O cobre e o potássio possuem o elétron mais externo na configuração eletrônica
. Por que é possivel encontrar ions como
e não é possivel observar
?
Passo 1
Então, a gente tem o enunciado: tanto o cobre (Cu) quanto o potássio (K) têm configuração eletrônica externa 4s¹, mas só conseguimos isolar o íon Cu²⁺, e não o K²⁺.
Conteúdo: química inorgânica – configuração eletrônica, energias de ionização e estabilidade de íons.
O que vamos precisar:
Conteúdo: química inorgânica – configuração eletrônica, energias de ionização e estabilidade de íons.
O que vamos precisar:
- Entender de onde saem os elétrons (4s versus camadas internas)
- Comparar as energias de ionização (IE₁, IE₂) de cada elemento
- Relacionar isso à estabilidade do estado resultante
Passo 2
Configuração eletrônica do potássio e primeiros íons:
- K: [Ar] 4s¹
- Retirando um elétron (IE₁ ≃ 418,8 kJ/mol) a gente forma K⁺ = [Ar], que é estável (gás nobre).
- Para formar K²⁺, teríamos de arrancar um segundo elétron de dentro da camada de argônio! Isso é a segunda energia de ionização: IE₂(K) ≃ 3052 kJ/mol, um valor enorme.
Isso deixa claro: custa muuuuita energia pra tirar esse segundo elétron de K, então não rola observar K²⁺ em condições normais.
Passo 3
Configuração eletrônica do cobre e primeiros íons:
- Cu: [Ar] 3d¹⁰ 4s¹ (lembra que em transição o 4s “despeja” antes que o 3d)
- Removendo o elétron 4s (IE₁ ≃ 745,5 kJ/mol), sobra Cu⁺ = [Ar] 3d¹⁰, que já é bem estável (d¹⁰ é semideia).
- Tirando um segundo elétron, agora a gente retira de 3d, não de camadas internas de gás nobre. IE₂(Cu) ≃ 1957,9 kJ/mol.
Comparando: IE₂(Cu) (~1958 kJ/mol) é bem menor que IE₂(K) (~3052 kJ/mol). Logo, é energeticamente viável gerar Cu²⁺ mas não K²⁺.
Passo 4
Teoria aplicada:
- Energias de ionização crescem muito quando você tenta arrancar elétrons de configuração de gás nobre.
- Em átomos de transição, a ordem de remoção é 4s → 3d.
- Estados d¹⁰ (Cu⁺) são especialmente estáveis, o que facilita formar Cu²⁺ em complexos, sais etc.
- K²⁺ implicaria romper o “casco” [Ar], o que é termicamente inviável.
Resposta
Só dá pra isolar Cu²⁺ porque suas IE₁ e IE₂ são relativamente baixas (o segundo elétron sai de 3d), enquanto o K²⁺ exigiria energia altíssima para romper o octeto de Ar no potássio.