Dê as configurações eletrônicas do estado fundamental de
Passo 1
O enunciado pede: "Dê as configurações eletrônicas do estado fundamental de
".\n
Informações dadas e que precisamos identificar:
Informações dadas e que precisamos identificar:
- O elemento é o európio, com número atômico
. - O íon tem carga
, ou seja, perdeu duas cargas positivas em relação ao átomo neutro. - Precisamos então determinar a configuração eletrônica no estado fundamental (nível mais baixo de energia) desse íon.
Passo 2
Como vamos proceder (regras e conceitos que usaremos) — explicação didática e calma:
- Princípio de Aufbau (princípio do preenchimento): os elétrons ocupam orbitais em ordem crescente de energia. Isso nos dá uma ordem típica de preenchimento como
. Não precisa decorar tudo de cor agora, mas saiba que elétrons de camada mais externa (maior ) costumam ser removidos primeiro ao formar cátions. - Princípio de exclusão de Pauli: cada orbital (definido por
) comporta no máximo dois elétrons com spins opostos. - Regra de Hund: em orbitais degenerados (mesma energia, como os três
ou os sete ), os elétrons ocupam orbitais diferentes com spins paralelos antes de parearem — isso maximiza o spin total e geralmente é mais estável. - Ordem de remoção em cátions: quando um átomo forma um cátion, os elétrons geralmente são removidos primeiro dos orbitais com maior número quântico principal
(ou seja, das camadas mais externas). Para os elementos de transição/lantanídeos, isso costuma significar que os elétrons (ex.: ) são removidos antes dos elétrons ou , mesmo que, em alguns átomos neutros, o possa preencher depois do .
Exemplo rápido para fixar: o átomo neutro de cálcio (
) é
; o cátion
é
porque perdemos primeiro os elétrons
.
Passo 3
Calcule o número de elétrons do íon:
- Átomo neutro de Eu tem
elétrons (pois ). - O íon
tem elétrons.
Identifique o “core” de gás nobre:
- O gás nobre anterior a Eu é o xenônio, que tem
elétrons. Escrevemos isso como o núcleo . - Subtraindo:
. Ou seja, além do core sobram exatamente elétrons a serem colocados nos orbitais externos do európio doubly ionizado.
Passo 4
Determine como esses
elétrons são distribuídos:
- Nos lantanídeos, os elétrons adicionais depois de
preenchem os orbitais e eventualmente . Para o európio neutro a configuração mais estável conhecida é . Isso é coerente pois tem elétrons e adicionando dá . - Ao formar
, perdemos dois elétrons. Pelo argumento da ordem de remoção (elétrons do são removidos antes dos ), retiramos primeiro os dois elétrons . - Assim, removendo
de ficamos com .
Observação didática: um conjunto
é um caso de “meia-preenchimento” do subnível
(metade de
), o que costuma ser particularmente estável em termos de energia e spin — por isso
com
é uma configuração muito estável.
Passo 5
Escreva também a configuração expandida (se precisar anotar todos os subníveis em prova):
- O núcleo
representa a sequência até . Para acrescentamos os elétrons no . - A configuração expandida, seguindo a ordem usual de escrita, fica:
(Nesta lista o
não aparece, porque os elétrons
foram removidos ao formar o cátion.)
Passo 6
Resumo final e dica prática para a prova:
- Sempre conte elétrons: para íons, subtraia a carga do número atômico.
- Use o core de gás nobre para não escrever tudo.
- Lembre-se: ao ionizar metais de terras raras/lanthanídeos, remova
primeiro; isso resolve muitos casos rapidamente sem confusão com ou . - No caso de
, a estabilidade adicional vem do (meia-preenchido), por isso essa configuração é a esperada no estado fundamental.