Escreva a configuração eletrônica dos átomos dos elementos abaixo (átomos neutros isolados) e prediga a carga mais provável, em cada caso, se íons forem formados:
F

Passo 1

O enunciado dá um átomo neutro isolado do elemento F (flúor) e pede duas coisas:
  • Escrever a configuração eletrônica do átomo neutro.
  • Predizer a carga mais provável que o íon formado por esse elemento teria (isto é, se for formar íon, qual carga é mais provável).
Informações relevantes que já estão no enunciado (implícitas):
  • Trata-se de um átomo neutro isolado de flúor (nenhuma carga inicial).
  • É preciso pensar em como os elétrons se distribuem nos orbitais e qual tendência de ganho/perda de elétrons o átomo tem.

Passo 2

Primeiro dado numérico importante: qual é o número atômico do flúor?
O número atômico é o número de prótons no núcleo e, num átomo neutro, também o número de elétrons. Para o flúor vale:
Z = 9.
Logo o átomo neutro de flúor tem 9 elétrons para distribuir entre os orbitais.

Passo 3

Relembrando as regras básicas (pequena aula):
  • Cada tipo de orbital comporta um máximo de elétrons: \text{orbital }s: 2,\qquad \text{orbital }p: 6,\qquad \text{orbital }d: 10,\qquad \text{orbital }f: 14.Vou repetir isso devagar: um orbital s cabe até 2 elétrons, um conjunto de três orbitais p cabe até 6, etc.
  • Ordem de preenchimento (princípio de Aufbau) até o segundo nível energético relevante aqui: 1s \rightarrow 2s \rightarrow 2p.Ou seja, enchem-se primeiro os elétrons em 1s, depois 2s, depois 2p.
  • Princípios que orientam o preenchimento:
    • Princípio de exclusão de Pauli: um orbital comporta no máximo dois elétrons com spins opostos.
    • Regra de Hund: ao preencher orbitais de mesma energia (como os três 2p), coloca-se primeiro um elétron em cada orbital com spins paralelos antes de emparelhar.

Passo 4

Agora vamos preencher os 9 elétrons seguindo a ordem 1s,2s,2p, construindo passo a passo:
  • Preencher o 1s: cabe 2 elétrons, então 1s^2. Restam 9-2=7 elétrons.
  • Preencher o 2s: cabe 2 elétrons, então 2s^2. Restam 7-2=5 elétrons.
  • Colocar os restantes no 2p: restam 5 elétrons e o conjunto 2p comporta até 6. Então fica 2p^5.
Escrevendo a configuração eletrônica final do átomo neutro de flúor:
\boxed{1s^2\,2s^2\,2p^5.}
Explicação do que isso significa: os expoentes indicam quantos elétrons ocupam cada tipo de orbital; por exemplo, 2p^5 significa cinco elétrons distribuídos nos orbitais 2p.

Passo 5

Determinar os elétrons de valência e a tendência a formar íon:
  • Elétrons de valência são os elétrons no maior nível de energia (maior n). Para o flúor o maior n é n=2, então os elétrons de valência vêm de 2s^2\,2p^5.
  • Soma dos elétrons de valência: 2 + 5 = 7.Portanto o flúor tem 7 elétrons de valência.

Passo 6

Aplicando a ideia do octeto (e energia): átomos do grupo do flúor (halogênios) tendem a completar o octeto (ficar com 8 elétrons na camada externa) ganhando 1 elétron, porque:
  • Ganhar 1 elétron transforma 2p^5 em 2p^6, alcançando a configuração eletrônica do gás nobre neônio, que é estável.
  • Em termos energéticos, o flúor tem alta afinidade eletrônica (tende a ganhar elétron) e alta energia de ionização (é caro retirar elétron), logo formar um ânion por ganho de elétron é muito mais fácil/mais provável do que perder elétrons.
Assim, o íon mais provável é o ânion mononegativo F^- com configuração eletrônica
1s^2\,2s^2\,2p^6,
que é isoeletrônica com o neônio.

Passo 7

Resumo prático (como aplicar esse raciocínio na prova, passo a passo):
  1. Verifique o número atômico Z — ele dá o número de elétrons do átomo neutro.
  2. Preencha orbitais seguindo 1s\to2s\to2p\to3s\ldots até usar todos os elétrons. Use capacidades s=2,p=6,\ldots.
  3. Conte os elétrons de valência (maior n).
  4. Compare com o octeto: se faltar poucos elétrons para completar 8, o átomo tende a ganhar esse número (formando ânion). Se tiver poucos elétrons além de um gás nobre, tende a perder (formando cátion).
  5. Considere energia de ionização e afinidade eletrônica: halogênios (como F) preferem ganhar 1 elétron (formam -1).

Resposta

1s^2\,2s^2\,2p^5
-1

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