11- Escreva as configurações eletrônicas para os seguintes íons:
.
Passo 1
O que o enunciado pede e o que temos: escrever as configurações eletrônicas dos íons
,
,
e
. Para cada íon preciso saber quantos elétrons ele tem e qual a configuração eletrônica do átomo neutro (ou a configuração comumente aceita quando há exceções), e então remover elétrons conforme a carga positiva do íon. Dados relevantes que vou usar (números atômicos):
-
→ elétrons em : . -
→ elétrons em : . -
→ elétrons em : . -
→ elétrons em : .
Passo 2
Regras e conceitos que vou usar (explicação didática e curta):
- Ordem de preenchimento (Aufbau) típica para níveis relevantes:
, , , , , , , , , , , …
Isso significa que, ao construir um átomo neutro, costuma-se colocar elétrons seguindo essa ordem. - Princípio de exclusão de Pauli: cada orbital comporta no máximo dois elétrons com spin oposto.
- Regra de Hund: em subníveis degenerados (como
, ), preencher primeiro com spins paralelos antes de emparelhar. - Ao formar cátions (remover elétrons), para elementos de transição e próximos, os elétrons do orbital
de camada externa são geralmente removidos antes dos elétrons . Em outras palavras, embora se encha antes de em átomos neutros, ao ionizar primeiro saem os elétrons , depois os . - Há exceções notáveis na configuração dos átomos neutros: por exemplo
e preferem configurações com meio-cheio ou cheio; estas serão explicitadas ao tratar e .
Passo 3
Resolvendo
.
- Átomo neutro de gálio:
. Configuração neutra conhecida:
.
(é comum escrever os subsídios deantes do : .) - Íon
tem 30 elétrons (tirou 1 elétron). O elétron removido sai do orbital de mais alta energia ocupado no átomo neutro, que é o . - Portanto retirar o
e manter o resto:
.
Passo 4
Resolvendo
.
- Átomo neutro de cromo:
. Importante exceção: a configuração neutra experimentalmente observada é
,
em vez da previsão simples. Isso acontece porque um meio-cheio tem estabilidade extra. - Íon
tem 21 elétrons (removendo 3 do neutro). Ao ionizar, retira-se primeiro o elétron (se houver) e depois elétrons .
Partindo de: - Retira 1 elétron do
→ sobra . - Faltam remover mais 2 elétrons (pois é
no total); removem-se dois elétrons do : → .
- Retira 1 elétron do
- Resultado:
.
Passo 5
Resolvendo
.
- Átomo neutro de zinco:
. Configuração neutra:
. - Íon
tem elétrons; remover dois elétrons significa tirar primeiro os dois elétrons . - Depois de remover
, sobra:
.
(configuração de gás nobre relativa apreenchido).
Passo 6
Resolvendo
.
- Átomo neutro de prata:
. Outra exceção conhecida: configuração neutra observada é
,
em vez de; o cheio traz estabilidade. - Íon
tem elétrons; remove-se um elétron, e esse será o elétron (o elétron do orbital externo). - Assim:
.