Dê a configuração esperada para o estado fundamental do seguinte íon:
;
Passo 1
O enunciado pede a configuração eletrônica do estado fundamental do íon
. Informações dadas (implícitas no enunciado):
- Número atômico de ósmio:
. - Carga do íon:
.
Passo 2
Calcular o número de elétrons do íon. Um átomo neutro de ósmio tem
elétrons; ao formar
perde-se 3 elétrons. Portanto o íon tem
elétrons.
Passo 3
Lembrar a configuração eletrônica do átomo neutro de ósmio (relembrando o preenchimento pela regra de Aufbau até o núcleo de gás nobre
):
Isto é padrão para
: o subnível
fica completamente preenchido com 14 elétrons, restando os elétrons de valência nos orbitais
e
.
Passo 4
Explicar a ordem de remoção de elétrons ao formar cátions de metais de transição: quando se ioniza um átomo do bloco d, os elétrons do orbital
de camada externa normalmente são removidos primeiro (mesmo que, no átomo neutro, o
pareça preencher antes do
). Assim, ao formar cátions do tipo
, retira-se primeiro o(s) elétron(ons) do orbital
e depois do
.
Passo 5
Aplicar a remoção de elétrons em
para obter
:
- Removem-se os
elétrons de : . - Resta remover mais
elétron: este vem do , reduzindo .
Logo a configuração eletrônica do estado fundamental do íon é
Passo 6
Agora analisar a distribuição e o termo do estado fundamental (útil para a prova): o subnível
tem cinco orbitais com valores magnéticos
. Para a configuração
, a regra de Hund diz que devemos maximizar a multiplicidade (máximo número de spins paralelos) e, em seguida, maximizar
compatível com isso. Colocando um elétron em cada orbital
com spins paralelos obtemos:
- Número de elétrons desemparelhados:
. - Momento de spin total
: cada elétron tem spin , portanto
- Multiplicidade:
. Portanto o termo é uma sexteta ( … ).
Passo 7
Determinar o momento angular orbital total
. Com um elétron em cada orbital
, a soma dos
é
Isto indica que o momento orbital resultante é
, que corresponde ao termo
(letra S para
).
Passo 8
Determinar
(momento total). Como
, temos
. Assim o símbolo de termo total para o estado fundamental do íon livre é
(Isto segue das regras de Hund; para conchas meio-preenchidas costuma-se obter
e máxima multiplicidade.)
Passo 9
Resumo final e interpretação física curta (estilo cola para prova):
tem configuração eletrônica de valência
sobre o núcleo
. O estado fundamental tem cinco elétrons desemparelhados, spin total
, e termo
.