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 do estado fundamental;
- o número de elétrons desemparelhados nessa configuração.
A única informação explícita é o símbolo do íon:.
Passo 2
Identificar quantos elétrons tem o átomo neutro de silício antes de formar o íon. O número atómico do silício é
, ou seja, um átomo neutro de silício tem
elétrons. A configuração electrónica do átomo neutro é obtida preenchendo orbitais na ordem de menor para maior energia (princípio de Aufbau): primeiro
, depois
,
,
e
. Assim, para o silício neutro:
que soma
elétrons, batendo com
.
Passo 3
Explicar como se forma o íon
. Um íon com carga
significa que perdeu
elétrons em relação ao átomo neutro. Regra prática para remoção de elétrons em catiões: retira-se primeiro dos orbitais com maior número quântico principal
(mais externos), independentemente de serem
ou
. No silício, os elétrons de maior
estão em
: os orbitais
e
. Portanto devemos remover
elétrons dos orbitais do nível
.
Passo 4
Remoção explícita dos
elétrons: o átomo neutro tem
e
. Removendo
elétrons do
e
do
(total
) obtemos:
Este arranjo tem todos os orbitais completamente preenchidos no nível
e
.
Passo 5
Contar os elétrons desemparelhados. Um elétron está desemparelhado quando ocupa sozinho um orbital (sem um outro elétron com spin oposto). Na configuração
todos os orbitais ocupados têm dois elétrons emparelhados (o subnível
tem os três orbitais
totalmente preenchidos com dois elétrons cada). Logo o número de elétrons desemparelhados é
Passo 6
Observação final curta e encorajadora:
é isoeletrônico com o gás nobre neônio, por isso tem configuração de gás nobre e nenhum elétron desemparelhado — um estado muito estável. Força aí, isso é um padrão que costuma cair fácil na prova!
Resposta
Configuração eletrónica:
Elétrons desemparelhados:
Elétrons desemparelhados: