,
e
. Essas são todas as informações do enunciado; agora vamos resolver passo a passo.
Passo 2
Entender o que cada símbolo significa (contando elétrons): o número subescrito (por exemplo, em
) é o número atômico, isto é, o número de prótons. Num átomo neutro, número de elétrons = número de prótons. Para um íon, ajustamos o número de elétrons conforme a carga: um cátion (
) tem elétrons a menos; um ânion (
) tem elétrons a mais. Exemplo concreto:
- Para
: . Átomo neutro tem elétrons; o íon perdeu elétron, então tem elétrons. - Para
: . Átomo neutro tem elétrons; o íon ganhou elétrons, então tem elétrons. - Para
: . Átomo neutro tem elétrons; o íon perdeu elétrons, então tem elétrons.
Passo 3
Revisão rápida do princípio que usamos para distribuir elétrons (muito útil na prova): a ordem de preenchimento de orbitais (princípio de Aufbau) costuma ser escrita como
Significa que, ao construir a configuração eletrônica, preenchemos primeiro
, depois
, etc. Importante para cátions de metais de transição: embora
seja preenchido antes de
no átomo neutro, ao formar cátions os elétrons do
são removidos primeiro. Vou aplicar isso nos cálculos.
Passo 4
Vamos fazer a distribuição eletrônica de
. Já vimos no Passo 2 que esse íon tem
elétrons. A configuração de
elétrons segue preenchendo:
Usamos frequentemente a notação com gás nobre para simplificar: os
elétrons correspondem ao gás nobre neônio, então escrevemos
Comentário didático: escrever
significa exatamente a configuração
. Isso é muito prático na prova para comparar configurações.
Passo 5
Agora
. Do Passo 2 sabemos que tem
elétrons também. Portanto sua configuração eletrônica é idêntica à de
elétrons:
ou, em notação de gás nobre,
Observação didática: quando dois íons têm exatamente o mesmo número total de elétrons e a mesma distribuição em orbitais, dizemos que são isoeletrônicos (mesma configuração eletrônica).
Passo 6
Agora
. Passo a passo:
- O átomo neutro de zinco (
) tem elétrons. A configuração eletrônica do zinco neutro, usando notação com gás nobre, é
- Ao formar o cátion
removemos dois elétrons. Como expliquei no Passo 3, para metais de transição removemos primeiro os elétrons do orbital . Retirando os elétrons do temos:
Esse íon tem, como contado antes,
elétrons no total (os
do core
mais
do
).
Passo 7
Resumo das configurações (para fixar na cabeça antes da resposta):
Dica de prova: se duas espécies têm a mesma notação de gás nobre (mesmo número total de elétrons), elas são isoeletrônicas.
Passo 8
Responder as perguntas pedidas:
- (a) Cátions são as espécies com carga positiva, ânions são as de carga negativa. Então:
- Cátions:
e . - Ânion:
.
- Cátions:
- (b) Isoeletrônicos: verificamos que
e têm ambos elétrons e configuração , portanto são isoeletrônicos. tem elétrons e não é isoeletrônico com os outros dois.
Resposta
a) Cátions:
e
. Ânion:
.
b) Isoeletrônicos: e
.
b) Isoeletrônicos: