Faça a configuração eletrônica dos elementos a seguir, e faça a representação dos orbitais, mostrando quantos elétrons desemparelhados cada um tem:
Fe;

Passo 1

O enunciado pede a configuração eletrônica do ferro, o diagrama de orbitais e o número de elétrons desemparelhados. O ferro tem número atômico 26, logo possui 26 elétrons, e para resolver vamos usar o princípio de Aufbau (preenchimento dos orbitais em ordem de energia), o princípio de exclusão de Pauli e a regra de Hund.

Passo 2

Listamos a ordem de preenchimento de subníveis até o ferro:
1s,\;2s,\;2p,\;3s,\;3p,\;4s,\;3d.
Cada subnível comporta no máximo 2,\,2,\,6,\,2,\,6,\,2,\,10 elétrons, respectivamente.

Passo 3

Preenchemos sucessivamente até somar 26 elétrons:
1s^2\;(2),\;2s^2\;(4),\;2p^6\;(10),\;3s^2\;(12),\;3p^6\;(18),\;4s^2\;(20),\;3d^6\;(26).
Portanto a configuração é
\mathrm{Fe}:\;1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6\,4s^2\,3d^6,
ou, de forma abreviada,
\mathrm{Fe}:\;[Ar]\;4s^2\,3d^6.

Passo 4

Montamos o diagrama de orbitais com setas para spins ( \uparrow spin-up, \downarrow spin-down) e aplicamos a regra de Hund para o subnível 3d:
1s:\;\uparrow\downarrow
2s:\;\uparrow\downarrow
2p:\;\uparrow\downarrow\;\;\uparrow\downarrow\;\;\uparrow\downarrow
3s:\;\uparrow\downarrow
3p:\;\uparrow\downarrow\;\;\uparrow\downarrow\;\;\uparrow\downarrow
4s:\;\uparrow\downarrow
3d:\; \underbrace{\uparrow\downarrow}_{d_1}\; \underbrace{\uparrow}_{d_2}\; \underbrace{\uparrow}_{d_3}\; \underbrace{\uparrow}_{d_4}\; \underbrace{\uparrow}_{d_5}

Passo 5

No subnível 3d há seis elétrons distribuídos em cinco orbitais, formando um par em um orbital e mantendo os demais desemparelhados conforme a regra de Hund. Assim o número de elétrons desemparelhados é 4.

Resposta

Configuração eletrônica: [Ar]\;4s^2\,3d^6
Orbitais (setas = elétrons):
1s: \uparrow\downarrow
2s: \uparrow\downarrow
2p: \uparrow\downarrow\;\uparrow\downarrow\;\uparrow\downarrow
3s: \uparrow\downarrow
3p: \uparrow\downarrow\;\uparrow\downarrow\;\uparrow\downarrow
4s: \uparrow\downarrow
3d: \uparrow\downarrow,\;\uparrow,\;\uparrow,\;\uparrow,\;\uparrow
Elétrons desemparelhados: 4.

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