Exercício 7) Para os seguintes átomos: Na, Mg, N, S e F responda:
a) Quantos elétrons de valência existem em cada um dos átomos desses elementos?
b) Quantos elétrons emparelhados e desemparelhados existem na camada de valência de cada um desses átomos?

Passo 1

O enunciado pede, para os átomos de Na, Mg, N, S e F, duas coisas:
1) o número de elétrons de valência em cada átomo;
2) dentre esses elétrons de valência, quantos estão emparelhados e quantos estão desemparelhados na camada de valência.
Para isso vamos usar a configuração eletrônica de cada átomo, identificar a subcamada com maior número quântico principal n (camada de valência) e aplicar a regra de Hund para distribuir os elétrons em orbitais degenerados (especialmente orbitais p).

Passo 2

Elétrons de valência são aqueles localizados na camada de maior n. Após encontrar quantos elétrons ocupam essa camada, distribuí-los-á nos orbitais correspondentes ( s e, se houver, p), respeitando:
  • Cada orbital s comporta até 2 elétrons (emparelhados).
  • Há três orbitais p degenerados, cada um acomoda até 2 elétrons.
  • Regra de Hund: primeiro coloca-se um elétron em cada orbital degenerado (todos com spin paralelo) antes de emparelhar.

Passo 3

Configurações eletrônicas e identificação da camada de valência:
Na (Z=11):& 1s^2,2s^2,2p^6,3s^1(valência: n=3) Mg (Z=12):& 1s^2,2s^2,2p^6,3s^2(valência: n=3) N (Z=7):& 1s^2,2s^2,2p^3(valência: n=2) S (Z=16):& 1s^2,2s^2,2p^6,3s^2,3p^4(valência: n=3) F (Z=9):& 1s^2,2s^2,2p^5(valência: n=2) êêêêê

Passo 4

Número de elétrons de valência em cada átomo (soma das ocupações das subcamadas da camada de valência):
Na:&;3s^1;Rightarrow;1 Mg:&;3s^2;Rightarrow;2 N:&;2s^2+2p^3;Rightarrow;5 S:&;3s^2+3p^4;Rightarrow;6 F:&;2s^2+2p^5;Rightarrow;7

Passo 5

Distribuição e contagem de elétrons emparelhados e desemparelhados na camada de valência:
– Na ( 3s^1):
bul<=t Orbitais de valência: um único 3s bul<=t Elétrons emparelhados: 0 (só há um elétron)
bul<=t Elétrons desemparelhados: 1
– Mg ( 3s^2):
bul<=t Orbitais de valência: um único 3s bul<=t Elétrons emparelhados: 2 (o par em 3s)
bul<=t Elétrons desemparelhados: 0
– N ( 2s^2,2p^3):
bul<=t 2s: dois elétrons emparelhados
bul<=t 2p: três orbitais p, cada um com um elétron (desemparelhados) pela regra de Hund
bul<=t Elétrons emparelhados: 2bul<=t Elétrons desemparelhados: 3
– S ( 3s^2,3p^4):
bul<=t 3s: dois elétrons emparelhados
bul<=t 3p: quatro elétrons em três orbitais: um orbital com par ( 2 e^-) e dois orbitais com 1 e^- cada
bul<=t Elétrons emparelhados: 2(3s) + 2(3p) = 4 bul<=t Elétrons desemparelhados: 2
– F ( 2s^2,2p^5):
bul<=t 2s: dois elétrons emparelhados
bul<=t 2p: cinco elétrons em três orbitais: dois orbitais com par e um orbital com um elétron
bul<=t Elétrons emparelhados: 2(2s) + 4(2p) = 6 bul<=t Elétrons desemparelhados: 1

Resposta

Na: 1 elétron de valência; 0 emparelhados, 1 desemparelhado.
Mg: 2 elétrons de valência; 2 emparelhados, 0 desemparelhados.
N: 5 elétrons de valência; 2 emparelhados, 3 desemparelhados.
S: 6 elétrons de valência; 4 emparelhados, 2 desemparelhados.
F: 7 elétrons de valência; 6 emparelhados, 1 desemparelhado.

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