Escreva a configuração eletrônica do \mathrm{As}(Z=33).
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 Z=33 (ou seja, tem 33 elétrons), e (2) dizer se ele é diamagnético ou paramagnético, justificando a resposta.
Informações relevantes fornecidas: o átomo é neutro e tem 33 elétrons totais.

Passo 2

Conceitos e regras que vamos usar (explicados de forma simples):
  • Princípio de exclusão de Pauli: cada orbital pode comportar no máximo 2 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 p 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:
    1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, …
    Isto vem da regra n+\ell (onde n é o número quântico principal e \ell 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 33. Em cada subshell anoto quantos elétrons cabem:
  • s comporta até 2 elétrons,
  • p comporta até 6,
  • d comporta até 10.
Agora preenchemos sequencialmente, anotando o total acumulado.

Passo 4

Preenchimento passo a passo (cada linha: subshell \to elétrons adicionados \to total acumulado):
  • 1s^2 \Rightarrow adiciona 2; total =2.
  • 2s^2 \Rightarrow adiciona 2; total =4.
  • 2p^6 \Rightarrow adiciona 6; total =10.
  • 3s^2 \Rightarrow adiciona 2; total =12.
  • 3p^6 \Rightarrow adiciona 6; total =18.
  • 4s^2 \Rightarrow adiciona 2; total =20.
  • 3d^{10} \Rightarrow adiciona 10; total =30.
  • 4p^3 \Rightarrow adiciona 3; total =33.
Portanto a configuração completa, seguindo a ordem, fica:
1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6\,4s^2\,3d^{10}\,4p^3.

Passo 5

Forma curta (notação do gás nobre): o gás nobre anterior ao arsênico é o argônio [\text{Ar}], que corresponde a 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6. Substituindo essa parte por [\text{Ar}] obtemos:
[\text{Ar}]\,4s^2\,3d^{10}\,4p^3.
Ambas as representações (completa e abreviada) representam o mesmo arranjo de 33 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 1s^2,2s^2,2p^6,3s^2,3p^6,4s^2,3d^{10} estão todas preenchidas e, portanto, com elétrons emparelhados. A única subshell parcialmente preenchida é 4p^3.
  • Um orbital p tem três orbitais degenerados ( p_x,p_y,p_z). Pela regra de Hund, os 3 elétrons de 4p^3 ocupam os três orbitais separadamente com spins paralelos, ou seja, cada um desses 3 elétrons fica desemparelhado.
Logo o arsênico neutro tem 3 elétrons desemparelhados e, portanto, é paramagnético.

Resposta

1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6\,4s^2\,3d^{10}\,4p^3 ( [\text{Ar}]\,4s^2\,3d^{10}\,4p^3)
Paramagnético — possui 3 elétrons desemparelhados.

Exercícios relacionados