Qual é a configuração do estado fundamental esperada para cada um dos seguintes elementos: (apresente a distribuição eletrônica completa e condensada)
a) oxigênio;
a) oxigênio;
Passo 1
O que o enunciado pede e quais dados temos:
- Pede a configuração eletrônica do estado fundamental do oxigênio, em forma completa e condensada.
- Informação essencial (implícita pelo enunciado): o oxigênio tem número atômico
(ou seja, elétrons no átomo neutro).
Passo 2
Regras-chave que vou usar (explicadas de forma simples):
- Princípio de Aufbau (preenchimento): os elétrons ocupam os orbitais de energia mais baixa primeiro. Para átomos leves a ordem relevante é
→ → . - Princípio de exclusão de Pauli: cada orbital comporta no máximo dois elétrons, com spins opostos. Na notação
, o expoente indica quantos elétrons naquele orbital. - Regra de Hund: dentro de um subnível (por exemplo,
que tem três orbitais degenerados), um elétron entra em cada orbital com spins paralelos antes de parear. Isso minimiza repulsão eletrônica e leva ao maior spin total possível.
O que significam as notações que vou usar:
- Em
, o número antes (1) é o número quântico principal (camada), a letra ( ) é o tipo de orbital, e o expoente ( ) é o número de elétrons nesse orbital. - A forma condensada usa o gás nobre do núcleo:
significa a configuração do hélio completa ( ).
Passo 3
Preenchendo os elétrons do oxigênio (
elétrons) passo a passo:
- Primeiro preenchemos
: 2 elétrons → fica . Restam elétrons. - Em seguida
: 2 elétrons → fica . Restam elétrons. - Sobram 4 elétrons que irão para o subnível
, então .
Portanto a configuração completa é
.
Passo 4
Detalhe sobre a distribuição dentro de
(aplicando Hund):
- O subnível
tem três orbitais equivalentes: podemos representá‑los como três “caixinhas”. - Pela regra de Hund, colocamos primeiro um elétron em cada orbital com spins paralelos:
(aqui já usamos 3 elétrons). - O quarto elétron deve parear em um desses orbitais, ficando assim:
- Conclusão prática: em
há dois elétrons desemparelhados (dois orbitais têm um elétron não pareado cada).
Passo 5
Forma condensada (usando gás nobre):
- O hélio tem configuração
e é o gás nobre precedente, então escrevemos a configuração do oxigênio colocando como núcleo: - Isso é equivalente à forma completa
, apenas mais curta.
Passo 6
Comentários finais e checagem rápida:
- Número total de elétrons:
, compatível com . - Informação útil na prova: número de elétrons desemparelhados é
, então o oxigênio apresenta spin total não nulo (estado fundamental multiplicidade tripla, frequentemente indicado como ), mas isso é além do pedido principal.