O elemento com número atômico 38 (Estrôncio) está no bloco s da tabela periódica. Determine a sua configuração eletrônica no estado fundamental e explique como essa configuração influencia as suas propriedades químicas, especialmente a sua reatividade.
Passo 1
O enunciado pede duas coisas principais:
- Determinar a configuração eletrônica no estado fundamental do elemento com número atômico
(estrôncio). - Explicar como essa configuração influencia as propriedades químicas do estrôncio, especialmente a sua reatividade.
Informações relevantes dadas e que vou usar:
- número atômico:
(ou seja, o átomo neutro tem elétrons); - o elemento está no bloco
da tabela periódica (isto indica que os elétrons mais externos ocupam orbital ); - não há figuras adicionais.
Passo 2
Relembrando as regras básicas que vou usar (explicadas de forma bem prática):
- Princípio de Aufbau (preenchimento): os elétrons ocupam primeiro os orbitais de menor energia. Há uma ordem padrão aproximada de preenchimento:
. - Princípio de exclusão de Pauli: cada orbital comporta no máximo dois elétrons com spins opostos.
- Regra de Hund: ao preencher orbitais degenerados (mesma energia, por exemplo os três
ou os cinco ), primeiro coloca-se um elétron em cada orbital com spins paralelos antes de parear.
Essas regras juntas permitem montar a configuração eletrônica do átomo no estado fundamental.
Passo 3
Vou usar a ordem de níveis/energias para números atômicos até
. A ordem relevante até
é:
Irei preencher esses orbitais em sequência até somar
elétrons. Em cada orbital coloco o número máximo permitido:
comporta
,
comporta
,
comporta
.
Passo 4
Preenchimento passo a passo, anotando o total de elétrons acumulados:
-
. Total até aqui: . -
. Total: . -
. Total: . -
. Total: . -
. Total: . -
. Total: . -
. Total: . -
. Total: . - Próximo é
. Coloco . Total: .
Cada um desses passos segue diretamente o princípio de Aufbau e os limites de ocupação por tipo de orbital.
Passo 5
Escrevendo a configuração eletrônica expandida (toda ela) em notação padrão:
Uma forma curta (notação do gás nobre anterior) é usar o gás nobre
(
, que tem
elétrons) como referência:
Ambas as formas representam a mesma configuração; a forma
é a mais utilizada porque destaca os elétrons de valência.
Passo 6
Interpretação imediata da configuração:
- Os dois elétrons mais externos estão no orbital
. Esses são os elétrons de valência e controlam principalmente a química do estrôncio. - Os orbitais interiores estão todos preenchidos (incluindo o subnível
e ), formando um núcleo eletrônico relativamente estável que “blinda” os elétrons de valência do núcleo.
Passo 7
Como essa configuração determina a reatividade — ideia essencial:
- Elétrons em orbital
(aqui ) são geralmente menos fortemente ligados ao núcleo do que elétrons em orbitais profundos; estão mais afastados do núcleo e mais facilmente removidos. - Assim, é energeticamente favorável para o estrôncio perder esses dois elétrons
e formar o cátion cuja configuração eletrônica fica igual à do gás nobre : . - Perder dois elétrons corresponde a estados de oxidação típicos de
para os metais alcalino-terrosos (grupo da tabela).
Passo 8
Consequência nas energias de ionização (explicação qualitativa, sem números):
- As primeiras duas energias de ionização (
e ) são relativamente baixas (comparadas com elementos de maior afinidade eletrônica), porque removem os elétrons externos. - A terceira energia de ionização (
) é muito maior porque, após tirar dois elétrons, o elétron seguinte teria de ser removido de um nível interno com configuração de gás nobre ( ), o que é energeticamente desfavorável. - Portanto, quimicamente o estado mais estável e comum é
(isso explica por que compostos iônicos com estrôncio têm estrôncio no estado ).
Passo 9
Exemplos práticos de reatividade e propriedades decorrentes:
- Reatividade com água (reação típica de metais alcalino-terrosos; escrevo a equação):
Aqui o estrôncio doa dois elétrons (forma
), reduzindo os hidrogênios da água a
.
- Formação de sais iônicos: por exemplo, cloreto de estrôncio
ou diretamente a partir do cátion:
Essas reações são típicas de um metal pouco eletronegativo, que forma ligações predominantemente iônicas ao ceder seus elétrons de valência.
Passo 10
Outras propriedades explicadas pela configuração:
- Caráter metálico: elétrons de valência móveis (
) conduzem corrente elétrica e permitem propriedades metálicas (brilho, maleabilidade em estado metálico). - Agente redutor: como o estrôncio doa elétrons com facilidade, ele age como agente redutor em reações químicas.
- Magnética: todos os elétrons estão pareados na configuração
, então o estrôncio neutro é diamagnético (não tem momentos magnéticos de elétrons desemparelhados). - Comparação periódica: sendo do grupo
, estrôncio é menos reativo que metais do grupo (que têm um elétron de valência só) mas mais reativo que muitos metais de transição que têm elétrons mais fortemente ligados.
Passo 11
Dica rápida para prova (como tirar isso rápido na hora):
- Se derem só o número atômico
, converta em elétrons e preencha usando a ordem até somar . - Para elementos do grupo
(bloco ), memorize que a configuração termina em . Para , o gás nobre anterior é , então terminar em é imediato. - Para prever reatividade: procure os elétrons
externos; se houver ou , o metal tende a perder esses elétrons e formar cátion ou .
Resposta
Devido aos dois elétrons de valência