Dê a configuração esperada para o estado fundamental do seguinte íon:
.
Passo 1
O enunciado pede: determinar a configuração eletrônica esperada para o estado fundamental do íon
.
Informações relevantes dadas ou necessárias (que estou usando como dados do problema):
- O íon é
. - O número atômico do fósforo é
(ou seja, o átomo neutro tem prótons e, em estado neutro, elétrons).
Passo 2
Contar o número de elétrons do íon. Regra prática: para um cátion soma-se a carga com sinal negativo (remove elétrons), para um ânion soma-se a carga com sinal positivo (adiciona elétrons). Aqui temos um ânion de carga
, então o número de elétrons é
Substituindo
:
Portanto,
tem
elétrons no estado fundamental.
Passo 3
Relembrando as regras de preenchimento (breve e didático):
- Princípio de Aufbau: os elétrons ocupam os orbitais de menor energia disponível, seguindo a ordem energética típica.
- Princípio de exclusão de Pauli: cada orbital comporta no máximo dois elétrons com spins opostos.
- Regra de Hund: em orbitais degenerados (mesma energia, como os três orbitais
), primeiro coloca-se um elétron em cada orbital com spins paralelos antes de pareá-los.
A ordem de energia relevante até
é
Passo 4
Preencher os elétrons seguindo a ordem e as regras acima, até totalizar
elétrons:
-
comporta no máximo elétrons: fica . Total acumulado: . -
comporta : fica . Total acumulado: . -
comporta até : fica . Total acumulado: . -
comporta : fica . Total acumulado: . - Restam
elétrons para preencher , que comporta exatamente : fica . Total acumulado: .
Note que todos os subníveis até
ficam completos.
Passo 5
Escrever a configuração eletrônica resultante de forma completa e em notação abreviada (nobre-gás):
- Configuração completa:
- Notação abreviada usando o gás nobre anterior (
, argônio):
De fato,
elétrons correspondem exatamente à configuração do argônio, um gás nobre — portanto
é isoeletrônico com
.
Passo 6
Observações úteis para a prova (rápido e prático):
- Como todos os subníveis estão preenchidos, o íon tem camada fechada e é diamagnético (nenhum elétron desemparelhado).
- Para problemas semelhantes: conte os elétrons (ajuste pela carga), preencha pela ordem
e use a notação de gás nobre para simplificar.