Escreva as configurações eletrônicas para os seguintes íons
(b) \mathrm{Ga}^{+}

Passo 1

O exercício pede: escrever a configuração eletrônica do íon \mathrm{Ga}^{+}.
Informações dadas/implícitas: o elemento é o gálio com carga +1 (ou seja, perdeu um elétron em relação ao átomo neutro). Não há outras informações no enunciado.

Passo 2

Descobrir quantos elétrons tem o átomo neutro de gálio e quantos resta no íon.
O número atômico do gálio é \,Z=31, portanto o átomo neutro de gálio tem \,31 elétrons. Como o íon é \mathrm{Ga}^{+}, ele perdeu um elétron, então o íon tem 31-1=30 elétrons.

Passo 3

Lembrar as regras básicas para montar configurações eletrônicas (mini-aula):
  • Princípio de Aufbau: os elétrons ocupam os orbitais em ordem de energia crescente. Uma sequência útil (resumida) é \,1s,\,2s,\,2p,\,3s,\,3p,\,4s,\,3d,\,4p,\dots.
  • Princípio de exclusão de Pauli: cada orbital comporta no máximo 2 elétrons (com spins opostos).
  • Regra de Hund: em subníveis degenerate (por exemplo os três orbitais p), os elétrons ocupam orbitais separados com spins paralelos antes de emparelhar.
  • Capacidades: s comporta 2 elétrons, p comporta 6, d comporta 10, f comporta 14.

Passo 4

Montar a configuração do gálio neutro passo a passo (mini-aula aplicada):
  • Primeiro preenchemos até o gás nobre anterior, argônio, que tem 18 elétrons. Em notação de gás nobre isso é [\mathrm{Ar}].
  • Restam 31-18=13 elétrons para distribuir além de [\mathrm{Ar}].
  • Pela ordem de enchimento: preenchemos 4s com 2 elétrons: sobram 13-2=11.
  • Em seguida vem 3d, que aceita até 10: colocamos 10 elétrons em 3d: sobram 11-10=1.
  • Finalmente colocamos 1 elétron em 4p.
    Logo a configuração eletrônica do gálio neutro é \,[\mathrm{Ar}]\,3d^{10}\,4s^{2}\,4p^{1}.

Passo 5

Explicar a remoção de elétrons para formar íons (mini-aula):
  • Ao formar cátions, remove-se elétrons dos orbitais com maior número quântico principal n primeiro (os elétrons mais externos). Para os elementos do bloco p e d isso geralmente significa remover de np antes de ns, e dos metais de transição frequentemente remove-se ns antes de nd quando aplicável.
  • No caso do gálio, os orbitais de maior n ocupados são os de n=4: temos 4p^1 e 4s^2. O elétron mais externo e de maior energia é o do 4p, então ao tirar um elétron (para formar \mathrm{Ga}^{+}) removemos o elétron de 4p.

Passo 6

Aplicando a remoção: começando de [\mathrm{Ar}]\,3d^{10}\,4s^{2}\,4p^{1} e retirando o único elétron de 4p, ficamos com os 30 elétrons distribuídos como [\mathrm{Ar}]\,3d^{10}\,4s^{2}. Observação: isso torna a configuração do \mathrm{Ga}^{+} igual à do zinco neutro ( Z=30).

Resposta

[\mathrm{Ar}]\,3d^{10}\,4s^{2}

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