Escreva as configurações eletrônicas dos seguintes íons e determine quais têm configurações de gás nobre:
\mathrm{Cd}^{2+},

Passo 1

O enunciado pede duas coisas para o íon \mathrm{Cd}^{2+}:
  • Escrever a configuração eletrônica do íon \mathrm{Cd}^{2+}.
  • Determinar se essa configuração corresponde a uma configuração de gás nobre.
Informações dadas / que vamos usar:
  • O íon em questão é \mathrm{Cd}^{2+} (cádmio com carga +2).
  • Precisamos saber o número atômico do cádmio para contar elétrons (vou usar Z = número de prótons = número de elétrons no átomo neutro).

Passo 2

Achar o número de elétrons envolvidos.
  • O número atômico do cádmio é Z=48. Isso significa que o átomo neutro de cádmio tem 48 elétrons.
  • O íon \mathrm{Cd}^{2+} perdeu dois elétrons, então o número de elétrons do íon é
48-2=46.

Passo 3

Relembrar rapidamente as regras de preenchimento de orbitais (para entender de onde os elétrons saem e como montar a configuração):
  • Ordem de preenchimento (Aufbau) em termos de níveis e subníveis mais comuns: 1s,2s,2p,3s,3p,4s,3d,4p,5s,4d,5p,\dots. Isso nos diz a sequência na qual os elétrons ocupam os orbitais no átomo neutro.
  • Ao formar cátions de elementos de transição, os elétrons do subnível com maior número quântico principal n (o nível energético mais externo) são removidos primeiro. Assim, para cádmio (um elemento de transição tardio), os elétrons 5s são removidos antes dos elétrons 4d.
  • Um subnível completamente cheio (por exemplo 4d^{10}) é particularmente estável, mas isso não transforma automaticamente a configuração em uma configuração de gás nobre (que exige camadas externas s e p preenchidas conforme um gás nobre).

Passo 4

Escrever a configuração eletrônica do átomo neutro de cádmio (para depois remover elétrons):
  • Usando a notação com gás nobre que precede na tabela, o krypton ( \mathrm{Kr}) representa os primeiros 36 elétrons.
  • A configuração do átomo neutro de cádmio é então
\mathrm{Cd}:\\ [\mathrm{Kr}]\,4d^{10}\,5s^{2}.
Verificação por contagem: 36 (do [\mathrm{Kr}]) +\;10 ( 4d^{10}) +\;2 ( 5s^{2}) =48 elétrons, que é correto.

Passo 5

Formação do íon \mathrm{Cd}^{2+}: remover os elétrons mais externos.
  • Como explicado, ao ionizar metais de transição remove-se primeiro o elétron do nível com maior n. No cádmio, os dois elétrons removidos vêm do orbital 5s.
  • Portanto, removendo 5s^{2} da configuração do átomo neutro:
\mathrm{Cd}^{2+}:\\ [\mathrm{Kr}]\,4d^{10}.
Contagem: 36+10=46 elétrons, conforme calculado antes.

Passo 6

Explicar o que significa “configuração de gás nobre” e verificar se [\mathrm{Kr}]\,4d^{10} é uma delas.
  • Uma configuração de gás nobre significa ter a mesma configuração eletrônica completa de um dos gases nobres (por exemplo [\mathrm{He}],[\mathrm{Ne}],[\mathrm{Ar}],[\mathrm{Kr}],[\mathrm{Xe}],\dots). Isso normalmente implica que as camadas externas s e p até aquele nível principal estão completas.
  • Os gases nobres mais próximos têm estas contagens de elétrons:
    • [\mathrm{Kr}] tem 36 elétrons,
    • [\mathrm{Xe}] tem 54 elétrons.
  • O íon \mathrm{Cd}^{2+} tem 46 elétrons, ou seja, não iguala nenhum número de elétrons de um gás nobre. A configuração [\mathrm{Kr}]\,4d^{10} tem um subnível 4d totalmente preenchido, mas a camada n=5 (que incluiria 5s e 5p) está vazia — isso não é o mesmo que a configuração completa de um gás nobre (que exigiria todos os orbitais até certo n preenchidos, incluindo p do nível mais externo).
  • Portanto, [\mathrm{Kr}]\,4d^{10} não corresponde a uma configuração de gás nobre.

Passo 7

Comentário didático e motivacional (curto e útil):
  • Em provas, para íons de metais de transição lembre-se: retire elétrons do orbital com maior n primeiro (normalmente os s antes dos d).
  • Um subnível d cheio ( d^{10}) dá estabilidade extra, mas não é sinônimo de “gás nobre” — só será gás nobre se o número total de elétrons coincidir com o de um gás nobre, isto é, se todas as camadas externas estiverem completas até aquele gás nobre.

Resposta

\mathrm{Cd}^{2+}:\\ [\mathrm{Kr}]\,4d^{10} — não é configuração de gás nobre.

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