Dê a configuração eletrônica do estado fundamental e o número de elétrons desemparelhados do seguinte íon:
\mathrm{Sc}^{3+}\);

Passo 1

O que o enunciado pede:
  • Dar a configuração eletrônica do estado fundamental do íon \mathrm{Sc}^{3+}.
  • Dizer o número de elétrons desemparelhados nesse estado fundamental.
Informações relevantes do enunciado (implícitas):
  • O escândio neutro tem número atômico \,Z=21 (ou seja, 21 elétrons quando neutro).
  • O íon \mathrm{Sc}^{3+} tem carga +3, portanto tem 3 elétrons a menos que o átomo neutro.

Passo 2

Lembrando como construir a configuração eletrônica (regra do Aufbau, princípio da exclusão de Pauli e regra de Hund):
  • Preenche-se os orbitais em ordem crescente de energia: 1s,\,2s,\,2p,\,3s,\,3p,\,4s,\,3d, etc.
  • Cada orbital arca ( s) comporta até 2 elétrons, orbital p até 6, orbital d até 10.
  • O escândio neutro ( Z=21) recebe elétrons seguindo essa ordem; isso nos dá a configuração eletrônica do átomo neutro, passo necessário antes de formar o íon.

Passo 3

Montando a configuração do escândio neutro ( Z=21):
  • Preenchendo níveis básicos: 1s^2,\,2s^2,\,2p^6,\,3s^2,\,3p^6 já somam 2+2+6+2+6=18 elétrons.
  • Restam 21-18=3 elétrons a distribuir nos seguintes orbitais de maior energia: primeiro 4s (até 2 elétrons) e depois 3d.
  • Portanto, a configuração final do átomo neutro, em notação abreviada, é \,[\mathrm{Ar}]\,4s^2\,3d^1, onde [\mathrm{Ar}] representa 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6.

Passo 4

Como formar o íon \mathrm{Sc}^{3+}: remoção de elétrons
  • Um íon 3+ significa remover 3 elétrons do átomo neutro.
  • Regra prática importante para metais de transição: ao ionizar, os elétrons do orbital 4s são removidos antes dos do orbital 3d, porque quando 3d começa a ser ocupado o 4s fica energeticamente mais alto e é perdido primeiro.
  • Aplicando isso a [\mathrm{Ar}]\,4s^2\,3d^1: primeiro removem-se os 2 elétrons do 4s e depois 1 elétron do 3d, totalizando 3 elétrons removidos.

Passo 5

O que resta após remover 3 elétrons:
  • Do átomo neutro com 21 elétrons foram retirados 3, portanto o íon resultante tem 21-3=18 elétrons.
  • Esses 18 elétrons ocupam exatamente as camadas preenchidas até 3p (a mesma distribuição do gás nobre argônio): todas as subcamadas ocupadas estão completas (não há orbitais parcialmente ocupados a partir de 1s até 3p).

Passo 6

Contagem de elétrons desemparelhados
  • Como todas as subcamadas preenchidas até 3p estão completas (cada orbital possui seus dois elétrons emparelhados), não há elétrons desemparelhados no estado fundamental do íon formado.
  • Portanto o número de elétrons desemparelhados é nulo.

Resposta

[\mathrm{Ar}]
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