2A. 22 Dê a configuração eletrónica 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
:
- a configuração eletrónica no estado fundamental;
- o número de elétrons desemparelhados.
Informações relevantes dadas ou inferíveis:
- o número atômico do bismuto é
(logo o átomo neutro tem elétrons); - o íon
tem carga , portanto perdeu elétrons em relação ao átomo neutro.
Passo 2
Calcular quantos elétrons restam no íon:
- elétrons do íon
: . Portanto o íon tem elétrons.
Explicação didática (regras básicas que vou usar; sem pular etapas):
- Para escrever a configuração de um átomo/íon no estado fundamental usa-se a ordem de preenchimento dos orbitais (princípio de Aufbau), respeitando também o princípio de exclusão de Pauli (cada orbital comporta no máximo dois elétrons com spins opostos) e a regra de Hund para distribuição em orbitais degenerados.
- Para formar íons positivos, os elétrons são removidos primeiro dos orbitais com maior número quântico principal
(ou seja, do nível de energia mais externo). No caso de elementos do bloco p, removem-se primeiros os elétrons do orbital e depois os do , etc.
Passo 3
Construção da configuração eletrónica do átomo neutro e do íon (passo a passo):
- A configuração do gás nobre xenônio (núcleo estável até
) é usada como núcleo: corresponde a elétrons. - O íon
tem elétrons, então tem elétrons além do núcleo . - Preencher os orbitais adicionais seguindo a ordem de energia:
- primeiro
comporta elétrons: restam ; - depois
comporta elétrons: restam ; - finalmente
comporta elétrons: restam .
- primeiro
- Portanto, a configuração do íon fica exatamente com esses subníveis preenchidos além de
.
Escrevendo a configuração resultante:
Observação didática adicional (por que não há
aqui):
- O átomo neutro
tem configuração . - Ao formar
removem-se três elétrons do nível mais externo (os três elétrons ), ficando os intactos — por isso a configuração acima.
Passo 4
Determinar o número de elétrons desemparelhados:
- Subníveis preenchidos com um número par total de elétrons e com todas as orbitais ocupadas por pares não possuem elétrons desemparelhados.
- Aqui os subníveis são
, e ; todos estão totalmente preenchidos. - Logo não há elétrons com spin isolado.
Portanto o número de elétrons desemparelhados é
.