Dê as configurações eletrônicas do estado fundamental de
Passo 1
O enunciado pede a configuração eletrônica do estado fundamental do íon
.
Informações dadas ou necessárias que extraí do enunciado (não estou inventando nada):
Informações dadas ou necessárias que extraí do enunciado (não estou inventando nada):
- O íon é manganês com carga
, isto é . - Preciso determinar a distribuição dos elétrons no estado fundamental (configuração eletrônica).
Passo 2
Quantos elétrons tem
? Vou calcular a partir do número atômico do manganês.
O número atômico do manganês é ; (isto significa que o átomo neutro tem
elétrons).
Como temos , foram removidos
elétrons, então o íon tem
; elétrons. Portanto preciso distribuir
elétrons nos orbitais em ordem de preenchimento no estado fundamental.
O número atômico do manganês é
Como temos
Passo 3
Relembrando a regra de preenchimento (princípio de Aufbau) de forma prática e simples: os elétrons ocupam os orbitais em ordem de energia crescente. A ordem relevante aqui é, até os níveis considerados:
Observação importante (muito usado em provas): ao preencher um átomo neutro o orbital
é ocupado antes de
, mas ao ionizar (retirar elétrons) normalmente se perdem primeiro os elétrons do
, porque após preenchimento o
fica com energia efetivamente mais baixa que
. Ou seja: enche 4s antes de 3d, mas esvazia 4s antes de 3d.
Passo 4
Vou montar a configuração eletrônica do manganês neutro para ver de onde saem os elétrons. Vou somar os elétrons preenchendo orbitais na ordem acima, anotando o total acumulado:
-
→ elétrons (total ). -
→ elétrons (total ). -
→ elétrons (total ). -
→ elétrons (total ). -
→ elétrons (total ). -
→ elétrons (total ). -
→ elétrons (total ).
Portanto a configuração do átomo neutro é
ou, usando a notação com gás nobre
para o núcleo eletrônico até
,
Passo 5
Agora faço o íon
. Como explicado no passo 3, os dois elétrons que se removem são os do orbital
. Retirando
elétrons de
obtemos:
Em forma estendida (sem o atalho do gás nobre), com os
elétrons:
Passo 6
Vou explicar rapidamente o aspecto magnético/espínico porque costuma aparecer em provas: com a configuração
(meio preenchido), a regra de Hund diz que os elétrons ocupam orbitais degenerados individualmente com spins paralelos antes de emparelhar. Assim os cinco elétrons de
ficam espalhados um em cada orbital
, todos com o mesmo spin, resultando em momento de spin total
e multiplicidade
. O termo espectroscópico do estado fundamental (para quem precisar) é
(estado sexteto S), mas isso já vai além da simples configuração eletrônica pedida.