Dê as configurações eletrônicas do estado fundamental de Sc
Passo 1
O enunciado pede: “Dê as configurações eletrônicas do estado fundamental de Sc”. As informações relevantes que temos (que vêm da tabela periódica e são necessárias para resolver) são: o elemento escândio (Sc) tem número atômico
, (ou seja, possui
, elétrons no átomo neutro). Não há outras informações no enunciado.
Passo 2
Antes de começar a preencher orbitais, vamos entender a notação e limites de ocupação:
- A notação
, significa: nível principal , no subnível , com , elétrons. Em geral a notação é , onde: -
, é o número quântico principal (nível), -
, é a letra do subnível ( correspondendo a ), -
, é o número de elétrons nesse subnível.
-
- Capacidade máxima de cada subnível é dada por
,. Assim: - subnível
: , elétrons, - subnível
: , elétrons, - subnível
: , elétrons.
- subnível
- Regras de preenchimento que usaremos (explicadas a seguir): Princípio de Aufbau (preencher do orbital de menor energia para maior), Princípio de exclusão de Pauli (cada orbital comporta no máximo 2 elétrons com spins opostos) e a Regra de Hund (ao ocupar orbitais degenerados, colocar um elétron em cada orbital com spins paralelos antes de parear).
Passo 3
Explico a ordem de preenchimento de forma prática (a versão usada em química/curso de exatas):
- Uma forma simples de decidir a ordem é a regra de
: quanto menor , menor a energia do subnível; em empate, preenche-se primeiro o menor . - Para os primeiros níveis essa regra dá a ordem conhecida:
- Observação importante (pra prova): em átomos neutros o subnível
, costuma estar ligeiramente mais baixo em energia que , e por isso se preenche primeiro; porém em cátions o elétron remove-se de , antes de . Aqui estamos no átomo neutro, então seguiremos a ordem acima.
Passo 4
Agora vamos preencher os
, elétrons seguindo a ordem e mostrando passo a passo quantos elétrons ficam em cada subnível (eu vou somando os elétrons preenchidos para você acompanhar):
- Preencher
com elétrons:
sobra: - Preencher
com elétrons:
sobra: - Preencher
com elétrons:
sobra: - Preencher
com elétrons:
sobra: - Preencher
com elétrons:
sobra: - Segue a ordem:
vem antes de , então preenchemos com elétrons:
sobra: - Finalmente colocamos o último elétron no subnível
, ou seja :
sobra:
Verificação rápida: somando as ocupações, que é exatamente o número atômico .
Passo 5
Escrevendo a configuração eletrônica completa (forma estendida) e a forma abreviada (usando gás nobre precedente
, que encerra a configuração até
,):
- forma estendida:
- forma abreviada: