Escreva a configuração eletrônica dos elementos
.
Passo 1
O enunciado pede que eu escreva a configuração eletrônica dos seguintes átomos:
,
,
,
,
e
.
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: elétrons,
elétrons,
elétrons,
elétrons,
elétrons e
elétrons.
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:
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
, onde é o número quântico principal (nível, ex.: ) e é o tipo de subshell (s, p, d, f). - Capacidade de cada subshell:
comporta elétrons, comporta , comporta e comporta . 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
): orbitais com menor são preenchidos antes; se dois orbitais têm mesmo , preenche-se primeiro o de menor . Na prática a sequência útil é:
, , , , , , , , , , …
(esta sequência é suficiente para os átomos que estamos tratando). - Princípio de exclusão de Pauli: cada orbital comporta no máximo
elétrons com spins opostos. - Regra de Hund: ao preencher orbitais degenerados (ex.: os três orbitais
), 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 elétrons). Vou preencher seguindo a ordem:
-
comporta até elétrons. Coloco elétrons em : sobra elétron. - O próximo nível é
. Coloco o elétron restante em .
O preenchimento passo a passo (sem pular contas) é:
(2 elétrons) e depois
(1 elétron).
Passo 4
Configuração de
(8 elétrons). Preenchendo por blocos:
-
recebe elétrons → resta . -
recebe elétrons → resta . - Agora
comporta até elétrons; sobra elétrons para distribuir em . Pela regra de Hund, colocamos primeiro um elétron em cada uma das três orbitais (3 elétrons), e o quarto elétron emparelha em uma delas. Então .
Portanto o preenchimento em blocos é
.
Passo 5
Configuração de
(14 elétrons). Preenchimento por etapas:
-
→ resta . -
→ resta . -
(completa o nível ) → resta . Neste ponto os elétrons até somam , que é a configuração do gás nobre . Podemos usar a notação encolhida para indicar esses \10 elétrons. - Seguem
e : usa elétrons → resta . - Os
elétrons restantes vão em , dando .
Assim o preenchimento em blocos é
, que em notação com gás nobre fica
.
Passo 6
Configuração de
(26 elétrons). Vou usar a construção por blocos e a notação de gás nobre quando conveniente:
- Até
temos elétrons, ou seja . Resta elétrons para distribuir nos orbitais com e . - Pela ordem de preenchimento:
vem antes de , então coloco elétrons em → resta . - Esses
elétrons seguintes enchem parcialmente , dando .
Em bloco:
. Observação prática: embora em átomos neutros o
seja preenchido antes do
, na química de íons o
é frequentemente removido primeiro; para a configuração do átomo neutro usamos
.
Passo 7
Configuração de
(29 elétrons). Vamos aplicar a sequência e explicar a exceção famosa do cobre:
- Até
são elétrons → resta . - Pela ordem
antes de , preencheríamos (2 elétrons) deixando elétrons para , ou seja a configuração esperada pelo Aufbau estrito seria . - Porém o cobre real apresenta uma exceção: a configuração observada experimentalmente para o átomo neutro é
. Isso ocorre porque um subnível completamente cheio ( ) tem estabilidade extra (menor energia total devido à troca e emparelhamento favorável), e o custo de tirar um elétron de para completar é compensado energeticamente. Assim um elétron do “passa” para o , resultando em . - Em resumo: a configuração mais estável experimentalmente para
é .
Passo 8
Configuração de
(35 elétrons). Preenchimento por blocos:
- Até
temos elétrons → resta . -
recebe elétrons → resta . - Depois vem
que comporta até : coloco elétrons em → resta . - Os
elétrons restantes vão em , então .
Portanto o preenchimento em blocos é
.
Passo 9
Resumo rápido sobre notação e dicas para prova (curto e prático):
- Para átomos pequenos, conte os elétrons com a ordem
. - Use notação com gás nobre (
) para encurtar. - Lembre de que há exceções (como
) onde um elétron do passa para para obter estabilidade extra (subnível cheio ou meio cheio). - Se ficar inseguro, conte elétrons por blocos até atingir o número atômico e verifique capacidades
.