A configuração eletrônica (estrutura de um átomo) representa a maneira segundo a qual os estados eletrônicos são ocupados. Dê as configurações eletrônicas dos elementos a seguir e dê seu número de valência:
Al (Alumínio)
Al (Alumínio)
Passo 1
O que o enunciado pede:
- Dizer a configuração eletrônica do elemento Al (Alumínio).
- Dizer o número de valência do Al.
Informações relevantes que o enunciado não deu explicitamente mas que são necessárias e conhecidas:
- Número atômico do alumínio:
. Ou seja, o átomo neutro de Al tem elétrons para distribuir entre orbitais.
Passo 2
Conceitos e regras que vamos usar (explicadinhos):
- Princípio de Aufbau (preenchimento): os elétrons ocupam primeiro os orbitais de menor energia.
- Princípio de exclusão de Pauli: cada orbital comporta no máximo
elétrons com spins opostos. - Regra de Hund: em orbitais degenerados (mesma energia, por ex. os três
), distribuem-se elétrons com spins paralelos antes de emparelhar.
Ordem típica de preenchimento (vou mostrar numa linha só para decorar):
Isto significa que primeiro enchem-se os orbitais à esquerda e depois os seguintes, respeitando Pauli e Hund.
Passo 3
Vamos preencher os
elétrons passo a passo, sempre escrevendo o orbital e quantos elétrons ele recebe, e somando para verificar que chegamos em
.
- Preenchemos o orbital
com elétrons:
- Depois o
com elétrons:
- Depois o conjunto
que tem três orbitais e admite até elétrons; preenchemos com :
- Em seguida o
recebe elétrons:
- Ainda falta
elétron para completar ; entra no :
Tudo fechado: os somatórios conferem com
.
Passo 4
Escrevendo a configuração eletrônica completa (forma longa) juntando os passos acima:
Forma curta (notação do gás nobre): reconhece-se que
é a configuração do néon (
), então podemos escrever
Aqui foi usada a informação de que os primeiros
elétrons formam a configuração do gás nobre anterior (
).
Passo 5
Como determinar o número de valência (explicação didática):
- Em elementos do bloco s e p (grupo principal), os elétrons de valência são os elétrons do maior nível principal
(ou seja, os elétrons nas camadas mais externas). - Para o alumínio o maior número quântico principal ocupado é
; os orbitais com na configuração são e . - Então os elétrons de valência são os elétrons em
e . Contagem:
Portanto o número de valência de Al é
. Isso explica também por que o alumínio costuma formar o estado de oxidação
em compostos: perde os três elétrons de valência.
Passo 6
Dicas rápidas para a prova (como fazer esse tipo de exercício rápido e sem errar):
- Primeiro ache
do elemento (número de elétrons). - Use a ordem de preenchimento mostrada no Passo 2.
- Some os elétrons à medida que preenche os orbitais até atingir
. - Para o número de valência conte os elétrons no maior
(para elementos do bloco s e p).
Exemplo de reforço: só para treinar, o sódio () fica , portanto valência .
Resposta
Configuração eletrônica:
Número de valência:
Número de valência: