3.11- Quantos elétrons desemparelhados existem nos átomos de:
(d) Zn
(d) Zn
Passo 1
O enunciado pergunta quantos elétrons desemparelhados existem no átomo de zinco (Zn). Informação relevante que vamos usar imediatamente:
- Símbolo químico: Zn.
- Número atômico de Zn (número de elétrons no átomo neutro):
.
Passo 2
Explicando as regras básicas que vamos usar — sem pressa, devagarinho:
- Princípio de Aufbau (princípio da construção): os elétrons ocupam os orbitais de menor energia primeiro. A ordem habitual (simplificada) de preenchimento é:
. - Princípio de exclusão de Pauli: em um mesmo orbital (por exemplo,
específico) cabem no máximo dois elétrons, e esses dois têm spins opostos (ou seja, ficam “emparelhados”). - Regra de Hund: em orbitais degenerados (por exemplo, os cinco orbitais
), os elétrons ocupam primeiro orbitais diferentes com spins paralelos para maximizar o número de elétrons desemparelhados, até que cada orbital tenha um elétron; só depois começam a parear.
Vou usar essas regras para construir a configuração eletrônica de Zn e então contar quantos elétrons ficam desemparelhados.
Passo 3
Vamos escrever a configuração eletrônica completa do Zn seguindo a ordem de preenchimento e somando os elétrons até
.
Preenchimento por camadas (cada termo entre parênteses mostra quantos elétrons foram adicionados):
-
→ 2 elétrons (total acumulado: 2) -
→ +2 (total: 4) -
→ +6 (total: 10) -
→ +2 (total: 12) -
→ +6 (total: 18) -
→ +2 (total: 20) -
→ +10 (total: 30)
Escrevendo isso como configuração completa:
E usando a notação do gás nobre (atalho), como o argônio
tem
elétrons:
Passo 4
Agora vamos analisar onde podem existir elétrons desemparelhados. Lembrete prático:
- Em um orbital escrito como
os dois elétrons estão pareados (um spin para cima, outro para baixo). - Em um conjunto de orbitais degenerados como
(cinco orbitais ), se o expoente for isso significa que há elétrons distribuídos nesses cinco orbitais; como cada orbital comporta no máximo 2 elétrons, elétrons preenchem exatamente orbitais com 2 elétrons em cada — ou seja, todos pareados.
Aplicando isso ao Zn:
- O termo
indica que os dois elétrons do orbital estão pareados → contribui com elétrons desemparelhados. - O termo
indica que os dez elétrons ocupam completamente os cinco orbitais , com dois elétrons em cada orbital → todos esses estão pareados também → contribui com elétrons desemparelhados.
Somando as contribuições:
Passo 5
Dica rápida para a prova (pra ficar esperto): quando vir elementos de transição com configuração
(como Zn, Cd, Hg no estado fundamental), a resposta costuma ser sempre zero elétrons desemparelhados — os orbitais
estão cheios e o orbital
também está emparelhado. Serve como atalho se o tempo estiver curto.
Resposta
Zn:
elétrons desemparelhados.