Escreva as configurações para os estados fundamentais do oxigênio, cálcio e zinco.
Passo 1
O enunciado pede: escrever as configurações eletrônicas no estado fundamental dos elementos oxigênio, cálcio e zinco.
Informações úteis que vamos usar (valores obtidos da tabela periódica):
Informações úteis que vamos usar (valores obtidos da tabela periódica):
- O oxigênio: número atômico
. - O cálcio: número atômico
. - O zinco: número atômico
.
Passo 2
Regras básicas que vou usar (explicadas de forma simples, para você poder aplicar na prova):
- Capacidade dos orbitais: o orbital
comporta no máximo elétrons, comporta , comporta e comporta . Essas capacidades vêm de , onde é o número quântico azimutal ( para , para , etc.). - Princípio da exclusão de Pauli: cada orbital só aceita até dois elétrons com spins opostos.
- Regra de Hund: ao preencher orbitais degenerados (por exemplo, os três orbitais
), primeiro coloca-se um elétron em cada orbital com spins paralelos antes de emparelhar. Isso minimiza repulsões e é a configuração de menor energia. - Princípio de Aufbau (ordem de preenchimento): os elétrons ocupam primeiro orbitais de menor energia. Uma forma prática de lembrar a ordem é a regra de
: orbitais com menor enchem primeiro; se dois orbitais têm igual , o de menor enche primeiro. Na prática, a ordem útil até os primeiros níveis é:
(observe quecostuma preencher antes de .)
Passo 3
Como escrever configurações: duas formas comuns
- Forma longa, listando todos os orbitais preenchidos, por exemplo
. - Forma abreviada (nobre-gás): substituir os níveis preenchidos até um gás nobre anterior por seu símbolo entre colchetes, por exemplo
para indicar , ou para indicar . Essa forma é muito prática em provas.
Passo 4
Oxigênio (
). Montagem passo a passo:
- Temos
elétrons para distribuir. - Preenchemos na ordem:
recebe elétrons . Restam elétrons. - Em seguida
recebe elétrons . Restam elétrons. - Depois vem
, que pode comportar até , mas temos só para colocar. Pela regra de Hund, colocamos primeiro um elétron em cada um dos três orbitais (três elétrons), e o quarto elétron emparelha em um desses orbitais. Isso resulta em dois elétrons desemparelhados (ou seja, dois spins individuais) no conjunto . - Portanto a configuração inteira (forma longa) é
. Em forma abreviada, como , fica . - Observação útil para prova: a presença de dois elétrons desemparelhados no
explica que o oxigênio é paramagnético.
Passo 5
Cálcio (
). Montagem passo a passo:
- Temos
elétrons. Preenchendo na ordem conhecida:
(2 elétrons) → restam .
(2 elétrons) → restam .
(6 elétrons) → restam .
(2 elétrons) → restam .
(6 elétrons) → restam .
Agora osrestantes vão para antes de , então . - Assim a configuração longa é
. - Em forma abreviada, lembrando que
, fica . - Observação prática: cálcio no estado fundamental tem todos os elétrons emparelhados (sendo diamagnético).
Passo 6
Zinco (
). Montagem passo a passo:
- Temos
elétrons. Seguindo a ordem:
→ restam .
→ restam .
→ restam .
→ restam .
→ restam .
→ restam . (Até aqui isso é exatamente com elétrons usados para formar e mais no .)
Oselétrons finais preenchem o conjunto , que comporta exatamente . Assim surge . - A configuração longa é
. - Em forma abreviada, com
representando os elétrons inicias, fica . Alguns autores escrevem ; ambas representam o mesmo arranjo (os orbitais estão preenchidos). - Observação: em zinco o subnível
está cheio ( ) e todos os elétrons estão emparelhados — é diamagnético.
Passo 7
Dicas rápidas para a prova (resumão amigo):
- Conte sempre o número total de elétrons igual a
. - Use a ordem de preenchimento dada ou a regra de
se ficar em dúvida. - Para a forma abreviada, memorize os gases nobres:
para substituir blocos completos rapidamente. - Lembre das exceções mais comuns (por exemplo
e ), mas para O, Ca e Zn não há exceção surpreendente: seguem a ordem padrão.