Dê a configuração eletrônica do estado fundamental e o número de elétrons desemparelhados de cada um dos seguintes íons:
(a)
;
(b)
;
©
;
(d)
;
(e)
.
(a)
(b)
©
(d)
(e)
Passo 1
Beleza, a questão pede que a gente encontre para cada íon
- a configuração eletrônica no estado fundamental;
- o número de elétrons desemparelhados.
Conteúdo da matéria:
- Princípio de Aufbau (ordem de enchimento dos orbitais);
- Princípio de exclusão de Pauli (spin máximo de 2 elétrons/operação);
- Regra de Hund (preencher orbitais degenerados com spins paralelos antes de emparelhar);
- Como remover elétrons em cátions (elimina-se antes de tudo dos orbitais de maior n, geralmente s antes de d/f) ou adicionar em ânions.
O que vamos precisar:
- Tabela de números atômicos (Z);
- Ordem de preenchimento: 1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 4f < 5d < 6p …
- Saber remover elétrons de s antes de d/f nos cátions.
Passo 2
(a) Sb³⁺
- Z(Sb) = 51 ⇒ neutral tem 51 elétrons. Em Sb³⁺: 51 – 3 = 48 elétrons.
- Configuração do Sb neutro:
- Tirando 3 elétrons (sempre dos orbitais de maior n, aqui 5p):
- Teoria aplicada: Pauli garante até 2e⁻ por orbital, Hund dita que os 3 em 5p estariam desemparelhados e aí foram todos removidos.
- Contagem de desemparelhados: em
todos emparelhados; em idem. → 0 elétrons desemparelhados.
Passo 3
(b) Sn⁴⁺
- Z(Sn) = 50 ⇒ neutro com 50 e⁻; em Sn⁴⁺: 50 – 4 = 46 elétrons.
- Configuração do Sn neutro:
- Removendo 4 elétrons: primeiro 2 em 5p, depois 2 em 5s:
- Todos os elétrons ficam no subshell
, que está totalmente emparelhado. - Desemparelhados = 0.
Passo 4
© W⁺
- Z(W) = 74 ⇒ neutro tem 74 e⁻; em W⁺: 74 – 1 = 73 elétrons.
- Configuração do W neutro (Aufbau + exceções mínimas):
- Ao formar W⁺, a gente remove 1 elétron do orbital com maior n (6s):
- Contagem de desemparelhados:
- Em
todos emparelhados; - Em
(5 orbitais, 4 elétrons) cada um em orbital distinto → 4 desemparelhados; - Em
há 1 elétron desemparelhado.
Total = 4 + 1 = 5 elétrons desemparelhados.
- Em
Passo 5
(d) Br⁻
- Z(Br) = 35 ⇒ neutro com 35 e⁻; em Br⁻: 35 + 1 = 36 elétrons.
- Configuração do Br neutro:
- Ao ganhar 1 elétron, ele vai para 4p:
- Isso completa o nível n=4, o que equivale a configuração [Kr].
- Todos os elétrons estão emparelhados → 0 elétrons desemparelhados.
Passo 6
(e) Ni²⁺
- Z(Ni) = 28 ⇒ neutro com 28 e⁻; em Ni²⁺: 28 – 2 = 26 elétrons.
- Configuração do Ni neutro:
- Removendo 2 elétrons do 4s:
- Em
, distribuindo com Hund: 8 elétrons ocupam 5 orbitais d → sobram 2 orbitais sem emparelhar → 2 elétrons desemparelhados.
Resposta
(a) Sb³⁺:
, 0 elétrons desemparelhados.
(b) Sn⁴⁺: , 0 elétrons desemparelhados.
© W⁺: , 5 elétrons desemparelhados.
(d) Br⁻: (ou [Kr]), 0 elétrons desemparelhados.
(e) Ni²⁺: , 2 elétrons desemparelhados.
(b) Sn⁴⁺:
© W⁺:
(d) Br⁻:
(e) Ni²⁺: