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:
_{16}^{\square} \mathrm{S}^{2-}

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 \mathrm{S}^{2-}.
  • O número atômico do enxofre é Z=16 (isto está implícito pelo subíndice 16 no enunciado).
O que preciso determinar: a configuração eletrônica da espécie \mathrm{S}^{2-} (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 Z. Quando há carga, adiciona-se ou subtrai-se elétrons conforme o sinal. Para cá:
  • Enxofre neutro tem Z=16 elétrons.
  • A espécie é \mathrm{S}^{2-}, ou seja, ganhou 2 elétrons a mais.
    Logo o total de elétrons é
16 + 2 = 18.
Isso significa que devo distribuir \,18\, 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
1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < \dots
  • Princípio da exclusão de Pauli: cada orbital comporta no máximo dois elétrons com spins opostos. Então o exponte em cada orbital (como 1s^2) não pode exceder 2 para orbitais s, 6 para p (porque são três orbitais degenera cada um com até 2), etc.
  • Regra de Hund: ao preencher orbitais degenerados (por exemplo os três orbitais 2p ou 3p), coloca-se primeiro um elétron em cada orbital com spins paralelos antes de emparelhar.
Vou usar essas regras para encher os orbitais até somar 18 elétrons.

Passo 4

Preenchimento passo a passo, contando elétrons e mostrando o total acumulado (cada número está em TeX):
  • Começo por 1s: o orbital 1s comporta até 2 elétrons. 1s^2 \quad(\text{total acumulado }=2)
  • Em seguida 2s: cabe 2 elétrons. 2s^2 \quad(\text{total acumulado }=4)
  • Depois 2p: o subnível 2p tem três orbitais, total até 6 elétrons. 2p^6 \quad(\text{total acumulado }=10)Observação didática: se estivéssemos preenchendo 2p com menos de 6 elétrons, aplicaríamos a regra de Hund (um elétron em cada orbital p antes de emparelhar). Aqui o 2p fica completo, então todos os elétrons estão pareados.
  • Segue 3s: cabe 2 elétrons. 3s^2 \quad(\text{total acumulado }=12)
  • Por fim 3p: o subnível 3p também aceita até 6 elétrons. Precisamos preencher até totalizar 18, portanto colocamos 6 elétrons em 3p: 3p^6 \quad(\text{total acumulado }=18)
Agora atingimos os \,18\, 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
1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6.
Uma notação mais compacta usa o gás nobre anterior ( \mathrm{Ar}) como atalho. Como essa configuração é igual à do argônio, escrevemos
[\mathrm{Ar}]
onde [\mathrm{Ar}] representa exatamente \,1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6.

Passo 6

Interpretações úteis para a prova (rápido e prático):
  • A espécie \mathrm{S}^{2-} tem a configuração eletrônica idêntica à de \mathrm{Ar}, isto é, é isoeletônica com o argônio.
  • Elétrons de valência: são os elétrons na camada mais externa (número quântico principal n máximo). Aqui n=3 é a camada externa e contém \,3s^2\,3p^6, totalizando 8 elétrons de valência para \mathrm{S}^{2-}. Isso explica por que o ânion tem carga -2: o enxofre buscou completar a camada n=3 até o octeto.

Resposta

\mathrm{S}^{2-}:\\\ 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6
\mathrm{S}^{2-}:\\ [\mathrm{Ar}]

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