Escreva a configuração eletrônica dos elementos
{ }_{3} \mathrm{Li},{ }_{26} \mathrm{Fe},{ }_{29} \mathrm{Cu},{ }_{8} \mathrm{O},{ }_{35} \mathrm{Br} \mathrm{e}_{14} \mathrm{Si}.

Passo 1

O enunciado pede que eu escreva a configuração eletrônica dos seguintes átomos: {}_{3}\mathrm{Li}, {}_{26}\mathrm{Fe}, {}_{29}\mathrm{Cu}, {}_{8}\mathrm{O}, {}_{35}\mathrm{Br} e {}_{14}\mathrm{Si}.
As informações relevantes que já estão no enunciado são os símbolos dos elementos e seus números atômicos (o número atômico indica a quantidade de elétrons em um átomo neutro). Portanto vou usar os seguintes números de elétrons: {}_{3}\mathrm{Li}\Rightarrow 3 elétrons, {}_{8}\mathrm{O}\Rightarrow 8 elétrons, {}_{14}\mathrm{Si}\Rightarrow 14 elétrons, {}_{26}\mathrm{Fe}\Rightarrow 26 elétrons, {}_{29}\mathrm{Cu}\Rightarrow 29 elétrons e {}_{35}\mathrm{Br}\Rightarrow 35 elétrons.

Passo 2

Antes de preencher os elétrons, preciso usar as regras básicas que determinam a ordem de ocupação das orbitais. Vou explicar de forma simples e prática:
  • Cada orbital é identificado por n\ell, onde n é o número quântico principal (nível, ex.: 1,2,3,\dots) e \ell é o tipo de subshell (s, p, d, f).
  • Capacidade de cada subshell: s comporta 2 elétrons, p comporta 6, d comporta 10 e f comporta 14. Vou usar isso para controlar quantos elétrons cabem em cada passo.
  • Regra de Aufbau (ordem de preenchimento): normalmente usamos a regra de Madelung (ou regra n+\ell): orbitais com menor n+\ell são preenchidos antes; se dois orbitais têm mesmo n+\ell, preenche-se primeiro o de menor n. Na prática a sequência útil é:
    1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, …
    (esta sequência é suficiente para os átomos que estamos tratando).
  • Princípio de exclusão de Pauli: cada orbital comporta no máximo 2 elétrons com spins opostos.
  • Regra de Hund: ao preencher orbitais degenerados (ex.: os três orbitais 2p), os elétrons ocupam primeiro cada orbital com spins paralelos (um em cada) antes de começarem a emparelhar.
Com essas regras em mente eu vou preencher os elétrons um a um (em blocos) para cada átomo.

Passo 3

Configuração de {}_{3}\mathrm{Li} (3 elétrons). Vou preencher seguindo a ordem:
  • 1s comporta até 2 elétrons. Coloco 2 elétrons em 1s: sobra 3-2=1 elétron.
  • O próximo nível é 2s. Coloco o elétron restante em 2s.
O preenchimento passo a passo (sem pular contas) é: 1s^2 (2 elétrons) e depois 2s^1 (1 elétron).

Passo 4

Configuração de {}_{8}\mathrm{O} (8 elétrons). Preenchendo por blocos:
  • 1s recebe 2 elétrons → resta 8-2=6.
  • 2s recebe 2 elétrons → resta 6-2=4.
  • Agora 2p comporta até 6 elétrons; sobra 4 elétrons para distribuir em 2p. Pela regra de Hund, colocamos primeiro um elétron em cada uma das três orbitais 2p (3 elétrons), e o quarto elétron emparelha em uma delas. Então 2p^4.
Portanto o preenchimento em blocos é 1s^2\,2s^2\,2p^4.

Passo 5

Configuração de {}_{14}\mathrm{Si} (14 elétrons). Preenchimento por etapas:
  • 1s^2 → resta 14-2=12.
  • 2s^2 → resta 12-2=10.
  • 2p^6 (completa o nível n=2) → resta 10-6=4. Neste ponto os elétrons até 2p somam 10, que é a configuração do gás nobre \mathrm{Ne}. Podemos usar a notação encolhida [\mathrm{Ne}] para indicar esses \10 elétrons.
  • Seguem 3s e 3p: 3s^2 usa 2 elétrons → resta 4-2=2.
  • Os 2 elétrons restantes vão em 3p, dando 3p^2.
Assim o preenchimento em blocos é 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^2, que em notação com gás nobre fica [\mathrm{Ne}]\,3s^2\,3p^2.

