Qual dos conjuntos seguintes de subcamadas para o ítrio (
) está organizado na ordem correta de preenchimento:
(a)
(b) 3d, 4s, 4p, 4d, 5s
(c)
(d)
(a)
(c)
Passo 1
O enunciado pede que eu identifique qual das alternativas apresenta a sequência correta de preenchimento das subcamadas para o ítrio. As alternativas são:
(a)
(b)
(c)
(d)
(a)
(b)
(c)
(d)
O objetivo é decidir qual sequência está em ordem crescente de preenchimento eletrônico (a ordem que os orbitais são ocupados por elétrons ao montar a configuração eletrônica).
Passo 2
Vou explicar a regra que usamos para ordenar preenchimento: a regra de Madelung (princípio de Aufbau simplificado). Ela diz:
- Calcula-se para cada subcamada o valor
, onde é o número quântico principal e é o número quântico azimutal. - Subcamadas com menor valor de
são preenchidas primeiro. - Se duas (ou mais) subcamadas têm o mesmo valor de
, a que tem menor é preenchida primeiro.
Aqui é importante saber os valores de
para os tipos de orbital:
- para
: - para
: - para
:
Vou usar exatamente essa regra passo a passo.
Passo 3
Agora calculo
para cada subcamada dada (mostrando
,
e
):
- Para
: , então
- Para
: , então
- Para
: , então
- Para
: , então
- Para
: , então
Passo 4
Ordeno as subcamadas por crescente
, aplicando o critério de desempate (menor
primeiro) quando houver empate:
- Menor
é : isso corresponde a . Logo vem primeiro. - Em seguida há três subcamadas com
: são ( ), ( ) e ( ). Pelo critério de desempate (menor primeiro) a ordem entre elas é , depois , depois . - Por fim vem
com .
Portanto a ordem completa de preenchimento é:
Passo 5
Comparando com as alternativas dadas, a sequência encontrada corresponde exatamente à alternativa (c). Um comentário rápido de contexto: isso é consistente com a configuração do ítrio neutro, que depois do gás nobre
fica com elétrons em
e
(para
a configuração final é
), mostrando que
é preenchido antes de
, mas a ordem de preenchimento dos subníveis segue o que calculei acima.
Resposta
(c)