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) 1 \mathrm{~s}^{2} 2 \mathrm{~s}^{1}
b) 1 s^{2} 2 s^{2} 2 p^{3}
c) 1 s^{2} 2 s^{2} 2 p^{6} 3 s^{2} 3 p^{6} 3 d^{5}
d) 1 s^{2} 2 s^{2} 2 p^{6} 3 s^{2} 3 p^{6}
e) [\mathrm{Ar}] 3 \mathrm{~d}^{7} 4 \mathrm{~s}^{2}

Passo 1

O enunciado pede: identificar qual das configurações eletrônicas listadas representa uma espécie diamagnética. As opções fornecidas são:
  • (a) 1s^{2}\;2s^{1}
  • (b) 1s^{2}\;2s^{2}\;2p^{3}
  • (c) 1s^{2}\;2s^{2}\;2p^{6}\;3s^{2}\;3p^{6}\;3d^{5}
  • (d) 1s^{2}\;2s^{2}\;2p^{6}\;3s^{2}\;3p^{6}
  • (e) [\mathrm{Ar}]\;3d^{7}\;4s^{2}
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 s comporta no máximo 2 elétrons, cada orbital p comporta 2 elétrons, etc. Mais útil: subshell s admite 2, p admite 6 (3 orbitais), d admite 10 (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 2p ou as cinco 3d), 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) 1s^{2}\;2s^{1}.
  • 1s^{2} tem 2 elétrons emparelhados → sem desemparelhados aí.
  • 2s^{1} tem 1 elétron sozinho no orbital 2s → esse é um elétron desemparelhado.
    Resultado: existe pelo menos 1 elétron desemparelhado → espécie é paramagnética, não diamagnética.

Passo 5

Análise da opção (b) 1s^{2}\;2s^{2}\;2p^{3}.
  • 1s^{2} e 2s^{2} estão totalmente emparelhados.
  • 2p^{3}: a subcamada 2p tem 3 orbitais; pelos primórdios de Hund, três elétrons ocupam três orbitais distintos, cada um com spin paralelo → isso deixa 3 elétrons desemparelhados.
    Resultado: há elétrons desemparelhados → paramagnética.

Passo 6

Análise da opção (c) 1s^{2}\;2s^{2}\;2p^{6}\;3s^{2}\;3p^{6}\;3d^{5}.
  • Os termos 1s^{2}\;2s^{2}\;2p^{6}\;3s^{2}\;3p^{6} correspondem ao fecho eletrônico de gás nobre [\mathrm{Ar}]: todos esses estão emparelhados.
  • Restam 3d^{5}: a subcamada 3d tem 5 orbitais; com 5 elétrons, Hund diz que ficam 1 em cada orbital, todos desemparelhados → 5 elétrons desemparelhados.
    Resultado: muitos desemparelhados → paramagnética.

Passo 7

Análise da opção (d) 1s^{2}\;2s^{2}\;2p^{6}\;3s^{2}\;3p^{6}.
  • Essa é exatamente a configuração de gás nobre [\mathrm{Ar}]. Todas as subcamadas listadas estão completamente cheias:
    • 1s^{2}, 2s^{2}, 2p^{6}, 3s^{2}, 3p^{6} → nenhum orbital com ocupação ímpar.
  • Portanto TODOS os elétrons estão emparelhados.
    Resultado: zero elétrons desemparelhados → espécie é diamagnética.

Passo 8

Análise da opção (e) [\mathrm{Ar}]\;3d^{7}\;4s^{2}.
  • [\mathrm{Ar}] é fechadura emparelhada.
  • 4s^{2} são dois elétrons emparelhados no orbital 4s.
  • 3d^{7}: preencher os 5 orbitais d primeiro com 5 elétrons (um em cada), restam 2 elétrons adicionais que irão parear dois dos orbitais já ocupados. Assim, de 7 elétrons no d teremos 3 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 [\mathrm{Ar}]), 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)