2A. 20 Dé a configuração eletrônica do estado fundamental e o número de elétrons desemparelhados de cada um dos seguintes ions:
(\mathrm{Sr}^{2+});
Passo 1
O que o enunciado pede e quais dados temos:
- Pede a configuração eletrônica no estado fundamental do íon
. - Pede o número de elétrons desemparelhados de
. - Informação necessária que vamos usar: o número atômico do estrôncio é
, ou seja, o átomo neutro de tem elétrons. O íon tem elétrons a menos que o átomo neutro.
Passo 2
Regras e conceitos que vamos aplicar (explicados de forma simples):
- Princípio de Aufbau (ordem de preenchimento): os elétrons ocupam os orbitais de menor energia primeiro.
- Princípio de exclusão de Pauli: cada orbital comporta no máximo 2 elétrons com spins opostos.
- Regra de Hund: em orbitais degenerados (por exemplo, três orbitais
), preenche-se primeiro com spins paralelos antes de parear. - Como se formam cátions (íons positivos): ao formar um cátion, os elétrons são removidos primeiro dos orbitais com maior número quântico principal
(ou seja, dos elétrons de valência). Por exemplo, em elementos do grupo 2 como o Sr, os elétrons são removidos antes de elétrons de camadas internas como ou .
Passo 3
Configuração eletrônica do átomo neutro
(passo a passo do preenchimento):
- Sabendo
, preenche-se pelos níveis: . - A configuração completa do átomo neutro é:
- Em forma abreviada, usando o gás nobre prévio (criptão), isso é:
Passo 4
Formação do íon
: remoção de dois elétrons
- Um íon
tem elétrons. Pelas regras acima, remove-se primeiro os elétrons da camada de maior , que são os dois elétrons do orbital . - Removendo
da configuração neutra, fica:
- Essa configuração é exatamente a configuração do gás nobre criptônio, por isso em forma abreviada:
Passo 5
Contagem de elétrons desemparelhados
- Observe cada tipo de subnível na configuração de
: - Todos os subníveis
têm elétrons, todos os subníveis têm elétrons e o subnível presente tem elétrons.
- Todos os subníveis
- Quando um subnível está completo com
, ou elétrons conforme o caso, todos os spins estão pareados. - Portanto, não há elétrons desemparelhados: o número de elétrons desemparelhados é
.