Dê a configuração esperada para o estado fundamental de cada um dos seguintes íons:
Passo 1
O enunciado pede a configuração eletrônica de valência esperada para o estado fundamental do íon
.
Informações dadas (explícitas ou inferíveis): o elemento é cobre (símbolo ) e o íon tem carga
(dois elétrons a menos que o átomo neutro).
Informações dadas (explícitas ou inferíveis): o elemento é cobre (símbolo
Passo 2
Identificar o número atômico do cobre para saber quantos elétrons tem o átomo neutro.
O número atômico do cobre é . Isso significa que o átomo neutro de cobre tem
elétrons.
O número atômico do cobre é
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 antes de
, então a sequência “prática” leva a:
o cobre neutro costuma apresentar a configuração estável com um elétron em e a camada
completa:
.
Explicação curta do porquê: embora a ordem energética entre e
seja sutil, a configuração
é energeticamente favorecida para o cobre por ganhos de energia de emparelhamento e de troca no subnível
.
Regra de Aufbau (ordem de energia aproximada) e regra de Madelung dão a sequência de níveis. Normalmente esperaríamos preencher
o cobre neutro costuma apresentar a configuração estável com um elétron em
Explicação curta do porquê: embora a ordem energética entre
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 são removidos antes dos
quando se forma íons de metais de transição. Assim, mesmo que ao preencher tenhamos escrito
antes de
, ao ionizar tira-se primeiro de
.
Ao formar cátions, os elétrons de valência são removidos. Na prática experimental e teórica, elétrons
Passo 5
Aplicar isso ao
: remover dois elétrons do átomo neutro.
Começamos de .
Removendo primeiro o elétron do (um elétron): fica
, que é simplesmente
.
Mas precisamos remover mais um elétron (carga ): esse próximo elétron vem do subnível
, passando de
para
.
Começamos de
Removendo primeiro o elétron do
Mas precisamos remover mais um elétron (carga
Passo 6
Registrar a configuração final do estado fundamental do íon
e comentar brevemente.
A configuração esperada é . Isso significa que o íon tem as camadas até argônio completas e nove elétrons no subnível
.
A configuração esperada é
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 tem momento angular orbital total
e spin total
, levando ao termo multiplete
. Aplicando as regras de Hund para um subnível mais de meio cheio, o estado fundamental é o de maior
, ou seja
. (Isto é um extra — muitas provas pedem apenas a configuração eletrônica, mas é bom saber.)
Um elétron a menos que uma d^10 completa é equivalente a um “buraco” d^1; a configuração