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: Em primeiro lugar, escreva todas as configurações completas, a partir do nível eletrônico 1s. Depois, utilize o formato como exemplificado abaixo para o elemento oxigênio, evidenciando apenas os elétrons de valência:
: [He]
(Indicar o número atômico, o símbolo do elemento considerado, e o símbolo do gás nobre imediatamente anterior na classificação periódica) Não se esqueça da previsão da carga dos íons que podem ser formados pelos elementos listados.
Mg
Mg
Passo 1
O enunciado pede que, para o elemento listado (magnésio), eu faça duas coisas:
- Escrever a configuração eletrônica completa do átomo neutro, começando do nível
. - Em seguida, usar o formato do exemplo (indicando o número atômico, o símbolo do elemento e o gás nobre imediatamente anterior) e evidenciar apenas os elétrons de valência na forma abreviada com o gás nobre. Também devo prever a carga mais provável do íon que o elemento forma.
Informações relevantes que já estão implícitas no enunciado:
- O elemento é o magnésio, com número atômico
(isto é, o átomo neutro tem elétrons). - O gás nobre imediatamente anterior ao magnésio na tabela periódica é o neônio (
, número atômico ).
Passo 2
Pequena revisão das regras necessárias para montar a configuração eletrônica (explicação didática):
- O átomo neutro tem tantos elétrons quanto o número atômico. Para o magnésio isso significa
elétrons. - Preenchimento de orbitais segue a regra de Aufbau (ordem de energia), resumida nas sequências que vamos usar aqui:
, , , , , … - Cada orbital do tipo
comporta no máximo elétrons, cada orbital do tipo comporta no máximo elétrons (3 orbitais com 2 cada), cada orbital até , etc. Essa é a consequência do princípio de Pauli (no máximo dois elétrons por orbital, com spins opostos). - Elétrons em orbitais degenerados (p.ex. os três orbitais
) ocupam primeiro orbitais vazios com spins paralelos conforme a regra de Hund, para maximizar spins não pareados. (No caso do magnésio, não chegamos a ter elétrons desemparelhados nas camadas valência após preenchimento.) - Os elétrons de valência para elementos do bloco s e p são os elétrons no nível de energia mais alto (maior número quântico principal
). Para esses são os elétrons no nível .
Passo 3
Determinar o número de elétrons a distribuir:
- O magnésio neutro tem número atômico
, logo tem elétrons para colocar nos orbitais.
Passo 4
Preenchimento passo a passo das ocupações segundo a ordem de energia e capacidades orbitais:
- Primeiro colocamos
elétrons em : (restam elétrons). - Depois
elétrons em : (restam elétrons). - Em seguida ocupamos
, que comporta até elétrons. Colocamos elétrons em : (restam elétrons). - Finalmente, os
elétrons restantes vão para : (restam ; todos os elétrons distribuídos).
Passo 5
Escrever a configuração eletrônica completa (a partir de
), juntando os blocos preenchidos:
Explicação curta: isso significa que todas as camadas internas até
estão completas (total de
elétrons na camada interna), e os dois elétrons de valência estão em
.
Passo 6
Construir a forma com gás nobre imediatamente anterior e evidenciar somente os elétrons de valência, como no exemplo pedido:
- O gás nobre imediatamente anterior ao magnésio é o neônio,
, cuja configuração completa é . Portanto, a forma abreviada é:
Nessa notação, aparece apenas a parte que difere do gás nobre precedente: os
elétrons de valência em
.
Passo 7
Previsão da carga mais provável do íon (explicação didática):
- Íons catiônicos formam-se tipicamente pela perda dos elétrons de valência. Para o magnésio os elétrons de valência são os
elétrons em ( ). - Ao perder esses
elétrons, o magnésio atinge a configuração eletrônica do neônio (gás nobre), que é uma configuração estável (octeto completo nas camadas de valência internas): - Portanto a carga mais provável é
, ou seja, o íon mais estável e comum é . - Observação prática: um íon
(perdendo apenas um elétron) existe apenas em situações muito específicas e é menos estável que , pois a remoção do segundo elétron leva à obtenção do octeto estável do neônio; por isso, em química comum, espera-se formação de .