Quais dessas configurações eletrônicas são para átomos no estado fundamental? Em estados excitados? E, quais são impossíveis?
(a)
(b)
(c)
(d)
(a)
(b)
(c)
(d)
Passo 1
O enunciado pede para classificarmos quatro configurações eletrônicas em estado fundamental, estado excitado ou verificarmos se são impossíveis. Vamos usar os conceitos de princípio de Aufbau (preenchimento por níveis de energia), exclusão de Pauli (no máximo dois elétrons por orbital com spins opostos) e regra de Hund (máximo de elétrons desemparelhados em orbitais degenerados) para fazer essa classificação.
Passo 2
Princípio de construção de configurações eletrônicas:
. Princípio de Aufbau: preenchemos primeiro orbitais de menor energia (
s,
s,
p,
s,
p,
s,
d, ···).
. Exclusão de Pauli: cada orbital comporta no máximo dois elétrons com spins opostos.
. Regra de Hund: em orbitais degenerados (como os três
p ou
d), colocamos primeiro um elétron em cada orbital antes de emparelhar.
Passo 3
Analisando (a) e (b):
(a) Configuração
:
– Número total de elétrons , corresponde ao lítio (
).
– Segue a ordem sem violar Pauli ou Hund.
Portanto, (a) é estado fundamental do Li.
– Número total de elétrons
– Segue a ordem
Portanto, (a) é estado fundamental do Li.
(b) Configuração
:
– Número total de elétrons , corresponde ao nitrogênio (
).
– Preenchimento segue e em
há três elétrons desemparelhados (regra de Hund).
Portanto, (b) é estado fundamental do N.
– Número total de elétrons
– Preenchimento segue
Portanto, (b) é estado fundamental do N.
Passo 4
Analisando (c):
(c) Configuração
:
– fornece
elétrons, mais
dá
elétrons totais, correspondendo ao enxofre (
).
– Estado fundamental do S seria . Aqui tirou-se um elétron de
e colocou em
, promovendo-o a um nível mais alto.
Portanto, (c) é estado excitado do S.
–
– Estado fundamental do S seria
Portanto, (c) é estado excitado do S.
Passo 5
Analisando (d):
(d) Configuração
:
– equivale ao argônio (
), mais
dá
elétrons, corresponderia ao vanádio (
).
– Mas o orbital comporta no máximo dois elétrons (Pauli), não três.
Portanto, (d) é impossível.
–
– Mas o orbital
Portanto, (d) é impossível.
Resposta
(a) Estado fundamental
(b) Estado fundamental
(c) Estado excitado
(d) Impossível
(b) Estado fundamental
(c) Estado excitado
(d) Impossível