2A.6 Dê a configuraçāo esperada para o estado fundamental de cada um dos seguintes ions:
;
Passo 1
O enunciado pede: dar a configuração eletrônica esperada para o estado fundamental do íon
.
Informações relevantes que temos (valores numéricos vindos da tabela periódica/definição do elemento):
- O número atômico do ósmio é
. - Um átomo neutro de ósmio tem, portanto,
elétrons. - O íon
tem elétrons.
A partir disso precisamos fornecer a configuração eletrônica do estado fundamental desse íon.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar qual é a configuração eletrônica do ósmio neutro (contando níveis preenchidos até
). Uma forma prática é partir do gás nobre anterior
, que representa
elétrons, e adicionar os elétrons das camadas seguintes.
A configuração usualmente aceita para
neutro é
Verificação por contagem:
(do
)
(do
)
(do
)
(do
)
, que é o número de elétrons do átomo neutro.
Passo 3
Ao formar cátions a remoção de elétrons segue, em geral, a regra prática de que se retiram primeiro os elétrons com maior número quântico principal
. Assim, para os elementos de transição tardios, os elétrons
são removidos antes dos
.
Aplicando isso a
:
- Remover os
elétrons do : . - Ainda falta remover mais
elétron (porque é ): remove-se um elétron do , transformando .
Portanto a configuração eletrônica do íon fica
Checagem de elétrons:
, que coincide com o número de elétrons do
.
Passo 4
Para entender o estado fundamental (além da configuração) convém aplicar as regras de Hund para o subnível
, assim fica mais claro por que essa é a configuração de menor energia interna:
- O subnível
tem orbitais; com elétrons cada um pode ocupar um orbital com spin paralelo (máxima multiplicidade), então o spin total é
ou seja multiplicidade
.
- Para um arranjo denso e simétrico de
(meio-preenchido) o momento orbital total resulta em . Isso conduz ao termo espectroscópico . - Como
, o acoplamento spin-órbita dá , então o estado fundamental termo-jazeiro é .
Essas considerações confirmam que o arranjo com cinco elétrons desemparelhados em
é o que segue as regras de Hund e dá o estado fundamental de menor energia para o íon livre.