Conceito: O diamagnetismo ocorre quando todos os orbitais atômicos ou moleculares estão completamente preenchidos com elétrons emparelhados (spins opostos). O paramagnetismo resulta da presença de elétrons desparelhados, criando um momento magnético líquido não nulo.
Qual das seguintes configurações eletrônicas representa uma espécie diamagnética?
a)
b)
c)
d)
e)
a)
b)
c)
d)
e)
Passo 1
O enunciado pede: identificar qual das configurações eletrônicas listadas representa uma espécie diamagnética. As opções fornecidas são:
- (a)
- (b)
- (c)
- (d)
- (e)
O objetivo é decidir qual dessas configurações tem todos os elétrons emparelhados (ou seja, é diamagnética).
Passo 2
Conceitos essenciais (explicado devagar, como um amigo paciente):
- Diamagnetismo: ocorre quando todos os elétrons numa espécie estão emparelhados; o momento magnético resultante é zero e a substância é ligeiramente repelida por um campo magnético.
- Paramagnetismo: ocorre quando existem elétrons desemparelhados; esses elétrons criam um momento magnético líquido e a espécie é atraída por um campo magnético.
Logo, para decidir, basta contar se há elétrons desemparelhados na configuração: se houver pelo menos 1, é paramagnética; se não houver nenhum, é diamagnética.
Passo 3
Regras práticas para contar elétrons desemparelhados:
- Cada orbital
comporta no máximo elétrons, cada orbital comporta elétrons, etc. Mais útil: subshell admite , admite (3 orbitais), admite (5 orbitais). - Princípio de exclusão de Pauli: em cada orbital podem existir no máximo 2 elétrons com spins opostos → quando um orbital tem 2 elétrons, eles estão emparelhados.
- Regra de Hund: ao preencher orbitais degenerados (por exemplo, as três orbitais
ou as cinco ), coloca-se primeiro 1 elétron em cada orbital com spins paralelos antes de começar a emparelhar. Assim é fácil visualizar quantos ficam desemparelhados.
Usarei essas regras para cada opção.
Passo 4
Análise da opção (a)
.
-
tem 2 elétrons emparelhados → sem desemparelhados aí. -
tem 1 elétron sozinho no orbital → esse é um elétron desemparelhado.
Resultado: existe pelo menos 1 elétron desemparelhado → espécie é paramagnética, não diamagnética.
Passo 5
Análise da opção (b)
.
-
e estão totalmente emparelhados. -
: a subcamada tem 3 orbitais; pelos primórdios de Hund, três elétrons ocupam três orbitais distintos, cada um com spin paralelo → isso deixa elétrons desemparelhados.
Resultado: há elétrons desemparelhados → paramagnética.
Passo 6
Análise da opção (c)
.
- Os termos
correspondem ao fecho eletrônico de gás nobre : todos esses estão emparelhados. - Restam
: a subcamada tem 5 orbitais; com 5 elétrons, Hund diz que ficam 1 em cada orbital, todos desemparelhados → elétrons desemparelhados.
Resultado: muitos desemparelhados → paramagnética.
Passo 7
Análise da opção (d)
.
- Essa é exatamente a configuração de gás nobre
. Todas as subcamadas listadas estão completamente cheias: -
, , , , → nenhum orbital com ocupação ímpar.
-
- Portanto TODOS os elétrons estão emparelhados.
Resultado: zero elétrons desemparelhados → espécie é diamagnética.
Passo 8
Análise da opção (e)
.
-
é fechadura emparelhada. -
são dois elétrons emparelhados no orbital . -
: preencher os 5 orbitais primeiro com 5 elétrons (um em cada), restam elétrons adicionais que irão parear dois dos orbitais já ocupados. Assim, de 7 elétrons no teremos elétrons desemparelhados (5 simples — ao emparelhar 2 pares sobram 3 não emparelhados).
Resultado: há elétrons desemparelhados → paramagnética.
Passo 9
Conclusão consolidada:
- Das opções analisadas, apenas a opção (d) tem todos os elétrons emparelhados (é a configuração de gás nobre
), portanto é diamagnética.
Força aí — acertar esse tipo de questão é só praticar contar emparelhamentos seguindo Hund e Pauli; você já está indo bem!
Resposta
(d)