Escreva a configuração eletrônica para os seguintes íons:
e)
.
e)
Passo 1
O que o enunciado pede e o que já nos foi dado:
- Pede-se escrever a configuração eletrônica do íon
. - O enunciado apresenta a notação sugerida
(isto parece ser a configuração do íon). - Informação útil que vamos usar: o número atômico do gadolínio é
(ou seja, o átomo neutro tem elétrons).
Passo 2
Como vamos proceder (regras básicas necessárias antes de calcular):
- Regra de Aufbau (preenchimento): preencher os orbitais em ordem aproximada de energia crescente (corespondente, grosso modo, à sequência
antes de e , etc.). - Princípio de exclusão de Pauli: cada orbital acomoda no máximo dois elétrons com spins opostos.
- Regra de Hund: em orbitais degenerados (mesma energia), colocar um elétron em cada orbital com spins paralelos antes de parear.
- Para formar cátions, remover elétrons a partir dos orbitais com maior número quântico principal
(ou seja, elétrons de valência são removidos antes dos e quando pertencem a camadas mais externas). Isto é especialmente importante para metais de transição e lantanídeos.
Passo 3
Escrever a configuração do átomo neutro
(passo intermediário necessário):
- Sabendo que
, primeiro usamos o núcleo noble que corresponde a elétrons (ou seja, todos os níveis até ). - Restam
elétrons a colocar nos orbitais após . Pela ordem prática de preenchimento para os lantanídeos, a configuração do átomo neutro é
- Observação didática rápida: Gd é um caso “especial” porque a configuração estabelece um
meio preenchido e um elétron em ; isso minimiza a energia total.
Passo 4
Formação do íon
: de onde saem os elétrons
- Para formar
removem-se elétrons do átomo neutro. Segundo a regra prática para remoção, tira-se primeiro dos orbitais com maior : aqui os elétrons ( ) saem antes dos ( ) e dos ( ). - Remoção passo a passo:
- Remover
elétrons de → fica sem elétrons em . - Remover
elétron de → fica vazio.
- Remover
- Assim, após remover os três elétrons, sobra apenas o bloco
além do núcleo .
Passo 5
Escrever a configuração final do íon e verificar a contagem de elétrons:
- A configuração resultante é
- Verificação da contagem:
tem elétrons; somando elétrons em dá , que coincide com elétrons do íon . Logo está consistente.
Passo 6
Comentário pedagógico e dica para prova
- Regra mnemônica útil: para íons de metais de transição e lantanídeos, lembre que os elétrons do orbital
mais externo são removidos antes dos e , mesmo que no preenchimento o venha primeiro. - Caso quiser memorizar por estabilidade:
é meio preenchido e confere estabilidade adicional — por isso Gd tende a deixar intacto no estado . - Exemplo rápido:
fica apenas ; fica .