Dê as configurações eletrônicas de: \mathrm{Cr}^{6+}(\mathrm{Z}=24)
Passo 1
O enunciado pede a configuração eletrônica do íon \mathrm{Cr}^{6+}, dado que o número atômico do Cr é Z=24.
As informações relevantes são:
O átomo neutro de Cr tem 24 elétrons.
O íon \mathrm{Cr}^{6+} perdeu 6 elétrons em relação ao átomo neutro, resultando em 24-6=18 elétrons. A resolução se baseará nessas informações.
Passo 2
Vamos recordar a configuração eletrônica do átomo neutro de Cr (Z=24). A sequência de preenchimento pelo princípio de Aufbau daria, naïvelmente, 4s^2\,3d^4, mas há uma exceção: o Cr apresenta configuração eletrônica estabilizada por um semi-preenchimento do subnível 3d. Portanto, a configuração real do Cr neutro é
[\mathrm{Ar}]\,3d^{5}\,4s^{1}.
Didaticamente, o preenchimento é determinado pela energia relativa dos subníveis; a configuração 3d^5 4s^1 é mais estável do que 3d^4 4s^2 devido à estabilidade extra de um subnível d meio cheio (princípio de Hund e efeitos de emparelhamento/energia).
Passo 3
A regra prática para formar cátions é: ao remover elétrons, removem-se primeiro os elétrons do maior número quântico principal n (ou seja, do orbital “externo” de maior energia efetiva). No caso de elementos de transição, isso normalmente significa que os elétrons 4s são removidos antes dos 3d, mesmo que, ao preencher, o 4s tenha sido ocupado antes do 3d. Em outras palavras: remover 4s antes de 3d.
Passo 4
Aplicando ao \mathrm{Cr}^{6+}:
Começamos com a configuração do Cr neutro: [\mathrm{Ar}]\,3d^{5}\,4s^{1}. Isso corresponde a 24 elétrons no total.
Precisamos remover 6 elétrons para obter \mathrm{Cr}^{6+}.
Primeiro removemos o elétron de 4s (pois n=4 é maior que n=3):[\mathrm{Ar}]\,3d^{5}\,4s^{1} \xrightarrow{-1e^-} [\mathrm{Ar}]\,3d^{5}.Agora já removemos 1 elétron; faltam remover 5.
Em seguida removemos 5 elétrons do subnível 3d:[\mathrm{Ar}]\,3d^{5} \xrightarrow{-5e^-} [\mathrm{Ar}]\,3d^{0} = [\mathrm{Ar}].
Contagem final: 24-6=18 elétrons, que correspondem exatamente à configuração do gás nobre argônio.
Passo 5
Conclusão: ao encontrar um íon de um metal de transição com carga alta, verifique quantos elétrons restam; frequentemente o resultado será a configuração de um gás nobre. Lembre-se sempre de remover primeiro os elétrons com maior n (por exemplo, 4s antes de 3d).