(a) Escreva a configuração do tipo caixa e a considerando o cerne e os eletrons extermos das seguintes espécies: i)
ii)
b) Diga qual elemento está relacionado com as seguintes configurações eletrônicas:
i) um átomo neutro com
ii) um átomo com carga
c) Escreva os números quânticos possíveis (
) de um elétron no orbital 3d um elétron no orbital 4s para o átomo de ferro.
b) Diga qual elemento está relacionado com as seguintes configurações eletrônicas:
i) um átomo neutro com
ii) um átomo com carga
c) Escreva os números quânticos possíveis (
Passo 1
O enunciado pede três coisas:
- (a) fazer o diagrama do tipo “caixa” (orbital boxes com setas) da configuração eletrônica de dois íons e indicar quais elétrons são do cerne (core) e quais são externos (valência);
- (b) identificar o elemento (ou cátion) a partir de duas configurações eletrônicas dadas;
- (c) escrever os números quânticos possíveis
para um elétron num orbital e num no átomo de ferro.
Para resolver isso precisamos lembrar () da ordem de preenchimento e esvaziamento de orbitais (princípio de Aufbau e remoção sempre de s antes de d), ( ) como montar diagramas de caixa com e , e ( ) o significado de cada número quântico.
Passo 2
(a–i) Cálculo para
.
. Começo pelo cálcio neutro:
.
. O cátion
perde primeiro os dois elétrons de
, ficando apenas com o core
.
. Diagrama de caixas até
, com
vazio:
Passo 3
(a–ii) Cálculo para
.
. Magnésio neutro:
.
. Para formar
removemos
elétrons de
(ficando
) e mais
elétrons de
, deixando
.
. Diagrama de caixas até
:
Após remoção de
em
:
Passo 4
(b–i) Átomo neutro com configuração
.
. Xenônio tem
.
. Somando
(
f),
(
d),
(
s) e
(
p) dá
.
. O elemento de número atômico
é o tálio,
.
Passo 5
(b–ii) Cátion com carga
e configuração
.
. Um cátion
com
elétrons em
tem no total
elétrons, logo o átomo neutro original tinha
elétrons.
. Mas não há elemento do bloco
com
. Em vez disso, usamos a ordem de remoção em transição: para manganês neutro (
), a configuração é
.
. Removendo
elétrons (
de
e
de
) sobra
.
. Logo o cátion é
(elemento manganês).
Passo 6
(c) Números quânticos possíveis para um elétron em orbital
e um em
no átomo de ferro.
. Orbital
:
-
, . -
pode ser . - Para cada
, ou .
. Orbital : -
, . - Só
. - E
ou .
Resposta
(a)
i) : diagrama de caixas até
preenchido e
vazio (veja o Passo
). Cerne
; elétrons de valência
.
ii) : diagrama até
(veja o Passo
). Cerne
; elétrons de valência
.
i)
ii)
(b)
i) (tálio).
ii) (manganês tetravalente).
i)
ii)
(c)
Orbital :
Orbital
Orbital
: