Escreva a configuração eletrônica detalhada para as seguintes espécies e em cada caso indique: quantos elétrons desemparelhados cada espécie possui.
Fe ;
Fe ;
Passo 1
O enunciado pede a configuração eletrônica detalhada do átomo de ferro neutro e, em seguida, o número de elétrons desemparelhados dessa espécie. O conteúdo necessário envolve o princípio de Aufbau (preenchimento dos orbitais na ordem de energia crescente), o princípio de exclusão de Pauli (no máximo dois elétrons por orbital, com spins opostos) e a regra de Hund (maximizar o número de elétrons desemparelhados em orbitais degenerados).
Passo 2
O número atômico do ferro é
, ou seja, o ferro neutro possui
elétrons para distribuir nos orbitais.
Passo 3
A ordem de energia dos orbitais até o nível 4s e 3d é dada por
Então vamos preencher um a um até totalizar
elétrons, lembrando que cada orbital comporta no máximo dois elétrons.
Passo 4
Distribuindo os
elétrons, obtemos a configuração completa:
Em forma detalhada, indicando spins, tem-se:
onde no conjunto
seis elétrons ocupam cinco orbitais segundo Hund, emparelhando um orbital e deixando quatro com um elétron cada.
Passo 5
Pela regra de Hund, nos cinco orbitais
os primeiros cinco elétrons ocupam-se desemparelhados; o sexto elétron emparelha um desses orbitais. Logo, há quatro orbitais com elétrons não pareados.
Resposta
Configuração eletrônica detalhada do ferro neutro:
Número de elétrons desemparelhados: 4.