Escreva a distribuição eletrônica nos subníveis de energia para os seguintes átomos:
{ }_{7} \mathrm{~N}

Passo 1

O enunciado pede para escrever a distribuição eletrônica nos subníveis de energia para o átomo {}_7\mathrm{N}.
Informações fornecidas e inferidas diretamente:
  • O número atômico é Z=7.
  • Não foi dito nada sobre íons, então trata-se do átomo neutro (número de elétrons igual a Z).
  • Objetivo: listar os elétrons ocupando subníveis (ex.: 1s^2, 2p^3, etc.).

Passo 2

Determinar quantos elétrons devemos colocar.
Para um átomo neutro, o número de elétrons é igual ao número atômico, portanto temos 7 elétrons para distribuir.

Passo 3

Regras básicas que vamos usar (explicadas de forma simples e prática):
  • Princípio de Aufbau (preenchimento): os elétrons ocupam primeiro os subníveis de menor energia. A ordem mais baixa até onde precisamos é: 1s, 2s, 2p.
  • Capacidade dos subníveis: um subnível s comporta no máximo 2 elétrons; um subnível p comporta no máximo 6 elétrons. Isso vem do número de orbitais vezes 2 (cada orbital suporta 2 elétrons com spins opostos).
  • Princípio de exclusão de Pauli: em cada orbital só cabem no máximo dois elétrons e eles devem ter spins opostos (representados por \uparrow e \downarrow).
  • Regra de Hund: em orbitais degenerados (por exemplo, os três orbitais 2p) coloca-se primeiro um elétron em cada orbital com spins paralelos antes de emparelhar elétrons em um mesmo orbital. Isso minimiza repulsões e é a configuração de menor energia.

Passo 4

Preenchimento passo a passo dos 7 elétrons:
  • Primeiro preenchemos 1s. O subnível 1s comporta até 2 elétrons. Colocando 2 elétrons restam 7-2=5 elétrons. Em notação: começamos com 1s^2.
  • Em seguida vem 2s. O subnível 2s também comporta até 2 elétrons. Colocando 2 elétrons em 2s restam 5-2=3 elétrons. Agora temos 1s^2\,2s^2.
  • Restam 3 elétrons e o próximo conjunto é o subnível 2p, que tem três orbitais degenerados ( 2p_x,2p_y,2p_z) e capacidade total 6. Aplicando a regra de Hund, colocamos um elétron em cada orbital antes de emparelhar. Assim, os 3 elétrons ocupam os três orbitais 2p com spins paralelos: cada orbital fica com um elétron \uparrow. Isso corresponde a 2p^3.

Passo 5

Resumo explicativo e interpretação da notação:
  • A configuração encontrada é 1s^2\,2s^2\,2p^3. Aqui:
    • em 1s^2: o número 1 é o número quântico principal n (nível de energia), a letra s é o tipo de subnível (orbital angular), e o expoente 2 indica o número de elétrons naquele subnível;
    • o mesmo vale para 2s^2 e 2p^3.
  • Visualmente, a ocupação dos orbitais 2p (aplicando Hund) seria algo como: 2p_x:\\ \uparrow,\qquad 2p_y:\\ \uparrow,\qquad 2p_z:\\ \uparrow.(nenhum deles está emparelhado.)

Passo 6

Dica rápida para a prova (pra lembrar na hora): conte sempre os elétrons (aqui 7), vá preenchendo pelos subníveis na ordem 1s\to2s\to2p, subtraia à medida que coloca elétrons, e aplique Hund quando chegar em orbitais degenerados (p, d, f). Você conseguiu — vai dar certo!

Resposta

1s^2\,2s^2\,2p^3

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