Baseado na distribuição eletrônica do elemento químico níquel, responda às questões:
a) Qual é o número total de orbitais completos?
b) Qual é o número de orbitai(s) vazio(s)?
c) Qual é o número de elétrons desemparelhados?
d) Indique os quatro números quânticos para o elétron de diferenciação:
a) Qual é o número total de orbitais completos?
b) Qual é o número de orbitai(s) vazio(s)?
c) Qual é o número de elétrons desemparelhados?
d) Indique os quatro números quânticos para o elétron de diferenciação:
Passo 1
O enunciado pede, para o níquel (
), que a partir de sua distribuição eletrônica a gente determine:
- (a) quantos orbitais estão completamente preenchidos (
elétrons cada), - (b) quantos orbitais estão totalmente vazios (
elétrons), - (c) quantos elétrons ficam desemparelhados,
- (d) os quatro números quânticos do elétron de diferenciação (o último que entra).
Para isso vamos usar o princípio de Aufbau, o princípio de exclusão de Pauli e a regra de Hund, além da definição de números quânticos.
Passo 2
A configuração eletrônica do níquel (
) é
Em termos de ocupação de cada orbital isso significa:
com
elétrons,
com
elétrons,
com
elétrons,
com
elétrons,
com
elétrons,
com
elétrons,
com
elétrons.
Passo 3
Para contar os orbitais completos, lembramos que cada orbital acomoda no máximo
elétrons. Vemos:
-
são orbitais com elétrons cada; -
tem orbitais, cada uma com elétrons, totalizando orbitais completos; -
tem orbitais completos; - em
há elétrons que, segundo a regra de Hund, ocupam oito vagas de modo que orbitais ficam com elétrons cada e orbitais ficam com elétron cada.
Logo o número de orbitais completamente preenchidos é
Passo 4
O número total de orbitais disponíveis até o nível
para Níquel é
Destes
,
têm
elétrons e
têm
elétron. Não sobra nenhum orbital com zero elétrons.
Portanto, orbitais vazios .
Portanto, orbitais vazios
Passo 5
Os elétrons desemparelhados só podem vir dos orbitais com ocupação ímpar. Aqui só os orbitais de
têm
orbitais com
elétron cada (e os outros
estão emparelhados). Logo há
Passo 6
O elétron de diferenciação é o último que entraria ao montar a configuração pelo método de Aufbau. Ele é o
.º elétron da série
. Na distribuição de Hund, esse
.º elétron emparelha um orbital que já tinha um elétron com spin
, passando a ter spin
. Como é o terceiro elétron de pareamento, ocupa o orbital com
.
Assim seus números quânticos são:
Assim seus números quânticos são:
Resposta
(a)
(b)
(c)
(d)
(b)
(c)
(d)