Escreva as configurações eletrônicas dos seguintes íons isolados: Ni^2+, Co^3+, Fe^2+, Co^2+, Mn^3+, Au^+, B^3+, Au^3+, Cd^2+, Cr^2+ e Cu^2+ e indique quantos elétrons desemparelhados cada um tem?

Passo 1

Beleza, vamos resolver o exercício que pede para escrever as configurações eletrônicas de vários íons isolados e indicar quantos elétrons estão desemparelhados em cada um deles. Isso envolve conhecer a estrutura eletrônica dos átomos, como os elétrons se organizam em diferentes orbitais, e entender como a carga dos íons altera essa configuração. Vamos precisar lembrar das regras de distribuição de elétrons, como a regra de Aufbau, o princípio de exclusão de Pauli e a regra de Hund.

Passo 2

Primeiro, vamos revisar como escrever a configuração eletrônica de um átomo neutro. A configuração eletrônica descreve como os elétrons estão distribuídos nas diferentes camadas e subcamadas ao redor do núcleo. Usamos a sequência de preenchimento das subcamadas: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, e assim por diante.
Para íons, dependendo se o íon é positivo ou negativo, adicionamos ou removemos elétrons dos orbitais mais externos. No caso dos íons positivos (cátions), removemos elétrons dos orbitais de maior energia primeiro, geralmente das subcamadas d ou s. Após determinar a configuração eletrônica, contamos os elétrons desemparelhados, ou seja, aqueles que estão sozinhos em um orbital sem um par.

Passo 3

Vamos começar com o íon Ni^2+.
  1. Níquel (Ni) tem o número atômico 28, então a configuração eletrônica do átomo neutro é: Ni: [Ar], 3d^8, 4s^2
  2. Como estamos lidando com Ni^2+, removemos 2 elétrons. Geralmente, removemos primeiro os elétrons da subcamada 4s: Ni^2+: [Ar], 3d^8
  3. Agora, contamos os elétrons desemparelhados na subcamada 3d. Com 8 elétrons, teremos 2 elétrons desemparelhados.

Passo 4

Agora, vamos para Co^3+.
  1. Cobalto (Co) tem o número atômico 27, configuração eletrônica do neutro: Co: [Ar], 3d^7, 4s^2
  2. Para Co^3+, removemos 3 elétrons: os 2 do 4s e 1 do 3d: Co^3+: [Ar], 3d^6
  3. Com 6 elétrons na subcamada 3d, teremos 4 elétrons desemparelhados.

Passo 5

Vamos para Fe^2+.
  1. Ferro (Fe) tem o número atômico 26, configuração eletrônica do neutro: Fe: [Ar], 3d^6, 4s^2
  2. Para Fe^2+, removemos 2 elétrons do 4s: Fe^2+: [Ar], 3d^6
  3. Com 6 elétrons na subcamada 3d, teremos 4 elétrons desemparelhados.

Passo 6

Agora, Co^2+.
  1. Cobalto (Co) neutro: Co: [Ar], 3d^7, 4s^2
  2. Para Co^2+, removemos 2 elétrons do 4s: Co^2+: [Ar], 3d^7
  3. Com 7 elétrons na subcamada 3d, teremos 3 elétrons desemparelhados.

Passo 7

Vamos para Mn^3+.
  1. Manganês (Mn) tem o número atômico 25, configuração eletrônica do neutro: Mn: [Ar], 3d^5, 4s^2
  2. Para Mn^3+, removemos 3 elétrons: 2 do 4s e 1 do 3d: Mn^3+: [Ar], 3d^4
  3. Com 4 elétrons na subcamada 3d, teremos 4 elétrons desemparelhados.

Passo 8

Agora, Au^+.
  1. Ouro (Au) tem o número atômico 79, configuração eletrônica do neutro: Au: [Xe], 4f^14, 5d^10, 6s^1
  2. Para Au^+, removemos 1 elétron do 6s: Au^+: [Xe], 4f^14, 5d^10
  3. Com 10 elétrons na subcamada 5d, todos estão emparelhados, então 0 elétrons desemparelhados.

Passo 9

Vamos para B^3+.
  1. Boro (B) tem o número atômico 5, configuração eletrônica do neutro: B: 1s^2, 2s^2, 2p^1
  2. Para B^3+, removemos 3 elétrons: 2 do 2p e 1 do 2s: B^3+: 1s^2
  3. No B^3+, todos os elétrons estão emparelhados no 1s, então 0 elétrons desemparelhados.

Passo 10

Agora, Au^3+.
  1. Ouro (Au) neutro: Au: [Xe], 4f^14, 5d^10, 6s^1
  2. Para Au^3+, removemos 3 elétrons: 1 do 6s e 2 do 5d: Au^3+: [Xe], 4f^14, 5d^8
  3. Com 8 elétrons na subcamada 5d, teremos 2 elétrons desemparelhados.

Passo 11

Vamos para Cd^2+.
  1. Cádmio (Cd) tem o número atômico 48, configuração eletrônica do neutro: Cd: [Kr], 4d^10, 5s^2
  2. Para Cd^2+, removemos 2 elétrons do 5s: Cd^2+: [Kr], 4d^10
  3. Com 10 elétrons na subcamada 4d, todos estão emparelhados, então 0 elétrons desemparelhados.

Passo 12

Por fim, Cr^2+ e Cu^2+.
  1. Cromo (Cr) tem o número atômico 24, configuração eletrônica do neutro:
    Cr: [Ar], 3d^5, 4s^1
  2. Para Cr^2+, removemos 2 elétrons: 1 do 4s e 1 do 3d:
    Cr^2+: [Ar], 3d^4
  3. Com 4 elétrons na subcamada 3d, teremos 4 elétrons desemparelhados.
  4. Cobre (Cu) tem o número atômico 29, configuração eletrônica do neutro:
    Cu: [Ar], 3d^10, 4s^1
  5. Para Cu^2+, removemos 2 elétrons: 1 do 4s e 1 do 3d:
    Cu^2+: [Ar], 3d^9
  6. Com 9 elétrons na subcamada 3d, teremos 1 elétron desemparelhado.

Resposta

As configurações eletrônicas dos íons isolados e o número de elétrons desemparelhados em cada um são:
  • Ni^2+: [Ar], 3d^82 elétrons desemparelhados
  • Co^3+: [Ar], 3d^64 elétrons desemparelhados
  • Fe^2+: [Ar], 3d^64 elétrons desemparelhados
  • Co^2+: [Ar], 3d^73 elétrons desemparelhados
  • Mn^3+: [Ar], 3d^44 elétrons desemparelhados
  • Au^+: [Xe], 4f^14, 5d^100 elétrons desemparelhados
  • B^3+: 1s^20 elétrons desemparelhados
  • Au^3+: [Xe], 4f^14, 5d^82 elétrons desemparelhados
  • Cd^2+: [Kr], 4d^100 elétrons desemparelhados
  • Cr^2+: [Ar], 3d^44 elétrons desemparelhados
  • Cu^2+: [Ar], 3d^91 elétron desemparelhado

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