Qual é a configuração do estado fundamental esperada para cada um dos seguintes elementos: (apresente a distribuição eletrônica completa e condensada)
b) potássio;

Passo 1

O que o enunciado pede: determinar a configuração eletrônica do estado fundamental do potássio — apresentar a distribuição completa e a distribuição condensada.
Informações relevantes (que estou usando):
  • O potássio tem número atômico Z=19. Isso significa que, no estado neutro, o átomo tem 19 elétrons para acomodar nas orbitais.

Passo 2

Regras básicas que vamos usar (explicadas de forma didática):
  • Princípio de Aufbau (ordem de preenchimento): os elétrons ocupam primeiro as orbitais de menor energia. Uma forma prática de decidir a ordem é usar a regra de n+\ell: quanto menor n+\ell, menor a energia; em empate, menor n vence. Aqui n é o número quântico principal (nível) e \ell é o número quântico azimutal (para s,\ell=0; p,\ell=1; d,\ell=2; f,\ell=3).
  • Princípio de exclusão de Pauli: cada orbital (por exemplo, 1s, 2p_x, etc.) comporta no máximo dois elétrons, com spins opostos.
  • Regra de Hund: quando há orbitais degenerados (por exemplo, os três 2p), os elétrons ocupam primeiramente cada orbital com spins paralelos antes de começarem a emparelhar.
Vou listar as orbitais em ordem de preenchimento até alcançar 19 elétrons. A ordem prática conhecida (Aufbau) é:
1s,\;2s,\;2p,\;3s,\;3p,\;4s,\;3d,\;\dots
Note que, por essa ordem, a orbital 4s é preenchida antes de 3d para átomos até a família do potássio/escândio.

Passo 3

Preenchendo elétron a elétron por orbitais inteiros (mostrando quantidades e contagem acumulada):
  • Preencher 1s: 1s^2. Isto ocupa 2 elétrons. Acumulado: 2.
  • Preencher 2s: 2s^2. Adiciona 2. Acumulado: 2+2=4.
  • Preencher 2p: 2p^6. Os três subníveis 2p_x,2p_y,2p_z aceitam até 6 elétrons (regra de Hund aplicada quando necessário). Acumulado: 4+6=10.
  • Preencher 3s: 3s^2. Adiciona 2. Acumulado: 10+2=12.
  • Preencher 3p: 3p^6. Adiciona 6. Acumulado: 12+6=18.
  • Restam 19-18=1 elétron. Próxima orbital na ordem de energia é 4s, então coloca-se esse elétron em 4s: 4s^1. Acumulado: 18+1=19, que é o total necessário.
Em resumo, ao preencher seguindo as regras acima obtemos a sequência de ocupação até Z=19.

Passo 4

Escrevendo a configuração completa (toda a sequência de orbitais com suas ocupações):
1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6\,4s^1.
Explicação curta sobre por que 4s^1 e não 3d^1: segundo a regra de n+\ell, para 4s temos n+\ell=4+0=4 e para 3d temos n+\ell=3+2=5; como 4s tem menor n+\ell, é energeticamente preenchida antes de 3d no átomo neutro do potássio. (Em íons ou em elementos de transição mais pesados a ordem relativa pode inverter, mas isso não ocorre para o potássio neutro.)

Passo 5

Forma condensada (usando o gás nobre anterior, que é o argônio \text{Ar} com configuração \,1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6): escrevemos apenas [\text{Ar}] seguido dos elétrons externos:
[\text{Ar}]\,4s^1.
Pequeno comentário útil para prova: o potássio neutro tem um elétron de valência em 4s; ao formar o cátion \mathrm{K}^+ esse elétron é removido, e a configuração de \mathrm{K}^+ fica igual à do gás nobre [\text{Ar}].

Resposta

1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6\,4s^1
[\text{Ar}]\,4s^1

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