Se na configuração eletrônica de um elemento químico há dois elétrons no subnível 4f, qual é o seu número atômico?
64
62
60
58
56

Passo 1

O enunciado pergunta: se na configuração eletrônica de um elemento há dois elétrons no subnível 4f, qual é o seu número atômico? As alternativas fornecidas são: 64, 62, 60, 58, 56. Informação relevante: saber em que ponto da tabela periódica o subnível 4f começa a ser preenchido e como contar elétrons a partir do gás nobre anterior.

Passo 2

Conceito que vamos usar (explicação didática e simples): o princípio de Aufbau diz que, ao construir a configuração eletrônica de um elemento, os elétrons ocupam os orbitais em ordem de energia crescente. Na prática, para a região dos lantanídeos (subnível 4f) a sequência que nos interessa é: primeiro vem o gás nobre xenônio ( \mathrm{Xe}, que tem número atômico Z=54), depois preenchem-se os orbitais 6s (até 2 elétrons) e então começam a preencher-se os 4f. Vou usar essa contagem para achar o elemento com exatamente dois elétrons em 4f.
Explicar o uso do gás nobre como referência: o xenônio tem Z=54. Usar o gás nobre é uma técnica prática para contar elétrons sem escrever toda a configuração. Ou seja, toda configuração de elementos além do xenônio começa com a “base” [\mathrm{Xe}], que já representa 54 elétrons.

Passo 3

Preenchimento do orbital 6s: após [\mathrm{Xe}] os próximos elétrons ocupam o orbital 6s. O 6s comporta até 2 elétrons, portanto ao preencher 6s^2 temos elementos até o bário com número atômico
54 + 2 = 56.
Ou seja, [\mathrm{Xe}]6s^2 corresponde a Z=56 (bário).

Passo 4

Início do preenchimento do 4f: depois de completar [\mathrm{Xe}]6s^2 os elétrons começam a entrar no subnível 4f. Para ter exatamente dois elétrons no 4f precisamos somar mais 2 elétrons além de [\mathrm{Xe}]6s^2. Assim o número atômico será
Z = 54 \;(\text{Xe}) + 2 \;(\text{6s}^2) + 2 \;(\text{do 4f}) = 54 + 2 + 2 = 58.

Passo 5

Interpretação final e verificação simples: Z=58 corresponde ao elemento cério ( \mathrm{Ce}), que é o elemento em que o subnível 4f já apresenta dois elétrons segundo a contagem acima. Essa forma de contar (usar [\mathrm{Xe}], somar 6s^2 e depois o número de elétrons em 4f) é prática para provas porque evita escrever toda a configuração.

Resposta

58

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