Dê as configurações eletrônicas do estado fundamental do (c) \mathrm{Eu}^{3+}

Passo 1

O que o enunciado pede: dar a configuração eletrônica do estado fundamental do íon \mathrm{Eu}^{3+}.
Informações relevantes (explícitas ou que precisamos saber):
  • O elemento európio tem número atômico Z=63 (ou seja, o átomo neutro tem 63 elétrons).
  • O íon \mathrm{Eu}^{3+} tem carga +3, então tem 63-3=60 elétrons.
  • A configuração eletrônica do íon será obtida a partir da configuração do átomo neutro, removendo-se elétrons conforme a ordem apropriada.

Passo 2

Construir a configuração eletrônica do átomo neutro de európio passo a passo (sem pular etapas).
Lembretes fáceis e regras que vou usar agora:
  • O núcleo com elétrons internos até o gás nobre \mathrm{Xe} corresponde a 54 elétrons; por convenção usa-se o núcleo de elétron preenchido como o “core” [Xe].
  • A ordem de preenchimento (princípio de Aufbau) leva, para os elétrons das camadas externas do európio, ao arranjo [Xe]\,4f^7\,6s^2. Vou escrever isso e explicar por que:
    • Depois do xenônio ( [Xe], 54 elétrons), os orbitais que aparecem são 4f, 5d e 6s. Para os lantânidos o arranjo energético estabiliza de modo que, ao formar o átomo neutro, a distribuição mais aceita experimentalmente para o európio é
    \text{Eu (neutro): }[Xe]\,4f^{7}\,6s^{2}.
  • Então, o átomo neutro tem 54 + 7 + 2 = 63 elétrons, como esperado.

Passo 3

Como se formam íons a partir do átomo neutro — regra prática para remoção de elétrons.
Explicação didática e intuitiva:
  • Ao formar cátions, os elétrons são removidos primeiro dos orbitais com maior número quântico principal n, isto é, dos elétrons mais externos em termos de energia efetiva. Para os elementos de transição e lantânidos essa regra prática implica remover primeiro de 6s, depois de 5d (se houver), e depois de 4f.
  • Não é raro confundir com a ordem de preenchimento (Aufbau) — lembrando: preenchimento e remoção não são estritamente simétricos; para remoção, s de maior n sai antes de f de menor n.
  • Aplicando isso ao európio: os dois elétrons 6s^2 serão removidos primeiro quando se forma um cátion.

Passo 4

Remoção dos elétrons para obter \mathrm{Eu}^{3+} — passo a passo com contas simples.
Começando em \text{Eu (neutro)}:[Xe]\,4f^{7}\,6s^{2}.
  1. Remover o primeiro elétron (gera \mathrm{Eu}^{+}):
    • Remove-se de 6s.
    • Resultado parcial: [Xe]\,4f^{7}\,6s^{1}.
  2. Remover o segundo elétron (gera \mathrm{Eu}^{2+}):
    • Remove-se o outro elétron 6s.
    • Resultado: [Xe]\,4f^{7}.
    • Observação didática importante: [Xe]\,4f^{7} é uma configuração com meio-completo em 4f (sete elétrons no conjunto de sete orbitais do tipo f), que é particularmente estável — por isso \mathrm{Eu}^{2+} é um estado de oxidação comum para o európio.
  3. Remover o terceiro elétron (gera \mathrm{Eu}^{3+}):
    • Agora já não há mais elétrons em 6s, então o próximo elétron é removido de 4f.
    • Resultado final: [Xe]\,4f^{6}.

Passo 5

Breve comentário físico-químico (para lembrar na prova):
  • A configuração final [Xe]\,4f^{6} tem 60 elétrons, como esperado para \mathrm{Eu}^{3+}.
  • É útil lembrar: a sequência de remoção 6s antes de 4f é uma regra prática que vale para os lantânidos; por isso, mesmo que no preenchimento algum 5d possa ser envolvido em outros elementos, para o európio o processo de ionização segue o que mostrei.

Resposta

[Xe]\,4f^{6}

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