Dê a configuração esperada para o estado fundamental do seguinte íon:
\mathrm{P}^{3-}.

Passo 1

O enunciado pede: determinar a configuração eletrônica esperada para o estado fundamental do íon \mathrm{P}^{3-}.
Informações relevantes dadas ou necessárias (que estou usando como dados do problema):
  • O íon é \mathrm{P}^{3-}.
  • O número atômico do fósforo é Z=15 (ou seja, o átomo neutro tem 15 prótons e, em estado neutro, 15 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 3-, então o número de elétrons é
\text{elétrons} = Z + 3.é
Substituindo Z=15:
\text{elétrons} = 15 + 3 = 18.é
Portanto, \mathrm{P}^{3-} tem 18 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 2p), primeiro coloca-se um elétron em cada orbital com spins paralelos antes de pareá-los.
A ordem de energia relevante até 3p é
1s,\;2s,\;2p,\;3s,\;3p.

Passo 4

Preencher os elétrons seguindo a ordem e as regras acima, até totalizar 18 elétrons:
  • 1s comporta no máximo 2 elétrons: fica 1s^2. Total acumulado: 2.
  • 2s comporta 2: fica 2s^2. Total acumulado: 4.
  • 2p comporta até 6: fica 2p^6. Total acumulado: 10.
  • 3s comporta 2: fica 3s^2. Total acumulado: 12.
  • Restam 18-12=6 elétrons para preencher 3p, que comporta exatamente 6: fica 3p^6. Total acumulado: 18.
Note que todos os subníveis até 3p ficam completos.

Passo 5

Escrever a configuração eletrônica resultante de forma completa e em notação abreviada (nobre-gás):
  • Configuração completa:
1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6.
  • Notação abreviada usando o gás nobre anterior ( \mathrm{Ar}, argônio):
[\mathrm{Ar}].
De fato, 18 elétrons correspondem exatamente à configuração do argônio, um gás nobre — portanto \mathrm{P}^{3-} é isoeletrônico com \mathrm{Ar}.

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 1s,2s,2p,3s,3p,\dots e use a notação de gás nobre para simplificar.

Resposta

[\mathrm{Ar}] (ou 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6)

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