Escreva a configuração eletrônica dos seguintes íons e indique qual gás nobre cada um deles passa a ter a mesma configuração eletrônica:
\mathrm{S}^{2-}$

Passo 1

O enunciado pede duas coisas para o íon \mathrm{S}^{2-}:
  • Escrever a configuração eletrônica do íon \mathrm{S}^{2-}.
  • Indicar qual gás nobre tem a mesma configuração eletrônica (isto é, com quantos elétrons e qual símbolo do gás nobre).
Informações relevantes que temos (dados de tabela periódica que usaremos):
  • O número atômico do enxofre é Z=16. Isso significa que um átomo neutro de enxofre tem 16 elétrons.
  • O íon \mathrm{S}^{2-} tem ganho 2 elétrons em relação ao átomo neutro, portanto o número total de elétrons no íon será diferente do átomo neutro.

Passo 2

Calcular o número total de elétrons do íon \mathrm{S}^{2-}.
  • Um átomo neutro de enxofre tem 16 elétrons (porque Z=16).
  • O íon \mathrm{S}^{2-} ganhou 2 elétrons, então o total de elétrons é
16 + 2 = 18.
Portanto o íon \mathrm{S}^{2-} tem 18 elétrons.

Passo 3

Relembrando como montar a configuração eletrônica (princípios usados — versão prática para a prova).
  • Princípio de Aufbau (ordem de preenchimento): preencher os orbitais de menor energia para o maior. Para os níveis que nos interessam aqui a ordem é
1s,\;2s,\;2p,\;3s,\;3p,\;4s,\;3d,\dots
  • Princípio de exclusão de Pauli: cada orbital (por ex. 1s, 2p_x) comporta no máximo 2 elétrons, com spins opostos.
  • Regra de Hund: ao preencher orbitais degenerados (como 2p_x,2p_y,2p_z) coloque primeiro um elétron em cada orbital com spins paralelos antes de emparelhá-los.
Para este problema só precisamos preencher até os orbitais 3p porque temos 18 elétrons.

Passo 4

Montar a configuração passo a passo somando elétrons nos orbitais na ordem de energia.
Começamos com 18 elétrons disponíveis:
  • Preencher 1s: cabe 2 elétrons. 1s^2 \quad\text{(total até agora: }2\text{)}é
  • Preencher 2s: cabe 2 elétrons. 2s^2 \quad\text{(total até agora: }2+2=4\text{)}é
  • Preencher 2p: cabe 6 elétrons. 2p^6 \quad\text{(total até agora: }4+6=10\text{)}é
  • Preencher 3s: cabe 2 elétrons. 3s^2 \quad\text{(total até agora: }10+2=12\text{)}é
  • Preencher 3p: cabe até 6 elétrons. Temos ainda 18-12=6 elétrons restantes, portanto 3p fica completo com 6 elétrons: 3p^6 \quad\text{(total final: }12+6=18\text{)}

Passo 5

Escrever a configuração eletrônica completa obtida.
Juntando os blocos preenchidos:
1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6.
Essa é a configuração eletrônica do íon \mathrm{S}^{2-}.

Passo 6

Explicar a notação por gás nobre (shorthand) e identificar qual gás nobre corresponde a 18 elétrons.
  • A notação por gás nobre substitui a parte interna da configuração (os níveis preenchidos completos mais internos) pelo símbolo do gás nobre com o mesmo número de elétrons.
  • O gás nobre com 18 elétrons é o argônio, com símbolo \mathrm{Ar} (argônio tem Z=18).
  • Portanto a configuração pode ser escrita na forma abreviada como
[\mathrm{Ar}].
No formato expandido, isso corresponde precisamente à configuração que encontramos:
[\mathrm{Ar}] = 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6.

Passo 7

Interpretação final para a prova (dica prática e memória rápida).
  • Sempre que um ânion ganha elétrons, some esse número ao Z para saber quantos elétrons preencher.
  • Íons com 18 elétrons costumam ser isoeletrônicos com o argônio [\mathrm{Ar}]. Exemplos úteis para lembrar: \mathrm{S}^{2-}, \mathrm{Cl}^{-} (ambos têm 18 elétrons).
  • Na prova, escrever primeiro o número de elétrons e depois preencher em ordem 1s,2s,2p,3s,3p é a forma mais segura de não errar.

Resposta

\mathrm{S}^{2-}: 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6
Gás nobre equivalente: \mathrm{Ar} (argônio)

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