Escreva a configuração eletrônica completa e a notação da camada de valência para os seguintes elementos:
a) Carbono (C)
Configuração completa:
Camada de valência:
Camada de valência:
Passo 1
O enunciado pede duas coisas para o elemento carbono: a) a configuração eletrônica completa e b) a notação da camada de valência. A informação dada é apenas o elemento "Carbono (C)".
Passo 2
Primeiro precisamos saber quantos elétrons tem um átomo neutro de carbono. Esse número é igual ao número atômico. O número atômico do carbono é
. Logo, um átomo neutro de carbono tem
elétrons.
Passo 3
Agora vamos lembrar as regras de preenchimento dos orbitais (explicando de maneira simples):
- Princípio de Aufbau: preenchemos os orbitais em ordem de energia crescente (do mais baixo para o mais alto).
- Princípio de Pauli: cada orbital pode conter no máximo dois elétrons com spins opostos.
- Regra de Hund: ao preencher orbitais degenerados (como os três orbitais
), colocamos um elétron em cada orbital com spins paralelos antes de emparelhar elétrons.
A ordem de energia relevante para os primeiros níveis é:
Passo 4
Vamos preencher os elétrons um por um seguindo a ordem acima, lembrando que cada orbital tem capacidade:
-
comporta até elétrons, -
comporta até elétrons, - cada orbital
comporta até elétrons e o conjunto comporta até elétrons.
Começando com
elétrons:
- Preenchemos o orbital
com elétrons: sobra . - Preenchemos o orbital
com elétrons: sobra . - Restam
elétrons que irão para o conjunto : colocamos elétrons em .
Portanto a configuração eletrônica completa fica:
Passo 5
Agora a camada de valência: a camada de valência é aquela com maior número quântico principal
que contém elétrons. No carbono os elétrons ocupam até
, então a camada de valência é a
. Escrevemos a notação da camada de valência listando os orbitais dessa camada com seus elétrons:
Também é comum usar a forma abreviada (notação do gás nobre) para a configuração total: o hélio
representa
, então a configuração abreviada é
Passo 6
Comentário didático rápido para a prova (para você lembrar na hora): ao desenhar o diagrama de orbitais, para
aplique a regra de Hund — os dois elétrons ocupam orbitais
diferentes e ficam com spins paralelos, ou seja, há dois elétrons desemparelhados em dois dos três orbitais
. Isso ajuda a responder questões sobre magnetismo (carbono em estado atômico tem elétrons desemparelhados).
Resposta
Configuração completa:
\nCamada de valência:
(abreviado:
)