Escreva a configuração eletrônica do
.
Ele é diamagnético ou paramagnético? Justifique.
Ele é diamagnético ou paramagnético? Justifique.
Passo 1
O enunciado pede duas coisas: (1) escrever a configuração eletrônica do arsênico neutro, cujo número atômico é
(ou seja, tem
elétrons), e (2) dizer se ele é diamagnético ou paramagnético, justificando a resposta.
Informações relevantes fornecidas: o átomo é neutro e tem elétrons totais.
Informações relevantes fornecidas: o átomo é neutro e tem
Passo 2
Conceitos e regras que vamos usar (explicados de forma simples):
-
Princípio de exclusão de Pauli: cada orbital pode comportar no máximo
elétrons, com spins opostos. Então um orbital recebe primeiro um elétron e só depois outro com spin contrário. -
Regra de Hund: quando temos orbitais degenerados (mesma energia), como os três orbitais
de um mesmo nível, os elétrons ocupam orbital por orbital com spins paralelos antes de emparelhar. Isso maximiza o número de elétrons desemparelhados. -
Regra de Aufbau (ordem de preenchimento): os orbitais se preenchem em ordem crescente de energia. Uma maneira prática de lembrar a ordem é a sequência:
, , , , , , , , , …
Isto vem da regra(onde é o número quântico principal e o azimutal), mas aqui vamos usar a ordem conhecida para construir a configuração.
Passo 3
Vamos preencher os elétrons seguindo a ordem e contando até
. Em cada subshell anoto quantos elétrons cabem:
-
comporta até elétrons, -
comporta até , -
comporta até .
Agora preenchemos sequencialmente, anotando o total acumulado.
Passo 4
Preenchimento passo a passo (cada linha: subshell
elétrons adicionados
total acumulado):
-
adiciona ; total . -
adiciona ; total . -
adiciona ; total . -
adiciona ; total . -
adiciona ; total . -
adiciona ; total . -
adiciona ; total . -
adiciona ; total .
Portanto a configuração completa, seguindo a ordem, fica:
Passo 5
Forma curta (notação do gás nobre): o gás nobre anterior ao arsênico é o argônio
, que corresponde a
. Substituindo essa parte por
obtemos:
Ambas as representações (completa e abreviada) representam o mesmo arranjo de
elétrons.
Passo 6
Agora verificamos a magnetização (diamagético vs paramagnético):
-
Definições rápidas: um átomo é diamagnético se todos os elétrons estiverem emparelhados; é paramagnético se tiver pelo menos um elétron desemparelhado (esses elétrons produzem um momento magnético que responde a um campo externo).
-
Observando a configuração, as camadas internas
estão todas preenchidas e, portanto, com elétrons emparelhados. A única subshell parcialmente preenchida é . -
Um orbital
tem três orbitais degenerados ( ). Pela regra de Hund, os elétrons de ocupam os três orbitais separadamente com spins paralelos, ou seja, cada um desses elétrons fica desemparelhado.
Logo o arsênico neutro tem
elétrons desemparelhados e, portanto, é paramagnético.
Resposta
Paramagnético — possui