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:
Bi (Bismuto)
Bi (Bismuto)
Passo 1
O enunciado pede duas coisas para o elemento Bismuto (símbolo: Bi):
- a configuração eletrônica;
- o número de valência.
Informação relevante que usamos (não fornecida no enunciado, mas necessária e disponível na Tabela Periódica): o número atômico do Bismuto é(logo o átomo tem elétrons no estado fundamental).
Passo 2
Breve revisão das regras que vamos usar (pra você não se perder na prova):
- Cada elétron ocupa um orbital descrito por três números quânticos; para montar a configuração usamos as regras de preenchimento (princípio de Aufbau), o princípio de exclusão de Pauli e a regra de Hund.
- Capacidades máximas das subshells:
comporta elétrons, comporta , comporta , comporta . - Ordem usual de preenchimento (a que usaremos aqui):
, , , , , , , , , , , , , , , - Notação com gás nobre: podemos abreviar a parte interna da configuração usando o símbolo do gás nobre precedente entre colchetes; por exemplo
significa a configuração completa do xenônio ( elétrons). - O termo “elétrons de valência” normalmente refere-se aos elétrons no nível mais externo (maior número quântico principal
) que participam de ligações químicas; para elementos do bloco p (como Bi) isso costuma ser os elétrons do mais externo em e .
Passo 3
Vamos construir a configuração eletrônica de
passo a passo, usando a abreviação por gás nobre para simplificar:
- O gás nobre anterior ao Bismuto é o Xenônio, que tem
elétrons; escrevemos isso como . Portanto sobra preencher elétrons além de . Então temos elétrons a distribuir após . - Preenchemos seguindo a ordem de energia:
- Primeiro vem
com até elétrons: preenchemos . Restam elétrons. - Em seguida enche-se
com até : usamos . Restam elétrons. - Depois vem
com até : usamos . Restam elétrons. - Finalmente colocamos os
elétrons restantes em : . Restam .
- Primeiro vem
- Juntando tudo na forma abreviada por gás nobre, a configuração final é
Passo 4
Agora o número de valência (explicando direitinho o que isso significa, porque às vezes cai em prova com pegadinhas):
- Para o conceito de elétrons de valência em elementos do bloco p, conta-se os elétrons no nível mais externo (maior
). No caso do Bismuto o maior nível preenchido é , cujas ocupações são e . - Somando esses elétrons do nível
: portanto o total de elétrons de valência é - Observação útil para a prova (não altere a resposta anterior): o Bismuto pertence ao grupo 15 da Tabela Periódica, por isso tem
elétrons de valência teoricamente disponíveis. Porém, quimicamente o Bismuto costuma apresentar os estados de oxidação (mais comum, devido ao efeito do par inerte) e (possível). Isso é uma nuance de química inorgânica que às vezes pedem como “valência” no sentido de estado de oxidação, mas aqui a contagem de elétrons de valência é .