Escreva as configurações eletrônicas dos seguintes íons e determine quais têm configurações de gás nobre:
\mathrm{As}^{3-},
\mathrm{As}^{3-},
Passo 1
O enunciado pede duas coisas para o íon
:
- escrever a configuração eletrônica do íon;
- dizer se essa configuração corresponde à de um gás nobre.
Informações dadas/úteis (tiradas do enunciado e do conhecimento periódico):
- o íon é
(arsênio com carga ).
Passo 2
Determinar o número de elétrons do íon. Primeiro preciso do número atômico do arsênio:
- o número atômico de
é (isto é, o átomo neutro de tem elétrons).
Passo 3
Calcular o número de elétrons no íon
. Regra prática:
- para um ânion (carga negativa) adiciona-se elétrons: número de elétrons =
(valor absoluto da carga).
Portanto
Passo 4
Relembrar as regras para montar a configuração eletrônica (explicação didática, sem pular etapas):
- Princípio de Aufbau: preencher os orbitais em ordem de energia crescente:
. - Princípio de Pauli: cada orbital comporta no máximo dois elétrons com spins opostos.
- Regra de Hund: ao preencher orbitais degenerados (por exemplo os três
ou os cinco ), colocar primeiro um elétron em cada orbital com spins paralelos antes de emparelhar.
Observação importante para este problema: estamos apenas preenchendo até atingir 36 elétrons (não há remoção), então a ordem de preenchimento acima é a que usamos.
Passo 5
Preencher os orbitais, contando elétrons até
. Vou colocar os blocos e somar os elétrons passo a passo (cada bloco com sua capacidade máxima):
-
cabe : acumulado . -
cabe : acumulado . -
cabe : acumulado . -
cabe : acumulado . -
cabe : acumulado . -
cabe : acumulado . -
cabe : acumulado . -
cabe : acumulado .
Como chegamos exatamente a
elétrons ao preencher até
, a configuração completa fica:
Passo 6
Escrever a forma condensada (usando o gás nobre anterior) e interpretar se é configuração de gás nobre:
- O gás nobre com
elétrons é o criptônio, (número atômico ). - Portanto a configuração pode ser escrita de forma condensada como
. - Ter a configuração eletrônica igual à de um gás nobre significa exatamente que o íon é isoeletrônico com esse gás nobre e possui camada de valência completa (situação energeticamente estável).
Passo 7
Conclusão didática final:
- O íon
tem elétrons, tem a configuração completa até , e é isoeletrônico com . Logo sua configuração é a mesma de um gás nobre (criptônio), o que explica a estabilidade extra do íon com carga .