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 \mathrm{W}.
  • 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 n+\ell): orbitais com menor valor de n+\ell são preenchidos antes; se dois orbitais têm o mesmo n+\ell, o que tem menor n vai primeiro. Aqui \,n é o número quântico principal (indica “nível” ou camada) e \ell é o número quântico azimutal (tipo de orbital: s tem \ell=0, p tem \ell=1, d tem \ell=2, f tem \ell=3).
  • Princípio de exclusão de Pauli: cada orbital comporta no máximo dois elétrons com spins opostos. Em notação, isso aparece como expoentes (por exemplo, 1s^2 significa 2 elétrons no orbital 1s).
  • Regra de Hund: em orbitais degenerados (mesma energia, por exemplo três orbitais p), 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 ( Z=8) tem configuração \;1s^{2}\,2s^{2}\,2p^{4}. Os quatro elétrons em 2p ficam distribuídos nos três orbitais 2p 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 ( \mathrm{W}, \,Z=74). A ordem de energia relevante até \mathrm{W} (seguindo a regra n+\ell) é, resumidamente:
1s,\;2s,\;2p,\;3s,\;3p,\;4s,\;3d,\;4p,\;5s,\;4d,\;5p,\;6s,\;4f,\;5d,\;6p,\;\dots
Para elementos pesados como o W precisamos incluir a série dos lantanídeos ( 4f). Uma forma prática é usar a abreviação por gás nobre: lembramos que o Xenônio ( \mathrm{Xe}) tem 54 elétrons e representa um “ponto de partida” conveniente.

Passo 4

Contagem de elétrons: o tungstênio tem Z=74 elétrons. Se eu usar a abreviação por gás nobre, subtraio os 54 elétrons do \mathrm{Xe}:
74 - 54 = 20
Ou seja, além da configuração do \mathrm{Xe} (que já cobre os níveis até 5p^6 — totalizando 54 elétrons), faltam ocupar 20 elétrons.

Passo 5

Distribuição dos 20 elétrons restantes após \mathrm{Xe}:
  • Primeiro vem a série 4f, que comporta até 14 elétrons. Preencho \;4f^{14}. Agora sobram
20 - 14 = 6 \text{ elétrons.}é
  • Dos 6 restantes, o orbital 6s recebe 2 elétrons: \;6s^{2}. Agora sobram
6 - 2 = 4 \text{ elétrons.}é
  • Os 4 elétrons finais entram nos orbitais 5d, então obtemos \;5d^{4}.
Observação curta sobre exceções: alguns elementos de transição apresentam pequenas anomalias (por exemplo \mathrm{Cr} e \mathrm{Cu}) onde a energia relativa entre n s e (n-1)d causa rearranjos. Para o tungstênio a configuração esperada pelo Aufbau/Madelung concorda com a configuração observada experimentalmente: não há troca que gere, por exemplo, \;5d^{5}\,6s^{1} 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 \mathrm{Xe} ( 54 e⁻), preenchendo \;4f^{14} (levando a 68 e⁻), depois \;6s^{2} (levando a 70 e⁻) e finalmente \;5d^{4} (levando a 74 e⁻). Agora vou colocar isso na forma convencional de configuração eletrônica.

Resposta

[Xe]\;4f^{14}\;5d^{4}\;6s^{2}

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