2A. 19 Dê a configuração eletrônica do estado fundamental e o número de elétrons desemparelhados de cada um dos seguintes ions:
;
Passo 1
O que o enunciado pede e o que já temos:
- Pede a configuração eletrônica do estado fundamental e o número de elétrons desemparelhados do íon
. - Informação importante (implícita): o tungstênio neutro tem número atômico
, ou seja, tem elétrons no estado neutro. O íon tem elétrons. - Não há outras informações externas; vamos usar as regras usuais de preenchimento de orbitais e a regra de remoção de elétrons para íons.
Passo 2
Relembrando como escrever a configuração eletrônica de um átomo neutro:
- Usa-se a ordem de energia dos orbitais (regra de Aufbau) para preencher elétrons: níveis com menor energia enchem primeiro. Para elementos pesados como W, a configuração conhecida do tungstênio neutro é
Explicação curta:
representa o gás nobre xenônio (até
), depois preenchem-se os orbitais
,
e
conforme a ordem de energia observada experimentalmente.
Passo 3
Como se removem elétrons para formar íons (regra prática):
- Ao formar cátions de elementos de transição, primeiro removem-se os elétrons do orbital com maior número quântico principal
. Portanto, os elétrons (com ) são removidos antes dos (com ). - Em resumo: para W → retirar primeiramente os
, depois os e, só se necessário, os .
Passo 4
Aplicando a remoção de
elétrons em
:
- Começamos da configuração do neutro:
- Removendo
elétrons dos (os primeiros a sair):
- Ainda faltam remover
elétrons (porque o íon é ). Removemos então os elétrons do :
- Já removidos
elétrons; falta remover mais . O próximo nível disponível é o , então remove-se um elétron do , ficando . - Resultado final para
:
Passo 5
Determinar o número de elétrons desemparelhados em
:
- O subnível
tem elétrons no máximo (sete orbitais, ), cada orbital comporta até 2 elétrons com spins opostos. - Como há
elétrons no , é útil pensar em “buracos”: buraco. Um subnível com um elétron a menos do que o cheio tem a mesma contagem de spins desemparelhados que um subnível com 1 elétron (simetria elétron-buraco). - Alternativamente, raciocínio direto: para colocar
elétrons em 7 orbitais, primeiro coloca-se 1 em cada orbital (7 elétrons, todos desemparelhados) e depois emparelham-se elétrons até totalizar 13. Emparelhando 6 elétrons adicionais (para ir de 7 para 13) significa que 6 orbitais ficam com dois elétrons e 1 orbital fica com 1 elétron. Logo sobra exatamente 1 elétron desemparelhado. - Pelo princípio de Hund, a distribuição que minimiza a energia é essa (primeiro um por orbital, depois emparelhar), então o número de elétrons desemparelhados é
Passo 6
Resumo didático / dicas para a prova (curto e prático):
- Lembre: ao formar cátions a partir de transição, remova primeiro elétrons do orbital com maior
(ex.: antes de ). - Para contar elétrons desemparelhados em subníveis parcialmente preenchidos, pode-se contar diretamente por orbitais (um por orbital antes de emparelhar) ou usar a ideia de “buracos”: para subníveis mais da metade cheios é muitas vezes mais fácil contar buracos (
nº de elétrons no caso de f). - Exemplo rápido:
tem 1 desemp.; tem 7 desemp.; tem desemp.
Resposta
Número de elétrons desemparelhados: