3.11- Quantos elétrons desemparelhados existem nos átomos de:
(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:
  • O número atômico do enxofre é Z=16. Isso significa que um átomo neutro de enxofre tem 16 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: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, etc.
  • Cada subnível tem capacidade: s comporta até 2 elétrons, p até 6, d até 10, etc.
    Explicação curta: para preencher a configuração, sempre começamos pelo menor nível disponível e vamos somando elétrons até alcançar Z.

Passo 3

Conceito importante 2 — Princípio de exclusão de Pauli:
  • Cada orbital pode ter no máximo 2 elétrons, e esses dois devem ter spins opostos.
  • Na prática, isso significa que ao ver um expoente (como 1s^2), esses dois elétrons estão pareados naquele orbital; se houver apenas um elétron no orbital (como em 2p^1), ele está desemparelhado.

Passo 4

Conceito importante 3 — Regra de Hund (para orbitais degenerados, como os três orbitais p):
  • Ao preencher orbitais iguais em energia (os três orbitais p), 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 16:
  • Preencher 1s: cabe 2 1s^2. Total acumulado: 2.
  • Preencher 2s: cabe 2 2s^2. Total acumulado: 4.
  • Preencher 2p: cabe 6 2p^6. Total acumulado: 10.
  • Preencher 3s: cabe 2 3s^2. Total acumulado: 12.
  • Faltam 4 elétrons para chegar a 16; eles entram no subnível 3p. Logo o 3p recebe 4 elétrons: 3p^4.
    Portanto a configuração completa (para o átomo neutro de enxofre) é:
\,1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^4.

Passo 6

Agora focamos no subnível que determina os elétrons desemparelhados: \,3p^4.
  • Os orbitais p são três orbitais degenerados (podemos chamar de p_x,p_y,p_z).
  • Pela regra de Hund, distribuímos os primeiros três elétrons como um em cada orbital com spins paralelos: isso seria (\uparrow,\uparrow,\uparrow) para 3p^3.
  • O quarto elétron então deve emparelhar em um desses orbitais, resultando na ocupação:
3p^4 \longrightarrow (\uparrow\downarrow,\\ \uparrow,\\ \uparrow).
Aqui usei a notação (\uparrow\downarrow,\uparrow,\uparrow) 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 (\uparrow\downarrow,\uparrow,\uparrow), há dois orbitais com um único elétron cada.
  • Logo o número de elétrons desemparelhados é 2.

Passo 8

Dica prática para a prova (memorização rápida para subnível p^n):
  • Padrão para p^n (n = 0 a 6): número de elétrons desemparelhados é
n=0\to0,\quad n=1\to1,\quad n=2\to2,\quad n=3\to3,\quad n=4\to2,\quad n=5\to1,\quad n=6\to0.
  • Assim, ao ver p^4 já se pode lembrar rapidamente que tem 2 elétrons desemparelhados (mesma situação de O que tem 2p^4).

Passo 9

Resumo final e ânimo: para enxofre neutro ( Z=16) a configuração termina em 3p^4 e, usando Hund, isso dá exatamente 2 elétrons desemparelhados. Você consegue — anota essa regra de p^n e resolve isso rapidinho na prova.

Resposta

2 elétrons desemparelhados.

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