Os elementos 21 a 29, 39 a 47 e 72 a 79 são conhecidos como elementos de transição. Qual características comuns apresenta a distribuição de elétrons na eletrosfera destes elementos?
Passo 1
O enunciado diz que os elementos de
a
,
a
e
a
são chamados de elementos de transição e pergunta qual característica comum apresentam na distribuição de elétrons na eletrosfera.
Informações dadas (retomando em forma clara):
Informações dadas (retomando em forma clara):
- Faixas de elementos:
, , . - Pergunta: característica comum da distribuição eletrônica (como os elétrons estão distribuídos em suas camadas/subníveis).
Passo 2
Vamos lembrar, devagar e sem pressa, o que é importante sobre camadas e subníveis eletrônicos.
- Cada elétron ocupa um orbital que pertence a um subnível identificado por
. - Os subníveis têm capacidades diferentes:
comporta até elétrons, até , até e até . - A ordem de preenchimento (princípio de Aufbau) indica em que subnível os elétrons vão entrando à medida que aumentamos o número atômico. Não memorize só a ordem: entenda que, para os elementos que interessam aqui, os elétrons estão preenchendo orbitais
cuja energia é parecida com a do subnível da camada mais externa.
Passo 3
Princípios que usamos para montar configurações eletrônicas (explicados simples):
- Princípio de Aufbau: preencher primeiro os orbitais de menor energia.
- Princípio de exclusão de Pauli: cada orbital comporta no máximo
elétrons com spins opostos. - Regra de Hund: ao preencher orbitais degenerados (como os cinco orbitais
), primeiro coloca-se um elétron em cada orbital com spins paralelos antes de emparelhar.
Esses três princípios nos permitem escrever a distribuição eletrônica de qualquer átomo.
Passo 4
Agora a parte central para “elementos de transição”: onde entram seus últimos elétrons?
- Nos elementos indicados, os elétrons de valência vão ocupando subníveis
de uma camada imediatamente anterior à camada externa. Escrevemos isso em forma geral como para o subnível e para o subnível mais externo. - Portanto, a distribuição eletrônica típica desses elementos tem elétrons nos orbitais
— isto é a marca deles: preenchimento progressivo do subnível .
Passo 5
Expressão geral e explicação do que isso significa na prática:
- A configuração eletrônica geral dos elementos de transição neutros costuma ser
onde
é o número quântico principal da camada externa.
- Interpretação: os elétrons vão ocupando o subnível
(podendo ter de até elétrons nele) enquanto o subnível pode ter , ou elétrons dependendo do átomo e de pequenas rearrumações energéticas.
Passo 6
Observações práticas e exceções importantes (para a prova):
- Em muitos casos, ao escrever a configuração “padrão” fala-se em
para o átomo neutro, mas há exceções notórias (por exemplo e na primeira série: tende a e tende a ). Essas exceções ocorrem porque meios com subníveis meio-cheios ou totalmente cheios têm estabilidade extra. - Nos íons, os elétrons
são retirados antes dos . Logo, embora o átomo neutro possa ter , o cátion frequentemente termina com e com eletróns remanescentes em (por isso se fala que “os metais de transição têm d incompleto em pelo menos um de seus estados de oxidação”).
Passo 7
Consequências úteis para reconhecer e justificar respostas na prova (truques rápidos):
- Se um elemento tem seus últimos elétrons entrando em um subnível
de uma camada anterior (por exemplo ), é um elemento de transição. - Escreva sempre a configuração usando a notação de gás nobre para ficar limpo (ex.:
). - Lembre-se: a característica pedida é sobre a distribuição eletrônica — então cite explicitamente que há preenchimento do subnível
e, se quiser ganhar pontinho extra, mencione a forma geral e a retirada preferencial de em íons.
Passo 8
Exemplos concretos (rapidamente, pra você gravar):
-
( ): . Tem elétron no . -
( ): (exceção típica: d cheio). -
( ): . Últimos elétrons em . -
( ): (exceção análoga a ). -
( ): . Aqui aparece o sendo preenchido (nota a presença de por causa dos lantanídeos entre).
Esses exemplos mostram o padrão: elétrons ocupando subnível.
Passo 9
Resumo final da ideia principal (para decorar e não errar no exame):
- A característica comum é que esses elementos têm elétrons ocupando o subnível
da eletrosfera, ou seja, o preenchimento progressivo do subnível . Isso pode ser escrito de forma geral como
com algumas exceções por estabilidade de configurações meio-cheias ou cheias. Essa distribuição explica também a variabilidade dos estados de oxidação, cores e propriedades magnéticas desses elementos.
Resposta
Possuem elétrons ocupando o subnível
(preenchimento progressivo do
); em geral a configuração é
, com algumas exceções (ex.:
) para estabilizar subníveis meio-cheios ou cheios.