Passo 6

Configuração de {}_{26}\mathrm{Fe} (26 elétrons). Vou usar a construção por blocos e a notação de gás nobre quando conveniente:
  • Até [\mathrm{Ar}] temos 18 elétrons, ou seja 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6. Resta 26-18=8 elétrons para distribuir nos orbitais com n\ge 4 e 3d.
  • Pela ordem de preenchimento: 4s vem antes de 3d, então coloco 2 elétrons em 4s → resta 8-2=6.
  • Esses 6 elétrons seguintes enchem parcialmente 3d, dando 3d^6.
Em bloco: [\mathrm{Ar}]\,4s^2\,3d^6. Observação prática: embora em átomos neutros o 4s seja preenchido antes do 3d, na química de íons o 4s é frequentemente removido primeiro; para a configuração do átomo neutro usamos [\mathrm{Ar}]\,4s^2\,3d^6.

Passo 7

Configuração de {}_{29}\mathrm{Cu} (29 elétrons). Vamos aplicar a sequência e explicar a exceção famosa do cobre:
  • Até [\mathrm{Ar}] são 18 elétrons → resta 29-18=11.
  • Pela ordem 4s antes de 3d, preencheríamos 4s^2 (2 elétrons) deixando 9 elétrons para 3d, ou seja a configuração esperada pelo Aufbau estrito seria [\mathrm{Ar}]\,4s^2\,3d^9.
  • Porém o cobre real apresenta uma exceção: a configuração observada experimentalmente para o átomo neutro é [\mathrm{Ar}]\,4s^1\,3d^{10}. Isso ocorre porque um subnível d completamente cheio ( 3d^{10}) tem estabilidade extra (menor energia total devido à troca e emparelhamento favorável), e o custo de tirar um elétron de 4s para completar 3d é compensado energeticamente. Assim um elétron do 4s “passa” para o 3d, resultando em 4s^1\,3d^{10}.
  • Em resumo: a configuração mais estável experimentalmente para {}_{29}\mathrm{Cu} é [\mathrm{Ar}]\,4s^1\,3d^{10}.

Passo 8

Configuração de {}_{35}\mathrm{Br} (35 elétrons). Preenchimento por blocos:
  • Até [\mathrm{Ar}] temos 18 elétrons → resta 35-18=17.
  • 4s^2 recebe 2 elétrons → resta 17-2=15.
  • Depois vem 3d que comporta até 10: coloco 10 elétrons em 3d → resta 15-10=5.
  • Os 5 elétrons restantes vão em 4p, então 4p^5.
Portanto o preenchimento em blocos é [\mathrm{Ar}]\,4s^2\,3d^{10}\,4p^5.

Passo 9

Resumo rápido sobre notação e dicas para prova (curto e prático):
  • Para átomos pequenos, conte os elétrons com a ordem 1s,2s,2p,3s,3p,4s,3d,\dots.
  • Use notação com gás nobre ( [\mathrm{He}], [\mathrm{Ne}], [\mathrm{Ar}]) para encurtar.
  • Lembre de que há exceções (como {}_{29}\mathrm{Cu}) onde um elétron do 4s passa para 3d para obter estabilidade extra (subnível d cheio ou meio cheio).
  • Se ficar inseguro, conte elétrons por blocos até atingir o número atômico e verifique capacidades s:2,\\ p:6,\\ d:10.

Resposta

{}_{3}\mathrm{Li}:\;1s^2\,2s^1
{}_{8}\mathrm{O}:\;1s^2\,2s^2\,2p^4
{}_{14}\mathrm{Si}:\;[\mathrm{Ne}]\,3s^2\,3p^2
{}_{26}\mathrm{Fe}:\;[\mathrm{Ar}]\,4s^2\,3d^6
{}_{29}\mathrm{Cu}:\;[\mathrm{Ar}]\,4s^1\,3d^{10}
{}_{35}\mathrm{Br}:\;[\mathrm{Ar}]\,4s^2\,3d^{10}\,4p^5

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