Escreva a configuração eletrônica detalhada para as seguintes espécies e em cada caso indique: quantos elétrons desemparelhados cada espécie possui.
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 Z=26, ou seja, o ferro neutro possui 26 elétrons para distribuir nos orbitais.

Passo 3

A ordem de energia dos orbitais até o nível 4s e 3d é dada por
1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d.
Então vamos preencher um a um até totalizar 26 elétrons, lembrando que cada orbital comporta no máximo dois elétrons.

Passo 4

Distribuindo os 26 elétrons, obtemos a configuração completa:
1s^2,\;2s^2,\;2p^6,\;3s^2,\;3p^6,\;4s^2,\;3d^6.
Em forma detalhada, indicando spins, tem-se:
1s\!\uparrow\downarrow,\;2s\!\uparrow\downarrow,\;2p\,(↑↓,\;↑↓,\;↑↓),\;3s\!\uparrow\downarrow,\;3p\,(↑↓,\;↑↓,\;↑↓),\;4s\!\uparrow\downarrow,\;3d\,(↑,\;↑,\;↑,\;↑,\;↑)\;+\;(↑)\!,
onde no conjunto 3d 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 3d 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:
1s^2,\;2s^2,\;2p^6,\;3s^2,\;3p^6,\;4s^2,\;3d^6
Número de elétrons desemparelhados: 4.

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