Dê as configurações eletrônicas do estado fundamental de W
Passo 1
O enunciado pede: “Dê as configurações eletrônicas do estado fundamental de W”. As informações relevantes que temos do enunciado são:
- O elemento é o tungstênio, símbolo químico
. - O estado pedido é o estado fundamental (configuração de menor energia).
- Precisamos fornecer a configuração eletrônica completa (padrão ou com abreviação por gás nobre).
Passo 2
Antes de começar a montar a configuração, preciso te explicar as regras básicas que vou usar — de um jeito simples, sem jargão:
- Princípio de Aufbau (regra de construção): os elétrons ocupam os orbitais de menor energia primeiro. Para prever a ordem qualitativa usamos a regra de Madelung (regra
): orbitais com menor valor de são preenchidos antes; se dois orbitais têm o mesmo , o que tem menor vai primeiro. Aqui é o número quântico principal (indica “nível” ou camada) e é o número quântico azimutal (tipo de orbital: tem , tem , tem , tem ). - Princípio de exclusão de Pauli: cada orbital comporta no máximo dois elétrons com spins opostos. Em notação, isso aparece como expoentes (por exemplo,
significa 2 elétrons no orbital ). - Regra de Hund: em orbitais degenerados (mesma energia, por exemplo três orbitais
), os elétrons ocupam orbitais distintos com spins paralelos antes de parear. Isso evita emparelhamento prematuro e minimiza a energia por repulsão.
Exemplo rápido para fixar: Oxigênio (
) tem configuração
. Os quatro elétrons em
ficam distribuídos nos três orbitais
seguindo Hund: dois com spins paralelos em orbitais separados, e os outros dois ocupando o terceiro orbital e começando a emparelhar.
Passo 3
Agora precisamos saber até onde preencher orbitais para o tungstênio (
,
). A ordem de energia relevante até
(seguindo a regra
) é, resumidamente:
Para elementos pesados como o W precisamos incluir a série dos lantanídeos (
). Uma forma prática é usar a abreviação por gás nobre: lembramos que o Xenônio (
) tem
elétrons e representa um “ponto de partida” conveniente.
Passo 4
Contagem de elétrons: o tungstênio tem
elétrons. Se eu usar a abreviação por gás nobre, subtraio os
elétrons do
:
Ou seja, além da configuração do
(que já cobre os níveis até
— totalizando 54 elétrons), faltam ocupar
elétrons.
Passo 5
Distribuição dos
elétrons restantes após
:
- Primeiro vem a série
, que comporta até 14 elétrons. Preencho . Agora sobram
- Dos
restantes, o orbital recebe elétrons: . Agora sobram
- Os
elétrons finais entram nos orbitais , então obtemos .
Observação curta sobre exceções: alguns elementos de transição apresentam pequenas anomalias (por exemplo
e
) onde a energia relativa entre
e
causa rearranjos. Para o tungstênio a configuração esperada pelo Aufbau/Madelung concorda com a configuração observada experimentalmente: não há troca que gere, por exemplo,
como configuração fundamental preferida no caso de W; a forma estável é a que obtivemos acima.
Passo 6
Resumo final do raciocínio (sem montar a resposta única ainda): começamos em
(
e⁻), preenchendo
(levando a
e⁻), depois
(levando a
e⁻) e finalmente
(levando a
e⁻). Agora vou colocar isso na forma convencional de configuração eletrônica.