As configurações eletrônicas (nos estados fundamentais) listadas abaixo estão incorretas. Explique quais foram os erros cometidos em cada uma e escreva a configuração correta.
1 s^{2} 2 s^{2} 2 p^{6} 3 s^{2} 3 p^{6} 4 s^{2} 3 d^{14}

Passo 1

O enunciado nos dá a configuração eletrônica (no estado fundamental)
1s^{2}\\\ 2s^{2}\\\ 2p^{6}\\\ 3s^{2}\\\ 3p^{6}\\\ 4s^{2}\\\ 3d^{14}
e pede que eu explique quais erros foram cometidos em cada parte e escreva a configuração correta.
Informações explícitas fornecidas na configuração (peguei estas quantidades direto do enunciado):
  • ocupações indicadas: 1s^{2},\;2s^{2},\;2p^{6},\;3s^{2},\;3p^{6},\;4s^{2},\;3d^{14}.
  • somando essas ocupações obtém-se um total de elétrons (vou calcular no próximo passo).

Passo 2

Calcular o número total de elétrons indicado pela configuração dada (faço as contas passo a passo):
2+2+6+2+6+2+14
= (2+2)=4
4+6=10
10+2=12
12+6=18
18+2=20
20+14=34.
Logo, a configuração dada corresponde a um átomo com Z=34 elétrons (elemento selênio, Se). Esse total em si não é um erro — o problema é como os elétrons estão distribuídos entre subníveis.

Passo 3

Relembrando regras fundamentais que valem para escrever configurações (aulas rápidas e essenciais que você precisa na prova):
  • Princípio de exclusão de Pauli: cada orbital pode acomodar no máximo dois elétrons com spins opostos. Em notação, um orbital ≡ máximo de 2 elétrons.
  • Capacidade de um subnível é dada por 2(2\ell+1), onde \ell é o número quântico azimutal:
    • para s: \ell=0\Rightarrow 2(2\cdot0+1)=2 elétrons ( s comporta até 2);
    • para p: \ell=1\Rightarrow 2(2\cdot1+1)=6 elétrons ( p até 6);
    • para d: \ell=2\Rightarrow 2(2\cdot2+1)=10 elétrons ( d até 10);
    • para f: \ell=3\Rightarrow 2(2\cdot3+1)=14 elétrons ( f até 14).
  • Regra de aufbau (ordem de preenchimento): orbitais são preenchidos seguindo ordem energética (prática: memória dos níveis, por exemplo [ \dots ] 4s antes de 3d, etc.). Hund: em orbitais degenerados preencher com spins paralelos antes de emparelhar — importante para distribuição dentro de um subnível, não para exceder sua capacidade máxima.

Passo 4

Identificando o erro específico na configuração dada:
  • O termo problemático é 3d^{14}. Pela regra de capacidade de subníveis, um subnível d comporta no máximo 10 elétrons. Logo, 3d^{14} viola diretamente o princípio de capacidade de subnível (parece que confundiram d com f, já que f comporta 14 elétrons).
  • Portanto essa ocupação é impossível no estado fundamental (ou em qualquer estado eletronicamente válido): não se pode ter 14 elétrons num subnível d.

Passo 5

Montando a configuração correta para um átomo com 34 elétrons (ajustando onde os elétrons “sobram”):
  • A forma longa até 3p é correta: 1s^{2}\\\ 2s^{2}\\\ 2p^{6}\\\ 3s^{2}\\\ 3p^{6}. Isso soma 18 elétrons, que é o mesmo que o gás nobre [Ar].
  • A partir desse ponto, seguimos a ordem de preenchimento: primeiro 4s (até 2 elétrons), depois 3d (até 10), depois 4p.
  • Começando em 18 elétrons:
    • adicionar 4s^{2} 18+2=20;
    • preencher 3d com no máximo 10 20+10=30;
    • restam 34-30=4 elétrons que vão para 4p 4p^{4}.
  • Assim a distribuição correta para Z=34 fica:
1s^{2}\\\ 2s^{2}\\\ 2p^{6}\\\ 3s^{2}\\\ 3p^{6}\\\ 4s^{2}\\\ 3d^{10}\\\ 4p^{4}.
Observação: é comum e aceitável escrever o bloco 3d antes de 4p ou manter 4s antes de 3d; a notação convencional que muitos livros usam é [Ar]\,4s^{2}\,3d^{10}\,4p^{4}.

Passo 6

Resumo pedagógico (para gravar na prova/na cabeça):
  • sempre cheque a capacidade de cada subnível: s=2,\\ p=6,\\ d=10,\\ f=14;
  • some as ocupações para saber Z e veja se distribuiu os elétrons restantes segundo a ordem de aufbau;
  • se encontrar algo como d^{14} verifique se não era para ser f^{14} ou se houve confusão de rótulo.

Resposta

1s^{2}\\\ 2s^{2}\\\ 2p^{6}\\\ 3s^{2}\\\ 3p^{6}\\\ 4s^{2}\\\ 3d^{10}\\\ 4p^{4}
[Ar]\\\ 4s^{2}\\\ 3d^{10}\\\ 4p^{4}