De a configuração eletrônica de cada um dos íons a seguir:
(j) \mathrm{V}^{5+}

Passo 1

O que o enunciado pede: dar a configuração eletrônica do íon \mathrm{V}^{5+}.
Informações relevantes que temos (tiradas da tabela periódica / do enunciado):
  • O número atômico do vanádio é Z=23. Ou seja, um átomo neutro de vanádio tem 23 elétrons.
  • O íon \mathrm{V}^{5+} tem 5 elétrons a menos que o átomo neutro, logo o número de elétrons do íon é 23-5=18.
  • O número 18 é exatamente o número de elétrons do gás nobre argônio, cuja configuração eletrônica é usada como núcleo eletrônico: \mathrm{Ar}.

Passo 2

Conceitos e regras que vou usar (explicadinho, sem pressa):
  • Princípio de Aufbau / regra de Madelung (ordem de preenchimento): os elétrons ocupam orbitais em ordem crescente de energia. A ordem relevante aqui é, até os níveis que nos interessam,
1s,\;2s,\;2p,\;3s,\;3p,\;4s,\;3d,\;4p,\dots
Isto significa que, ao montar a configuração de um átomo neutro, os elétrons entram em 4s antes de 3d.
  • Regra de remoção de elétrons em cátions (importantíssimo para metais de transição): ao formar íons positivos, os elétrons são removidos primeiro do orbital com maior número quântico principal n. Para metais de transição isso faz com que os elétrons do 4s sejam removidos antes dos do 3d, mesmo que o 4s tenha sido preenchido primeiro no átomo neutro.
  • Notação de gás nobre: escrever a configuração usando o núcleo eletrônico do gás nobre anterior (aqui \mathrm{Ar}) simplifica muito a escrita.

Passo 3

Escrever a configuração do átomo neutro de vanádio para referência:
  • Preenchimento normal dá para o vanádio neutro:
\mathrm{V}:\;[{\rm Ar}]\,4s^{2}\,3d^{3}.
Explicação curta: [{\rm Ar}] representa os primeiros 18 elétrons ( 1s até 3p), e os 5 elétrons restantes ocupam 4s^{2} e 3d^{3}, totalizando 18+2+3=23.

Passo 4

Contagem de elétrons no íon e estratégia para obter a configuração do íon:
  • Já vimos que \mathrm{V}^{5+} tem 18 elétrons.
  • Estratégia prática (para metais de transição): começar da configuração do átomo neutro [{\rm Ar}]\,4s^{2}\,3d^{3} e remover 5 elétrons seguindo a regra de remoção: retirar primeiro os do 4s e depois os do 3d.

Passo 5

Remoção passo a passo dos 5 elétrons:
  1. Retirar os 2 elétrons do 4s:
[{\rm Ar}]\,4s^{2}\,3d^{3}\longrightarrow[{\rm Ar}]\,3d^{3}.
  1. Ainda faltam remover mais 3 elétrons (para totalizar 5). Removendo mais 3 elétrons do conjunto 3d^{3}:
[{\rm Ar}]\,3d^{3}\longrightarrow[{\rm Ar}]\,3d^{0}=[{\rm Ar}].
Ou, olhando pela contagem total: 18 elétrons corresponde exatamente ao núcleo eletrônico de argônio.

Passo 6

Dica prática para a prova e motivação rápida:
  • Método rápido: conto os elétrons totais do íon e reconheço o gás nobre correspondente; aqui 18 elétrons → \mathrm{Ar}.
  • Método por remoção (útil para íons de transição): escrevo a configuração do neutro e retiro 4s antes de 3d.
    Você está indo bem — é só aplicar essas duas regras que essas questões saem rápido na prova.

Resposta

[{\rm Ar}]

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