Escreva, em ordem, os nomes e os símbolos dos elementos do grupo 14. Classifique esses elementos em termos de comportamento metálico, semimetálico ou não metálico. Dê uma notação geral que mostre a configuração eletrônica no estado fundamental de cada elemento.

Passo 1

O enunciado pede três coisas, em ordem:
  1. Escrever, em ordem, os nomes e os símbolos dos elementos do grupo 14.
  2. Classificar esses elementos quanto ao comportamento metálico: metálico, semimetálico (metaloide) ou não metálico.
  3. Fornecer uma notação que mostre a configuração eletrônica no estado fundamental de cada elemento.
Informações relevantes que vamos usar (fornecidas pelo enunciado ou necessárias para resolver):
  • O grupo 14 é a coluna da Tabela Periódica que começa no carbono e vai descendo pelos períodos.
  • Precisaremos das configurações eletrônicas no estado fundamental de cada elemento (usaremos o princípio de Aufbau / regra de Madelung, o princípio de exclusão de Pauli e a regra de Hund para determiná-las).
  • Não foi fornecida figura nem tabela pelo enunciado; vou usar os números atômicos conhecidos para cada elemento para preencher elétrons até atingir o número atômico de cada um.

Passo 2

Rápida revisão didática (como se estivéssemos estudando para a prova): como montar uma configuração eletrônica no estado fundamental.
  1. Ideia geral — preencher elétrons nos orbitais em ordem crescente de energia até atingir o número total de elétrons igual ao número atômico Z do elemento.
  2. Ordem de preenchimento (regra de Madelung), que vou escrever na sequência prática que usamos com mais frequência:
    \;1s,\,2s,\,2p,\,3s,\,3p,\,4s,\,3d,\,4p,\,5s,\,4d,\,5p,\,6s,\,4f,\,5d,\,6p,\,7s,\,5f,\,6d,\,7p\;.
    Explicação curta: cada orbital tem capacidade máxima de elétrons: s até 2, p até 6, d até 10, f até 14.
  3. Regras importantes:
  • Princípio de exclusão de Pauli: cada orbital comporta no máximo dois elétrons com spins opostos.
  • Regra de Hund: ao preencher orbitais degenerados (por ex. os três orbitais p), coloca-se primeiro um elétron em cada orbital com spins paralelos antes de emparelhar.
  • Notação simplificada: usamos frequentemente a notação de gás nobre: [X] representa a configuração do gás nobre mais próximo com menor número atômico, e então adicionamos as camadas externas.

Passo 3

Vou listar os elementos do grupo 14 em ordem (de cima para baixo na Tabela Periódica) e indicar o número atômico correspondente — isso é necessário para construir a configuração. (Os números atômicos são dados padrão: não foram fornecidos no enunciado, mas são informação de referência que usamos para obter as configurações.)
  • Carbono: \mathrm{C}, Z=6
  • Silício: \mathrm{Si}, Z=14
  • Germânio: \mathrm{Ge}, Z=32
  • Estanho: \mathrm{Sn}, Z=50
  • Chumbo: \mathrm{Pb}, Z=82
  • Fleróvio: \mathrm{Fl}, Z=114 (elemento superpesado, propriedades experimentais limitadas)

Passo 4

Configuração eletrônica do Carbono ( Z=6) – passo a passo e por que:
  • Preenchemos orbitais seguindo a ordem: 1s cabe 2 elétrons → sobra 6-2=4.
  • 2s cabe 2 elétrons → sobra 4-2=2.
  • 2p começa a ser preenchido e recebe os 2 elétrons restantes.
    Resultado completo: \;1s^2\,2s^2\,2p^2\;.
    Notação com gás nobre: \;[He]\,2s^2\,2p^2\; (onde [He] representa \;1s^2\;).

Passo 5

Configuração eletrônica do Silício ( Z=14) — passo a passo:
  • Preenchemos até [Ne] que já soma 10 elétrons ( 1s^2\,2s^2\,2p^6). Restam 14-10=4.
  • 3s recebe 2 → restam 2.
  • 3p recebe 2 → restam 0.
    Resultado completo: \;1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^2\;.
    Notação com gás nobre: \;[Ne]\,3s^2\,3p^2\;.

Passo 6

Configuração eletrônica do Germânio ( Z=32) — passo a passo (atenção ao bloco 3d):
  • Preenchemos até [Ar] que soma 18 elétrons. Restam 32-18=14.
  • 4s recebe 2 → restam 12.
  • Depois vem o bloco 3d com capacidade 10 → 3d^{10} recebe 10 → restam 12-10=2.
  • Finalmente 4p recebe os 2 restantes.
    Resultado completo: \;1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6\,4s^2\,3d^{10}\,4p^2\;.
    Notação com gás nobre: \;[Ar]\,3d^{10}\,4s^2\,4p^2\;.

Passo 7

Configuração eletrônica do Estanho ( Z=50) — passo a passo:
  • Preenchemos até [Kr] que soma 36 elétrons. Restam 50-36=14.
  • Ordem para estes elétrons: 5s (2), depois 4d (10), depois 5p (restantes 2).
  • Escrevendo: [Kr]\,4d^{10}\,5s^2\,5p^2 — a soma dá 36+10+2+2=50.
    Resultado completo (ordenado de forma tradicional): \;1s^2\,...\,[Kr]\,4d^{10}\,5s^2\,5p^2\;.

