Dê as configurações eletrônicas do estado fundamental de \mathrm{Mo}^{4+}

Passo 1

O que o problema pede: determinar a configuração eletrônica do estado fundamental do íon \mathrm{Mo}^{4+}.
Informações relevantes (que vou usar): \mathrm{Mo} tem número atômico Z=42 (informação da tabela periódica), logo o átomo neutro de molibdênio tem 42 elétrons; o íon \mathrm{Mo}^{4+} tem 4 elétrons a menos que o átomo neutro, portanto tem 42-4 elétrons.

Passo 2

Relembrando como escrever a configuração eletrônica do átomo neutro: seguimos a ordem de preenchimento (Aufbau), princípio de Pauli e regra de Hund. Para o molibdênio neutro há uma exceção de estabilidade relacionada a um semi-preenchimento dos orbitais d. A configuração eletrônica do molibdênio neutro em seu estado fundamental é
[Kr]\,4d^5\,5s^1.
Aqui [Kr] representa o núcleo eletrônico e orbitais preenchidos até o criptônio (isto é, 36 elétrons), e os termos 4d^5 e 5s^1 descrevem os elétrons das camadas externas.

Passo 3

Como tirar elétrons para formar um cátion: ao remover elétrons de metais de transição, os elétrons são removidos primeiro do orbital com maior número principal n (mesmo que, em átomo neutro, ns possa ter menor energia que (n-1)d). Na prática, para transição do estado neutro para cátions, removemos primeiro os elétrons 5s e só depois os 4d. Ou seja, removemos primeiro o(s) elétron(es) de 5s e depois os de 4d.

Passo 4

Vamos remover 4 elétrons a partir da configuração do átomo neutro [Kr]\,4d^5\,5s^1, sempre mostrando cada etapa:
  • Remover o primeiro elétron (o de 5s): [Kr]\,4d^5\,5s^1 \longrightarrow [Kr]\,4d^5\,5s^0, isto é, [Kr]\,4d^5.
  • Já removido 1 elétron; faltam remover 3 elétrons, que virão dos 4d.
  • Remover mais três elétrons dos 4d: 4d^5 \longrightarrow 4d^4 \longrightarrow 4d^3 \longrightarrow 4d^2.
    Portanto, após retirar os 4 elétrons, a configuração externa fica [Kr]\,4d^2 (com 5s^0, que normalmente não se escreve).

Passo 5

Conferência por contagem de elétrons: o íon \mathrm{Mo}^{4+} tem 42-4=38 elétrons. O núcleo [Kr] corresponde a 36 elétrons; sobrando 38-36=2 elétrons para os orbitais externos, que estão em 4d^2. Isso confirma a consistência da configuração encontrada.

Passo 6

Comentário final útil para prova (sem mudar a resposta): a razão de termos começado da configuração neutra [Kr]\,4d^5\,5s^1 é que Mo apresenta a exceção 4d^5\,5s^1 em vez de 4d^4\,5s^2; e a regra de remoção de elétrons de cátions em metais de transição (remover primeiro ns) é algo que costuma cair em provas — memorize essa regra.

Resposta

[Kr]\,4d^2

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