2A. 22 Dê a configuração eletrónica do estado fundamental e o número de elêrrons desemparelhados de cada um dos seguintes ions:
;
Passo 1
O que o enunciado pede: determinar a configuração eletrónica do estado fundamental e o número de elétrons desemparelhados do íon
.
Informações relevantes dadas / que precisamos identificar:
- O elemento é o bismuto,
. - O íon é
(perdeu 3 elétrons). - É preciso a configuração eletrónica no estado fundamental e contar os elétrons desemparelhados.
Passo 2
Primeiro encontro o número atômico de
, porque preciso saber quantos elétrons o átomo neutro tem.
- Número atômico do bismuto:
.
Portanto o átomo neutro detem elétrons.
O íontem elétrons.
Passo 3
Vou montar a configuração eletrónica do átomo neutro de
para depois remover 3 elétrons. Relembre o princípio básico (Aufbau): os orbitais são preenchidos em ordem de energia crescente, normalmente representada por:
Também usamos a notação do gás nobre como atalho (mais prático).
O gás nobre que precede
é
, que representa
elétrons. A partir daí adicionamos os elétrons externos até
. Preenchimento típico para elementos pesados como Bi é:
Verificação rápida da contagem:
que coincide com
. Então essa é a configuração do estado fundamental do átomo neutro.
Passo 4
Regra para formar cátions (remover elétrons): ao oxidar um átomo, removem-se elétrons dos orbitais com maior número quântico principal
primeiro (ou seja, do elétron mais externo), independentemente do subnível
. Assim, para
os orbitais com maior
são os de
:
e
. Entre esses, os elétrons do
são removidos antes dos do
porque o
está em energia ligeiramente mais alta e é o mais externo.
Portanto, para obter
removem-se os três elétrons do subnível
(o
do átomo neutro).
Passo 5
Aplicando a remoção dos
elétrons do
:
ou, mais simplesmente,
Também podemos verificar a contagem total de elétrons:
que é o número correto para
.
Passo 6
Agora conto os elétrons desemparelhados. Relembre as regras rápidas:
- Subníveis preenchidos completamente (como
) têm todos os elétrons pareados. - Em subníveis parcialmente preenchidos, usa-se a regra de Hund: antes de emparelhar, coloca-se um elétron em cada orbital disponível com spins paralelos; só depois emparelham-se.
No caso de
a configuração relevante é
.
-
está completo (14 é o máximo para ): todos pareados. -
está completo: todos pareados. -
tem dois elétrons no mesmo orbital : estão emparelhados.
Logo, não há orbitais parcialmente preenchidos com elétrons desemparelhados. Portanto o número de elétrons desemparelhados é
.
Passo 7
Conclusão física curta (útil na prova): como não há elétrons desemparelhados,
é diamagnético (repelido fraca/nenhuma magnetização externa), mas a questão pediu somente configuração e número de desemparelhados.
Resposta
Número de elétrons desemparelhados: