Para cada uma das espécies a seguir, escreva a configuração eletrônica completa e, em seguida, indique: (a) o número de elétrons desemparelhados, (b) a camada de valência e (c) o subnível mais energético.
Passo 1
O que o enunciado pede: para a espécie
(íon cobreiro mono-positivo), escrever a configuração eletrônica completa e, em seguida, indicara: (a) o número de elétrons desemparelhados; (b) a camada de valência; (c) o subnível mais energético.
Informações dadas: a espécie é (átomo de cobre com carga
). Não há outras informações no enunciado.
Informações dadas: a espécie é
Passo 2
Relembrando como montar a configuração eletrônica: seguimos as regras do Aufbau (preencher orbitais de menor para maior energia), princípio de Pauli (cada orbital comporta no máximo dois elétrons com spins opostos) e regra de Hund (ao preencher orbitais degenerados, colocar primeiro um elétron em cada orbital com spins paralelos). Para elementos de transição existe uma peculiaridade prática: na forma neutra o orbital
costuma ficar com elétrons antes do
, mas ao formar cátions os elétrons são removidos primeiramente do orbital com maior número quântico principal
(isto é, removem-se do
antes do
). Vou aplicar isso passo a passo.
Passo 3
Primeiro: conhecendo o cobre neutro. O número atômico do cobre é
, ou seja, átomo neutro tem
elétrons. A configuração eletrônica experimentalmente correta (por exceção às regras simples devido à estabilização do subnível
) do cobre neutro é
Explicando: os
elétrons do
e apenas
no
é a configuração observada para maximizar a estabilidade (meia-camada ou camada cheia de
é estável).
Passo 4
Agora formar
: ao remover um elétron para obter um cátion positivo, os elétrons mais facilmente removidos são os de maior número quântico principal
. Assim, removemos primeiro o elétron do orbital
, não do
. Partindo da configuração do cobre neutro, retirando um elétron do
temos:
Esta é a configuração eletrônica completa de
.
Passo 5
Determinar o número de elétrons desemparelhados (item (a)). Olhamos para cada subnível ocupado e verificamos se existem orbitais com elétrons não pareados. O único subnível parcialmente concorrente seria
, mas aqui temos
: isso significa 10 elétrons preenchendo completamente os cinco orbitais
(cada orbital
comporta 2 elétrons), portanto todos os elétrons em
estão pareados. Todos os outros subníveis listados (
) também estão completamente preenchidos e, portanto, com elétrons pareados. Conclusão:
- Número de elétrons desemparelhados =
.
Passo 6
Determinar a camada de valência (item (b)). Aqui é importante definir claramente o que se entende por “camada de valência”. Há duas formas comuns de interpretar:
- Definição A (mais estrita): camada de valência = maior número quântico principal
que contém elétrons no estado do íon. - Definição B (química de metais de transição): considerar como camadas de valência tanto
quanto que participam de química/ligação.
Aplicando a Definição A a
: a configuração é
como último nível ocupado, logo o maior
que contém elétrons é
. Assim, segundo essa definição, a camada de valência é a camada
.
Se alguém usar a Definição B (incluir e
como camadas de valência do cobre em geral), no caso específico de
o orbital
está vazio, então a camada efetiva que contém elétrons e pode participar é ainda a
(os
). Por isso, a resposta mais direta e consistente para a camada de valência de
é:
Se alguém usar a Definição B (incluir
- Camada de valência =
.
Passo 7
Determinar o subnível mais energético (item (c)). Interpretando “subnível mais energético” como o subnível ocupado de maior energia (ou seja, o subnível ocupado mais próximo do nível de ionização), observamos na configuração de
que o subnível ocupadon de maior energia é o
. O orbital
está vazio, então não se conta como “ocupado”. Portanto:
- Subnível mais energético ocupado =
.
Resposta
(a)
(b)
(c)