33 (UFRRJ-RJ) Um homem de 70 kg poderá apresentar, aproximadamente, 2,8 kg de sais minerais em seu organismo. A seguir estão alguns minerais e algumas de suas funções no corpo humano.
  • Magnésio: ativa as enzimas que participam na síntese das proteínas.
  • Zinco: componente das enzimas que participam na digestão.
  • Cobre: componente das enzimas associadas ao metabolismo do ferro.
  • Potássio: transmissão de impulso.
  • Cálcio: formação dos ossos e dentes.
  • Ferro: compõe a hemoglobina e as enzimas que atuam no metabolismo energético.
    (Marta Pires, “Interatividade Química”. Volume único, 2003 FTD)
    Utilizando a Tabela Periódica, responda:
    a) Faça a distribuição eletrônica da espécie iônica ferro III.
    b) Comparando os raios do cobre metálico e do íon cobre I, qual raio apresenta menor tamanho? Justifique.

Passo 1

O enunciado pede duas coisas. Primeiro (item a), a distribuição eletrônica do íon ferro(III), isto é, Fe^3+ . Segundo (item b), comparar os raios do cobre metálico e do íon cobre(I) ( Cu^+ ) e dizer qual é menor, justificando. Para isso vamos usar o princípio de Aufbau para a configuração eletrônica e o conceito de raio atômico versus raio iônico, considerando a carga nuclear efetiva.

Passo 2

Para obter a configuração do Fe^3+ fazemos:
  1. Configuração do ferro neutro ( Z=26): Fe: 1s^2,2s^2,2p^6,3s^2,3p^6,4s^2,3d^6
  2. Ao formar Fe^3+ removemos três elétrons, sempre primeiro do orbital de maior energia (4s) e depois do 3d:
    • retiramos 2 elétrons do 4s^2,
    • e 1 elétron do 3d^6.
      Logo sobra
    Fe^3+: 1s^2,2s^2,2p^6,3s^2,3p^6,3d^5, que podemos escrever de forma encurtada como Fe^3+:;[Ar];3d^5

Passo 3

Para comparar os raios do cobre metálico e do íon Cu^+ :
  • No metal, cada átomo de cobre retém seu conjunto de elétrons de valência e forma uma rede, resultando num raio atômico relativamente grande.
  • No íon Cu^+ perdemos um elétron, reduzindo a repulsão eletrônica e aumentando a carga nuclear efetiva sentida pelos elétrons restantes. Isso faz com que a nuvem eletrônica se contraia.
Portanto, o raio de Cu^+ é menor que o raio do cobre metálico.

Resposta

a) Fe^3+:;[Ar];3d^5
b) O íon Cu^+ tem raio menor que o cobre metálico, pois ao perder elétrons aumenta-se a carga nuclear efetiva por elétron, provocando contração da nuvem eletrônica.

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