Escreva a configuração eletrônica (ex.:
) para Be, F, Fe, Co e Ni. Quantos elétrons há no subnível 3d destes três últimos elementos?
Passo 1
O enunciado pede duas coisas:
- Escrever a configuração eletrônica (no formato tipo
) para os elementos Be, F, Fe, Co e Ni. - Dizer quantos elétrons há no subnível
dos três últimos elementos (Fe, Co e Ni).
Informações relevantes que vou usar (tiradas da tabela periódica):
- Número atômico (número de elétrons em átomo neutro) de cada elemento:
- Berílio:
. - Flúor:
. - Ferro:
. - Cobalto:
. - Níquel:
.
- Berílio:
Passo 2
Conceitos e regras essenciais — vou explicar devagar e com exemplos pequenos para você poder aplicar na prova:
- Capacidade dos subníveis
- Um orbital
comporta no máximo 2 elétrons; um subnível comporta no máximo 6 elétrons; um subnível comporta no máximo 10 elétrons; comporta 14, etc. - Em forma de lembrete:
.
- Em forma de lembrete:
- Princípio de Aufbau (ordem de preenchimento)
- Os elétrons ocupam primeiro os orbitais de menor energia. A ordem prática (a que usamos na maioria das questões) é:
- Observação importante: embora
ocupe antes de na construção do átomo neutro, quando o átomo vira íon costuma-se remover elétrons de antes de . Isso é só um detalhe útil para questões de oxidação; mas para as configurações pedidas aqui seguimos a ordem de preenchimento acima.
- Princípio de exclusão de Pauli
- Cada orbital pode ter no máximo dois elétrons com spins opostos. Isso justifica os expoentes
em , etc.
- Regra de Hund (para orbitais degenerados como
ou )
- Ao preencher orbitais do mesmo subnível, primeiro coloca-se um elétron em cada orbital com spins paralelos antes de emparelhar.
Vou aplicar essas regras passo a passo para cada elemento.
Passo 3
Configuração do Berílio (
) — passo a passo:
- Começamos preenchendo
. comporta até 2 elétrons, então colocamos . Elétrons usados: . Restam elétrons. - Próximo orbital é
. Colocamos os 2 elétrons restantes em : . - Não há elétrons sobrando. Portanto a configuração fica:
.
Explicação didática curta: foi só seguir a ordem
depois
, respeitando que
aceita até 2 elétrons.
Passo 4
Configuração do Flúor (
) — passo a passo:
- Preenchemos
. Elétrons usados: . Restam . - Em seguida
. Usamos mais 2. Restam . - Próximo subnível é
, que aceita até 6 elétrons. Colocamos os 5 elétrons restantes em : . - Não há mais elétrons. Logo a configuração é:
.
Dica prática: para elementos até a segunda linha da tabela periódica (até Neônio) basta lembrar da sequência
.
Passo 5
Estratégia para elementos maiores (Fe, Co, Ni): usar o núcleo de gás nobre
para simplificar.
- O argônio
representa a configuração até , isto é:
,
que corresponde aelétrons no total. - Então, para um elemento de número atômico
maior que , subtrai-se e distribui-se o restante pelos orbitais seguintes na ordem então (seguindo Aufbau).
Vou aplicar isso nos três elementos.
Passo 6
Configuração do Ferro (
) — passo a passo e explicação:
- Partimos de
que já usa elétrons. Restam elétrons para colocar. - Segundo a ordem, enchemos
antes de . aceita até 2 elétrons: colocamos . Agora restam . - Os
elétrons restantes vão para o subnível : . - Assim a configuração completa pode ser escrita como:
. - Número de elétrons no subnível
para o ferro: .
Comentário amigável: algumas vezes se escreve
(a ordem entre blocos
e
na notação não muda a quantidade de elétrons), mas é comum e claro usar
.
Passo 7
Configuração do Cobalto (
) — passo a passo:
- Começamos por
(18 elétrons). Restam . - Preenchemos
(2 elétrons): restam . - Os
restantes vão para : . - Configuração final:
. - Número de elétrons no subnível
para o cobalto: .
Passo 8
Configuração do Níquel (
) — passo a passo:
- Começamos por
. Restam elétrons. - Colocamos
(2 elétrons): restam . - Os
restantes ocupam : . - Configuração final:
. - Número de elétrons no subnível
para o níquel: .
Passo 9
Observações úteis para a prova (curtas e práticas):
- Para elementos pequenos (Be, F) é direto seguir
. - Para elementos de transição (Fe, Co, Ni) é prático usar
e depois distribuir os elétrons restantes em e . - Lembre-se das exceções famosas (ex.: Cr, Cu) — não se preocupe agora porque não aparecem na sua lista, mas fique atento se aparecerem outros elementos na prova.
- Se precisar determinar íons, lembre que, na prática, elétrons saem primeiro de
e depois de .
Resposta
Be:
F:
Fe:
Co:
Ni:
F:
Fe:
Co:
Ni:
Fe (subnível
):
Co (subnível ):
Ni (subnível ):
Co (subnível
Ni (subnível