Dê as configurações eletrônicas do estado fundamental de
(e) Bi
(e) Bi
Passo 1
O enunciado pede: “Dê as configurações eletrônicas do estado fundamental de (e) Bi”. Informações relevantes fornecidas ou necessárias que identifico imediatamente:
- O elemento é bismuto, cujo símbolo é
. - Precisamos da configuração eletrônica no estado fundamental — ou seja, como os
elétrons se distribuem nos orbitais no menor nível de energia possível. - Para montar a configuração é essencial conhecer o número atômico de
, que é . Isso significa que devemos distribuir elétrons.
Passo 2
Conceitos e regras que vamos usar (explicadinhos, passo a passo):
-
Princípio de exclusão de Pauli: cada orbital (por exemplo,
, , etc.) pode comportar no máximo dois elétrons, e esses dois têm spins opostos. Em notação: cada orbital aceita até elétrons. -
Princípio de Aufbau (preenchimento): preenchemos primeiro os orbitais de menor energia. A ordem energética aproximada que usamos é dada pelo critério
(regra de Madelung): quanto menor , menor a energia do orbital; se há empate em , o orbital com menor fica primeiro. Aqui: -
é o número quântico principal (camada: ), -
é o número quântico azimutal ( ).
Exemplo simples:e têm ambos , então o de menor ( ) tende a ser preenchido antes do .
-
-
Regra de Hund: ao preencher orbitais degenerados (por exemplo, os três orbitais
de uma subcamada ), colocamos primeiro um elétron em cada orbital com spins paralelos antes de emparelhar. Isso maximiza o multiplicidade e costuma minimizar a energia por repulsão.
Vou aplicar essas regras para distribuir os
elétrons de
.
Passo 3
Usamos a conveniência da notação de gás nobre para simplificar: o gás nobre imediatamente anterior a
é o xenônio,
, com
. Então já podemos agrupar os primeiros
elétrons como o núcleo eletrônico inerte:
Precisamos distribuir esses
elétrons restantes entre os orbitais disponíveis acima de
.
Passo 4
Vamos preencher os orbitais seguintes em ordem de energia (usando a ordem padrão):
,
,
,
. Vou colocar os elétrons e acompanhar o total acumulado, para ficar bem claro.
-
Preenchemos
com elétrons: -
Em seguida vem
. A subcamada aceita até elétrons; colocamos : -
Depois preenchemos
, que aceita até elétrons; colocamos : -
Finalmente, ainda restam
elétrons a distribuir, e eles vão para :
Verificamos que todos os
elétrons além de
foram distribuídos:
, e somando com os
do xenônio temos
, que é o que precisa.
Nota didática rápida sobre a penúltima etapa: por que
antes de
? Pelo critério
e pela experiência experimental:
tem energia relativamente baixa e é preenchido antes de
; depois de
completa-se a série dos
(lanthanídeos), depois os
e por fim os
.
Passo 5
Comentário prático útil para prova (sem repetir a resposta final em notação condensada):
- A configuração externa (os elétrons da camada mais energética) de
é dada pelos elétrons em e , aqui especificamente por uma distribuição . Isso implica que tem elétrons de valência (se você contar e ). - Aplicando a regra de Hund para a subcamada
: como há três elétrons e três orbitais disponíveis, cada orbital recebe um elétron com spins paralelos antes de ocorrer qualquer emparelhamento. Isso gera máxima multiplicidade e é a distribuição de menor energia para a subcamada .