3.11- Quantos elétrons desemparelhados existem nos átomos de:
(e) Rb

Passo 1

O que o enunciado pede: determinar quantos elétrons desemparelhados existem no átomo de rubídio (Rb).
Informações relevantes dadas ou necessárias (que vou usar):
  • Símbolo do elemento: Rb.
  • Número atômico do Rb: \,Z=37\, (ou seja, o átomo neutro de Rb tem 37 elétrons).
  • Precisarei da configuração eletrônica do átomo para contar os elétrons desemparelhados.

Passo 2

Conceitos que vou usar (explicações didáticas e simples):
  • Regra de Aufbau (princípio da construção): os elétrons ocupam orbitais começando pelos de menor energia e seguindo uma ordem típica: 1s,\,2s,\,2p,\,3s,\,3p,\,4s,\,3d,\,4p,\,5s,\dots. Isso nos diz em que ordem preencher.
  • Princípio de exclusão de Pauli: cada orbital pode conter no máximo 2 elétrons, com spins opostos. Logo, capacidade dos subníveis:
    • subnível s: 2 elétrons,
    • subnível p: 6 elétrons,
    • subnível d: 10 elétrons,
    • subnível f: 14 elétrons.
  • Regra de Hund: em orbitais degenerados (por exemplo, os três orbitais p de mesma energia), os elétrons ocupam primeiro os orbitais vazios com spins paralelos, ou seja, maximiza-se o número de elétrons desemparelhados antes de emparelhar.
  • Notação de gás nobre: [Kr] significa a configuração do criptônio, que reúne 36 elétrons e serve como “núcleo” eletrônico preenchido; assim, para um átomo com 37 elétrons, sobra somente 1 elétron além de [Kr].

Passo 3

Determinar a configuração eletrônica do Rb passo a passo, usando que Z=37:
  • A configuração completa até o gás nobre anterior ( Kr) é [Kr] = 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6\,4s^2\,3d^{10}\,4p^6,que soma 36 elétrons.
  • Como o Rb tem 37 elétrons, colocamos mais 1 elétron no próximo orbital mais baixo em energia, que é o orbital 5s. Portanto a configuração do Rb no estado fundamental é \text{Rb}:\quad [Kr]\,5s^1.

Passo 4

Interpretar a configuração para contar elétrons desemparelhados:
  • O subnível 5s com notação 5s^1 tem exatamente 1 elétron.
  • Um orbital s comporta até 2 elétrons; com apenas 1 elétron ele está necessariamente desemparelhado (não há outro elétron com spin oposto para formar par).
  • Os elétrons representados por [Kr] correspondem a subníveis totalmente preenchidos (somatórios de subníveis s,p,d que aparecem ali), e subníveis totalmente preenchidos não trazem elétrons desemparelhados porque seus orbitais já estão emparelhados segundo o princípio de Pauli.

Passo 5

Conclusão e interpretação final (motivação tipo “na prova”):
  • Para resolver rápido na prova: reconheça o número atômico Z, coloque a notação de gás nobre anterior se souber (aqui [Kr]), e olhe quantos elétrons restam para os orbitais externos. Se o elétron externo está sozinho em um orbital s (como 5s^1), então há exatamente 1 elétron desemparelhado.
  • Exemplo comparativo rápido: potássio ( \text{K}, Z=19) tem configuração [Ar]\,4s^1 e também tem 1 elétron desemparelhado; cálcio ( \text{Ca}, Z=20) tem [Ar]\,4s^2 e tem 0 elétrons desemparelhados.

Resposta

1 elétron desemparelhado

Exercícios relacionados