Dê a configuração esperada para o estado fundamental de cada um dos seguintes íons:
\mathrm{Cu}^{2+}

Passo 1

O enunciado pede a configuração eletrônica de valência esperada para o estado fundamental do íon \mathrm{Cu}^{2+}.
Informações dadas (explícitas ou inferíveis): o elemento é cobre (símbolo \mathrm{Cu}) e o íon tem carga +2 (dois elétrons a menos que o átomo neutro).

Passo 2

Identificar o número atômico do cobre para saber quantos elétrons tem o átomo neutro.
O número atômico do cobre é Z=29. Isso significa que o átomo neutro de cobre tem 29 elétrons.

Passo 3

Escrever a configuração eletrônica do átomo neutro (passo pedagógico sobre regras de preenchimento).
Regra de Aufbau (ordem de energia aproximada) e regra de Madelung dão a sequência de níveis. Normalmente esperaríamos preencher 4s antes de 3d, então a sequência “prática” leva a:
o cobre neutro costuma apresentar a configuração estável com um elétron em 4s e a camada 3d completa:
[\mathrm{Ar}]\,4s^{1}\,3d^{10}.
Explicação curta do porquê: embora a ordem energética entre 4s e 3d seja sutil, a configuração 4s^{1}3d^{10} é energeticamente favorecida para o cobre por ganhos de energia de emparelhamento e de troca no subnível 3d.

Passo 4

Entender como se formam íons a partir do átomo neutro (qual elétron sai primeiro).
Ao formar cátions, os elétrons de valência são removidos. Na prática experimental e teórica, elétrons 4s são removidos antes dos 3d quando se forma íons de metais de transição. Assim, mesmo que ao preencher tenhamos escrito 4s antes de 3d, ao ionizar tira-se primeiro de 4s.

Passo 5

Aplicar isso ao \mathrm{Cu}^{2+}: remover dois elétrons do átomo neutro.
Começamos de [\mathrm{Ar}]\,4s^{1}\,3d^{10}.
Removendo primeiro o elétron do 4s (um elétron): fica [\mathrm{Ar}]\,4s^{0}\,3d^{10}, que é simplesmente [\mathrm{Ar}]\,3d^{10}.
Mas precisamos remover mais um elétron (carga +2): esse próximo elétron vem do subnível 3d, passando de 3d^{10} para 3d^{9}.

Passo 6

Registrar a configuração final do estado fundamental do íon \mathrm{Cu}^{2+} e comentar brevemente.
A configuração esperada é [\mathrm{Ar}]\,3d^{9}. Isso significa que o íon tem as camadas até argônio completas e nove elétrons no subnível 3d.

Passo 7

Comentário adicional (útil para prova): estado termal / termo eletrônico do íon.
Um elétron a menos que uma d^10 completa é equivalente a um “buraco” d^1; a configuração 3d^{9} tem momento angular orbital total L=2 e spin total S=\tfrac{1}{2}, levando ao termo multiplete ^2D. Aplicando as regras de Hund para um subnível mais de meio cheio, o estado fundamental é o de maior J, ou seja ^2D_{5/2}. (Isto é um extra — muitas provas pedem apenas a configuração eletrônica, mas é bom saber.)

Resposta

[\mathrm{Ar}]\,3d^{9}

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