Dê as configurações eletrônicas do estado fundamental do (e)
Passo 1
O que o enunciado pede: dar a configuração eletrônica do estado fundamental do íon
.
Informações relevantes (dadas ou que precisamos saber):
- Número atômico do cobalto:
. Ou seja, o átomo neutro de cobalto tem elétrons. - O íon
tem elétrons a menos que o átomo neutro, portanto tem elétrons no total.
Passo 2
Recordando como montar a configuração eletrônica do átomo neutro: usamos a regra de Aufbau (preenchimento das orbitais em ordem crescente de energia), a regra de Hund (maximizar spins paralelos quando preencher orbitais de mesma energia) e o princípio de exclusão de Pauli (no máximo dois elétrons por orbital, com spins opostos).
Ordem de preenchimento relevante aqui (em particular para os elétrons da camada 3 e 4) costuma ser:
Isso significa que, ao preencher um átomo neutro, o orbital
é preenchido antes de começar a preencher os
.
Para o cobalto neutro (
), a configuração compacta usando o gás nobre correspondente (
) é:
Observação: muitas vezes se escreve também
; ambas representam o mesmo conjunto de ocupações, a ordem de escrita é convencional.
Passo 3
Agora transformamos o átomo neutro em
: precisamos remover
elétrons. Regra prática importante para íons de metais de transição:
- Ao ionizar, remove-se primeiro os elétrons do orbital com maior número quântico principal
. Para estes elementos isso significa que os elétrons são removidos antes dos .
Aplicando isso a
:
- Remover 2 elétrons do
: . - Ainda falta remover mais 1 elétron: remove-se então um elétron do
: .
Portanto a configuração final (estado fundamental) do íon
é:
Passo 4
Escrevendo a configuração completa (expandida) em níveis:
Comentário didático rápido sobre spins (útil na prova): para a configuração
, aplicando a regra de Hund (maximizar o número de spins não pareados nos cinco orbitais
), os primeiros cinco elétrons ocupam cinco orbitais diferentes com spins paralelos; o sexto elétron emparelha um desses. Assim, no caso de densa regra de Hund (alto acoplamento, estado de alto spin), haveria
elétrons desemparelhados e momento de spin
(multiplicidade
). Atenção: em complexos de coordenação fortes pode ocorrer emparelhamento adicional (estado baixo spin), mas para o íon isolado a configuração eletrônica do estado fundamental é a indicada acima.