Considerando que cada elétron desemparelhado em um átomo contribui com
do spin total, qual o spin eletrônico total para cada um dos seguintes átomos:
Passo 1
O enunciado dá e pede o seguinte (sem fazer suposições adicionais):
- Dado: cada elétron desemparelhado contribui com
do spin total. - Átomo:
com número atômico . - Pedido: determinar o spin eletrônico total do átomo neutro de cobalto.
Passo 2
Contar o número de elétrons do átomo neutro: como
, o átomo neutro tem
elétrons no total. Vou distribuir esses
elétrons nas camadas/subníveis seguindo a ordem usual de preenchimento (construção do átomo).
Passo 3
Determinar a configuração eletrônica básica (forma prática):
- Os primeiros
elétrons preenchem a configuração do argônio , que corresponde a . - Restam
elétrons para colocar nos níveis e . - Pela ordem de preenchimento, colocam-se primeiro os
elétrons em e depois os restantes em . Logo a configuração de valência é .
Passo 4
Contar elétrons desemparelhados:
- Os dois elétrons em
formam um par (spins opostos), portanto não contribuem para spins não compensados: contribuição de desemparelhados do é . - O subnível
contém elétrons distribuídos em orbitais degenerados. Pelo princípio de Hund (maximizar o número de elétrons com spins paralelos antes de parear), preenche-se um elétron com spin “para cima” em cada um dos orbitais (isso usa elétrons) e sobra colocar mais elétrons, que necessariamente emparelham em dois desses orbitais. - Assim, o número de elétrons desemparelhados no
é .
Passo 5
Calcular o spin total a partir do número de elétrons desemparelhados:
- Seja
o número de elétrons desemparelhados; cada um dá spin . A soma dos spins (magnitudinal total de spin eletrônico) é
- Aqui
, portanto
Passo 6
Comentário prático e motivador: o resultado
corresponde a um estado multiplicidade
(quarteto). Não se assuste — para átomos de transição é comum ter os spins vindos dos elétrons
. Bom trabalho, você já domina o raciocínio para qualquer outro átomo parecido!