Escreva a distribuição eletrônica nos subníveis de energia para os seguintes átomos:
Passo 1
O enunciado pede: "Escreva a distribuição eletrônica nos subníveis de energia para o átomo
".
Informações dadas e implicadas (peguei o número atômico do símbolo):
Informações dadas e implicadas (peguei o número atômico do símbolo):
- O número atômico é
. - Em um átomo neutro, o número de elétrons é igual ao número atômico, portanto há
elétrons para distribuir entre os subníveis.
Passo 2
Regras básicas que vou usar (explicadas de forma simples):
- Princípio de Aufbau (construção): preencher os subníveis de menor energia para maior energia. Uma regra prática é ordenar pelos valores de
(regra de Madelung): subníveis com menor são preenchidos primeiro; se houver empate, preencher primeiro o com menor . Aqui é o número quântico principal e é o número quântico azimutal. - Princípio de Pauli: cada orbital pode conter no máximo
elétrons com spins opostos. - Regra de Hund: em orbitais degenerados (por exemplo, os três orbitais
), colocar primeiro um elétron em cada orbital com spins paralelos antes de parear.
Explicando
e capacidades:
- Valores de
: para subshell , ; , ; , ; , . - Capacidade máxima de um subnível é
. Assim: -
comporta elétrons, -
comporta elétrons, -
comporta elétrons, -
comporta elétrons.
-
Passo 3
Ordenando os subníveis por
até onde precisamos (até atingir
elétrons): os subníveis relevantes aparecem na ordem conhecida
Justificativa curta para os dois que interessam aqui: para
temos
; para
temos
. Como
tem menor
, ele se enche antes de
. Isso explica por que o cálcio termina em
e não em
.
Passo 4
Agora vou preencher os elétrons um subnível por vez, contando até
. Em cada passo mostro quantos elétrons entram no subnível e o total acumulado.
- Preencher
: comporta elétrons. Escrevemos . Total acumulado: . - Preencher
: comporta elétrons. Escrevemos . Total acumulado: . - Preencher
: comporta elétrons. Escrevemos . Total acumulado: . - Preencher
: comporta elétrons. Escrevemos . Total acumulado: . - Preencher
: comporta elétrons. Escrevemos . Total acumulado: . - Faltam
elétrons. O próximo subnível mais baixo em energia é , que comporta . Preenchemos . Total acumulado: .
Em notação sequencial junta-se tudo:
.
Passo 5
Notação abreviada (atalho com gás nobre): o conjunto
é exatamente a configuração do argônio, que se escreve
. Assim a configuração do cálcio pode ser escrita como
.
Passo 6
Resumo pedagógico e dica para a prova:
- Para elementos com
relativamente pequeno (como ), use a sequência padrão e vá somando elétrons até alcançar . - Sempre verifique capacidades dos subníveis (
, , , ) e use para desempatar quando necessário. - No caso de
não há exceção à regra de Aufbau: a configuração termina em .