Dê as configurações eletrônicas de:
Passo 1
O enunciado pede a configuração eletrônica do íon
sabendo que o número atômico do vanádio é
.
Informações dadas: tem
prótons (logo
elétrons no átomo neutro) e precisamos a configuração do cátion com carga
(ou seja, com
elétrons a menos).
Informações dadas:
Passo 2
Conceitos fundamentais (explicação curta e direta, para usar na prova):
- A configuração eletrônica do átomo neutro é obtida preenchendo orbitais seguindo o princípio de Aufbau (preencher os orbitais de menor energia primeiro), respeitando o Princípio de Exclusão de Pauli (cada orbital comporta no máximo 2 elétrons com spins opostos) e a regra de Hund (ao ocupar orbitais degenerados, colocar um elétron em cada antes de parear).
- Para os elementos de transição (como o vanádio), ao formar cátions os elétrons são removidos primeiro dos orbitais
de camada mais externa (por ex. ) e só depois dos ( ). Isso ocorre porque, depois do preenchimento, a energia relativa de e muda: sobe em energia e seus elétrons são removidos primeiro.
Passo 3
Ordem típica de preenchimento relevante aqui (resumida):
,
,
,
,
,
,
, …
Isso significa que, para construir a configuração de , iremos parar em
e
.
Isso significa que, para construir a configuração de
Passo 4
Configuração eletrônica do vanádio neutro (
). Preenchendo até
elétrons:
- os primeiros
elétrons completam a configuração do argônio: (que chamamos de ); - sobram
elétrons que ocupam e segundo a ordem: coloca-se primeiro em e depois em . Então para elétrons adicionais: .
Portanto a configuração do átomo neutro é.
Passo 5
Como formar
: precisamos remover
elétrons do átomo neutro. Pela regra de remoção para metais de transição, removemos primeiro os elétrons do orbital
e depois do
.
Passo 6
Remoção passo a passo dos
elétrons:
- Átomo neutro:
. (total elétrons) - Retirar 1º elétron:
. (restam elétrons) - Retirar 2º elétron:
que é o mesmo que . (restam elétrons)
Agora faltam aindaelétrons a remover (pois queremos ). Continuamos removendo dos : - Retirar 3º elétron (1º dos
): . (restam elétrons) - Retirar 4º elétron (2º dos
): . (restam elétrons) - Retirar 5º elétron (3º dos
): que é simplesmente . (restam elétrons)
Passo 7
Interpretação final: após remover
elétrons do vanádio neutro, sobram
elétrons, que correspondem exatamente à configuração do argônio. Então o cátion
tem a mesma configuração eletrônica do gás nobre
.