Considere os átomos em fase gasosa dos elementos magnésio e enxofre. a) Escreva a configuração eletrônica do estado fundamental e indique se são paramagnéticos ou diamagnéticos. b) Identifique qual átomo possui afinidade eletrônica (AE) positiva e qual possui AE negativa. Justifique sua resposta.
Passo 1
O enunciado pede duas coisas para os átomos neutros de magnésio e enxofre em fase gasosa:
- Escrever a configuração eletrônica do estado fundamental e dizer se cada átomo é paramagnético ou diamagnético.
- Dizer qual átomo tem afinidade eletrônica (AE) positiva (processo exotérmico) e qual tem AE negativa (processo endotérmico), justificando com base na configuração eletrônica e na estabilidade atingida ao ganhar um elétron.
Para resolver vamos usar tabela periódica (números atômicos), regras de preenchimento de orbitais (Aufbau, Hund e princípio de exclusão de Pauli), conceito de magnetismo atômico (nº de elétrons desemparelhados) e definição de afinidade eletrônica.
Passo 2
Primeiro identificamos o número atômico
de cada elemento e montamos a configuração no estado fundamental:
Magnésio: . Preenchendo até
:
Magnésio:
Nesse caso todos os elétrons estão emparelhados (o subnível
tem dois elétrons com spins opostos). Logo o magnésio é diamagnético.
Enxofre: . Preenchendo até
:
Enxofre:
No subnível
existem quatro elétrons distribuídos em três orbitais: dois orbitais com um elétron cada (spins paralelos) e um orbital com dois elétrons emparelhados. Isso resulta em dois elétrons desemparelhados, portanto o enxofre é paramagnético.
Passo 3
Afinidade eletrônica
é a variação de energia quando um átomo isolado no estado gasoso captura um elétron para formar um ânion mono-negativo. Se o processo libera energia, dizemos que
é positiva (exotérmico); se requer energia, a
é negativa (endotérmico).
Fatores que influenciam a
:
- Configuração eletrônica de partida (subníveis preenchidos ou semipreenchidos).
- Nível de energia acessível para o elétron extra (mesmo nível ou nível superior).
- Efeito do aumento de repulsão eletrônica e do potencial nuclear efetivo.
Passo 4
Aplicando ao magnésio e ao enxofre:
Magnésio já possui um subnível
completamente preenchido; para ganhar um elétron ele teria que ocupaar o orbital
, de energia mais alta. Esse ingresso é pouco favorecido e requer energia, logo
é negativa.
Enxofre tem o subnível
parcialmente preenchido e ganhar um elétron leva a
, aproximando-se de um semipreenchimento mais estável, liberando energia. Portanto
é positiva.
Magnésio
Enxofre
Resposta
a)
, diamagnético.
, paramagnético.
b)
é negativa (endotérmico), pois o elétron extra entraria em orbital de energia mais alta;
é positiva (exotérmico), pois ao receber um elétron atinge configuração
energeticamente favorecida.