Conhecer o número de elétrons de determinado elemento permite estabelecer algumas relações entre os tipos de ligação que este pode realizar e suas propriedades. É importante saber realizar a distribuição eletrônica, pois assim podemos identificar os elétrons de valência, responsáveis por estabelecer ligações. Portanto, realize a distribuição eletrônica das espécies químicas a seguir:
Passo 1
O enunciado pede que eu faça a distribuição eletrônica da espécie química fornecida. As informações do enunciado que vou usar são:
- A espécie é
. - O número atômico do enxofre é
(isto está implícito pelo subíndice no enunciado).
O que preciso determinar: a configuração eletrônica da espécie
(ou seja, como os elétrons estão distribuídos entre os orbitais).
Passo 2
Quantos elétrons tem a espécie?
Explicando devagar: o número de elétrons de um átomo neutro é igual ao seu número atômico . Quando há carga, adiciona-se ou subtrai-se elétrons conforme o sinal. Para cá:
Explicando devagar: o número de elétrons de um átomo neutro é igual ao seu número atômico
- Enxofre neutro tem
elétrons. - A espécie é
, ou seja, ganhou elétrons a mais.
Logo o total de elétrons é
Isso significa que devo distribuir
elétrons entre os orbitais disponíveis.
Passo 3
Relembrando as regras básicas (explicação didática):
- Princípio de Aufbau: os elétrons ocupam primeiro os orbitais de menor energia. A ordem de energia (simplificada e suficiente aqui) é
- Princípio da exclusão de Pauli: cada orbital comporta no máximo dois elétrons com spins opostos. Então o exponte em cada orbital (como
) não pode exceder para orbitais , para (porque são três orbitais degenera cada um com até 2), etc. - Regra de Hund: ao preencher orbitais degenerados (por exemplo os três orbitais
ou ), coloca-se primeiro um elétron em cada orbital com spins paralelos antes de emparelhar.
Vou usar essas regras para encher os orbitais até somar
elétrons.
Passo 4
Preenchimento passo a passo, contando elétrons e mostrando o total acumulado (cada número está em TeX):
- Começo por
: o orbital comporta até elétrons. - Em seguida
: cabe elétrons. - Depois
: o subnível tem três orbitais, total até elétrons. Observação didática: se estivéssemos preenchendo com menos de elétrons, aplicaríamos a regra de Hund (um elétron em cada orbital antes de emparelhar). Aqui o fica completo, então todos os elétrons estão pareados. - Segue
: cabe elétrons. - Por fim
: o subnível também aceita até elétrons. Precisamos preencher até totalizar , portanto colocamos elétrons em :
Agora atingimos os
elétrons que a espécie possui, então paramos.
Passo 5
Escrevendo a configuração eletrônica final de forma completa e depois em forma abreviada (notação do gás nobre). A forma completa, juntando os blocos preenchidos, é
Uma notação mais compacta usa o gás nobre anterior (
) como atalho. Como essa configuração é igual à do argônio, escrevemos
onde
representa exatamente
.
Passo 6
Interpretações úteis para a prova (rápido e prático):
- A espécie
tem a configuração eletrônica idêntica à de , isto é, é isoeletônica com o argônio. - Elétrons de valência: são os elétrons na camada mais externa (número quântico principal
máximo). Aqui é a camada externa e contém , totalizando elétrons de valência para . Isso explica por que o ânion tem carga : o enxofre buscou completar a camada até o octeto.