Classifique em diamagnético e paramagnético justificando sua resposta.
(e) A r] 3 d^{7} 4 s^{2}

Passo 1

O enunciado pede: classificar a espécie com configuração eletrônica [Ar]\;3d^{7}\;4s^{2} como diamagnética ou paramagnética, justificando a resposta. Informação dada:
  • Configuração eletrônica: [Ar]\;3d^{7}\;4s^{2}.

Passo 2

Definições básicas (em linguagem simples):
  • Uma espécie é diamagnética se todos os elétrons estão pareados (ou seja, não há elétrons com spin desemparelhado). Espécies diamagnéticas são fracamente repelidas por um campo magnético.
  • Uma espécie é paramagnética se possui pelo menos um elétron desemparelhado. Espécies paramagnéticas são atraídas por um campo magnético.
    Para decidir qual caso vale aqui, o que importa é contar quantos elétrons desemparelhados existem na configuração dada.

Passo 3

Contagem de elétrons total a partir da configuração:
  • O gás nobre [Ar] corresponde a 18 elétrons.
  • Acrescentam-se 3d^{7} (7 elétrons) e 4s^{2} (2 elétrons).
    Logo o total é 18+7+2=27 elétrons — isso identifica o átomo neutro como cobalto, mas o importante para a classificação é a ocupação das subcamadas 3d e 4s.

Passo 4

Como distribuir os elétrons nas orbitais:
  • A subcamada 4s^{2} tem dois elétrons emparelhados, portanto não contribui com elétrons desemparelhados.
  • A subcamada 3d^{7} tem 7 elétrons em 5 orbitais d. Aplicando a regra de Hund (preencher cada orbital com elétron de mesmo spin antes de emparelhar) e o princípio de exclusão de Pauli, a distribuição de spins em 3d^{7} resulta em 3 elétrons desemparelhados.
    Uma maneira prática de ver isso: para d^n em configuração de alto spin livre (átomo isolado),
\begin{aligned} d^5 &\to 5\\ \text{elétrons desemparelhados},\\\ d^6 &\to 4\\ \text{desemparelhados},\\\ d^7 &\to 3\\ \text{desemparelhados},\\\ d^8 &\to 2\\ \text{desemparelhados},\\\ d^9 &\to 1\\ \text{desemparelhado}. \end{aligned}é
Portanto, para 3d^{7} obtém-se 3 elétrons desemparelhados.

Passo 5

Contabilizando tudo:
  • 4s^{2}: 0 elétrons desemparelhados (estão pareados).
  • 3d^{7}: 3 elétrons desemparelhados.
    Total de elétrons desemparelhados = 3. Como há elétrons desemparelhados, a espécie é paramagnética.

Resposta

Paramagnético

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