Assinale a alternativa em que o elemento químico cuja configuração eletrônica, na ordem crescente de energia, finda em 4 s^{2} 3 d^{3} :
a) grupo 3 e 2^{\underline{\circ}} período.
b) grupo 14 e 2^{\underline{\circ}} período.
c) grupo 14 e 5^{\underline{\circ}} período.
d) grupo 15 e 3^{\circ} período.
e) grupo 5 e 4^{\circ} período.

Passo 1

O enunciado pede que identifique a alternativa correta para o elemento cuja configuração eletrônica (na ordem crescente de energia) termina em 4s^{2}\,3d^{3}. As alternativas dão combinações de grupo e período; preciso descobrir a qual grupo e período corresponde esse elemento. Informação dada: a configuração termina em 4s^{2}\,3d^{3}.

Passo 2

Entendendo a notação e o que o final da configuração significa. Quando dizemos que a configuração termina em 4s^{2}\,3d^{3} estamos dizendo que, além de um núcleo e de um “núcleo eletrônico” que agrupamos por conveniência, os elétrons mais externos ocupam:
  • a subcamada 4s com 2 elétrons; e
  • a subcamada 3d com 3 elétrons.
Em linguagem prática, isso significa que, após o preenchimento das camadas internas (o “core”), há 2+3=5 elétrons além desse core.

Passo 3

Identificar o core (gás nobre anterior) e quantos elétrons ele representa. As camadas internas até antes de 3d correspondem ao gás nobre argônio, cujo número de elétrons é 18. Em notação: o core é [\mathrm{Ar}] com 18 elétrons. (Explicação rápida: [\mathrm{Ar}] equivale a 1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}, totalizando 18.)

Passo 4

Calcular o número atômico Z do elemento somando os elétrons do core com os elétrons das subcamadas finais. Assim:
Z = 18 + 2 + 3 = 23.
O elemento de número atômico 23 é o vanádio (símbolo V), mas o que nos interessa aqui é o grupo e o período.

Passo 5

Determinar o período. O período de um elemento é o maior número quântico principal n das camadas ocupadas na configuração. Aqui o maior n presente é n=4 (pela subcamada 4s), logo o elemento está no 4^{\circ} período.

Passo 6

Determinar o grupo. Para os metais de transição da série 3d (período 4), a numeração do grupo (sistema IUPAC) costuma corresponder ao total de elétrons nos orbitais 4s e 3d (para os elementos deste início de série). Aqui esse total é
2 + 3 = 5.
Portanto o elemento pertence ao grupo 5.
Observação didática breve: existem exceções famosas (por exemplo o cromo e o cobre) onde a configuração observada no estado fundamental difere ligeiramente do previsto pela ordem simples de Aufbau por questões de estabilidade de meia-subcamada ou subcamada cheia. Mas para 4s^{2}\,3d^{3} não há essa complicação: trata-se do vanádio, grupo 5, período 4.

Passo 7

Comparando com as alternativas, a que diz “grupo 5 e 4^{\circ} período” é a correta.

Resposta

e) grupo 5 e 4^{\circ} período.

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