As configurações eletrônicas (nos estados fundamentais) listadas abaixo estão incorretas. Explique quais foram os erros cometidos em cada uma e escreva a configuração correta.
Passo 1
O enunciado pede duas coisas: (1) explicar quais erros existem na configuração eletrônica fornecida e (2) escrever a configuração correta no estado fundamental. A configuração dada é
.
Informações fornecidas pelo enunciado:
- A configuração proposta para o estado fundamental é
.
Passo 2
Conceitos e regras que precisamos usar (explicação didática, sem pular etapas):
- Capacidade de subsíndicos: cada tipo de subsíntese tem um número máximo de elétrons dado por
Isso vem do número de orbitais no subshell multiplicado por 2 (um elétron com spin para cada sentido possível). Por exemplo, o subshell
tem três orbitais
, cada um aceita até 2 elétrons, então
.
-
Princípio de exclusão de Pauli: cada orbital pode conter no máximo dois elétrons com spins opostos. Dessa regra segue-se diretamente a capacidade dos subshells citada acima.
-
Princípio de Aufbau (ordem de preenchimento): no estado fundamental, os elétrons ocupam os orbitais de menor energia primeiro, seguindo a sequência usual
(para elementos leves até aqui basta essa ordem).
- Regra de Hund (comportamento dentro de subshells degenerados): ao preencher orbitais degenerados (ex.: os três
), primeiro coloca-se um elétron em cada orbital com spins paralelos antes de parear elétrons.
Vou usar essas regras passo a passo para identificar o erro.
Passo 3
Verificando a configuração dada e identificando o erro direto:
A configuração escrita é
.
-
Pela regra de capacidade de subshell (Passo 2), o subshell
só aceita até elétrons. Então a parte é impossível: ela viola o princípio de Pauli e a capacidade máxima do subshell . -
Para entender melhor a situação, conto o número total de elétrons indicado pela configuração incorreta:
Ou seja, a configuração (mesmo incorreta) corresponde a um átomo com
elétrons (número atômico
, que é o silício).
Passo 4
Como corrigir: redistribuir os
elétrons obedecendo às regras (Aufbau + capacidades):
Preenchemos os orbitais na ordem de menor energia, anotando quantos elétrons cada passo acomoda:
-
acomoda elétrons: sobra . -
acomoda elétrons: sobra . -
acomoda elétrons: sobra . - Próximo é
: acomoda elétrons: sobra . - Finalmente os
elétrons restantes vão para : ficam como .
Portanto a distribuição correta dos
elétrons, respeitando capacidades e ordem de preenchimento, é
Passo 5
Comentário prático e dica para a prova (jeito fácil de aplicar essa ideia):
- Sempre verifique primeiro se algum expoente ultrapassa a capacidade do subshell (ex.:
, ). Se sim, é erro imediato. - Conte o total de elétrons indicado; isso ajuda a identificar qual elemento você deveria estar descrevendo.
- Use a ordem de Aufbau para realocar elétrons: preencha completamente subshells de menor energia antes de seguir para os próximos.
- Lembre-se da regra de Hund ao distribuir elétrons dentro de um subshell
(ou , ): partículas ocupam orbitais separadamente antes de parear.
Força aí — essas verificações rápidas salvam tempo na prova.