3.11- Quantos elétrons desemparelhados existem nos átomos de:
(j) S
(j) S
Passo 1
O enunciado pede: “Quantos elétrons desemparelhados existem no átomo de S (enxofre)?”
Informações relevantes que o enunciado fornece ou que precisamos lembrar imediatamente:
Informações relevantes que o enunciado fornece ou que precisamos lembrar imediatamente:
- O número atômico do enxofre é
. Isso significa que um átomo neutro de enxofre tem elétrons no total. - Precisamos devolver apenas o número de elétrons que estão desemparelhados (ou seja, que ocupam orbitais sozinhos).
Passo 2
Conceito importante 1 — como os elétrons se distribuem nos níveis e subníveis (princípio de Aufbau, de forma simples):
- Os elétrons ocupam os orbitais em ordem de energia crescente:
, , , , , etc. - Cada subnível tem capacidade:
comporta até elétrons, até , até , etc.
Explicação curta: para preencher a configuração, sempre começamos pelo menor nível disponível e vamos somando elétrons até alcançar.
Passo 3
Conceito importante 2 — Princípio de exclusão de Pauli:
- Cada orbital pode ter no máximo
elétrons, e esses dois devem ter spins opostos. - Na prática, isso significa que ao ver um expoente (como
), esses dois elétrons estão pareados naquele orbital; se houver apenas um elétron no orbital (como em ), ele está desemparelhado.
Passo 4
Conceito importante 3 — Regra de Hund (para orbitais degenerados, como os três orbitais
):
- Ao preencher orbitais iguais em energia (os três orbitais
), primeiro coloca-se um elétron em cada orbital com spins paralelos (todos ↑) antes de emparelhar. - Isso maximiza o número de elétrons desemparelhados e é o comportamento real que os elétrons seguem.
Passo 5
Agora vamos montar a configuração eletrônica do enxofre passo a passo, somando elétrons até
:
- Preencher
: cabe → . Total acumulado: . - Preencher
: cabe → . Total acumulado: . - Preencher
: cabe → . Total acumulado: . - Preencher
: cabe → . Total acumulado: . - Faltam
elétrons para chegar a ; eles entram no subnível . Logo o recebe elétrons: .
Portanto a configuração completa (para o átomo neutro de enxofre) é:
Passo 6
Agora focamos no subnível que determina os elétrons desemparelhados:
.
- Os orbitais
são três orbitais degenerados (podemos chamar de ). - Pela regra de Hund, distribuímos os primeiros três elétrons como um em cada orbital com spins paralelos: isso seria
para . - O quarto elétron então deve emparelhar em um desses orbitais, resultando na ocupação:
Aqui usei a notação
para indicar que um orbital tem dois elétrons emparelhados e os outros dois orbitais têm um elétron cada.
Passo 7
Contagem dos elétrons desemparelhados:
- Olhando para
, há dois orbitais com um único elétron cada. - Logo o número de elétrons desemparelhados é
.
Passo 8
Dica prática para a prova (memorização rápida para subnível
):
- Padrão para
(n = 0 a 6): número de elétrons desemparelhados é
- Assim, ao ver
já se pode lembrar rapidamente que tem elétrons desemparelhados (mesma situação de que tem ).
Passo 9
Resumo final e ânimo: para enxofre neutro (
) a configuração termina em
e, usando Hund, isso dá exatamente
elétrons desemparelhados. Você consegue — anota essa regra de
e resolve isso rapidinho na prova.