Escreva a configuração eletrônica para o estado fundamental dos átomos dos elementos
. Verifique quantos elétrons desemparelhados cada um apresenta.
Passo 1
Beleza, o exercício pede pra escrever a configuração eletrônica no estado fundamental de Ga, Ge, As, Se, Br, In e Tl e, depois, dizer quantos elétrons estão desemparelhados em cada átomo. O conteúdo aqui é “estruturas eletrônicas” e a gente vai usar o princípio de Aufbau (ordem de preenchimento dos orbitais), o princípio de Pauli (no máximo 2 elétrons por orbital, com spins opostos) e a regra de Hund (quando houver orbitais degenerate em um subnível, a gente coloca primeiro 1 elétron em cada antes de emparelhar).
Passo 2
Revisão rápida da teoria:
- Orbitais são organizados assim:
1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → 5s → 4d → 5p → 6s → 4f → 5d → 6p … - A regra de Aufbau diz pra preencher na ordem acima.
- O princípio de Pauli diz que cada orbital só comporta até 2 elétrons, com spins opostos.
- A regra de Hund diz que, em subníveis p, d, f, você coloca primeiro um elétron em cada orbital equivalente (mesma energia) antes de fazer pares.
Passo 3
Vamos começar por Ga (Z=31), Ge (Z=32) e As (Z=33). A ideia é usar a “shorthand” com o gás nobre anterior, que é Ar (Z=18):
-
Ga (31): [Ar] + preencher até o elétron 31:
4s² (2 elétrons) → 3d¹⁰ (10 elétrons) → 4p¹ (1 elétron)
Configuração:
4p¹ tem 1 elétron num orbital p (3 orbitais p disponíveis), então 1 elétron desemparelhado. -
Ge (32): [Ar] + 4s² 3d¹⁰ 4p²
Esses 2 elétrons vão ocupar dois orbitais p separados (regra de Hund), ou seja, 2 elétrons desemparelhados. -
As (33): [Ar] + 4s² 3d¹⁰ 4p³
Aqui cada um dos 3 orbitais p recebe 1 elétron antes de formar par, logo 3 elétrons desemparelhados.
Passo 4
Agora Se (Z=34) e Br (Z=35), continuando a preencher o subnível 4p:
-
Se (34): [Ar] +4s² 3d¹⁰ 4p⁴
Num subnível p com 3 orbitais, o 4º elétron emparelha um orbital que já tinha um elétron. Resta 2 orbitais com 1 elétron cada → 2 elétrons desemparelhados. -
Br (35): [Ar] +4s² 3d¹⁰ 4p⁵
Aqui 5 elétrons em p: 2 orbitais ficam emparelhados e sobra 1 orbital com 1 elétron → 1 elétron desemparelhado.
Passo 5
Agora vamos para In (Z=49) e Tl (Z=81). Usamos gás nobre Kr (Z=36) pra In e Xe (Z=54) pra Tl:
-
In (49): [Kr] + 5s² 4d¹⁰ 5p¹
Esse 5p¹ é um único elétron num orbital p → 1 elétron desemparelhado. -
Tl (81): [Xe] + 6s² 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6p¹
Mesma ideia: 1 elétron no orbital 6p → 1 elétron desemparelhado.
Resposta
Ga:
, 1 elétron desemparelhado
Ge: , 2 elétrons desemparelhados
As: , 3 elétrons desemparelhados
Se: , 2 elétrons desemparelhados
Br: , 1 elétron desemparelhado
In: , 1 elétron desemparelhado
Tl: , 1 elétron desemparelhado
Ge:
As:
Se:
Br:
In:
Tl: