Qual é a distribuição eletrônica do enxofre (
) segundo a regra de Pauling?
Passo 1
O que o enunciado pede e o que já temos de dado.
- O enunciado pede: determinar a distribuição eletrônica do enxofre.
- Dado: o número atômico do enxofre é
. Isso significa que um átomo neutro de enxofre tem exatamente elétrons para distribuir entre orbitais. - Objetivo final: listar os orbitais ocupados e quantos elétrons há em cada um, seguindo a regra de Pauling (ordem de preenchimento dos orbitais) e respeitando as demais regras (exclusão de Pauli e regra de Hund).
Passo 2
Relembrando as regras essenciais (explicação didática e intuitiva).
- Regra de Pauling (princípio de Aufbau via critério
): - Cada orbital é caracterizado por dois números: o número quântico principal
(nível de energia principal) e o número quântico azimutal (tipo de orbital: , , , …). - A regra de Pauling (também chamada regra de
) diz: preencher os orbitais em ordem crescente do valor . Se dois orbitais têm o mesmo , o orbital com menor é preenchido primeiro. - Intuição simples: orbitais com menor
têm energia efetiva menor e são preenchidos antes.
- Cada orbital é caracterizado por dois números: o número quântico principal
- Princípio de exclusão de Pauli:
- Cada orbital pode conter no máximo
elétrons, e esses dois elétrons devem ter spins opostos. - Em símbolos: num mesmo orbital aparecem
e (dois spins opostos).
- Cada orbital pode conter no máximo
- Regra de Hund (para orbitais degenerados, como os três
de um mesmo subnível): - Ao preencher orbitais degenerate (mesma energia), primeiro coloque um elétron em cada orbital com spins paralelos (todos
), e só depois emparelhe elétrons. - Intuição: elétrons evitam emparelhar para minimizar repulsão, mantendo spins alinhados quando possível.
- Ao preencher orbitais degenerate (mesma energia), primeiro coloque um elétron em cada orbital com spins paralelos (todos
Passo 3
Determinar a ordem prática de preenchimento até
usando
.
- Vou listar alguns orbitais relevantes com seus
, e : -
-
-
-
(empate com ; desempata pelo menor → antes de ) -
-
(empate com ; desempata pelo menor → antes de )
-
- Com isso a ordem de preenchimento, até os orbitais úteis para o enxofre, fica:
- Não será necessário ocupar
ou para o enxofre neutro ( ) porque já alcançaremos elétrons antes.
Passo 4
Capacidades de cada tipo de orbital (o que cabe em cada subnível).
- Subnível
: cabe no máximo elétrons. - Subnível
: cabe no máximo elétrons (três orbitais , cada um com 2 elétrons). - Portanto, ao preencher sequencialmente, vamos somando elétrons até atingir
.
Passo 5
Preenchimento passo a passo dos elétrons até
.
- Começamos com
elétrons para colocar: - Preencher
com elétrons: sobra . -
.
-
- Preencher
com elétrons: sobra . -
.
-
- Preencher
com até elétrons: coloca-se , sobra . -
.
-
- Preencher
com elétrons: sobra . -
.
-
- Finalmente, preencher
com os elétrons restantes: sobra . -
.
-
- Preencher
- Somando os ocupantes:
, ou seja, todos os elétrons foram distribuídos.
Passo 6
Aplicando a regra de Hund ao subnível
(detalhe de como os elétrons se organizam nos orbitais
).
- O subnível
tem três orbitais equivalentes: . - Pela regra de Hund, os três primeiros elétrons ocupam separadamente cada orbital com spins paralelos:
- O quarto elétron deve emparelhar em um desses orbitais, ficando, por exemplo:
- Assim,
tem um orbital com dois elétrons (pares) e dois orbitais com um elétron cada.
Passo 7
Conclusão: escrita final da configuração eletrônica seguindo a regra de Pauling.
- Juntando todos os subníveis ocupados na ordem de preenchimento, a configuração eletrônica do enxofre (
) é: