2A. 20 Dé a configuração eletrônica do estado fundamental e o número de elétrons desemparelhados de cada um dos seguintes ions:
;
Passo 1
O enunciado pede duas coisas para o íon
:
- encontrar a configuração eletrônica no estado fundamental;
- determinar o número de elétrons desemparelhados.
Informações relevantes que vou usar (retiradas da tabela periódica / conhecimento atômico):
- o número atômico do estrôncio é
(logo o átomo neutro tem elétrons). - o elétron é removido para formar um cátion; o íon pedido é
(dois elétrons a menos que o átomo neutro).
Passo 2
Regras e conceitos que vamos aplicar (explicados com calma):
- Princípio da construção (Aufbau): ao formar a configuração do átomo neutro, preenchemos orbitais em ordem de energia crescente:
, , , , , , , , , etc. Vou usar isso para escrever a configuração do átomo neutro. - Princípio de exclusão de Pauli: cada orbital comporta no máximo dois elétrons com spins opostos. Isso explica os expoentes (como
, , etc.). - Regra de Hund: dentro de um subnível (ex.:
, ) os elétrons ocupam orbitais degrais com spins paralelos antes de emparelhar — isso importa para contar elétrons desemparelhados. - Formação de cátions (ordem de remoção): ao formar íons positivos de elementos do bloco
e , os elétrons são removidos primeiro dos orbitais com maior número quântico principal . Por exemplo, para metais alcalinos-terrosos (grupo 2, como ) os elétrons são removidos antes de quaisquer elétrons em ou . Em suma: primeiro remove-se de maior.
Passo 3
Montando a configuração eletrônica do átomo neutro
(
) passo a passo:
- Preenchendo até o gás nobre anteriormente imediato (cripto:
, criptônio) obtemos a configuração completa
- Isso soma
elétrons, que é exatamente a configuração do gás nobre . Então podemos escrever a configuração do estrôncio neutro em forma abreviada como
Essa forma é a maneira rápida e segura de representar a configuração do átomo neutro.
Passo 4
Formando o íon
:
- Para obter
removemos dois elétrons do átomo neutro. Pela regra de remoção, tiramos primeiro os elétrons do orbital com maior , aqui o . - Removendo
elétrons de sobra nenhum elétron no . Portanto a configuração do íon é simplesmente o gás nobre anterior:
Passo 5
Contando elétrons desemparelhados em
:
- A configuração
corresponde à distribuição completa dos subníveis até : todos os subníveis , e incluídos até esse nível estão preenchidos (ex.: , , etc.). - Subníveis totalmente preenchidos têm todos os elétrons emparelhados (cada orbital com dois elétrons). Logo não há elétrons desemparelhados.
- Portanto o número de elétrons desemparelhados em
é .
Passo 6
Dica rápida para a prova (para memorizar e acelerar): elementos do grupo
(alcalino-terrosos) sempre formam o cátion
com configuração do gás nobre imediatamente anterior. Assim, sem escrever toda a cadeia, ao ver
pode-se rapidamente responder: configuração =
e desemparelhados =
. Força aí — isso aparece muito em prova!