QUESTÃO
Faça a distribuição eletrônica do cátion bivalente do elemento cádmio:
Passo 1
O enunciado pede a distribuição eletrônica do cátion bivalente do elemento cádmio. Informações dadas (ou que precisamos usar):
- O elemento é cádmio (símbolo químico
). - Queremos o cátion bivalente, isto é
. - O número atômico do cádmio é
(logo o átomo neutro tem elétrons; o cátion terá elétrons).
Passo 2
Relembrando as regras essenciais para montar a distribuição eletrônica (explicação didática e simples):
- Princípio de Aufbau: os elétrons ocupam orbitais em ordem de energia crescente. Isso significa preencher primeiro orbitais com menor energia.
- Princípio de exclusão de Pauli: cada orbital pode comportar no máximo dois elétrons com spins opostos.
- Regra de Hund: em orbitais degenerados (mesma energia, como os três orbitais
ou os cinco orbitais ), coloca-se primeiro um elétron em cada orbital com spins paralelos antes de emparelhá-los.
Para os elementos que envolvem as camadas
e
próximas (como cádmio), é útil lembrar a ordem de preenchimento até onde precisamos:
Isto significa que, ao construir o átomo neutro de cádmio, os elétrons que vêm depois do gás nobre
(que contém
elétrons) são colocados primeiramente em
e depois em
.
Passo 3
Construindo a configuração eletrônica do átomo neutro de cádmio passo a passo (contando elétrons):
- O gás nobre
corresponde a elétrons, então é prático usar a notação abreviada para representar os primeiros elétrons. - O cádmio neutro tem
elétrons, então sobram elétrons para distribuir além de . - Segundo a ordem de preenchimento, os próximos níveis recebem
(consome elétrons). Restam elétrons. - Os
elétrons restantes ocupam , formando . Agora não há elétrons sobrando.
Portanto a configuração do átomo neutro de cádmio pode ser escrita como
Passo 4
Explicando por que, ao formar cátions de metais de transição, os elétrons são removidos do orbital
e não do orbital
:
- Embora na construção do átomo neutro o orbital
seja preenchido antes do , quando o átomo perde elétrons a energia relativa dos orbitais muda. O orbital fica com energia efetiva maior (mais fácil de remover elétrons) do que o no íon. - Consequência prática: para formar cátions, removem-se primeiro os elétrons
(a camada externa ) antes de remover elétrons do . - Exemplos rápidos: para
a perda vai de para ao formar . O mesmo princípio vale para .
Passo 5
Aplicando isso ao caso pedido (
):
- O átomo neutro tem configuração
. - Ao formar
removem-se dois elétrons, e esses dois elétrons vêm do orbital . - Depois de remover
, restam os elétrons no .
Logo a configuração eletrônica do cátion bivalente é
Passo 6
Interpretações e observações úteis para a prova (curtas e práticas):
- Número de elétrons em
: elétrons. -
tem um subnível preenchido — todos os elétrons estão emparelhados nessa camada , portanto o íon é diamagnético (não possui momento magnético de spin resultante). - Forma curta e comum de escrever a configuração:
. Guarde isso: sempre cheque primeiro o átomo neutro, depois remova elétrons do .