Passo 8

Configuração eletrônica do Chumbo ( Z=82) — passo a passo:
  • Preenchemos até [Xe] que soma 54 elétrons. Restam 82-54=28.
  • Segue-se a ordem: 6s (2) → restam 26; 4f (14) → restam 12; 5d (10) → restam 2; 6p recebe os 2 restantes.
  • Assim obtemos: [Xe]\,4f^{14}\,5d^{10}\,6s^2\,6p^2.
    Resultado completo: \;1s^2\,...\,[Xe]\,4f^{14}\,5d^{10}\,6s^2\,6p^2\;.

Passo 9

Configuração eletrônica do Fleróvio ( Z=114) — observação e passo a passo:
  • Para elementos superpesados usamos a mesma ordem de preenchimento prevista pela regra de Madelung. Preenchendo até [Rn] ( Z=86) restam 114-86=28 elétrons.
  • Ordem: 7s (2) → restam 26; 5f (14) → restam 12; 6d (10) → restam 2; 7p recebe os 2 restantes.
  • Notação com gás nobre: [Rn]\,5f^{14}\,6d^{10}\,7s^2\,7p^2.
  • Observação didática importante: propriedades químicas de \mathrm{Fl} são pouco conhecidas experimentalmente devido à sua radioatividade e meia-vida curta; há efeitos relativísticos fortes que podem causar desvios em propriedades físicas e químicas esperadas. Assim, a configuração apresentada é a prevista pela sequência usual de preenchimento e é a notação comumente citada, mas comportamentos experimentais podem mostrar nuances.

Passo 10

Classificação quanto ao comportamento metálico e explicação da tendência no grupo:
  • Regra geral: descendo um grupo na Tabela Periódica, a característica metálica tende a aumentar. Isso ocorre porque o raio atômico aumenta, a energia de ionização geralmente diminui e os elétrons de valência ficam menos fortemente ligados — favorecendo comportamento metálico (doação de elétrons, condutividade, maleabilidade).
  • Aplicando ao grupo 14:
    • Carbono ( \mathrm{C}): não metálico — forma redes covalentes (diamante, grafite) e não apresenta propriedades metálicas típicas.
    • Silício ( \mathrm{Si}): semimetálico (metaloide) — comportamento intermediário; semicondutor; liga características de metais e não metais.
    • Germânio ( \mathrm{Ge}): semimetálico (metaloide) — também semicondutor, propriedades intermediárias.
    • Estanho ( \mathrm{Sn}): metálico — é um metal (com diferentes alótropos, mas em condições usuais comportamento metálico).
    • Chumbo ( \mathrm{Pb}): metálico — metal pesado, maleável, condutor (embora com pontos de fusão relativamente baixos comparados a metais de transição).
    • Fleróvio ( \mathrm{Fl}): provavelmente metálico / metal pós-transicional (classificação usualmente dada é “post-transition metal”); contudo, há incerteza experimental devido à instabilidade do elemento e efeitos relativísticos que podem alterar seu comportamento.

Passo 11

Dicas rápidas para a prova (práticas e motivadoras):
  • Memoriza a ordem dos elementos do grupo 14: Carbono, Silício, Germânio, Estanho, Chumbo, Fleróvio — e relaciona com símbolos \mathrm{C},\mathrm{Si},\mathrm{Ge},\mathrm{Sn},\mathrm{Pb},\mathrm{Fl}.
  • Para a configuração, pratique algumas contagens rápidas usando a notação de gás nobre; isso economiza tempo na prova.
  • Lembra que a classificação metálica é uma tendência: de cima para baixo, não metálico → metaloide → metálico. Você consegue isso!

Resposta

Carbono — \mathrm{C} — não metálico — configuração no estado fundamental: \;1s^2\,2s^2\,2p^2\;=\;[He]\,2s^2\,2p^2
Silício — \mathrm{Si} — semimetálico (metaloide) — configuração no estado fundamental: \;1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^2\;=\;[Ne]\,3s^2\,3p^2
Germânio — \mathrm{Ge} — semimetálico (metaloide) — configuração no estado fundamental: \;1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6\,4s^2\,3d^{10}\,4p^2\;=\;[Ar]\,3d^{10}\,4s^2\,4p^2
Estanho — \mathrm{Sn} — metálico — configuração no estado fundamental: \;1s^2\,...\,[Kr]\,4d^{10}\,5s^2\,5p^2\;=\;[Kr]\,4d^{10}\,5s^2\,5p^2
Chumbo — \mathrm{Pb} — metálico — configuração no estado fundamental: \;1s^2\,...\,[Xe]\,4f^{14}\,5d^{10}\,6s^2\,6p^2\;=\;[Xe]\,4f^{14}\,5d^{10}\,6s^2\,6p^2
Fleróvio — \mathrm{Fl} — provavelmente metálico (post‑transition metal), com incerteza experimental — configuração prevista no estado fundamental: \;[Rn]\,5f^{14}\,6d^{10}\,7s^2\,7p^2

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