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 \mathrm{Sr}^{2+}.
  • Pede o número de elétrons desemparelhados de \mathrm{Sr}^{2+}.
  • Informação necessária que vamos usar: o número atômico do estrôncio é \,Z=38, ou seja, o átomo neutro de \mathrm{Sr} tem 38 elétrons. O íon \mathrm{Sr}^{2+} tem 2 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 p), 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 n (ou seja, dos elétrons de valência). Por exemplo, em elementos do grupo 2 como o Sr, os elétrons 5s são removidos antes de elétrons de camadas internas como 4p ou 3d.

Passo 3

Configuração eletrônica do átomo neutro \mathrm{Sr} (passo a passo do preenchimento):
  • Sabendo Z=38, preenche-se pelos níveis: 1s,2s,2p,3s,3p,4s,3d,4p,5s.
  • A configuração completa do átomo neutro é:
\mathrm{Sr}:\;1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6\,4s^2\,3d^{10}\,4p^6\,5s^2.
  • Em forma abreviada, usando o gás nobre prévio (criptão), isso é:
\mathrm{Sr}:\;[Kr]\,5s^2.

Passo 4

Formação do íon \mathrm{Sr}^{2+}: remoção de dois elétrons
  • Um íon \mathrm{Sr}^{2+} tem 38-2=36 elétrons. Pelas regras acima, remove-se primeiro os elétrons da camada de maior n, que são os dois elétrons do orbital 5s.
  • Removendo 5s^2 da configuração neutra, fica:
\mathrm{Sr}^{2+}:\;1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6\,4s^2\,3d^{10}\,4p^6.
  • Essa configuração é exatamente a configuração do gás nobre criptônio, por isso em forma abreviada:
\mathrm{Sr}^{2+}:\;[Kr].

Passo 5

Contagem de elétrons desemparelhados
  • Observe cada tipo de subnível na configuração de \mathrm{Sr}^{2+}:
    • Todos os subníveis s têm 2 elétrons, todos os subníveis p têm 6 elétrons e o subnível d presente tem 10 elétrons.
  • Quando um subnível está completo com 2, 6 ou 10 elétrons conforme o caso, todos os spins estão pareados.
  • Portanto, não há elétrons desemparelhados: o número de elétrons desemparelhados é 0.

Resposta

\mathrm{Sr}^{2+}:\;[Kr]
\text{Elétrons desemparelhados: }0é

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